JP7220429B2 - 水素製造装置および水素製造方法 - Google Patents
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Description
CmHn+mH2O→mCO+(m+n/2)H2
CO+H2O→CO2+H2
本実施例では、構造体触媒を用いた通電加熱による直接熱供給方式において、都市ガスの水蒸気改質による水素製造のランニングコストについて評価した。オフガス燃焼による熱供給は、改質器内部での触媒燃焼により直接熱供給する方式を採用し、熱伝達効率に優れている。原料に都市ガスを用いる場合、水素製造装置の水素製造能力については、改質率が91%、CO変成率が95%、PSA回収率が74%であった。この条件下で水素製造のコストを算出した。
本実施例では、実施例1と同様の前提条件、直接熱供給方式に基づいて、オフガス燃焼熱の熱伝達効率を実施例1の51%から60%に変更してランニングコストを評価した。
本比較例では、従来法の粒状触媒を用いたバーナー燃焼での間接熱供給方式における水蒸気改質水素製造のランニングコストについて評価した。実用化されている間接熱供給方式の水素製造装置(水素製造量300Nm3/h)の原料原単位0.37Nm3/Nm3-H2を参考にし、前記実施例1,2と同様の前提条件に基づいて水素製造のコストを算出した。
1 真空断熱改質器
11 側壁
12 端部壁
121 ガス導入口
13 端部壁
131 ガス導出口
2 構造体触媒
3 オフガス燃焼管
31 ガス導入口
32 ガス排出口
4 水性ガスシフト反応器
41 ガス導入口
42 ガス導出口
5 PSA分離装置
61 配管
62 配管
63 熱交換器
64 配管
65 気液分離器
651 液排出口
652 液成分
66 配管
67 配管
68 配管
69 ブロア
71 電極
72 電極
8 電源
9 コントローラ
Claims (7)
- 真空断熱改質器と、
当該真空断熱改質器の内部に配置され、燃焼用触媒が充填されたガス燃焼管と、
前記真空断熱改質器の内部に配置され、水蒸気改質反応により水素を生成するための通電加熱可能な構造体触媒と、を備え、
前記構造体触媒は筒状とされており、
前記ガス燃焼管は、前記構造体触媒の内側を挿通する、水素製造装置。 - 前記真空断熱改質器を経た改質ガスから水素を精製するための水素精製装置を更に備え、
前記水素精製装置にて前記改質ガスから分離された水素以外の不純物を多く含むオフガスを燃焼用燃料として前記ガス燃焼管に供給する、請求項1に記載の水素製造装置。 - 前記構造体触媒は、ニッケルクロム合金を金属基板とし、その表面にアルミニウム層が形成されたクラッド担体に、ニッケルを含む金属が担持されたものである、請求項1または2に記載の水素製造装置。
- 前記構造体触媒は、ニッケルクロム合金を金属基板とし、その表面にアルミナ層が形成されたクラッド担体に、ニッケルを含む金属が担持されたものである、請求項1または2に記載の水素製造装置。
- 前記真空断熱改質器を経た改質ガスに含まれる一酸化炭素を水と触媒反応させて水素を生成するための水性ガスシフト反応器を更に備えている、請求項1ないし4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記真空断熱改質器を経た改質ガスに含まれる一酸化炭素を水と触媒反応させて水素を生成するための水性ガスシフト反応器と、
前記水性ガスシフト反応器からのシフト混合ガスに含まれる水素を精製するための水素精製装置と、を更に備え、
前記水素精製装置にて前記シフト混合ガスから分離された水素以外の不純物を多く含むオフガスを燃焼用燃料として前記ガス燃焼管に供給する、請求項1、3または4のいずれかに記載の水素製造装置。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の水素製造装置を用いて行う水素の製造方法であって、
前記構造体触媒に電流を流して当該構造体触媒を発熱させ、かつ前記ガス燃焼管に燃焼用ガスを供給して触媒燃焼させつつ、炭化水素と水とを含む原料ガスを前記真空断熱改質器内で水蒸気改質反応させる、水素の製造方法。
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