JPH10194702A - 天然ガス型水素発生装置 - Google Patents

天然ガス型水素発生装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 設備部品数を削除して製作単価を節減し、設
置空間を最小化して設置費用を低廉にし、脱硫反応器内
の電気ヒーターを除去して組立生産性を向上させ、スタ
ート−アップ時間を短縮し熱効率を極大化し得る天然ガ
ス型水素発生装置を提供する。 【解決手段】 天然ガス型水素発生装置はリフォーマー
１００と脱硫装置２００とを連通させる第１のパイプラ
イン２６と、リフォーマーに空気を供給する第２のパイ
プライン２３上に設置され、リフォーマーに供給される
空気の量を調節する第１のバルブ手段３０２と、第１の
バルブ手段を介在して両端部がそれぞれ第２のパイプラ
インに連通される第３のパイプライン２５とリフォーマ
ーからの生産ガスをＣＯ転換器６に供給する第４のパイ
プライン５とを熱交換させて高温の生産ガスを冷却させ
る熱交換機３００と、第３のパイプラインの所定位置に
装着され、第３のパイプラインに供給される空気量を調
節する第２のバルブ手段３０１とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は天然ガス型水素発生
装置に関するもので、より詳しくは天然ガス及び水を原
料として追加の装置なしに高純度水素を自体的に直接生
産するようにした天然ガス型水素発生装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、天然ガスから水素を生産する方
式は水蒸気改質法（Steam Reforming）と部分酸化法（P
artial Oxidation）とオートサーマル改質法（Autother
mal Reforming）等がある。
【０００３】前記のような従来の水素生産方式のうち、
部分酸化法とオートサーマル改質法は別の酸素を供給す
べきである制約条件等のため経済性面で前記水蒸気改質
法に比べて劣等であるので、水蒸気改質法が広く使用さ
れている。
【０００４】従って、本明細書では水蒸気改質法を用い
る水素発生装置に限定して説明する。
【０００５】前記従来の水蒸気改質工程は炭化水素と過
熱水蒸気を反応させる改質過程と改質生成ガスから水素
を回収する精製回収過程とに区分され、炭化水素の原料
としては天然ガス、プロパン、ブタン又はナフサ等を使
用し、天然ガスを原料として使用する水蒸気改質法を具
体的に調べると、天然ガスの主成分はメタンであり、天
然ガス水蒸気改質反応は次のようである。
【０００６】 ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ＝３Ｈ２＋ＣＯ ΔＨ＝２０６KJ／gmol・・・（１） 前記（１）の反応は天然ガスが水蒸気と改質触媒（通常
ニッケル系触媒）反応して水素及び一酸化炭素が発生す
る反応である。この反応は強い吸熱反応で、外部から熱
を供給受けるべきであり、反応圧力は常圧〜２０気圧、
反応温度５００〜１，０００℃程度を維持する。又、逆
反応であるメタン反応及び触媒上でのコークス形成の抑
制のため、水蒸気を過量で供給し、天然ガスの場合、水
蒸気／炭化水素のモル（Mole）比は３〜３．５程度を維
持する。
【０００７】通常、大型水素プラントのリフォマーは大
型炉内に多数の触媒チューブを設置して前記反応を遂行
し、運転温度が９００〜１，０００℃程度である高温に
もかかわらず熱効率が６０〜７０％程度で低い方であ
る。
【０００８】一方、反応（１）とともに一酸化炭素が水
素に転換する反応が起こり、その反応は次のようであ
る。
【０００９】 ＣＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２＋ＣＯ２ ΔＨ＝−４１KJ／gmol・・・（２） 前記反応（２）はウォーターガス転換反応（Water Gas
Shift Reaction）と呼ばれ、反応温度が低くなるほどに
一酸化炭素の転換率が高くなり、反応圧力は常圧〜２０
気圧、反応温度は１８０〜３００℃程度を維持する。特
に、リフォマーの出口での一酸化炭素の濃度がかなり高
くなるが、リフォマーは高温で運転されるので、一般に
リフォマーの後端に熱交換機を設置してガスの温度を低
め、転換反応器（通常Ｃｕ系触媒が充填される）を通過
して一酸化炭素の濃度を低めながら水素の収率を高め
る。
【００１０】又、天然ガス中には漏洩感知の目的で硫化
合物の付臭剤が微量包含されている。この硫黄成分はリ
フォマー触媒を被毒させて性能を低下させるので、かな
らず脱硫装置により前処理すべきである。このため、水
添脱硫触媒及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）吸収触媒が充填され
た脱硫反応器がリフォマーの前端に設置されて、これは
通常１５０〜３５０℃の反応温度を維持する。
【００１１】前記のような脱硫反応器の運転条件到達が
全体システムのスタートアップ（Start-up）時間を主に
左右する。従来には脱硫反応器を電気ヒーターで予熱す
るか窒素を流しながら工程の熱を熱交換して間接的に予
熱し、原料である水を水蒸気に転換させるためガスボイ
ラーを別に設置し、脱硫反応器を予熱するため反応器内
の電気ヒーターを設置した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような工程及び構造を有する従来の天然ガス型水素発生
装置は、脱硫反応器を予熱するため電気ヒーターを使用
するため、ヒーターコイルの周辺に局部的に高温が発生
して脱硫触媒に悪影響を及ぼし得るだけでなく、電気消
耗量が多すぎて維持費用が高く、水蒸気を発生させるた
め別のガスボイラーを設置するため、設備が過大になる
ことは勿論脱硫反応器内に電気ヒーターを設置すること
がややこしくて組立生産性が著しく低下し、リフォマー
から排出される高温の水素包含生産ガスが転換反応器に
到達するまで熱回収及び活用されなくて、全体熱効率が
著しく低下する問題点があった。
【００１３】従って、本発明は前記のような従来の問題
点に鑑みて案出されたもので、その目的は、水蒸気改質
方式を用いる水素発生装置において、装置の設備部品数
を大幅削除してコンパクト化して製作単価を著しく節減
し、設置空間を最小化して設置費用を低廉にするだけで
なく、脱硫反応器内に電気ヒーターを設置する必要がな
くなって組立生産性を向上させることは勿論システムの
スタート−アップ時間を短縮し熱効率を極大化し得る天
然ガス型水素発生装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような本発明の目的
は、脱硫装置とリフォマーとＣＯ転換器とＰＳＡ装置を
備える天然ガス型水素発生装置において、リフォマーか
ら排出される高温の燃焼ガスを脱硫装置に供給して脱硫
装置を直接予熱させるため、リフォマーと脱硫装置とを
連通させる第１のパイプラインと、前記リフォマーに空
気を供給するための第２のパイプライン上に設置され、
リフォマーに供給される空気の量を調節するための第１
のバルブ手段と、前記第１のバルブ手段を介在して両端
部がそれぞれ第２のパイプラインに連通される第３のパ
イプラインとリフォマーで生産されて排出される生産ガ
スをＣＯ転換器に供給するための第４のパイプラインと
を熱交換させて高温の生産ガスを冷却させるための熱交
換機と、前記第３のパイプラインの所定位置に装着さ
れ、第３のパイプラインに供給される空気量を調節する
ための第２のバルブ手段とを含む天然ガス型水素発生装
置により達成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明による天然ガス型水
素発生装置の好ましい実施例を説明する。
【００１６】図１は本発明による天然ガス型水素発生装
置の工程系統図であり、図２及び図３は本発明によるリ
フォマーの第１及び第２実施例の構造を示す断面図であ
り、図４は本発明による脱硫装置の構造を示す断面図で
ある。
【００１７】図１乃至図４に示すように、本発明による
天然ガス型水素発生装置はリフォマー１００と脱硫装置
２００と熱交換機３００とＰＳＡ装置１４とパイプライ
ン２３、２５、２６とバルブ手段３０１、３０２とを包
含する。
【００１８】図１は本発明による天然ガス型水素発生装
置の系統図を示す。同図に示すように、給水タンク１は
パイプライン３により熱交換機４を介してリフォマー１
００の給水口１０５ａに連通され、給水タンク１内に貯
蔵されている水はポンプ２により加圧されて前記パイプ
ライン３を介してリフォマー１００に供給される。
【００１９】前記リフォマー１００の生産ガス出口１０
１ｃはリフォマー１００で生産される高温の生産ガスが
ＣＯ転換機６に供給されるよう、第４のパイプライン５
により熱交換機３００を介してＣＯ転換機６の入口に連
通される。
【００２０】前記ＣＯ転換機６の出口はパイプライン７
により熱交換機８を介して分離器９に連通される。
【００２１】前記パイプライン７は前記熱交換機８を経
ながら、冷水を供給するパイプライン１０と熱交換し
て、パイプライン７を通過して分離器９に送られる生産
ガスを常温に冷却させる。
【００２２】前記分離器９では生産ガスとともに供給さ
れた未反応水が分離されて排水された後、生産ガス中の
微量は脱硫反応用水素供給のためパイプライン１１を介
して圧縮機１２の入口側に供給され、残りの大部分の生
産ガスはパイプライン１３を介してＰＳＡ装置１４に供
給されＰＳＡ装置１４により高純度水素に精製される。
【００２３】前記ＰＳＡ装置１４では水素を除くＣＯ、
ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｏを吸着除去するための分子篩
（Molecular Sieve）が充填されており、３気圧運転、
真空再生段階がベッド（Bed）別に交互に進行されなが
ら高純度水素が連続的に生産され、真空再生時に発生さ
れるオフガス（Off Gas）はパイプライン１５を通過し
真空ポンプ１６によりタンクに貯蔵されて前記リフォマ
ー１００の燃料として使用され、ＰＳＡ装置１４で生産
された高純度水素はパイプライン１７を通過し圧縮機１
８により加圧されて生産ガスタンク１９に貯蔵される。
【００２４】又、天然ガスは圧縮機１２により加圧され
てからパイプライン２０を通過して天然ガスタンク２１
に貯蔵され、前記天然ガスタンク２１はパイプライン２
２を介して脱硫装置２００に連結される。
【００２５】前記リフォマー１００に注入される空気は
第１のパイプライン２３を通過しヒーター２４で予熱さ
れてからリフォマー１００のエア入口１０１ｄを介して
供給され、前記パイプライン２２から分岐された天然ガ
ス燃料パイプ１０８は前記エア入口１０１ｄに連通され
て、リフォマー１００に空気混合燃料が供給されるよう
に構成されている。
【００２６】前記第２のパイプライン２３の所定位置に
は第１のバルブ手段３０２が装着されて、ヒーター２４
に供給される空気量を調節し得ることになり、前記第２
のパイプライン２３には前記ヒーター２４と第１のバル
ブ手段３０２との間、つまりパイプライン２３の左側所
定位置に一端部が分岐されて連結され前記熱交換機３０
０を介して前記第１のバルブ手段３０２の右側のパイプ
ライン２３の所定位置に連通される第３のパイプライン
２５が形成され、前記第３のパイプライン２５上の熱交
換機３００と第２のパイプライン２３との間には第２の
バルブ手段３０１が装着されて、第４のパイプライン５
を通過するリフォマー１００で生産されて高温の生産ガ
スと前記熱交換機３００で熱交換するように空気量を調
節するように構成される。
【００２７】前記脱硫装置２００は前記リフォマー１０
０で発生する高温の燃焼熱が第１のパイプライン２６を
介して脱硫装置２００に供給されることにより予熱され
る。
【００２８】前記第１のパイプライン２６の一端部は前
記脱硫装置２００に連通され、他端部は前記リフォマー
１００の燃焼ガス出口１０１ｂに連通される。この時、
パイプライン３は熱交換機４を介してなるので、この時
パイプライン３に従って供給された水が高温の燃焼熱に
よって予熱させる。前記脱硫装置２００により脱硫され
た燃料は前記リフォマー１００にパイプライン２７によ
り供給される。
【００２９】前記パイプライン２７の一端部は前記脱硫
装置２００の出口に連通され他端部はリフォマー１００
の天然ガス原料注入口１０１ａに連通される。
【００３０】図２は本発明によるリフォマーの第１実施
例の構造を示す断面図で、前記リフォマー１００は概略
的にケーシング１０１と、改質管１０２と、改質管分離
板１０３と、燃焼管１０４と、水蒸気生産用コイル１０
５とを備える。
【００３１】前記ケーシング１０１は内部に中空が形成
され所定直径及び長さを有するよう形成され、上面部、
側面部及び下面部に天然ガス原料注入口１０１ａと、燃
焼ガス出口１０１ｂ及び生産ガス出口１０１ｃと、エア
入口１０１ｄどを有し、断熱材により断熱処理される。
【００３２】前記天然ガス原料注入口１０１ａは前記ケ
ーシング１０１の上面中央部で内部中空と連通されて上
方に延長形成され、前記燃焼ガス出口１０１ｂと生産ガ
ス出口１０１ｃは外周面の上部所定位置で内部中空と連
通されて外部に延長形成される。
【００３３】前記エア入口１０１ｄは前記ケーシング１
０１の下面部の中央部で下方に延長形成される。
【００３４】前記ケーシング１０１の内部中空には前記
改質管１０２と、改質管分離板１０３と、燃焼管１０４
と、水蒸気生産用コイル１０５とがそれぞれ固定設置さ
れる。
【００３５】前記燃焼管１０４は所定直径と長さを有す
る円筒形状で、下端部がケーシング１０１の内部中空の
底面に密着されて垂直に固定設置され、前記ケーシング
１０１のエア入口１０１ｄは前記燃焼管１０４と連通さ
れ、燃焼管１０４の上下部には燃焼触媒１０６、１０７
がそれぞれ所定設置される。
【００３６】前記燃焼触媒１０６、１０７は円筒構造を
有し、パラジウム及び貴金属を添加して製作した触媒を
使用する。
【００３７】前記ケーシング１０１のエア入口１０１ｄ
の所定位置には天然ガス燃料パイプ１０８が連通され、
前記天然ガス燃料パイプ１０８の所定位置には燃料噴射
管１０９が分岐され前記ケーシング１０１の下面を貫通
し前記燃焼管１０４の内部空間の中央部に所定長さで垂
直に固定設置され、上端部側外周面に多数の噴射孔１０
９ａが形成され、下端部にはバルブ１０９ｂが装着され
る。
【００３８】前記改質管１０２は断面が逆帽子形状を有
し、前記燃焼管１０４から所定間隔を有し、所定直径及
び長さを持って上方に延長され上端で折曲形成される凹
部１０２ａを有し、上端部は前記ケーシング１０１の内
部中空の上部内周面に沿って密封接合されてケーシング
１０１の内部中空を分割し、下面部はケーシング１０１
の内部中空底面から所定間隔を置いて燃焼ガスの流動路
を形成する。
【００３９】前記改質管分離板１０３は所定直径と長さ
を有する円筒で、上端部が漏斗形状をなすよう所定角度
に外向折曲されて前記ケーシング１０１の内部中空の上
端内周面に沿って密封接合され、下端部は改質管１０２
の底面から所定間隔を置いて改質管１０２の内部空間を
区画するように固定設置される。
【００４０】前記水蒸気生産用コイル１０５は所定直径
を有する管形状に形成され、前記改質管１０２の外周面
に螺旋形に密着巻取され、一端部は前記ケーシング１０
１の外周面の所定位置で外部に貫通延長される給水口１
０５ａであり、他端部は前記ケーシング１０１の外周面
の所定位置で外部に貫通延長される水蒸気出口１０５ｂ
である。
【００４１】前記水蒸気出口１０５ｂは前記ケーシング
１０１の天然ガス原料注入口１０１ａに連通される。
【００４２】前記改質管１０２と改質管分離板１０３間
の内側空間にはリフォマー触媒１１０が充填され、前記
リフォマー触媒１１０としてはニッケル系触媒を使用す
る。
【００４３】図３は本発明による第２実施例の構造を示
す断面図である。同図に示すように、全体構造は前記リ
フォマー１００の第１実施例と同様であるが、ただ燃焼
管１０４に設置される燃焼触媒１５０が異なり、前記燃
焼触媒１５０の特性により燃料噴射管１０９が除去され
たものである。
【００４４】前記燃焼触媒１５０は金属製の円筒形構造
物にパラジウム系金属を着せた燃焼触媒１５０ｂと、数
枚の円形ワイヤ網にパラジウム等を着せた燃焼触媒１５
０ａとから構成されて前記燃焼管１０４の下部に固定設
置される。燃料とエアの混合物は燃焼触媒１５０ｂと燃
焼管１０４間の狭い空間を通過しつつ約４０％１次燃焼
され、残りの未燃焼燃料は燃焼触媒１５０ａを通過しつ
つ完全燃焼されるように構成される。
【００４５】図４は本発明による脱硫装置２００の構造
を示す断面図である。同図に示すように、本発明による
脱硫装置２００は概略的にケーシング２０１と多数のピ
ンチューブ２０２とから構成される。
【００４６】前記ケーシング２０１は内部に中空を有し
上下部が対向ドーム形状を有する円筒形状で、上面に天
然ガス入口２０１ａが前記内部中空と連通されるように
形成され、下面には天然ガス出口２０１ｂが前記内部中
空と連通され、外周面の所定位置には燃焼ガス出口２０
１ｃ及び燃焼ガス入口２０１ｄがそれぞれ内部中空と連
通されるように一体に形成され、内部中空には多数、よ
り好ましく三つ以上のピンチューブ２０２が垂直に固定
設置される。
【００４７】前記ピンチューブ２０２は内部下側に硫化
水素（Ｈ２Ｓ）吸収触媒２０４が充填され、前記硫化水
素吸収触媒２０４の上側には水添脱硫触媒２０３が充填
される。
【００４８】前記脱硫装置２００の天然ガス入口２０１
ａはパイプライン２２により天然ガス貯蔵タンク２１に
連通されて、天然ガスを供給受ける。
【００４９】前記天然ガス出口２０１ｂはパイプライン
２７により前記リフォマー１００の天然ガス原料注入口
１０１ａに連通されて、脱硫処理された天然ガスをリフ
ォマー１００に供給する。
【００５０】前記燃焼ガス入口２０１ｄは前記第１のパ
イプライン２６により前記リフォマー１００の燃焼ガス
出口１０１ｂに連通されて、前記リフォマー１００から
排出される高温の燃焼ガスを受けて予熱され、前記燃焼
ガス出口２０１ｃを介して中空内に流入された燃焼ガス
を排出するように構成される。
【００５１】このように構成された本発明による天然ガ
ス型水素発生装置は、エア供給用第２のパイプライン２
３上にヒーター２４に供給される空気量を調節するため
の第１のバルブ手段３０２を設置し、前記第１のバルブ
手段３０２を介在して両端部が前記第２のパイプライン
２３に連通され、所定位置に空気量調節のための第２の
バルブ手段３０１が設置された第３のパイプライン２５
を形成し、前記第３のパイプライン２５と第４のパイプ
ライン５を熱交換させて、リフォマー１００で生産され
た高温の生産ガスを冷却させるための熱交換機３００を
さらに設置し、このような構造を有するリフォマー１０
０と脱硫装置２００の燃焼ガス出口１０１ｂと燃焼ガス
入口２０１ｄを前記第１のパイプライン２６により連通
させて、脱硫装置２００を予熱するための別のボイラー
設備又は電気ヒーターを設置しなく、リフォマー１００
で発生する高温の燃焼ガスで脱硫装置２００を全体的に
均一に直接予熱させることにより、全体スタート−アッ
プ時間を短縮させ、ＣＯ転換器６の初期運転到達時間を
短縮させて最適温度条件を維持し熱効率を著しく向上さ
せ得るものである。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による天然
ガス型水素発生装置は、リフォマー１００及び脱硫装置
２００の構造を変更し相互連通させ、リフォマー１００
の作動時に発生する高温の燃焼ガスを前記脱硫装置２０
０に供給して直接予熱させて全体スタート−アップ時間
を短縮させ、エア供給用第２のパイプライン２３上に空
気量調節用第１のバルブ手段３０２と、前記第３のパイ
プライン２５上に設置されて空気量を調節するための第
２のバルブ手段３０１と、前記第３のパイプライン２５
と第４のパイプライン５を熱交換させて、リフォマー１
００で生産されて排出される生産ガスを冷却させるため
の熱交換機３００とをさらに備えることにより、前記Ｃ
Ｏ転換器６の初期運転到達時間を短縮させ最適温度条件
を維持し熱効率を著しく向上させ得るだけでなく、前記
構造及び作用により別の脱硫装置の予熱設備が削除され
るので、製作単価は勿論設置及び維持管理費が非常に低
廉になり、水素発生装置を小型化し得る効果があるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水素発生装置の工程系統図であ
る。
【図２】本発明によるリフォマーの一実施例の構造を示
す断面図である。
【図３】本発明によるリフォマーの他の実施例の構造を
示す断面図である。
【図４】本発明による脱硫装置の構造を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１００…リフォマー、１０１…ケーシング、１０２…改
質管、１０３…改質管分離板、１０４…燃焼管、１０５
…水蒸気発生コイル、１０６、１０７、１５０…燃焼触
媒、１０８…天然ガス燃料注入口、１０９…燃料噴射
管、１１０…リフォマー触媒、２００…脱硫装置、２０
１…ケーシング、２０２…ピンチューブ、２０３…水添
脱硫触媒、２０４…硫化水素吸収触媒、３００…熱交換
機、３０１、３０２…バルブ手段
フロントページの続き (72)発明者 ▲鄭▼ 盛在 大韓民国大田廣域市有城区田民洞世宗エー ピーティー109−1101 (72)発明者 韓 在星 大韓民国大田廣域市有城区田民洞世宗エー ピーティー102−703 (72)発明者 ▲ひょうん▼ ▲じょおん▼豪 大韓民国大田廣域市有城区田民洞世宗エー ピーティー109−104

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 脱硫装置（２００）とリフォマー（１０
    ０）とＣＯ転換器（６）とＰＳＡ（１４）とを備える天
    然ガス型水素発生装置において、リフォマー（１００）
    から排出される高温の燃焼ガスを脱硫装置（２００）に
    供給して脱硫装置（２００）を直接予熱させるためリフ
    ォマー（１００）と脱硫装置（２００）とを連通させる
    第１のパイプライン（２６）と、前記リフォマー（１０
    ０）に空気を供給するための第２のパイプライン（２
    ３）上に設置されリフォマー（１００）に供給される空
    気の量を調節するための第１のバルブ手段（３０２）
    と、前記第１のバルブ手段（３０２）を介在して両端部
    がそれぞれ第２のパイプライン（２３）に連通される第
    ３のパイプライン（２５）とリフォマー（１００）で生
    産されて排出される生産ガスをＣＯ転換器（６）に供給
    するための第４のパイプライン（５）とを熱交換させて
    高温の生産ガスを冷却させるための熱交換機（３００）
    と、前記第３のパイプライン（２５）の所定位置に装着
    され第３のパイプライン（２５）に供給される空気の量
    を調節するための第２のバルブ手段（３０１）とを含む
    ことを特徴とする天然ガス型水素発生装置。
  2. 【請求項２】 前記リフォマー（１００）は、内部に中
    空を有する円筒形状のケーシング（１０１）と、前記ケ
    ーシング（１０１）の中空の中心方向に固定設置されて
    所定直径及び長さを有す燃焼管（１０４）と、前記燃焼
    管（１０４）から所定間隔を置いて燃焼管（１０４）を
    取囲み、内側空間に垂直に固定設置される改質管（１０
    ２）と、前記改質管（１０２）の底面から所定間隔を置
    いて前記改質管（１０２）の内側空間に垂直に固定設置
    されて改質管（１０２）の内部空間を分離する改質管分
    離板（１０３）と、前記改質管（１０２）の外周面にコ
    イル形状に巻取され、両端部が前記ケーシング（１０
    １）を貫通して外部に延長される水蒸気生産用コイル
    （１０５）と、前記ケーシング（１０１）の上面中央部
    にケーシング（１０１）の中空と連通され、前記水蒸気
    生産用コイル（１０５）の一端部と連通される天然ガス
    原料注入口（１０１ａ）と、前記改質管（１０２）の内
    側面と前記改質管分離板（１０３）の内側面間に充填さ
    れるリフォマー触媒（１１０）と、前記燃焼管（１０
    ４）の内側上部と下部にそれぞれ固定設置される燃焼触
    媒と、前記ケーシング（１０１）の下面中央部に内部中
    空と連通されるよう延長形成されてヒーター（２４）に
    連結されるエア注入口（１０１ｄ）と、前記エア注入口
    （１０１ｄ）の所定位置に連通されて分岐される天然ガ
    ス燃料パイプ（１０８）と、前記ケーシング（１０１）
    の所定位置に改質管（１０２）の外側面とケーシング
    （１０１）の内側面間の空間に連通される燃焼ガス排出
    口（１０１ｂ）と、前記ケーシング（１０１）の所定位
    置に前記改質管（１０２）の内部空間と連通される生産
    ガス排出口（１０１ｃ）とを備えることを特徴とする請
    求項１記載の天然ガス型水素発生装置。
  3. 【請求項３】 前記脱硫装置（２００）は、内部に中空
    を有し、上部及び下部所定位置にそれぞれ天然ガス入口
    （２０１ａ）及び天然ガス出口（２０１ｂ）が内部中空
    と連通され、外周面の所定位置にそれぞれ燃焼ガス入口
    （２０１ｄ）及び燃焼ガス出口（２０１ｃ）が内部中空
    と連通されるケーシング（２０１）と、所定長さを有
    し、内部空間の上部から水添脱硫触媒層（２０３）及び
    硫化水素吸収触媒層（２０４）が順次充填され、前記ケ
    ーシング（２０１）の内部中空に垂直に固定設置される
    多数のピンチューブ（２０２）とを備えることを特徴と
    する請求項１記載の天然ガス型水素発生装置。
  4. 【請求項４】 前記第１のパイプライン（２６）は一端
    部が前記脱硫装置（２００）の燃焼ガス入口（２０１
    ｄ）に連通され、他端部が前記リフォマー（１００）の
    燃焼ガス出口（１０１ｂ）に連通されることを特徴とす
    る請求項１、２又は３記載の天然ガス型水素発生装置。
  5. 【請求項５】 前記燃焼触媒としては、所定直径及び長
    さを有する円筒形状を有し、前記燃焼管（１０４）の内
    側上部と下部にそれぞれ固定設置され、パラジウム及び
    貴金属を添加して製造される二つの燃焼触媒（１０６、
    １０７）を使用することを特徴とする請求項２記載の天
    然ガス型水素発生装置。
  6. 【請求項６】 前記燃焼触媒としては、所定直径及び長
    さを有する円筒形状を有し、パラジウム系金属で被覆さ
    れて前記燃焼管（１０４）の下部に固定設置される触媒
    （１５０ｂ）と、数枚の円形ワイヤ網で形成されてパラ
    ジウムで被覆されて前記触媒（１５０ｂ）の上側に固定
    設置される触媒（１５０ａ）とから構成される燃焼触媒
    （１５０）を使用することを特徴とする請求項２記載の
    天然ガス型水素発生装置。
  7. 【請求項７】 前記水蒸気生産用コイル（１０５）は一
    端部が前記ケーシング（１０１）の外周面の所定位置を
    貫通し外部に延長されて水供給口（１０５ａ）を形成
    し、他端部が前記ケーシング（１０１）の外周面の所定
    位置を貫通し外部に延長されて水蒸気出口（１０５ｂ）
    を形成することを特徴とする請求項２記載の天然ガス型
    水素発生装置。
  8. 【請求項８】 前記水蒸気出口（１０５ｂ）は前記天然
    ガス原料注入口（１０１ａ）と連通されることを特徴と
    する請求項２又は７記載の天然ガス型水素発生装置。
  9. 【請求項９】 前記ピンチューブ（２０２）は三つ以上
    設置されることを特徴とする請求項３記載の天然ガス型
    水素発生装置。
  10. 【請求項１０】 前記天然ガス燃料パイプ（１０８）の
    所定位置に連通されるよう分岐されて前記燃焼管（１０
    ４）の内部に所定高さに垂直延長され、上部外周面に多
    数の噴射孔（１０９ａ）が貫通形成されて、燃焼触媒に
    燃料を噴射する燃料噴射管（１０９）を包含することを
    特徴とする請求項２又は５記載の天然ガス型水素発生装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記燃料噴射管（１０９）は所定位置
    に燃料供給の断続及び燃料量調節のためのバルブ手段
    （１０９ｂ）を備えることを特徴とする請求項１０記載
    の天然ガス型水素発生装置。
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