JP6830017B2 - 水素製造装置 - Google Patents
水素製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6830017B2 JP6830017B2 JP2017061274A JP2017061274A JP6830017B2 JP 6830017 B2 JP6830017 B2 JP 6830017B2 JP 2017061274 A JP2017061274 A JP 2017061274A JP 2017061274 A JP2017061274 A JP 2017061274A JP 6830017 B2 JP6830017 B2 JP 6830017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- supplied
- reforming
- reformer
- separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 97
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 97
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 96
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 200
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 138
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 100
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 97
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 35
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 32
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 28
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 or Natural products 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
本発明の第1実施形態に係る水素製造装置の一例を図1、図2に従って説明する。
多重筒型改質器12は、図2に示されるように、多重に配置された複数の筒状壁21、22、23、24を有している。複数の筒状壁21、22、23、24は、例えば円筒状や楕円筒状に形成される。複数の筒状壁21、22、23、24のうち内側から一番目の筒状壁21の内部には、燃焼室25が形成されており、この燃焼室25の上部には、バーナ26が下向きに配置されている。このバーナ26には、補給管38から水素製造装置10のオフガスが燃料として供給される。多重筒型改質器12は、改質器の一例である。さらに、この燃焼室25の上端部には、空気供給部18(図1参照)から燃焼用空気を供給するための空気供給管40が接続されている。
分離部50は、図1に示されるように、改質ガスから水蒸気を通過(透過)させる分離膜14と、分離膜14によって仕切られている供給室52と透過室54とを有している。供給室52には、多重筒型改質器12からの改質ガスが流れる改質ガス排出管44と、圧縮機80へ供給される改質ガスが流れる連絡流路管56とが接続されている。そして、改質ガス排出管44を流れて供給室52へ供給された改質ガスに含まれる水蒸気は、分離膜14を通過して供給室52から透過室54へ流れる。水蒸気が分離された改質ガスは、連絡流路管56を流れて圧縮機80へ供給される。分離膜14は第二分離膜の一例で、分離部50は、第二分離部の一例である。
圧縮機80には、供給室52からの改質ガスが流れる連絡流路管56と、分離部70へ供給される改質ガスが流れる連絡流路管66とが接続されている。圧縮機80は、分離部50から供給された大気圧の改質ガスをポンプで圧縮し、分離部70へ供給する。
分離部70は、改質ガスから水蒸気を分離する分離膜16と、分離膜16によって仕切られている供給室72と透過室74とを有している。供給室72には、圧縮機80からの改質ガスが流れる連絡流路管66と、水素精製器90へ供給される改質ガスが流れる連絡流路管68とが接続されている。
水素精製器90には、分離部70からの改質ガスが流れる連絡流路管68と、多重筒型改質器12へ供給される水素精製器90のオフガスが流れる補給管38とが接続されている。水素精製器90には、一例として、PSA装置が使用されている。この水素精製器90が改質ガスを不純物と水素とに分離することで、水素が精製される。
次に、水素製造装置10の作用について説明する。
以上説明したように、分離部70へ供給される改質ガスは、圧縮機80によって圧縮されている。このため、分離膜16を境に供給室72と透過室74との間に大きな差圧(水蒸気の分圧差)が生じることで、分離膜を用いて圧縮機の上流側だけで水蒸気を分離する場合と比して、効果的に改質ガスから水蒸気を分離することができる。
本発明の第2実施形態に係る水素製造装置110の一例を図3、図4に従って説明する。なお、第2実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
水素製造装置110の多重筒型改質器112の予熱流路32の上端部には、図4に示されるように、原料供給管133が接続されている。図3に示されるように、原料供給管133から都市ガスが直接、多重筒型改質器112へ供給される。多重筒型改質器112は、改質器の一例である。
次に、水素製造装置110の作用について説明する。
本発明の第3実施形態に係る水素製造装置210の一例を図5、図6に従って説明する。なお、第3実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
水素製造装置210の多重筒型改質器212の予熱流路32の上端部には、図6に示されるように、原料供給管133が接続されている。原料供給管133から都市ガスが直接、多重筒型改質器212へ供給される。多重筒型改質器212は、改質器の一例である。
次に、水素製造装置210の作用について説明する。
水素製造装置210では、分離膜14、16を用いることで改質ガスに含まれる二酸化炭素を分離する。このため、分離膜14、16によって改質ガスに含まれる二酸化炭素が分離されない場合と比して、水素精製器90を小型化することができる。
12 多重筒型改質器(改質器の一例)
14 分離膜(第二分離膜の一例)
16 分離膜(第一分離膜の一例)
33 原料供給管(流路管の一例)
50 分離部(第二分離部の一例)
70 分離部(第一分離部の一例)
80 圧縮機
90 水素精製器
110 水素製造装置
112 多重筒型改質器(改質器の一例)
210 水素製造装置
212 多重筒型改質器(改質器の一例)
Claims (5)
- 炭化水素原料を改質して水素を主成分とした改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器から供給された改質ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から供給された改質ガスから、少なくとも水蒸気を通過させることで分離する第一分離膜を有する第一分離部と、
前記改質器から改質ガスが供給され、前記圧縮機へ改質ガスを供給する第二分離部であって、前記改質器から供給された改質ガスから、少なくとも水蒸気を通過させることで分離する第二分離膜を有する前記第二分離部と、
を備える水素製造装置。 - 前記第一分離膜は、改質ガスから、二酸化炭素を通過させることで分離し、
ガス流れ方向において、前記第一分離部の下流側に配置され、改質ガスを不純物と水素とに分離して水素を精製する水素精製器を備える請求項1に記載の水素製造装置。 - 前記改質器は、水蒸気改質反応によって炭化水素原料から改質ガスを生成し、
少なくとも前記第一分離膜によって分離された水蒸気を改質用水として前記改質器に戻す流路管を備える請求項1に記載の水素製造装置。 - 前記第一分離膜の水蒸気通過側に流すスイープガスとして、前記改質器に供給される炭化水素原料を用いる請求項1から請求項3の何れか1項に記載の水素製造装置。
- 前記第一分離膜の水蒸気通過側に流すスイープガスとして、前記改質器に供給される燃焼用空気を用いる請求項1から請求項3の何れか1項に記載の水素製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017061274A JP6830017B2 (ja) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 水素製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017061274A JP6830017B2 (ja) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 水素製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018162194A JP2018162194A (ja) | 2018-10-18 |
JP6830017B2 true JP6830017B2 (ja) | 2021-02-17 |
Family
ID=63859693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017061274A Active JP6830017B2 (ja) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 水素製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6830017B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6553273B1 (ja) * | 2018-11-12 | 2019-07-31 | 東京瓦斯株式会社 | 水素製造装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000327307A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-28 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | 超高純度水素の製造方法およびその製造装置 |
JP2002260702A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Daikin Ind Ltd | 改質装置及びこれを備える燃料電池システム |
JP5010109B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2012-08-29 | 三菱重工業株式会社 | 水素製造装置および水素製造方法 |
FR2918978B1 (fr) * | 2007-07-20 | 2010-02-12 | Inst Francais Du Petrole | Nouveau procede de purification d'hydrogene utilisant une combinaison d'unites de separation sur membranes |
AU2011345735B2 (en) * | 2010-12-24 | 2016-03-31 | Renaissance Energy Research Corporation | Gas separation device, membrane reactor, and hydrogen production device |
JP2016184550A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス製造装置 |
JP6017660B1 (ja) * | 2015-10-26 | 2016-11-02 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017061274A patent/JP6830017B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018162194A (ja) | 2018-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8911519B2 (en) | Method and apparatus for hydrogen production and carbon dioxide recovery | |
EP2141119B1 (en) | Method of hydrogen production and carbon dioxide recovery and apparatus therefor | |
JP2017088490A (ja) | 水素製造装置 | |
KR20230027176A (ko) | 멤브레인 리포머를 이용한 수소 제조 | |
JP2018512368A (ja) | Co2膜を含む改質装置 | |
CN106000016B (zh) | 气体分离系统及富化气体的制造方法 | |
JP6931580B2 (ja) | 水素製造装置 | |
JP6830017B2 (ja) | 水素製造装置 | |
JP2018162195A (ja) | 水素製造装置 | |
JP2014001109A (ja) | 水素精製装置及び水素精製方法 | |
JP6530123B1 (ja) | 水素製造装置 | |
JP6764384B2 (ja) | 水素製造装置 | |
JP2019151537A (ja) | 水素製造装置 | |
JP6553273B1 (ja) | 水素製造装置 | |
JP2018162193A (ja) | 水素製造装置 | |
JP7197374B2 (ja) | 水素製造システム | |
JP7213156B2 (ja) | 水素製造装置 | |
JP2009029675A (ja) | 水素製造および二酸化炭素回収方法ならびに装置 | |
JP2009029674A (ja) | 水素製造および二酸化炭素回収方法ならびに装置 | |
JP2019055891A (ja) | 水素製造装置 | |
JP2018162198A (ja) | 水素製造装置 | |
JP2019137589A (ja) | 水素製造装置 | |
JP7213155B2 (ja) | 水素製造装置 | |
AU2013204804B2 (en) | Method and apparatus for hydrogen production and carbon dioxide recovery | |
JP7181080B2 (ja) | 水素製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200630 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200825 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210125 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6830017 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |