JP6909534B2 - 副生水素生成装置 - Google Patents
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Description
本発明の水素ガス製造方法における水素ガスの発生方法は、水素吸蔵性能を有する金属Mと水蒸気との反応を利用する。すなわち、下記式(1)に示すように、金属Mと水蒸気との反応により金属Mの酸化物が生成する際に水素ガスが発生するという現象を利用するものである。
本発明では、金属Mと高圧水蒸気を接触させることで、水素を製造する。高圧水蒸気の温度は、用いる金属Mによって適宜調節する。金属Mに接触する水蒸気の温度が、用いる金属Mの融点以上となることで、上記式(1)の反応が進行する。それゆえ、金属Mがマグネシウムの場合、マグネシウムに接触する際の水蒸気の温度は650℃以上であることが好ましく、800℃以上であることがより好ましい。また、水蒸気の温度は1200℃以下であることがより好ましい。このような温度条件の水蒸気を、マグネシウムに連続または不連続に接触させることで、反応を連鎖的に進行させることができる。また、金属Mがアルミニウムの場合、アルミニウムに接触する際の水蒸気の温度は、660℃以上であることが好ましく、800℃以上であることがより好ましい。また、水蒸気の温度は1200℃以下であることがより好ましい。また、たとえば、金属Mが鉄の場合は、鉄に接触する際の水蒸気の温度が、1535℃以上であることが好ましく、1600℃以上であることがより好ましい。また、水蒸気の温度は2000℃以下であることがより好ましい。
本発明においては、必要に応じて、水蒸気の流出を促すなどの目的で、担体ガスを使用してもよい。担体ガスは、たとえば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素、または空気が挙げられる。
本発明における水素生成装置は、水蒸気を発生させる水蒸気発生手段と、発生した水蒸気を反応容器に送り込む水蒸気供給手段と、金属Mと、該金属Mを充填する反応容器と、該反応容器内で発生した水素ガスを反応容器外に取り出すガス排出手段とを備える。上記水蒸気発生手段と水蒸気供給手段とは、水蒸気を直接反応容器に送り込めるように一体化した形態であることが好ましい。
1 原料供給口
2 水蒸気供給口
3 ガス排出口
4 金属酸化物排出口
11 ボイラ
20 一次冷却塔
30 二次冷却塔
Claims (3)
- 水素吸蔵性能を有する金属Mと水蒸気との反応を利用した水素ガスの製造方法であって、
水蒸気を発生させ、
発生した水蒸気を反応容器に送り込み、
金属Mの水素化物を併用することなく、金属Mと水蒸気とを接触させて、水素ガス及び金属Mの酸化物MαOβ(α、βはそれぞれ1〜4のいずれかの整数であり、αとβは同じあっても異なるものであってもよい。)を反応容器内で生成し、
該反応容器内で発生した水素ガスを反応容器外に取り出し、
前記反応容器において反応しなかった水蒸気を水として回収し、
回収した水を利用して、前記反応により発生した熱を回収し、
熱を回収した水をもとに水蒸気を発生させるものであり、
金属Mに接触させる水蒸気が、熱を回収した水をもとに発生した水蒸気を含み、大気圧より大きい圧力を有する水蒸気であり、
金属Mは、マグネシウムである、
水素ガスの製造方法。 - 金属Mは、粒状金属をペレット化したものである、請求項1に記載の水素ガスの製造方法。
- 水素吸蔵性能を有する金属Mと水蒸気との反応を利用した水素生成装置であって、
水蒸気を発生させる水蒸気発生手段と、
発生した水蒸気を反応容器に送り込む水蒸気供給手段と、
金属Mの水素化物を充填することなく、金属Mを充填し、前記金属Mと水蒸気とを接触させて、水素ガス及び金属Mの酸化物MαOβ(α、βはそれぞれ1〜4のいずれかの整数であり、αとβは同じあっても異なるものであってもよい。)を生成する反応容器と、
該反応容器内で発生した水素ガスを反応容器外に取り出すガス排出手段と、
前記反応において反応しなかった水蒸気を水として回収する水蒸気回収手段と、
水蒸気回収手段により回収した水を利用して、前記反応により発生した熱を回収する熱回収手段
とを備え、
水蒸気発生手段が、
熱回収手段により熱を回収した水をもとに水蒸気を発生させるものであり、
金属Mに接触させる水蒸気が、熱を回収した水をもとに発生した水蒸気を含み、大気圧より大きい圧力を有する水蒸気であり、
金属Mは、マグネシウムである、
水素生成装置。
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