JPH10203801A - Hydrogen generator - Google Patents

Hydrogen generator

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JPH10203801A
JPH10203801A JP9009270A JP927097A JPH10203801A JP H10203801 A JPH10203801 A JP H10203801A JP 9009270 A JP9009270 A JP 9009270A JP 927097 A JP927097 A JP 927097A JP H10203801 A JPH10203801 A JP H10203801A
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JP
Japan
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layer
gas
raw material
reformer tube
material gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP9009270A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Onishi
修 尾西
Tetsuya Takemoto
哲也 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Engineering Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10203801A publication Critical patent/JPH10203801A/en
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the downsizing of a desulphurization mechanism and the reduction of installation cost by placing a layer of an absorbing agent for removing an S-component contained in a raw material gas, at the upstream side of a layer of a reforming catalyst in a reformer tube. SOLUTION: A layer 21 of an absorbing agent (e.g. a layer of pellet-formed ZnO), which removes an S-component (e.g. mercaptan, etc.), an odorant, contained in a hydrocarbon gas (e.g. CH4 ) of a raw material gas, is placed at the upstream side of a layer 22 of a reforming catalyst (e.g. ruthenium catalyst layer) in a reformer tube 20. It is preferable that a preheating section 16 for preheating the raw material gas with exhaust heat from a burner 28, which heats the reformer tube 20, is placed, and the apparatus is constructed so that the layer 21 of absorbing agent is kept at the activating temperature with the heat which is given to the layer 21 of absorbing agent when the preheated raw material gas passes the layer 21 of absorbing agent and with the heat transmission from a casing 14. It is not necessary to separately place a heating mechanism for the layer 21 of absorbing agent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素発生装置に関
し、より具体的には、高温に保持されたリフォーマチュ
ーブ内の改質用触媒層内に炭化水素ガスと水蒸気を含む
原料ガスを通過せしめてこれらを水素ガスと一酸化炭素
に変換し、得られた一酸化炭素を除去することによって
水素ガスを生産する水素発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen generator, and more specifically, to a method in which a raw material gas containing hydrocarbon gas and water vapor passes through a reforming catalyst layer in a reformer tube maintained at a high temperature. The present invention relates to a hydrogen generator that converts hydrogen gas and carbon monoxide at least to produce hydrogen gas by removing the obtained carbon monoxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の水素発生装置では、改質
用触媒層の高価な触媒物質(ルテニウム、またはニッケ
ルなど)が炭化水素ガスに含まれる付臭剤の硫黄成分に
よって被毒されて比較的短期間の内に改質機能を失う、
乃至低下されることを防止する目的で、炭化水素ガスが
リフォーマチューブに至る以前の工程で炭化水素ガスを
可能な限り脱硫しておくための脱硫機構を、リフォーマ
チューブとは別途に設けていた。これは、従来の水素発
生装置では、装置が大型で生産規模も大きく、また、産
出される水素の純度が高いものを前提に設計されている
ために、生産のメリットを得るためには、一旦運転を開
始すれば約5年間程度は中断することなく連続運転する
必要があり、この連続運転の間はリフォーマチューブ内
の改質用触媒層を新しいものに交換できないので、改質
用触媒層の改質機能を長期にわたって維持する目的で、
炭化水素ガスを非常に高い精度で脱硫する(この場合、
硫黄成分を硫化水素に変成後、酸化亜鉛に吸着させてい
た)必要があったためである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of hydrogen generator, an expensive catalyst substance (such as ruthenium or nickel) of a reforming catalyst layer is poisoned by a sulfur component of an odorant contained in hydrocarbon gas. Losing the reforming function within a relatively short time,
A desulfurization mechanism for desulfurizing the hydrocarbon gas as much as possible in the process before the hydrocarbon gas reaches the reformer tube is provided separately from the reformer tube for the purpose of preventing the gas from being lowered. Was. This is because conventional hydrogen generators are large and have a large production scale, and are designed on the premise that the purity of the produced hydrogen is high. When the operation is started, continuous operation is required without interruption for about 5 years. During this continuous operation, the reforming catalyst layer in the reformer tube cannot be replaced with a new one. In order to maintain the reforming function of
Desulfurize hydrocarbon gas with very high accuracy (in this case,
After converting the sulfur component to hydrogen sulfide, it was adsorbed on zinc oxide).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の水
素発生装置では、必然的に脱硫機構が大掛かりでその寸
法も大きくなり、また、脱硫用の材料、例えば酸化亜鉛
(ZnO)を、硫化水素を吸着し易い活性化温度、すな
わち250〜400℃に加熱保持するための加熱機構を
一基の独立した装置として設置する必要があった。本発
明の目的は、上に例示した従来構造の水素発生装置に見
られる上記欠点に鑑み、脱硫機構が小規模で済み、寸法
も比較的に小さくて設置費用も安価で済み、脱硫用の材
料を活性化温度に加熱保持するための加熱機構を別途に
独立設置する必要のない水素発生装置を提供することに
ある。
Therefore, in the conventional hydrogen generator, the desulfurization mechanism is inevitably large and its dimensions are large, and a material for desulfurization, for example, zinc oxide (ZnO) is converted to hydrogen sulfide. It was necessary to install a heating mechanism for heating and holding at an activation temperature at which adsorption is easy, that is, 250 to 400 ° C., as a single independent device. An object of the present invention is to provide a desulfurization material that requires a small-scale desulfurization mechanism, has a relatively small size, is relatively inexpensive to install, and has a low desulfurization efficiency. It is an object of the present invention to provide a hydrogen generator which does not require a separate and independent heating mechanism for heating and maintaining the hydrogen at the activation temperature.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本明細書の請求項1に記載された発明に係る水素
発生装置の特徴構成は、原料ガスに含まれる硫黄成分を
除去するための吸着剤層21をリフォーマチューブ20
内の改質用触媒層22の上流側に設けたことにある。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a feature of the hydrogen generator according to the invention described in claim 1 of the present specification is to remove a sulfur component contained in a raw material gas. Adsorbent layer 21 for reformer tube 20
In the upstream of the reforming catalyst layer 22.

【0005】尚、上記特徴構成の記載において、図面と
の対照を便利にするために符号を記すが、該記入により
本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
[0005] In the description of the above-mentioned features, reference numerals are used to facilitate comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration shown in the attached drawings.

【0006】〔発明の効果〕上記の特徴構成のために、
本発明に係る水素発生装置では、吸着剤をリフォーマチ
ューブの上端付近の空間に装填し、これを原料ガスに含
まれる硫黄成分を除去するための吸着剤層とすることが
でき、しかも、リフォーマチューブは内部の上端と下端
を除く部位に装填された改質用触媒をリフォーマチュー
ブ自身のケーシングの外側から750℃前後に加熱する
目的で、耐火隔壁でできた容器内に挿通された状態にな
っているので、リフォーマチューブ自身のケーシング、
隣接した高温の改質用触媒層、およびリフォーマチュー
ブを包囲している耐火隔壁からの伝熱を、吸着剤をその
活性化温度に予熱するための熱エネルギ−の一部として
簡単に利用することができるという特有の効果が生じ
る。
[Effects of the Invention] Due to the above-mentioned features,
In the hydrogen generator according to the present invention, the adsorbent is charged into the space near the upper end of the reformer tube, and this can be used as an adsorbent layer for removing a sulfur component contained in the raw material gas. The former tube is inserted into a container made of a fire-resistant partition wall for the purpose of heating the reforming catalyst loaded in the part except the upper and lower ends of the inner part to about 750 ° C. from the outside of the casing of the reformer tube itself. Because it is, the casing of the reformer tube itself,
Heat transfer from the adjacent hot reforming catalyst layer and the refractory barrier surrounding the reformer tube is simply utilized as part of the thermal energy to preheat the adsorbent to its activation temperature. A unique effect of being able to do so.

【0007】また、上記の特徴構成に加えて、本明細書
の請求項2に記載された発明のように、吸着剤層をZn
Oによって構成し、リフォーマチューブを加熱するバー
ナの排熱によって前記原料ガスを予熱する予熱機構を設
けておけば、この予熱された原料ガスによって吸着剤層
が加熱されるので、上述したようなリフォーマチューブ
自身のケーシング、隣接した高温の改質用触媒層、およ
びリフォーマチューブを包囲している耐火隔壁からの伝
熱のみでは不足する熱エネルギ−を補足してZnOから
なる吸着剤層を活性化温度である250〜400℃に加
熱保持し易くなり都合が良い。
[0007] In addition to the above-mentioned features, the adsorbent layer may be made of Zn as described in claim 2 of the present specification.
If a preheating mechanism configured to preheat the source gas by exhaust heat of a burner that heats the reformer tube is provided by using O, the adsorbent layer is heated by the preheated source gas. The adsorbent layer made of ZnO is formed by supplementing the heat energy that is insufficient only by the heat transfer from the casing of the reformer tube itself, the adjacent high-temperature reforming catalyst layer, and the refractory partition surrounding the reformer tube. Heating and holding at the activation temperature of 250 to 400 ° C. becomes easy, which is convenient.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づいて説明する。 〔水素発生装置の概略構造〕図1に示された水素発生装
置は、主に、リフォーマ100、CO/CO2 コンバー
タ200、およびPSA装置300から構成されてい
る。リフォーマ100は、主に、原料ガスとしての天然
ガスと水蒸気を、H2 とCOの混合物に改質するため
に、CO/CO2 コンバータ200は、COガスをCO
2 に転換するのに用いられ、PSA装置はCO2 ガスお
よび水蒸気などを吸着することに用いられる。ここで、
本発明に用いられるリフォーマ100の構造について説
明する。リフォーマ100は、リフォーマチューブ20
と予熱部16を備えている。リフォーマチューブ20
は、鋳鋼製の内径が約140mmφで上下方向に長く延
びた密閉された筒状である。ケーシング14は、耐火繊
維製であり、内径が約800mmφで上下に延びた筒状
の形状を持つ。ケーシング14の上端には開口部19が
あり、リフォーマチューブ20の下方部位は開口部19
を介してケーシング14内に設置されている。リフォー
マチューブ20の内部には、最下部に設けられた空隙部
24を除いて、ペレット状のルテニウム触媒が充填され
ていて、高さが約1.5mのルテニウム触媒層22(改
質用触媒層の一例)を形成し、ルテニウム触媒層22の
上にはペレット状のZnOが充填されており、高さが約
0.4mの吸着剤層21を形成している。吸着剤層21
の下端の高さは開口部19におけるケーシング14の内
壁面の高さと略一致している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Schematic Structure of Hydrogen Generator] The hydrogen generator shown in FIG. 1 mainly includes a reformer 100, a CO / CO 2 converter 200, and a PSA device 300. The reformer 100 mainly converts the natural gas and steam as the raw material gas into a mixture of H 2 and CO, and the CO / CO 2 converter 200 converts the CO gas into CO 2.
The PSA device is used to adsorb CO 2 gas and water vapor. here,
The structure of the reformer 100 used in the present invention will be described. The reformer 100 includes the reformer tube 20
And a preheating unit 16. Reformer tube 20
Is a closed cylinder made of cast steel having an inner diameter of about 140 mmφ and extending vertically in the vertical direction. The casing 14 is made of refractory fiber and has a cylindrical shape having an inner diameter of about 800 mmφ and extending vertically. An opening 19 is provided at the upper end of the casing 14, and a lower portion of the reformer tube 20 is provided with the opening 19.
And is installed in the casing 14 via the. The inside of the reformer tube 20 is filled with a pellet-shaped ruthenium catalyst except for a void portion 24 provided at the lowermost portion, and has a ruthenium catalyst layer 22 (reforming catalyst) having a height of about 1.5 m. An example of a layer is formed, and a pellet-like ZnO is filled on the ruthenium catalyst layer 22 to form an adsorbent layer 21 having a height of about 0.4 m. Adsorbent layer 21
Has a height substantially equal to the height of the inner wall surface of the casing 14 at the opening 19.

【0009】また、ケーシング14には外部から内部へ
略水平に延びた貫通孔26設けられており、ケーシング
14の外壁面には、ガスバーナ28が設置されており、
貫通孔26を通してケーシング14内部のリフォーマチ
ューブ20を外側から加熱するように構成されている。
リフォーマチューブ20内のルテニウム触媒層22は、
ケーシング14内に設けられた熱電対30の検出結果に
基づいて、ガスバーナ28によって一定温度に加熱保持
される。ガスバーナ28によって与えられる熱の残余分
および排気は排気口17を通過して予熱部16の内部に
到り、予熱部16内で原料ガス導入管9を加熱後、予熱
部16の上端から外部に開放される。予熱部16で予熱
された原料ガスは、先ず、吸着剤層21を通過した後
に、ルテニウム触媒層22に到達する。予熱部16の構
造としては、シェルアンドチューブ式熱交換器等を用い
ることができる。
The casing 14 is provided with a through hole 26 extending substantially horizontally from the outside to the inside, and a gas burner 28 is provided on the outer wall surface of the casing 14.
The reformer tube 20 inside the casing 14 is heated from the outside through the through hole 26.
The ruthenium catalyst layer 22 in the reformer tube 20
Based on the detection result of the thermocouple 30 provided in the casing 14, the gas burner 28 heats and maintains the temperature at a constant temperature. The residual heat and exhaust gas provided by the gas burner 28 pass through the exhaust port 17 and reach the inside of the preheating unit 16, and after heating the raw material gas introduction pipe 9 in the preheating unit 16, the heat is supplied from the upper end of the preheating unit 16 to the outside. Be released. The raw material gas preheated by the preheating section 16 first passes through the adsorbent layer 21 and then reaches the ruthenium catalyst layer 22. As the structure of the preheating unit 16, a shell-and-tube heat exchanger or the like can be used.

【0010】〔水素ガス発生プロセス〕ここで、本発明
に係る水素ガス発生装置によって水素ガスを発生させる
プロセスを、図1に沿って説明する。
[Hydrogen Gas Generation Process] Here, a process of generating hydrogen gas by the hydrogen gas generation device according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0011】(1)原料ガスの調整工程 ここでは先ず、天然ガスを、コンプレッサー4に供給す
る。コンプレッサー4では、天然ガスをゲージ圧で約8
Kg/cm2 (これは、大気圧を加算した絶対圧では、
約9Kg/cm2 )に圧縮後(コンプレッサー4から出
た天然ガスの温度は約50℃)、原料ガス供給管8に送
り出す。原料ガス供給管8には水蒸気供給管6が接続さ
れており、これによって、次工程のリフォーマ100の
予熱部16へは、天然ガスと水蒸気からなる原料ガスが
供給され、この原料ガスの天然ガス/水蒸気の重量比は
約1/3となるように構成されている。
(1) Raw Gas Adjustment Step First, natural gas is supplied to the compressor 4. In compressor 4, natural gas is converted to a gauge pressure of about 8
Kg / cm 2 (This is the absolute pressure obtained by adding the atmospheric pressure.
After being compressed to about 9 kg / cm 2 (the temperature of the natural gas coming out of the compressor 4 is about 50 ° C.), it is sent to the raw material gas supply pipe 8. The raw material gas supply pipe 8 is connected to the water vapor supply pipe 6, so that the raw material gas composed of natural gas and water vapor is supplied to the preheating section 16 of the reformer 100 in the next step. The water / steam ratio is about 1/3.

【0012】(2)改質工程 原料ガス供給管8から供給された原料ガスは、予熱部1
6内の原料ガス供給管9に到り、ここでガスバーナ28
の排気などによって予熱され、導管を通じて一旦予熱部
16から出た後、原料ガス供給管10を経由してリフォ
ーマチューブ20の上端に形成されている空洞部23内
に導入され、そこから先ずZnOからなる吸着剤層21
を通過し、この時、天然ガスに添加されている付臭剤
(例えばメルカプタン等)に含まれる硫黄成分が吸着剤
層21によって吸着される。吸着剤層21は、硫黄成分
を効率的に吸着するように、内部を高温に保持されたケ
ーシング14から伝達される熱と、予熱部16によって
加熱された混合ガスが吸着剤層21を下向きに通過する
際に吸着剤層21に与える熱とによって、ZnOの活性
化温度(約250〜400℃)に保持されるように構成
されている。吸着剤層21を通過した原料ガスは、次
に、ガスバーナ28によって750℃前後に加熱された
ルテニウム触媒層22内を下向きに通過する。ルテニウ
ム触媒層22を通過する際に、天然ガスと水蒸気からな
る原料ガスが、CH4 +H2 0=3H2 +COの反応式
に基づいて、水素ガスと一酸化炭素とに改質される。得
られた改質後の水素ガスと一酸化炭素の混合物は、一旦
リフォーマチューブ20の最下部に設けられた空隙部2
4に出た後、リフォーマチューブ20の中心部を上下方
向に延びた排出管12を通じて上方に移動し、改質前の
混合物と混ざることなく、導管34を通じて、リフォー
マチューブ20およびリフォーマ100から排出される
(排出温度は約600℃)。ここで、ルテニウム触媒層
22の上流に設けられた、ZnOからなる吸着剤層21
は、天然ガスに添加されている付臭剤に含まれる硫黄成
分がルテニウム触媒層22を被毒するのを抑制するため
の簡易手段としてであり、硫黄成分を硫化水素に変換す
ることなくそのまま吸着しようとするものである故に構
造が簡単で済む。吸着剤層21が設けられているため
に、ルテニウム触媒層22は約1年間連続使用が可能と
なる。ZnOからなる吸着剤層21も同様に約1年間連
続使用が可能である。したがって、約1年毎に水素発生
装置を停止して、リフォーマチューブ20内の吸着剤層
21とルテニウム触媒層22を同時に新鮮なものに交換
すれば良い。尚、本実施形態において、リフォーマチュ
ーブ20内のルテニウム触媒層22の高さを約1.5
m、ZnOからなる吸着剤層21の高さを約0.4mに
設定してあるのは、ルテニウム触媒層22は自重の約
0.1%の硫黄で被毒して使用不能となり、ZnOは自
重の約30%の硫黄を吸着可能であるという実験事実に
基づいている。
(2) Reforming Step The raw material gas supplied from the raw material gas supply pipe 8 is supplied to the preheating unit 1.
6 reaches the source gas supply pipe 9 where the gas burner 28
After being preheated by the exhaust gas, etc., and once exiting the preheating section 16 through the conduit, it is introduced into the hollow portion 23 formed at the upper end of the reformer tube 20 via the raw material gas supply pipe 10, and then ZnO is first introduced therefrom. Adsorbent layer 21 composed of
At this time, the sulfur component contained in the odorant (for example, mercaptan) added to the natural gas is adsorbed by the adsorbent layer 21. In the adsorbent layer 21, the heat transmitted from the casing 14 whose inside is kept at a high temperature and the mixed gas heated by the preheating unit 16 move the adsorbent layer 21 downward so that the sulfur component is efficiently adsorbed. It is configured to be kept at the activation temperature of ZnO (about 250 to 400 ° C.) by the heat given to the adsorbent layer 21 when passing. Next, the raw material gas that has passed through the adsorbent layer 21 passes downward through the inside of the ruthenium catalyst layer 22 heated to about 750 ° C. by the gas burner 28. When passing through the ruthenium catalyst layer 22, the raw material gas composed of natural gas and water vapor is reformed into hydrogen gas and carbon monoxide based on the reaction formula of CH 4 + H 2 0 = 3H 2 + CO. The resulting mixture of the hydrogen gas and the carbon monoxide after the reforming is once filled in the void 2 provided in the lowermost portion of the reformer tube 20.
After exiting to 4, the central part of the reformer tube 20 moves upward through the vertically extending discharge pipe 12 and is mixed with the mixture before reforming from the reformer tube 20 and the reformer 100 through the conduit 34 without mixing. It is discharged (discharge temperature is about 600 ° C.). Here, the adsorbent layer 21 made of ZnO provided upstream of the ruthenium catalyst layer 22.
Is a simple means for suppressing the sulfur component contained in the odorant added to the natural gas from poisoning the ruthenium catalyst layer 22, and adsorbs the sulfur component as it is without converting it to hydrogen sulfide. The structure is simple because it is intended. Since the adsorbent layer 21 is provided, the ruthenium catalyst layer 22 can be used continuously for about one year. Similarly, the adsorbent layer 21 made of ZnO can be used continuously for about one year. Therefore, the hydrogen generator may be stopped approximately every year, and the adsorbent layer 21 and the ruthenium catalyst layer 22 in the reformer tube 20 may be simultaneously replaced with fresh ones. In this embodiment, the height of the ruthenium catalyst layer 22 in the reformer tube 20 is set to about 1.5.
The reason why the height of the adsorbent layer 21 made of m and ZnO is set to about 0.4 m is that the ruthenium catalyst layer 22 is poisoned by sulfur of about 0.1% of its own weight and becomes unusable, and ZnO becomes unusable. It is based on the experimental fact that about 30% of its own weight of sulfur can be adsorbed.

【0013】(3)CO変換工程 得られた改質後の水素ガスと一酸化炭素の混合物は、導
管34によってCO/CO2 コンバータ200に供給さ
れる。CO/CO2 コンバータ200では、供給された
混合物を約300℃に冷却後、同混合物中の一酸化炭素
を、反応式CO+H2 0→CO2 +H2 に基づいて二酸
化炭素に転換する。CO/CO2 転換用の触媒として
は、鉄−クロム系触媒を用いることができる。但し、C
O/CO2転換は、混合物を約190℃まで冷却後、銅
−亜鉛系触媒を用いても良い。CO/CO2 コンバータ
200から排出される水素ガスと二酸化炭素の混合物
は、ガスクーラー37を経た後、導管38からチャンバ
ータンク40に供給される。チャンバータンク40では
ガスクーラー37で冷却凝縮された水分の除去が行われ
る。水分除去後の水素ガスと二酸化炭素の混合物は、チ
ャンバータンク40から導管42を通じてPSA装置3
00に送られる。
(3) CO Conversion Step The obtained mixture of the reformed hydrogen gas and carbon monoxide is supplied to the CO / CO 2 converter 200 through the conduit 34. In the CO / CO 2 converter 200, after the supplied mixture is cooled to about 300 ° C., carbon monoxide in the mixture is converted into carbon dioxide based on the reaction formula CO + H 2 0 → CO 2 + H 2 . As a catalyst for CO / CO 2 conversion, an iron-chromium-based catalyst can be used. Where C
O / CO 2 conversion after cooling the mixture to about 190 ° C., copper - may be used zinc-based catalyst. A mixture of hydrogen gas and carbon dioxide discharged from the CO / CO 2 converter 200 passes through a gas cooler 37 and is then supplied from a conduit 38 to a chamber tank 40. In the chamber tank 40, the water condensed by the gas cooler 37 is removed. The mixture of hydrogen gas and carbon dioxide from which water has been removed is supplied from the chamber tank 40 through the conduit 42 to the PSA device 3.
Sent to 00.

【0014】(4)CO2 吸着工程 PSA装置(圧力スイング吸着)300は、3連のガス
吸着塔46,46’,46’’で構成されており、これ
らのガス吸着塔46,46’,46’’には、活性炭等
のガス吸着物質が充填されている。前記水素ガスと二酸
化炭素の混合物は、このガス吸着塔46,46’,4
6’’を通過する際に、主に二酸化炭素のみが選択的に
吸着処理され、結果的に、水素ガスが分離抽出される。
このように分離抽出された水素ガスは製品として導管4
8を通じて製品水素ガス取出し口50に集められる。
(4) CO 2 Adsorption Step The PSA device (pressure swing adsorption) 300 is composed of three gas adsorption towers 46, 46 ′, 46 ″. 46 '' is filled with a gas adsorbing substance such as activated carbon. The mixture of the hydrogen gas and carbon dioxide is supplied to the gas adsorption towers 46, 46 ', 4
When passing through 6 ″, mainly only carbon dioxide is selectively adsorbed, and as a result, hydrogen gas is separated and extracted.
The hydrogen gas thus separated and extracted is used as a product in conduit 4
The collected hydrogen gas is collected at the product hydrogen gas outlet 50 through 8.

【0015】(5)オフガス返還工程 PSA装置300で生成される水素ガス以外の成分ガ
ス、すなわちオフガスとしての炭酸ガスと微量の一酸化
炭素やメタンガスは、導管70から排気される。
(5) Offgas Return Step The component gas other than the hydrogen gas generated by the PSA device 300, that is, carbon dioxide gas as an offgas and trace amounts of carbon monoxide and methane gas are exhausted from the conduit 70.

【0016】〔別実施形態〕 〈1〉上記実施形態のように、予熱部16をケーシング
14またはリフォーマチューブ20とは別途に設けず
に、代わりに、図2に示すように吸着剤層21の一部を
ケーシング14内に進入させることで、吸着剤層21の
大半部分を活性化温度にしても良い。また、吸着剤層2
1のケーシング14内の高温部(すなわち、ケーシング
14の壁面より内部)への進入深さを調整することによ
って吸着剤層21の大半部分をその活性化温度にできる
ように、吸着剤層21内の平均的な温度を検知する測温
手段を設け、さらに、前記測温手段の検知結果に応じて
リフォーマチューブ20のケーシング14に対する高さ
を調節可能に構成しても良い。
[Alternative Embodiment] <1> As in the above embodiment, the preheating section 16 is not provided separately from the casing 14 or the reformer tube 20. Instead, as shown in FIG. May enter the casing 14 so that the majority of the adsorbent layer 21 is at the activation temperature. The adsorbent layer 2
By adjusting the depth of entry into a high-temperature portion (that is, from the wall surface of the casing 14) of the first adsorbent layer 1, most of the adsorbent layer 21 can be brought to its activation temperature. May be provided, and the height of the reformer tube 20 with respect to the casing 14 may be adjusted in accordance with the detection result of the temperature measuring means.

【0017】〈2〉原料として水蒸気と共に用いるガス
は、天然ガスに限らず、硫黄成分を添加してある炭化水
素ガスであれば、本発明の対象範囲内である。
<2> The gas used together with steam as a raw material is not limited to natural gas, and any hydrocarbon gas to which a sulfur component is added is within the scope of the present invention.

【0018】〈3〉ルテニウム触媒層22の代わりにニ
ッケル触媒層を用いた水素ガス発生装置も、本発明の対
象範囲内である。
<3> A hydrogen gas generator using a nickel catalyst layer instead of the ruthenium catalyst layer 22 is also within the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る水素ガス発生装置の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a hydrogen gas generator according to the present invention.

【図2】図1の水素ガス発生装置の別実施形態の概略図FIG. 2 is a schematic view of another embodiment of the hydrogen gas generator of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 水蒸気供給管 8,9,10 原料ガス供給管 20 リフォーマチューブ 21 吸着剤層 22 改質用触媒層 28 ガスバーナ 100 リフォーマ 200 CO/CO2 コンバータ 300 PSA装置Reference Signs List 6 steam supply pipe 8, 9, 10 source gas supply pipe 20 reformer tube 21 adsorbent layer 22 reforming catalyst layer 28 gas burner 100 reformer 200 CO / CO 2 converter 300 PSA device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温に保持されたリフォーマチューブ内
の改質用触媒層内に炭化水素ガスと水蒸気を含む原料ガ
スを通過せしめてこれらを水素ガスと一酸化炭素に変換
し、前記得られた一酸化炭素を除去することによって水
素ガスを生産する水素発生装置であって、 前記原料ガスに含まれる硫黄成分を除去するための吸着
剤層を前記リフォーマチューブ内の前記改質用触媒層の
上流側に設けてある水素発生装置。
1. A raw material gas containing a hydrocarbon gas and water vapor is passed through a reforming catalyst layer in a reformer tube kept at a high temperature, and these are converted into hydrogen gas and carbon monoxide. A hydrogen generator for producing hydrogen gas by removing carbon monoxide, wherein an adsorbent layer for removing a sulfur component contained in the raw material gas is provided as the reforming catalyst layer in the reformer tube. Hydrogen generator installed on the upstream side of
【請求項2】 前記吸着剤層がZnOによって構成され
ており、前記リフォーマチューブを加熱するバーナの排
熱によって前記原料ガスを予熱する予熱機構を備えてい
る請求項1に記載の水素発生装置。
2. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the adsorbent layer is made of ZnO, and further comprising a preheating mechanism for preheating the raw material gas by exhaust heat of a burner for heating the reformer tube. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003000585A1 (en) * 2001-06-12 2003-01-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hydrogen formation apparatus, fuel cell system and method for controlling hydrogen formation apparatus
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