JPH07330303A - 水素ガス製造装置 - Google Patents
水素ガス製造装置Info
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- JPH07330303A JPH07330303A JP6145518A JP14551894A JPH07330303A JP H07330303 A JPH07330303 A JP H07330303A JP 6145518 A JP6145518 A JP 6145518A JP 14551894 A JP14551894 A JP 14551894A JP H07330303 A JPH07330303 A JP H07330303A
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡潔な装置により水素ガスを低コストで自家
製造できる水素ガス製造装置を提供する。 【構成】 炭化水素を原料として燃料ガスの燃焼熱によ
り吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置２の発生ガ
ス出口２ａに、ガス送給用のコンプレッサ（ポンプ）３
の吸込口を接続し、このコンプレッサの吐出口を、前記
吸熱形ガス中のＨ2 以外のガスを優先的に吸着する吸着
剤２３を内蔵するＰＳＡガス分離装置４のガス入口４ａ
に接続し、このＰＳＡガス分離装置４の精製ガス出口４
ｂを、水素ガス貯槽５に接続するとともに、ＰＳＡガス
分離装置４における吸着剤再生時に該吸着剤から脱着さ
れるガスを排出する排ガス出口４ｃを、吸熱形ガス発生
装置２の燃料ガス供給路１８に接続する。
製造できる水素ガス製造装置を提供する。 【構成】 炭化水素を原料として燃料ガスの燃焼熱によ
り吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置２の発生ガ
ス出口２ａに、ガス送給用のコンプレッサ（ポンプ）３
の吸込口を接続し、このコンプレッサの吐出口を、前記
吸熱形ガス中のＨ2 以外のガスを優先的に吸着する吸着
剤２３を内蔵するＰＳＡガス分離装置４のガス入口４ａ
に接続し、このＰＳＡガス分離装置４の精製ガス出口４
ｂを、水素ガス貯槽５に接続するとともに、ＰＳＡガス
分離装置４における吸着剤再生時に該吸着剤から脱着さ
れるガスを排出する排ガス出口４ｃを、吸熱形ガス発生
装置２の燃料ガス供給路１８に接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、熱処理炉等に用いる
水素ガスを製造する装置に関する。
水素ガスを製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にステンレス鋼板の光輝焼鈍炉にお
いては、雰囲気ガスとして水素ガスを用いるが、従来は
この水素ガスは、水素ガス製造工場から輸送されたもの
を貯蔵タンクに受入れて使用しており、コストの低減化
および円滑な炉の操業のために自家製造することが望ま
れていた。しかし従来の水素ガス製造工場の水素製造設
備は、炭化水素のリフオーミング炉形式のものであつ
て、スチーム発生用のボイラを必要とするなど、大型で
複雑な大規模装置であり、設備費および維持費もかさ
み、中小規模の水素自家製造には不適当なものであつ
た。
いては、雰囲気ガスとして水素ガスを用いるが、従来は
この水素ガスは、水素ガス製造工場から輸送されたもの
を貯蔵タンクに受入れて使用しており、コストの低減化
および円滑な炉の操業のために自家製造することが望ま
れていた。しかし従来の水素ガス製造工場の水素製造設
備は、炭化水素のリフオーミング炉形式のものであつ
て、スチーム発生用のボイラを必要とするなど、大型で
複雑な大規模装置であり、設備費および維持費もかさ
み、中小規模の水素自家製造には不適当なものであつ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決するもので、簡潔な装置により水素ガスを
低コストで自家製造できる水素ガス製造装置を提供しよ
うとするものである。
問題点を解決するもので、簡潔な装置により水素ガスを
低コストで自家製造できる水素ガス製造装置を提供しよ
うとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】しかしてこの発明の熱処
理炉用雰囲気ガス製造装置は、炭化水素を原料として燃
料ガスの燃焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス
発生装置の発生ガス出口に、ガス送給用のポンプの吸込
口を接続し、このポンプの吐出口を、前記吸熱形ガス中
のＨ2 以外のガスを優先的に吸着する（一部Ｈ2 ガスも
吸着される）吸着剤を内蔵するＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒ
ｅ ｓｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）ガス分離装置
のガス入口に接続し、このＰＳＡガス分離装置の精製ガ
ス出口を、水素ガス貯槽に接続するとともに、前記ＰＳ
Ａガス分離装置における吸着剤再生時に該吸着剤から脱
着されるガスを排出する排ガス出口を、前記吸熱形ガス
発生装置の燃料ガス供給路に接続したことを特徴とす
る。
理炉用雰囲気ガス製造装置は、炭化水素を原料として燃
料ガスの燃焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス
発生装置の発生ガス出口に、ガス送給用のポンプの吸込
口を接続し、このポンプの吐出口を、前記吸熱形ガス中
のＨ2 以外のガスを優先的に吸着する（一部Ｈ2 ガスも
吸着される）吸着剤を内蔵するＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒ
ｅ ｓｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）ガス分離装置
のガス入口に接続し、このＰＳＡガス分離装置の精製ガ
ス出口を、水素ガス貯槽に接続するとともに、前記ＰＳ
Ａガス分離装置における吸着剤再生時に該吸着剤から脱
着されるガスを排出する排ガス出口を、前記吸熱形ガス
発生装置の燃料ガス供給路に接続したことを特徴とす
る。
【０００５】この発明において炭化水素としては、プロ
パン、ブタン、天然ガス等を用いることができる。また
ガス送給用のポンプとしては、コンプレッサや真空ポン
プ等を用いることができる。
パン、ブタン、天然ガス等を用いることができる。また
ガス送給用のポンプとしては、コンプレッサや真空ポン
プ等を用いることができる。
【０００６】
【作用】この発明の水素ガス製造装置においては、吸熱
形ガス発生装置において炭化水素を原料として生成され
た吸熱形ガスは、コンプレツサによりＰＳＡガス分離装
置に供給され、この吸熱形ガス中のＨ2 以外のガスは、
ＰＳＡガス分離装置において吸着剤により優先的に吸着
され、吸着しにくい水素ガスが精製ガス出口から水素ガ
ス貯槽に供給され、たとえば光輝焼鈍等の熱処理用の雰
囲気ガスとして使用される。
形ガス発生装置において炭化水素を原料として生成され
た吸熱形ガスは、コンプレツサによりＰＳＡガス分離装
置に供給され、この吸熱形ガス中のＨ2 以外のガスは、
ＰＳＡガス分離装置において吸着剤により優先的に吸着
され、吸着しにくい水素ガスが精製ガス出口から水素ガ
ス貯槽に供給され、たとえば光輝焼鈍等の熱処理用の雰
囲気ガスとして使用される。
【０００７】またＰＳＡガス分離装置における吸着剤再
生時には、吸着剤から脱着されたＮ2 およびＣＯガス等
と吸着剤再生時にパージ用として使用されるＨ2 ガスが
排ガス出口から排ガスとして排出され、この排ガスは吸
熱形ガス発生装置の燃料ガス供給路に供給されて、吸熱
形ガス発生装置における燃料ガスとして使用される。
生時には、吸着剤から脱着されたＮ2 およびＣＯガス等
と吸着剤再生時にパージ用として使用されるＨ2 ガスが
排ガス出口から排ガスとして排出され、この排ガスは吸
熱形ガス発生装置の燃料ガス供給路に供給されて、吸熱
形ガス発生装置における燃料ガスとして使用される。
【０００８】
【実施例】以下図１によりこの発明の一実施例を説明す
る。図中、１は水素ガス製造装置であり、この水素ガス
製造装置１は、吸熱形ガス発生装置２の発生ガス出口２
ａに、ガス送給用のポンプであるコンプレツサ３の吸込
口を接続し、このコンプレツサ３の吐出口を、ＰＳＡガ
ス分離装置４のガス入口４ａに接続し、このＰＳＡガス
分離装置４の精製ガス出口４ｂを水素ガス貯槽５に接続
するとともに、ＰＳＡガス分離装置４の排ガス出口４ｃ
を、管路６を介して吸熱形ガス発生装置２の燃料ガス供
給路１８（後述）に接続して成る。５ａは図示しない光
輝焼鈍炉に至る管路７に接続された水素ガス供給口、８
は燃料ガス供給路１８に至る管路６の中間部に設けた排
ガス貯槽、８ａはこの排ガス貯槽８の出口部に設けた排
ガス供給口である。
る。図中、１は水素ガス製造装置であり、この水素ガス
製造装置１は、吸熱形ガス発生装置２の発生ガス出口２
ａに、ガス送給用のポンプであるコンプレツサ３の吸込
口を接続し、このコンプレツサ３の吐出口を、ＰＳＡガ
ス分離装置４のガス入口４ａに接続し、このＰＳＡガス
分離装置４の精製ガス出口４ｂを水素ガス貯槽５に接続
するとともに、ＰＳＡガス分離装置４の排ガス出口４ｃ
を、管路６を介して吸熱形ガス発生装置２の燃料ガス供
給路１８（後述）に接続して成る。５ａは図示しない光
輝焼鈍炉に至る管路７に接続された水素ガス供給口、８
は燃料ガス供給路１８に至る管路６の中間部に設けた排
ガス貯槽、８ａはこの排ガス貯槽８の出口部に設けた排
ガス供給口である。
【０００９】吸熱形ガス発生装置２は、炭化水素供給口
１１に供給される炭化水素ＣＨと、フイルタ１２を経て
吸気される空気とを所定の比率で混合してブロワ１３に
より炉殻１４内のレトルト１５内に送入し、ガスバ−ナ
１６における燃料ガスの燃焼熱により加熱後、熱交換器
１７により冷却してＮ2 、Ｈ2 、ＣＯ各ガスを主成分と
し僅少量のＣＯ2 ガスを含む吸熱形ガスを生成するもの
であり、原料ガスおよび空気の流量調整用のレギユレー
タ、流量計、放出弁その他の公知の機器をそなえている
が、その図示は省略してある。またレトルト１５、熱交
換器１７等は複数組設けてあるが、１組のみを図示して
ある。１８はガスバ−ナ１６への燃料ガス供給路で、図
示しない燃料ガス（この実施例ではＬＮＧガス）供給源
に接続され、また１９はガスバ−ナ１６への燃焼用空気
供給路で、図示しない燃焼用空気供給源に接続されてい
る。
１１に供給される炭化水素ＣＨと、フイルタ１２を経て
吸気される空気とを所定の比率で混合してブロワ１３に
より炉殻１４内のレトルト１５内に送入し、ガスバ−ナ
１６における燃料ガスの燃焼熱により加熱後、熱交換器
１７により冷却してＮ2 、Ｈ2 、ＣＯ各ガスを主成分と
し僅少量のＣＯ2 ガスを含む吸熱形ガスを生成するもの
であり、原料ガスおよび空気の流量調整用のレギユレー
タ、流量計、放出弁その他の公知の機器をそなえている
が、その図示は省略してある。またレトルト１５、熱交
換器１７等は複数組設けてあるが、１組のみを図示して
ある。１８はガスバ−ナ１６への燃料ガス供給路で、図
示しない燃料ガス（この実施例ではＬＮＧガス）供給源
に接続され、また１９はガスバ−ナ１６への燃焼用空気
供給路で、図示しない燃焼用空気供給源に接続されてい
る。
【００１０】またＰＳＡガス分離装置４は、２基の吸着
塔２１，２２内にＨ2 以外のガスを優先的に吸着するゼ
オライトを吸着剤２３として充填し、吸着および再生塔
切換用の電磁開閉弁２４〜３１をそなえ、これら開閉弁
の開閉により一方の吸着塔（たとえば２１）でＮ2 およ
びＣＯガスの吸着を、他方の吸着塔（たとえば２２）で
減圧によりＮ2 およびＣＯガスの脱着をおこなうもので
ある。なお３２はガス溜めであり、この中には吸着剤２
３の再生時に用いられるパージガス（Ｈ2 ガス）が貯え
られている。
塔２１，２２内にＨ2 以外のガスを優先的に吸着するゼ
オライトを吸着剤２３として充填し、吸着および再生塔
切換用の電磁開閉弁２４〜３１をそなえ、これら開閉弁
の開閉により一方の吸着塔（たとえば２１）でＮ2 およ
びＣＯガスの吸着を、他方の吸着塔（たとえば２２）で
減圧によりＮ2 およびＣＯガスの脱着をおこなうもので
ある。なお３２はガス溜めであり、この中には吸着剤２
３の再生時に用いられるパージガス（Ｈ2 ガス）が貯え
られている。
【００１１】次に上記構成の装置を用いたガス生成例に
ついて説明すると、先ず炭化水素ＣＨとしてプロパンガ
スを１５．６Kg／Ｈの割合で炭化水素供給口１１内に供
給し、吸熱形ガス発生装置２により、ＣＯ＝２４％、Ｈ
2 ＝３３％、Ｎ2 ＝残部（但し％：容積％）の組成を有
する吸熱形ガス（流量：１００Ｎｍ3 ／Ｈ）を得、これ
をコンプレツサ３により４Kg/cm2に加圧してＰＳＡガス
分離装置４に供給した。吸着塔２１（または２２）にお
いてＮ2 およびＣＯガスを吸着し、得られた純度９９．
９９％の水素ガス（流量：１９．８Ｎｍ3 ／Ｈ）を水素
ガス貯槽５に貯蔵し、図示しない光輝焼鈍炉の雰囲気ガ
スとして使用した。
ついて説明すると、先ず炭化水素ＣＨとしてプロパンガ
スを１５．６Kg／Ｈの割合で炭化水素供給口１１内に供
給し、吸熱形ガス発生装置２により、ＣＯ＝２４％、Ｈ
2 ＝３３％、Ｎ2 ＝残部（但し％：容積％）の組成を有
する吸熱形ガス（流量：１００Ｎｍ3 ／Ｈ）を得、これ
をコンプレツサ３により４Kg/cm2に加圧してＰＳＡガス
分離装置４に供給した。吸着塔２１（または２２）にお
いてＮ2 およびＣＯガスを吸着し、得られた純度９９．
９９％の水素ガス（流量：１９．８Ｎｍ3 ／Ｈ）を水素
ガス貯槽５に貯蔵し、図示しない光輝焼鈍炉の雰囲気ガ
スとして使用した。
【００１２】これによつて、従来の輸送費のかかる水素
ガスの購入は不要となり、また水素ガス製造装置１の自
家運転により、確実に水素ガスを貯槽５に貯えて、図示
しない光輝焼鈍炉の円滑な操業をおこなうことができ
た。
ガスの購入は不要となり、また水素ガス製造装置１の自
家運転により、確実に水素ガスを貯槽５に貯えて、図示
しない光輝焼鈍炉の円滑な操業をおこなうことができ
た。
【００１３】また吸着塔２２（または２１）において吸
着剤２３の再生をおこない、減圧脱着によりＣＯ＝３０
％，Ｈ2 ＝１６．５％，Ｎ2 ＝残の組成を有する排ガス
（流量：８０．２Ｎｍ3 ／Ｈ）を得、排ガス貯槽８に貯
蔵し、管路６から燃料ガス供給源１８を経て吸熱形ガス
発生装置２のガスバ−ナ１６へ供給し、レトルト１５加
熱用の燃料ガスとして使用した。上記組成の排ガス中の
ＣＯおよびＨ2 分が燃料として使用でき、その燃焼発熱
量は１０６７００Ｋｃａｌ／Ｈであり吸熱形ガス発生装
置２における所要熱量を上まわるので、前記ＬＮＧガス
のかわりに上記排ガスを使用することにより、吸熱形ガ
ス発生装置２の運転をおこなうことができ、ＬＮＧガス
はほとんど使用せずに済んだ。
着剤２３の再生をおこない、減圧脱着によりＣＯ＝３０
％，Ｈ2 ＝１６．５％，Ｎ2 ＝残の組成を有する排ガス
（流量：８０．２Ｎｍ3 ／Ｈ）を得、排ガス貯槽８に貯
蔵し、管路６から燃料ガス供給源１８を経て吸熱形ガス
発生装置２のガスバ−ナ１６へ供給し、レトルト１５加
熱用の燃料ガスとして使用した。上記組成の排ガス中の
ＣＯおよびＨ2 分が燃料として使用でき、その燃焼発熱
量は１０６７００Ｋｃａｌ／Ｈであり吸熱形ガス発生装
置２における所要熱量を上まわるので、前記ＬＮＧガス
のかわりに上記排ガスを使用することにより、吸熱形ガ
ス発生装置２の運転をおこなうことができ、ＬＮＧガス
はほとんど使用せずに済んだ。
【００１４】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえば炭化水素ＣＨや吸着剤２３の種類、吸
熱形ガス発生装置２およびＰＳＡガス分離装置４の具体
的構成などは、上記以外のものとしてもよい。また排ガ
ス供給用の管路６はガスバ−ナ１６の燃料ガス供給口に
直接接続してもよく、この形態もこの発明における燃料
ガス供給路に接続したものに含まれるのものとする。
はなく、たとえば炭化水素ＣＨや吸着剤２３の種類、吸
熱形ガス発生装置２およびＰＳＡガス分離装置４の具体
的構成などは、上記以外のものとしてもよい。また排ガ
ス供給用の管路６はガスバ−ナ１６の燃料ガス供給口に
直接接続してもよく、この形態もこの発明における燃料
ガス供給路に接続したものに含まれるのものとする。
【００１５】さらに排ガス出口４ｃからの排ガスは全量
を上記のように吸熱形ガス発生装置２の燃料ガスとして
使用してもよいが、図１に鎖線４０で示すように管路６
を分岐して、排ガスの一部を図示しない別の雰囲気炉に
おける雰囲気ガスとして使用するようにしてもよい。そ
してこの場合や、排ガスの発生量が少ない場合等は、排
ガスは吸熱形ガス発生装置２の燃料の一部として、他の
燃料ガスと併用するようにしてもよい。
を上記のように吸熱形ガス発生装置２の燃料ガスとして
使用してもよいが、図１に鎖線４０で示すように管路６
を分岐して、排ガスの一部を図示しない別の雰囲気炉に
おける雰囲気ガスとして使用するようにしてもよい。そ
してこの場合や、排ガスの発生量が少ない場合等は、排
ガスは吸熱形ガス発生装置２の燃料の一部として、他の
燃料ガスと併用するようにしてもよい。
【００１６】またこの発明は、熱処理炉用以外の用途の
水素ガス製造装置にも適用できるものである。
水素ガス製造装置にも適用できるものである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
吸熱形ガス発生装置とＰＳＡガス分離装置を主体とする
簡潔な構成の装置により、水素ガスを低コストで自家製
造でき、水素ガスを確実に供給して熱処理炉等の水素ガ
ス使用装置の円滑な操業をおこなうことができるととも
に、吸着剤再生時に水素ガスとは別に得られる排ガス
を、吸熱形ガス発生装置の燃料ガスとして使用でき、一
層のコスト低減化をはかることができる。
吸熱形ガス発生装置とＰＳＡガス分離装置を主体とする
簡潔な構成の装置により、水素ガスを低コストで自家製
造でき、水素ガスを確実に供給して熱処理炉等の水素ガ
ス使用装置の円滑な操業をおこなうことができるととも
に、吸着剤再生時に水素ガスとは別に得られる排ガス
を、吸熱形ガス発生装置の燃料ガスとして使用でき、一
層のコスト低減化をはかることができる。
【図１】この発明の一実施例を示す水素ガス製造装置の
機器接続系統図である。
機器接続系統図である。
１…水素ガス製造装置、２…吸熱形ガス発生装置、２ａ
…発生ガス出口、３…コンプレツサ、４…ＰＳＡガス分
離装置、４ａ…ガス入口、４ｂ…精製ガス出口、４ｃ…
排ガス出口、５…水素ガス貯槽、６…管路、８…排ガス
貯槽、８ａ…排ガス供給口、１６…ガスバ−ナ、１８…
燃料ガス供給路、１９…燃焼用空気供給路、２１…吸着
塔、２２…吸着塔、２３…吸着剤。
…発生ガス出口、３…コンプレツサ、４…ＰＳＡガス分
離装置、４ａ…ガス入口、４ｂ…精製ガス出口、４ｃ…
排ガス出口、５…水素ガス貯槽、６…管路、８…排ガス
貯槽、８ａ…排ガス供給口、１６…ガスバ−ナ、１８…
燃料ガス供給路、１９…燃焼用空気供給路、２１…吸着
塔、２２…吸着塔、２３…吸着剤。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化水素を原料として燃料ガスの燃焼熱
により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置の発生
ガス出口に、ガス送給用のポンプの吸込口を接続し、こ
のポンプの吐出口を、前記吸熱形ガス中のＨ2 以外のガ
スを優先的に吸着する吸着剤を内蔵するＰＳＡガス分離
装置のガス入口に接続し、このＰＳＡガス分離装置の精
製ガス出口を、水素ガス貯槽に接続するとともに、前記
ＰＳＡガス分離装置における吸着剤再生時に該吸着剤か
ら脱着されるガスを排出する排ガス出口を、前記吸熱形
ガス発生装置の燃料ガス供給路に接続したことを特徴と
する水素ガス製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145518A JPH07330303A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 水素ガス製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145518A JPH07330303A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 水素ガス製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330303A true JPH07330303A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15387090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145518A Pending JPH07330303A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 水素ガス製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07330303A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018190511A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | マイクロコントロールシステムズ株式会社 | 加工装置又はシステム用の発電装置及び発電システム |
| JP2019205975A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 大同特殊鋼株式会社 | 雰囲気ガス発生装置 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6145518A patent/JPH07330303A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018190511A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | マイクロコントロールシステムズ株式会社 | 加工装置又はシステム用の発電装置及び発電システム |
| JP2019205975A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 大同特殊鋼株式会社 | 雰囲気ガス発生装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040427 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040907 |