WO2021220455A1 - 気化利用炭化水素製造システム - Google Patents
気化利用炭化水素製造システム Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021220455A1 WO2021220455A1 PCT/JP2020/018250 JP2020018250W WO2021220455A1 WO 2021220455 A1 WO2021220455 A1 WO 2021220455A1 JP 2020018250 W JP2020018250 W JP 2020018250W WO 2021220455 A1 WO2021220455 A1 WO 2021220455A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- gas
- liquefied
- hydrogen
- heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
- C07C1/12—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon dioxide with hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
- C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
- C07C9/04—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B61/00—Other general methods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Definitions
- the present invention relates to a hydrocarbon production system that produces a hydrocarbon from hydrogen and carbon dioxide.
- Patent Document 1 describes a methane synthesizer that synthesizes methane by supplying hydrogen gas and carbon dioxide gas, which are raw material gases, to a reactor filled with a catalyst by a compressor and causing a methanation reaction.
- the methane synthesizer described in Patent Document 1 has a problem that a large amount of energy is consumed to pressurize the raw material gas because the hydrogen gas and the carbon dioxide gas of the raw material gas must be pressurized by a compressor.
- the vaporization-utilizing hydrocarbon production system at least one of hydrogen and carbon dioxide is supplied in a liquid state, vaporized by the vaporizer and supplied to the reaction tube of the hydrogenation reactor, and the reaction tube is supplied with hydrogen gas.
- carbon dioxide gas are hydrogenated to generate a reaction gas containing hydrocarbons, and the reaction heat generated by the hydrogenation reaction is transferred to a heat medium that circulates in the cooling section, and the hydrogenation catalyst activates the inside of the reaction tube. Maintain at the indicated temperature.
- the vaporizer supplies the required amount of heat with a heat medium that circulates in the cooling section, with cooling water that has been heat-transferred of exhaust heat by the cooling device of the plant, or with seawater or water pumped from an adjacent water area.
- the liquefied raw material at the set flow rate is vaporized.
- An object of the present invention is to provide a vaporization-utilizing hydrocarbon production system capable of producing hydrocarbons from hydrogen gas and carbon dioxide gas with low energy and low cost in this way.
- the present invention is a hydrocarbon production system that produces hydrocarbons from hydrogen and carbon dioxide, a liquefied hydrogen supply device that supplies liquefied hydrogen at a first flow rate, and a predetermined ratio of liquefied carbon dioxide to the first flow rate.
- the liquefied carbon dioxide supply device supplied at the second flow rate of the above, the first vaporizer that vaporizes the liquefied hydrogen supplied from the liquefied hydrogen supply device into hydrogen gas, and the liquefaction supplied from the liquefied carbon dioxide supply device.
- a second vaporizer that vaporizes carbon dioxide into a carbon dioxide gas, and the hydrogen gas and the carbon dioxide gas are supplied as a mixed gas by being communicated with the first vaporizer and the second vaporizer, and the hydrogen filled inside is supplied.
- a reaction tube in which the hydrogen gas and the carbon dioxide gas are hydrolyzed under a chemical reaction catalyst to generate and deliver a reaction gas containing the hydrocarbon, and a heat medium are circulated to generate reaction heat generated in the hydrogenation reaction.
- a hydrogenation reactor provided with a cooling unit that transfers heat from the reaction gas to a heat medium to maintain the inside of the reaction tube at a temperature at which the hydrogenation catalyst exhibits activity, and the liquefied hydrogen of the first flow rate at a first pressure.
- the first calorific value required for vaporizing the hydrogen gas at the first temperature is supplied to the first vaporizer by the heat medium, and the liquefied carbon dioxide of the second flow rate is supplied at the second pressure and the second temperature.
- It is a vaporization utilization hydrocarbon production system including a heat transfer device for vaporization that supplies a second calorific value required for vaporizing the carbon dioxide gas to the second vaporizer by the heat medium.
- the vaporization utilization hydrocarbon production system in which only one of hydrogen and carbon dioxide is supplied in a liquefied state includes a liquefied raw material supply device that supplies one of the hydrogen and the carbon dioxide as a liquefied raw material in a liquid state at a third flow rate.
- the other raw material gas supply device that supplies the other of the hydrogen and the carbon dioxide as the other raw material gas in a gaseous state at a fourth flow rate, a fourth pressure, and a fourth temperature, and the liquefied raw material supplied from the liquefied raw material supply device.
- the third vaporizer that vaporizes into the raw material gas and the third calorific value required to vaporize the liquefied raw material at the third flow rate into the one raw material gas at the third pressure and the third temperature are cooled by the hydrogenation reactor.
- a heat transfer device for vaporization that supplies the third vaporizer with a heat medium that circulates in the unit is provided, and the hydrogenation reactor is provided with the one raw material gas and the other raw material gas as components of hydrogen gas and carbon dioxide gas. It is supplied as a mixed gas.
- the cooling water whose exhaust heat is heat-transferred by the cooling device of the adjacent plant is used as vaporization water or from the adjacent water area.
- a vaporization water supply device that supplies the pumped seawater or water as vaporization water, and the first heat quantity required to vaporize the first flow rate of liquefied hydrogen into hydrogen gas at the first pressure and the first temperature to the vaporization water.
- the second amount of heat required to vaporize the liquefied carbon dioxide of the second flow rate into the carbon dioxide gas of the second pressure and the second temperature is supplied to the second vaporizer by the vaporizing water.
- a heat transfer device for vaporization is provided, and the hydrogen gas and the carbon dioxide gas are supplied to the hydrogenation reactor from the first vaporizer and the second vaporizer.
- a first vaporizer that vaporizes one flow of liquefied hydrogen into hydrogen gas at a first pressure and a first temperature and cools the carbon dioxide gas to a low-temperature carbon dioxide gas, and the low-temperature carbon dioxide gas is supplied and liquefied into liquefied carbon dioxide.
- the liquefied carbon dioxide supply device that supplies the liquefied carbon dioxide supplied from the carbon dioxide gas liquefaction device at a second flow rate of a predetermined ratio with respect to the first flow rate, and the liquefied carbon dioxide supply device.
- a second vaporizer that vaporizes the supplied liquefied carbon dioxide into carbon dioxide, and a second calorific value required to vaporize the liquefied carbon dioxide in the second flow rate into carbon dioxide at a second pressure and a second temperature.
- the second vaporization is carried out in a heat medium that circulates in the cooling part of the hydrogenation reactor, in cooling water that has been heat-transferred by the cooling device of the plant, or in seawater or water pumped from an adjacent water area.
- a heat transfer device for vaporization to be supplied to the vessel is provided, and the hydrogen gas and the carbon dioxide gas are supplied to the hydrogenation reactor from the first vaporizer and the second vaporizer.
- the vaporization-utilizing hydrocarbon production system for producing a hydrocarbon from hydrogen and carbon dioxide supplies at least one of hydrogen and carbon dioxide as a liquefied raw material in a liquid state to a vaporizer at a set flow rate, and the vaporizer is described above.
- the liquefied raw material is vaporized into the raw material gas and supplied to the reaction tube filled with the hydrogenation catalyst of the hydrogenation reactor.
- one raw material gas and the other raw material gas are supplied as a mixed gas containing hydrogen gas and carbon dioxide gas to a reaction tube filled with a hydrogenation catalyst, and the hydrogenation reaction is carried out to contain hydrocarbons.
- the reaction heat generated in the hydrogenation reaction is transferred from the reaction gas to the heat medium in the cooling unit to maintain the inside of the reaction tube at a temperature at which the hydrogenation catalyst is active.
- a set flow rate of liquefied raw material is used in the heat medium that circulates in the cooling section, and in the cooling water that has been heat-transferred of waste heat by the cooling device of the adjacent plant, or in the seawater or water that is pumped from the adjacent water area. Is vaporized into one of the raw material gas at the set pressure and the set temperature.
- At least one of the liquid raw materials of hydrogen and carbon dioxide supplied at the set flow rate is pumped from the reaction heat generated by the hydrogenation reaction, the exhaust heat of the equipment of the plant, or the seawater pumped from the adjacent water area.
- a predetermined temperature suitable for the hydrogenation reaction as a mixed gas containing one raw material gas and the other raw material gas as hydrogen gas and carbon dioxide gas as components. It can be supplied to the reaction tube at a predetermined pressure, and the pressurizing energy of the raw material gas can be significantly reduced.
- hydrocarbons such as methane can be produced inexpensively and with low energy, which can contribute to the prevention of global warming. ..
- heat is exchanged between the liquefied hydrogen and the carbon dioxide gas to vaporize the liquefied hydrogen into hydrogen gas, and the cooled low-temperature carbon dioxide gas is liquefied into liquefied carbon dioxide by utilizing the cold heat of the liquefied hydrogen.
- the liquefied carbon dioxide is vaporized into carbon dioxide gas in the second vaporizer and the hydrogen gas and the carbon dioxide gas are supplied to the hydrogenation reactor from the first vaporizer and the second vaporizer, the liquefied carbon dioxide is supplied. Even in a situation where it is not as easy to obtain gas as liquefied hydrogen, the pressurizing energy of hydrogen gas and carbon dioxide gas can be significantly reduced, and hydrocarbons such as methane can be produced inexpensively and with low energy.
- the vaporization utilization hydrocarbon production system 1a includes a liquefied hydrogen supply device 10 for supplying liquefied hydrogen and a liquefied carbon dioxide supply for supplying liquefied carbon dioxide.
- a hydrogenation reactor 40 including a reaction tube 41 for sending out a reaction gas containing the reaction gas, a cooling unit 42 for cooling the reaction gas, and a first vaporizer 30 for a first calorific value C1 required for vaporizing liquefied hydrogen into hydrogen gas.
- the vaporization heat transfer device 50 supplies the second heat quantity C2 required for vaporizing the liquefied carbon dioxide into the carbon dioxide gas to the second vaporizer 35.
- the liquefied hydrogen supply device 10 is composed of a first tank 11 for storing liquefied hydrogen and a first pump 12 for sucking and discharging liquefied hydrogen from the first tank 11.
- the liquefied carbon dioxide supply device 20 includes a second tank 21 for storing liquefied carbon dioxide and a second pump 22 for sucking and discharging liquefied carbon dioxide from the second tank 21.
- the first pump 12 of the liquefied hydrogen supply device 10 is connected to the first vaporizer 30, and supplies the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 to the first vaporizer 30 at the first pressure P1.
- the first part of the reaction heat of the hydrogenation reaction generated in the reaction tube 41 of the hydrogenation reactor 40 is the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 and the hydrogen of the first temperature T1 at the first pressure P1.
- the first heat quantity C1 required for vaporizing the gas is supplied from the cooling unit 42 by the heat transfer device 50 for vaporization.
- the first vaporizer 30 vaporizes the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 into the hydrogen gas of the first pressure P1 and the first temperature T1 by the first calorific value C1 at the generated volume V1 per unit time.
- the liquefied hydrogen supplied from the first pump 12 at the first pressure P1 has a slight pressure drop due to the pipeline and the pipeline resistance of the first vaporizer 30, but is so small that it can be ignored. It will be described as being vaporized by hydrogen gas at pressure P1.
- the second pump 22 of the liquefied carbon dioxide supply device 20 is connected to the second vaporizer 35, and at the second pressure P2, the liquefied carbon dioxide of the second flow rate Q2 at a predetermined ratio to the first flow rate Q1 is discharged to the second vaporizer 35.
- the second part of the reaction heat of the hydrogenation reaction generated in the reaction tube 41 of the hydrogenation reactor 40 is the liquefied carbon dioxide of the second flow rate Q2 at the second pressure P2 and the second temperature T2.
- the second heat amount C2 required for vaporizing into carbon dioxide gas is supplied from the cooling unit 42 by the heat transfer device 50 for vaporization.
- the second vaporizer 35 vaporizes the liquefied carbon dioxide of the second flow rate Q2 into the carbon dioxide gas of the second pressure P2 and the second temperature T2 by the second calorific value C2 at the generated volume V2 per unit time.
- the liquefied carbon dioxide supplied from the second pump 22 at the second pressure P2 drops slightly due to the conduit resistance of the conduit and the second vaporizer 35, but is negligibly small. It will be described as being vaporized by carbon dioxide gas having a pressure of P2.
- the first vaporizer 30 is connected to the first inflow port 43 of the reaction tube 41 by a pipe line 81
- the second vaporizer 35 is connected to the second inflow port 44 by a pipe line 82
- hydrogen is generated.
- the gas and carbon dioxide gas are supplied to the inflow port side of the reaction tube 41 as a mixed gas having a predetermined pressure P and a predetermined temperature T in a volume V per unit time.
- the hydrogen gas is lowered from the first pressure P1 to the predetermined pressure P by the flow path resistance while flowing through the pipeline 81, and the carbon dioxide gas is lowered from the second pressure to the predetermined pressure P by the flow path resistance while flowing through the pipeline 82.
- the hydrogen gas cools while flowing through the pipeline 81 and slightly decreases from the first temperature T1
- the carbon dioxide gas cools while flowing through the pipeline 82 and slightly decreases from the second temperature T2.
- hydrogen gas having a predetermined pressure P is supplied to the first inflow port 43 of the reaction tube 41 at a temperature slightly lower than the first temperature T1, and to the second inflow port 44 at a temperature slightly lower than the second temperature T2.
- a carbon dioxide gas having a predetermined pressure P is supplied to form a mixed gas.
- the amount of heat is transferred by mixing the hydrogen gas and carbon dioxide gas that have flowed into the reaction tube 41. Therefore, the first flow rate Q1, the second flow rate Q2, the first calorific value C1, and the second calorific value C2 are such that the pressure of the mixed gas is the predetermined pressure P and the predetermined temperature T, and the amount generated per unit time is the volume V. , Set based on the gas constant and molar ratio of hydrogen gas and carbon dioxide gas contained in the mixed gas.
- the inside of the reaction tube 41 is filled with a known hydrogenation catalyst, and the hydrogenation reactor 40 hydrogenates hydrogen gas and carbon dioxide gas under a known hydrogenation catalyst to generate a reaction gas containing hydrocarbons and water vapor. It is sent out from the outlet 47.
- the predetermined pressure P is a pressure suitable for the hydrogenation reaction
- the predetermined temperature T is a temperature at which the hydrogenation catalyst exhibits activity.
- the mixed gas having a generated volume V per unit time at a predetermined pressure P flows through the reaction tube 41 having a cross-sectional area S at a flow velocity V / S and undergoes a hydrogenation reaction under a hydrogenation catalyst, and the generated hydrocarbon gas and water vapor.
- a catalyst in which Ni, Rh, Ru, Pd, Pt or the like is supported on a carrier is used as a methaneation catalyst, and the hydrogenation reaction is carried out according to the chemical formula (1).
- the predetermined pressure P is 1 to 5 MPa
- the predetermined temperature T is 250 to 500 ° C.
- CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O (-164kJ / mol-CO 2 )
- Ethylene is synthesized by the hydrogenation reaction represented by the chemical formula (2).
- 2CO 2 + 6H 2 C 2 H 4 + 4H 2 O (-152kJ / mol-CO 2) (2)
- the molar ratio of hydrogen to carbon dioxide is M1: M2
- the ratio of the molars of hydrogen molecules contained in the first flow rate Q1 to the molars of carbon dioxide molecules contained in the second flow rate Q2 is set to be M1: M2. .. It is preferable to set a predetermined ratio R based on the molar ratio of hydrogen gas and carbon dioxide gas that actually undergo an efficient hydrogenation reaction in the reaction tube 41.
- the cooling unit 42 of the hydrogenation reactor 40 covers the outer periphery of the reaction tube 41, and the heat medium flowing in from the inlet 45 comes into contact with the outer periphery of the reaction tube 41 to absorb the reaction heat generated in the hydrogenation reaction from the outlet 46. By flowing out, the reaction heat is transferred from the reaction gas to the heat medium, and the inside of the reaction tube 41 is maintained at a predetermined temperature T.
- the inlet 45 is arranged on the outlet 44 side of the reaction tube 41, and the outlet 46 is arranged on the inlet 43 side.
- the heat transfer device 50 for vaporization includes a heat supply circulation circuit 54 for vaporization that circulates a heat medium between the cooling unit 42 of the hydrogenation reactor 40 and the high temperature side of the heat exchanger 51, and the low temperature side of the heat exchanger 51.
- a downstream circulation circuit 53 is provided which circulates a heat medium between the first vaporizer 30 and the second vaporizer 35 to vaporize liquefied hydrogen and liquefied carbon dioxide.
- the upstream circulation circuit 52 has a heat supply circulation circuit 54 for vaporization and a heat utilization circulation circuit 55, and a heat medium is circulated in the cooling unit 42 of the hydrogenation reactor 40 to maintain the inside of the reaction tube 41 at a predetermined temperature T. do.
- the heat supply circulation circuit 54 for vaporization circulates a heat medium of a required flow rate between the cooling unit 42 and the high temperature side of the heat exchanger 51 through the pipelines 56 and 57, and circulates the heat medium of the required flow rate, and the first heat amount C1 and the second heat amount C2. Is configured to supply the heat exchanger 51 with the amount of heat for vaporization C to which the above is added.
- the heat utilization unit 60 is connected to the pipeline 58 connected to the pipeline 56 and the pipeline 59 connected to the pipeline 57, and the heat medium is the cooling unit 42 and the heat utilization unit 60. It is configured to supply the heat utilization unit 60 with a surplus heat amount obtained by subtracting the heat amount C for vaporization from the reaction heat generated in the hydrogenation reaction.
- the downstream circulation circuit 53 has a first heat supply circulation circuit 61 and a second heat supply circulation circuit 62.
- the first heat quantity supply circulation circuit 61 the heat medium is circulated between the low temperature side of the heat exchanger 51 and the first vaporizer 30 through the pipelines 63 and 64, and the first heat quantity C1 is transferred to the first vaporizer 30.
- the liquefied hydrogen at the first pressure P1 and the first flow rate Q1 is vaporized by the hydrogen gas at the first pressure P1 and the first temperature T1 at the generated volume V1 per unit time.
- the second vaporizer 35 is connected to the conduit 65 connected to the conduit 63 and the conduit 66 connected to the conduit 64, and the heat medium is the low temperature of the heat exchanger 51.
- the second calorific value C2 is supplied to the second vaporizer 35 to supply the liquefied carbon dioxide of the second pressure P2 and the second flow rate Q2 to the second pressure P2 and the second temperature. It is configured to vaporize the carbon dioxide gas of T2 with the generated volume V2 per unit time.
- a heat medium is circulated between the heat exchanger 51 and the high temperature side, and the first vaporizer 30 and the second vaporizer 35 are supplied with the amount of heat required for the start.
- the heat supply device 70 is connected to the high temperature side of the heat exchanger 51 of the heat transfer device 50 for vaporization by conduits 71 and 72.
- a known reaction gas produced by hydrogenation reaction of hydrogen gas and carbon dioxide gas in the hydrogenation reactor 40 is separated into synthetic hydrocarbon gas and water.
- a gas-water separator 75 is connected.
- the separated synthetic hydrocarbon gas is sent to the synthetic hydrocarbon gas utilization unit 76, and water is discharged to the discharge groove 77.
- the liquefied hydrogen supply device 10 sucks liquefied hydrogen from the first tank 11 by the first pump 12 and discharges it at the first flow rate Q1 and the first pressure P1.
- the liquefied carbon dioxide supply device 20 sucks the liquefied carbon dioxide from the second tank 21 by the second pump 22, and discharges it at the second flow rate Q2 and the second pressure P2.
- the heat supply circulation circuit 54 for vaporization transfers the heat quantity C for vaporization to the heat exchanger 51 by adding the first heat quantity C1 and the second heat quantity C2 by circulating the heat medium between the cooling unit 42 and the heat exchanger 51.
- the first vaporizer 30 is supplied with the first heat quantity C1 by the heat medium circulating in the first heat quantity supply circulation circuit 61 from the heat exchanger 51, and the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 is supplied to the first pressure P1 and the first temperature T1. Vaporize to hydrogen gas.
- the second vaporizer 35 is supplied with the second heat quantity C2 from the heat exchanger 51 by the heat medium circulating in the second heat quantity supply circulation circuit 62, and the liquefied hydrogen of the second flow rate Q2 is supplied to the second pressure P2 and the second temperature T2. Vaporize to carbon dioxide.
- the vaporization heat transfer device 50 including the vaporization heat supply circulation circuit 54 and the downstream side circulation circuit 53 uses the liquefied hydrogen of the first pressure P1 and the first flow rate Q1 as the first pressure P1 and the first temperature T1.
- the first heat quantity C1 required for vaporizing the hydrogen gas is supplied to the first vaporizer 30 via the first heat quantity supply circulation circuit 61 by a heat medium circulating in the cooling unit 42, and the second pressure P2,
- the second heat quantity C2 required to vaporize the liquefied carbon dioxide of the second flow rate Q2 into the carbon dioxide gas of the second pressure P2 and the second temperature T2 is supplied by the heat medium circulating in the cooling unit 42 to the second heat quantity supply circulation circuit. It is supplied to the second vaporizer 35 via 62.
- the vaporized hydrogen gas and carbon dioxide gas are mixed and flowed into the reaction tube 41 as a mixed gas having a predetermined pressure P and a predetermined temperature T, and hydrogenated under a hydrogenation catalyst while flowing through the reaction tube 41 at a flow velocity V / S. It reacts and chemically reacts with hydrocarbon gas and water vapor.
- the hydrocarbon gas and water vapor lose pressure while passing through the flow path resistance 83, maintain the pressure in the reaction tube 41 at a pressure close to a predetermined pressure P, and then are sent to the gas-water separation device 75.
- the gas water separation device 75 condenses water vapor to separate the synthetic hydrocarbon gas and water, sends the synthetic hydrocarbon gas to the synthetic hydrocarbon gas utilization unit 76, and discharges the water to the discharge groove 77.
- the heat utilization circulation circuit 55 circulates a heat medium between the cooling unit 42 and the heat utilization unit 60, and subtracts the heat quantity C for vaporization from the reaction heat generated in the hydrogenation reaction to obtain the excess heat amount of the heat utilization unit 60. To supply and use.
- the upstream circulation circuit 52 of the vaporization heat transfer device 50 is stopped, the start-up heat supply device 70 is started, and heat is generated between the heat exchanger 51 and the high temperature side.
- the medium is circulated to supply the first vaporizer 30 and the second vaporizer 35 with the amount of heat required for starting.
- the liquefied hydrogen and the liquefied carbon dioxide supplied at the starting flow rate are vaporized in the first vaporizer 30 and the second vaporizer 35, and the hydrogen gas and the carbon dioxide gas are hydroxylated in the hydrogenation reactor 40 to carry out hydrocarbons. Chemically reacts with gas and water vapor.
- the start-up heat supply device 70 is stopped and the upstream circulation circuit 52 is operated.
- a predetermined pressure P suitable for the hydrogenation reaction is made into a mixed gas containing hydrogen gas and carbon dioxide gas as components.
- the reaction tube 41 can be made to flow at a predetermined temperature T, and the pressurizing energy of the mixed gas can be significantly reduced. If carbon dioxide emitted from the combustion of fossil fuels is recovered and reacted with CO 2- free hydrogen, hydrocarbons such as methane can be produced inexpensively and with low energy, which can contribute to the prevention of global warming. ..
- the pipeline 56 and the pipeline 63 are connected via an on-off valve 86
- the pipeline 57 and the pipeline 64 are connected via an on-off valve 87
- the pipeline 63 and the pipeline 71 are connected.
- It is connected via an on-off valve 88
- the pipeline 64 and the pipeline 72 are connected via an on-off valve 89.
- the cooling unit 42, the pipeline 56, the on-off valve 86, the conduit 63, the first vaporizer 30, the conduit 64, the on-off valve 87, and the conduit 57 are connected in an annular shape
- the cooling unit 42 and the first vaporizer are connected in an annular shape.
- a first heat quantity supply circulation circuit 61 that circulates a heat medium with 30 is configured.
- cooling unit 42, the pipeline 56, the on-off valve 86, the conduit 65, the second vaporizer 35, the conduit 66, the on-off valve 87, and the conduit 57 are connected in an annular shape, and the cooling unit 42 and the second vaporizer 30 are connected in an annular shape.
- a second heat quantity supply circulation circuit 62 that circulates the heat medium is configured between the two.
- the start-up heat supply device 70 is connected to the pipeline 63 via the pipeline 71 and the on-off valve 88, and is connected to the pipeline 64 via the pipeline 72 and the on-off valve 89.
- the on-off valves 86 and 87 are opened and the on-off valves 88 and 89 are closed.
- the first vaporizer 30 is supplied with the first calorific value C1 from the cooling unit 42, and vaporizes the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 into the hydrogen gas of the first pressure P1 and the first temperature T1.
- the second vaporizer 35 is supplied with a second calorific value C2 from the heat exchanger 51, and vaporizes the liquefied hydrogen of the second flow rate Q2 into carbon dioxide gas having a second pressure P2 and a second temperature T2.
- the on-off valves 88 and 89 are opened, the on-off valves 86 and 87 are closed, and the heat utilization unit 60 is stopped. Then, the start-up heat supply device 70 is started, and the amount of heat required for starting is supplied to the first vaporizer 30 and the second vaporizer 35 via the on-off valves 88 and 89.
- the second embodiment has almost the same effect as the first embodiment. Further, since the on-off valves 86 to 89 are used instead of the heat exchanger 51, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
- the vaporization-utilizing hydrocarbon production system 1c of the third embodiment replaces the liquefied carbon dioxide supply device 20 and the second calorific value supply circulation circuit 62 in the first embodiment.
- the difference from the first embodiment is that the carbon dioxide gas supplied from the carbon dioxide gas supply device 25 is pressurized by the compressor 26 and supplied to the reaction tube 41 of the pressure hydrocarbon reaction device 40 from the inflow port 44.
- the third vaporizer 33 and the third heat supply circulation circuit 67 in the third embodiment have the same configuration as the first vaporizer 30 and the first heat supply circulation circuit 61 in the first embodiment.
- the first pump 12 of the liquefied hydrogen supply device 10 is connected to the third vaporizer 33, and supplies the liquefied hydrogen of the third flow rate Q3 to the third vaporizer 33 at the third pressure P3.
- the third part of the reaction heat of the hydrogenation reaction generated in the reaction tube 41 of the hydrogenation reactor 40 is the liquefied hydrogen of the third flow rate Q3 and the hydrogen of the third temperature T3 at the third pressure P3.
- the third heat amount C3 required for vaporizing the gas is supplied from the cooling unit 42 by the heat transfer device 68 for vaporization.
- the vaporization heat transfer device 68 includes a vaporization heat supply circulation circuit 54 and a third heat quantity supply circuit 67.
- the third vaporizer 33 vaporizes the liquefied hydrogen of the third flow rate Q3 into the hydrogen gas of the third pressure P3 and the third temperature T3 by the third calorific value C3 at the generated volume V3 per unit time.
- the carbon dioxide gas supply device 25 is connected to the suction port 27 of the compressor 26, and the discharge port 28 of the compressor 26 is connected to the second inflow port 44 of the reaction pipe 41 of the hydrogenation reactor 40 via the pipe line 84.
- the carbon dioxide gas supply device 25 supplies the carbon dioxide gas of the fourth flow rate Q4 to the compressor 26.
- the liquefied hydrogen discharged at the third flow rate Q3 by the first pump 12 is vaporized into hydrogen gas by the third vaporizer 33, and the unit is from the first inflow port 43 to the reaction tube 41.
- Mol M3 which is the mass of hydrogen gas flowing in per hour divided by the molecular weight of hydrogen gas, and the mass of carbon dioxide gas supplied from the compressor to the second inflow port 44 of the reaction tube 41 per unit time are divided by the molecular weight of carbon dioxide gas.
- the ratio with the generated molar M4 is set to be equal to the molar ratio of hydrogen gas and carbon dioxide gas in which hydrogen gas and carbon dioxide gas efficiently hydrolyze in the reaction tube 41.
- the heat supply circulation circuit 54 for vaporization circulates a heat medium between the cooling unit 42 of the hydrogenation reactor 40 and the high temperature side of the heat exchanger 51, thereby causing a third flow rate Q3.
- the heat exchanger 51 is supplied with the third calorific value C3 required for vaporizing the liquefied hydrogen of No. 1 into hydrogen gas having a third pressure P3 and a third temperature T3.
- the third vaporizer 33 is supplied with the third heat quantity C3 by the heat medium circulating in the third heat quantity supply circulation circuit 67 from the low temperature side of the heat exchanger 51, and the liquefied hydrogen of the third flow rate Q3 is supplied to the third pressure P3 and the third. It is vaporized into hydrogen gas at 3 temperature T3.
- the heat transfer device 68 for vaporization transfers the third heat amount C3 required for vaporizing the liquefied hydrogen of the third flow rate Q3 with the heat medium circulating in the cooling unit 42 to supply the third heat amount circulation circuit 67. It is supplied to the third vaporizer 33 via.
- the hydrogen gas vaporized by liquefied hydrogen and the carbon dioxide gas pressurized by the compressor 26 are mixed and flowed into the reaction tube 41 as a mixed gas having a predetermined pressure P and a predetermined temperature T, and hydrogenated while flowing through the reaction tube 41. It undergoes a hydrogenation reaction under a catalyst and chemically reacts with hydrocarbon gas and water vapor.
- the third embodiment has almost the same effect as the first embodiment. Further, since the carbon dioxide gas is pressurized by the compressor 26, the system 1b can be easily controlled to a stable operating state.
- the difference between the fourth embodiment and the third embodiment is the same as the difference between the second embodiment and the first embodiment.
- the same components as those in the second embodiment and the third embodiment are designated by the same reference numbers, and the description thereof will be omitted.
- the vaporization-utilizing hydrocarbon production system 1d of the fourth embodiment shown in FIG. 4 has an effect of producing the second embodiment and the third embodiment in addition to the effect of the first embodiment.
- the liquefied hydrogen is vaporized by the first calorific value C1 supplied to the first vaporizer 30 by a heat medium
- the liquefied carbon dioxide is vaporized by the second vaporizer by a heat medium. It is vaporized by the second calorific value C2 supplied to 35, but in the vaporization utilization hydrocarbon production system 1e of the fifth embodiment, the liquefied hydrogen is supplied to the first vaporizer 30 by carbon dioxide gas.
- the liquefied carbon dioxide vaporized by the first vaporizer 30 and liquefied by the carbon dioxide gas liquefier 37 is vaporized by the second calorific value C2 supplied to the second vaporizer 35 by a heat medium.
- the carbon dioxide gas input device 36 is connected to the first vaporizer 30 and supplies carbon dioxide gas having a fifth flow rate of Q5 to the first vaporizer 30.
- the first calorific value C1 required for vaporizing the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 into the hydrogen gas of the first temperature T1 at the first pressure P1 is supplied from the carbon dioxide gas to the liquefied hydrogen, and the liquefied hydrogen. Is vaporized and the carbon dioxide gas is cooled to low temperature carbon dioxide gas. Therefore, in the vaporization-utilizing hydrocarbon production system 1e of the fifth embodiment, as shown in FIG. 5, the first heat quantity supply circulation circuit 61 is not connected to the low temperature side of the heat exchanger 51, and the second heat quantity supply circulation circuit is formed. Only 62 are connected.
- the low-temperature carbon dioxide gas is supplied to a known carbon dioxide gas liquefier 37 and liquefied into liquefied carbon dioxide.
- the liquefied carbon dioxide is sent to and stored in the second tank 21 of the liquefied carbon dioxide supply device 20.
- the liquefied carbon dioxide supply device 20 sucks the liquefied carbon dioxide from the second tank 21 by the second pump 22 and discharges it at the second flow rate Q2 and the second pressure P2, as in the first embodiment. Therefore, in the fifth flow rate Q5, the ratio of the moles of carbon dioxide molecules contained in the fifth flow rate Q5 to the moles of hydrogen molecules contained in the first flow rate Q1 actually undergoes an efficient hydrogenation reaction in the reaction tube 41. It may be set based on the molar ratio of carbon dioxide gas and hydrogen gas.
- the liquefied hydrogen supply device 10 discharges the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 at the first pressure P1.
- the carbon dioxide gas input device sends carbon dioxide gas having a fifth flow rate of Q5 to the first vaporizer 30.
- the first vaporizer 30 supplies the first calorific value C1 from the carbon dioxide gas to the liquefied hydrogen, and vaporizes the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 into the hydrogen gas of the first pressure P1 and the first temperature T1.
- the carbon dioxide gas releases the first calorific value C1 in the first vaporizer 30, and is cooled to, for example, low-temperature carbon dioxide gas having a pressure of 0.1 MPa and a temperature of ⁇ 30 ° C.
- the low-temperature carbon dioxide gas is liquefied in the carbon dioxide gas liquefier 37, for example, into liquefied carbon dioxide having a pressure of 1.7 MPa and a temperature of ⁇ 30 ° C., and is supplied to the liquefied carbon dioxide supply device 20.
- the second pump 22 sends the liquefied carbon dioxide of the second flow rate Q2 and the second pressure P2 to the second vaporizer 35.
- the heat transfer device 69 for vaporization supplies the second heat quantity C2 from the cooling unit 42 of the hydrogenation reactor 40 to the second vaporizer 35 via the second heat quantity supply circulation circuit 62 as a heat medium, and supplies the second flow rate Q2.
- the liquefied carbon dioxide of No. 1 is vaporized into carbon dioxide gas having a second pressure P2 and a second temperature T2. After that, it is the same as the first embodiment.
- the same effect as that of the first embodiment is obtained.
- carbon dioxide gas discharged from an adjacent fossil fuel-derived thermal power plant is heat-exchanged with liquefied hydrogen, cooled by the cold heat of liquefied hydrogen, and efficiently liquefied by a carbon dioxide gas liquefier. ing.
- carbon dioxide gas is liquefied by utilizing the cold heat of liquefied hydrogen, it is suitable for implementation in a situation where it is not as easy to obtain liquefied carbon dioxide gas as liquefied hydrogen.
- the heat exchange 51 is deleted, the conduit 56 is connected to the conduit 65, the conduit 57 is connected to the conduit 66, and the heat transfer device 69 for vaporization is provided. It may be configured.
- the second vaporizer 35 is supplied with the second heat quantity C2 by the heat medium via the second heat quantity circulation circuit 62 connected to the pipelines 56 and 57.
- the vaporization heat transfer device 50 includes the vaporization heat supply circulation circuit 54 connected to the cooling unit 42, but in the sixth embodiment, the vaporization heat transfer device 93.
- the sixth embodiment is different from the first embodiment in that the heat supply circulation circuit 54 for vaporization is not included, and the water supply device 95 for vaporization connected to the cooling device 94 is included. Therefore, only the differences will be described with reference to FIG. 6, and the same components as those in the first embodiment will be given the same reference numbers and the description will be omitted.
- the waste heat discharged from the equipment machine installed in the adjacent plant is recovered in the cooling water by the cooling device 94.
- the vaporization heat transfer device 93 includes a vaporization water supply device 95 that circulates a part of the cooling water as vaporization water between the cooling device 94 and the high temperature side of the heat exchanger 51, and the low temperature side and the first heat exchanger 51.
- a downstream circulation circuit 53 is provided which circulates a heat medium between the first vaporizer 30 and the second vaporizer 35 to vaporize liquefied hydrogen and liquefied carbon dioxide.
- a fossil fuel-derived thermal power plant located adjacent to the vaporization-utilizing hydrocarbon production system 1f is an adjacent plant.
- Fossil fuel-derived thermal power plants are known and are operated by a gas turbine power generator operated by combustion of natural gas and steam generated by heat recovery from exhaust gas discharged from this gas turbine with an exhaust heat recovery boiler. It consists of a condensate turbine power generator.
- the thermal power plant is provided with a cooling device 94, and the steam discharged from the condensate turbine power generation device is condensed at the condensing portion of the cooling device 94 and returned to the exhaust heat recovery boiler.
- the cooling device 94 includes a circulation circuit for circulating cooling water between the condensing unit and the cooling tower.
- the cooling device 94 may use seawater as the cooling water, cool the steam with the seawater pumped from the sea, condense the steam, and then discharge the steam into the sea.
- the high temperature side of the heat exchanger 51 is connected to the cooling device 94 between the outlet of the condensing portion and the inlet of the cooling tower or the sea via pipelines 97 and 98, and the required flow rate of cooling water is supplied. It is circulated to the high temperature side of the heat exchanger 51, and is configured to supply the heat amount C for vaporization, which is the sum of the first heat amount C1 and the second heat amount C2, to the high temperature side of the heat exchanger 51.
- the downstream circulation circuit 53 is the same as in the first embodiment.
- the vaporization water supply device 95 has a first calorific value C1 and a first calorific value C1 by circulating a part of the cooling water between the cooling device 94 of the thermal power plant and the high temperature side of the heat exchanger 51.
- the heat amount C for vaporization which is the sum of the two heat amounts C2, is supplied to the heat exchanger 51.
- the first vaporizer 30 is supplied with the first heat quantity C1 by the heat medium circulating in the first heat quantity supply circulation circuit 61 from the heat exchanger 51, and the liquefied hydrogen of the first flow rate Q1 is supplied to the first pressure P1 and the first temperature T1. Vaporize to hydrogen gas.
- the second vaporizer 35 is supplied with the second heat quantity C2 from the heat exchanger 51 by the heat medium circulating in the second heat quantity supply circulation circuit 62, and the liquefied hydrogen of the second flow rate Q2 is supplied to the second pressure P2 and the second temperature T2. Vaporize to carbon dioxide.
- the heat transfer device 93 for vaporization transfers the first heat amount C1 required for vaporizing the liquefied hydrogen at the first pressure P1 and the first flow rate Q1 into the hydrogen gas at the first pressure P1 and the first temperature T1 to the cooling device 94.
- a part of the cooling water (vaporization water) circulating in the connected vaporization water supply device 95 is supplied to the first vaporizer 30 via the first heat quantity supply circulation circuit 61, and the second pressure P2 and the second flow rate Q2.
- the second calorific value C2 required for vaporizing the liquefied carbon dioxide in the second pressure P2 and the carbon dioxide gas at the second temperature T2 is supplied and circulated by a part of the cooling water circulating in the vaporization water supply device 95. It is supplied to the second vaporizer 35 via the circuit 62.
- a mixed gas containing hydrogen gas and carbon dioxide gas as a component is produced at a predetermined pressure P and a predetermined temperature suitable for the hydrogenation reaction.
- the reaction tube 41 can be made to flow in T, and the pressurizing energy of the mixed gas can be significantly reduced. Then, all of the reaction heat generated in the hydrogenation reaction can be utilized in the heat utilization unit 60.
- carbon dioxide emitted from the combustion of fossil fuels is recovered and reacted with CO 2- free hydrogen, hydrocarbons such as methane can be produced inexpensively and with low energy, which can contribute to the prevention of global warming. ..
- the heat exchange 51 is deleted, the pipeline 97 is connected to the pipeline 63, the pipeline 98 is connected to the pipeline 64, and the heat transfer device 93 for vaporization is connected. It may be configured.
- the first vaporizer 30 is supplied with the first heat quantity C1 by a part of the cooling water circulating in the cooling device 94 via the first heat quantity circulation circuit 61 connected to the pipelines 97 and 98, and the second heat quantity C1 is supplied.
- the vaporizer 35 is directly supplied with the second calorific value C2 by a part of the cooling water circulating in the cooling device 94 via the second calorific value circulation circuit 62 connected to the pipelines 97 and 98.
- the liquefied hydrogen supply device 10 and the liquefied carbon dioxide supply device 20 use at least one of hydrogen and carbon dioxide as a liquefied raw material in a liquid state, and the first flow rate Q1 and the first flow rate Q1. It is a liquefied raw material supply device that supplies two flow rates Q2, a first pressure P1, and a second pressure P2.
- the vaporization heat transfer device 68 includes a vaporization heat supply circulation circuit 54 connected to the cooling unit 42 of the hydrogenation reactor 40, but in the 7th embodiment, the vaporization heat supply circulation circuit 54 is included. Similar to the sixth embodiment, the vaporization heat transfer device 99 is different from the third embodiment in that the vaporization heat supply circulation circuit 54 is not included and the vaporization water supply device 95 connected to the cooling device 94 is included. Therefore, only the differences will be described with reference to FIG. 7, and the same components as those in the third embodiment and the sixth embodiment are designated by the same reference numbers, and the description thereof will be omitted.
- the waste heat discharged from the equipment machine installed in the plant is heat-transferred to the cooling water by the cooling device 94.
- the vaporization heat transfer device 99 includes a vaporization water supply device 95 that circulates a part of the cooling water as vaporization water between the cooling device 94 and the high temperature side of the heat exchanger 51, and the low temperature side and the first heat exchanger 51.
- a third heat quantity supply circulation circuit 67 is provided which circulates a heat medium with the three vaporizers 33 to vaporize the liquefied hydrogen.
- the vaporization water supply device 95 supplies the third heat quantity C3 to the heat exchanger 51 by circulating the vaporization water between the cooling device 94 and the high temperature side of the heat exchanger 51. ..
- the third vaporizer 33 is supplied with the third heat quantity C3 by the heat medium circulating in the third heat quantity supply circulation circuit 67 from the low temperature side of the heat exchanger 51, and the liquefied hydrogen of the third flow rate Q3 is supplied to the third pressure P3 and the third. It is vaporized into hydrogen gas at 3 temperature T3.
- the vaporization heat transfer device 99 supplies and circulates the third heat amount C3 required for vaporizing the liquefied hydrogen in the third flow rate Q3 with the vaporization water circulating in the vaporization water supply device 95. It is supplied to the third vaporizer 33 via the circuit 67.
- the heat exchanger 51 is deleted, the pipeline 97 is connected to the pipeline 63, and the pipeline 98 is connected to the pipeline 64 to connect the heat transfer device 99 for vaporization.
- the third vaporizer 33 is supplied with the third heat quantity C3 by the vaporizing water via the third heat quantity supply circulation circuit 67 connected to the pipes 97 and 98.
- the liquefied carbon dioxide supply device 20 and the second calorific value supply circulation circuit 62 of the first embodiment, the second embodiment and the fifth embodiment are supplied with carbon dioxide gas.
- the device 25 and the compressor 26 are used, the first heat supply circulation circuit 61 is the third heat supply circulation circuit 67, and the first vaporizer 30 is the third vaporizer 33.
- the liquefied hydrogen supply device 10 is a liquefied raw material supply device that supplies one of hydrogen and carbon dioxide as a liquefied raw material in a liquid state at a third flow rate Q3 and a third pressure P3.
- the flow rate of liquefied hydrogen discharged by the first pump 12 is the third flow rate Q3 of the liquefied raw material
- the first vaporizer 30 is the third vaporizer 33.
- the carbon dioxide gas supply device 25 and the compressor 26 are other raw material gas supply devices that supply the other of hydrogen and carbon dioxide as the other raw material gas in a gaseous state at the fourth flow rate Q4, the fourth pressure P4, and the fourth temperature T4. ..
- liquefied carbon dioxide is supplied by carbon dioxide gas
- liquefied hydrogen may be supplied by hydrogen gas
- the liquefied hydrogen supply device 10 and the first heat quantity supply circulation circuit 61 are the hydrogen gas supply device and the compressor
- the second heat quantity supply circulation circuit 62 is the third heat quantity supply circulation circuit
- the second vaporizer 35 is the third.
- the liquefied carbon dioxide supply device 20 is the liquefied raw material supply device
- the flow rate of the liquefied carbon dioxide discharged by the second pump 22 is the third flow rate Q3 of the liquefied raw material
- the hydrogen gas supply device is the other raw material gas supply device.
- the flow rate of the hydrogen gas supplied by the gas supply device is the fourth flow rate Q4 of the raw material gas.
- the liquefied hydrogen is vaporized by the first calorific value C1 supplied to the first vaporizer 30 with the vaporizing water
- the liquefied carbon dioxide is vaporized by the second vaporizer with the vaporizing water. It is vaporized by the second calorific value C2 supplied to 35
- the liquefied hydrogen is supplied to the first vaporizer 30 by carbon dioxide gas as in the fifth embodiment.
- the liquefied carbon dioxide obtained by liquefying the carbon dioxide gas vaporized in the first vaporizer 30 and cooled by the first vaporizer 30 is vaporized by the second calorific value C2 supplied to the second vaporizer 35 with the vaporizing water. Therefore, only the differences will be described, and the same reference numbers will be given to the same components as those in the fifth and sixth embodiments, and the description will be omitted.
- the first heat quantity supply circulation circuit 61 is not connected to the low temperature side of the heat exchanger 51, and only the second heat quantity supply circulation circuit 62 is connected. Be connected.
- the second heat quantity C2 is circulated through the vaporization water supply device 95 connected to the cooling device 94 via the second heat quantity supply circulation circuit 62. It is supplied to the second vaporizer 35, and the liquefied carbon dioxide of the second flow rate Q2 is vaporized into carbon dioxide gas having a second pressure P2 and a second temperature T2. After that, it is the same as the sixth embodiment.
- the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained.
- carbon dioxide gas discharged from an adjacent fossil fuel-derived thermal power plant is heat-exchanged with liquefied hydrogen, cooled by the cold heat of liquefied hydrogen, and efficiently liquefied by a carbon dioxide gas liquefier. ing.
- carbon dioxide gas is liquefied by utilizing the cold heat of liquefied hydrogen, it is suitable for implementation in a situation where it is not as easy to obtain liquefied carbon dioxide gas as liquefied hydrogen.
- the heat exchange 51 may be deleted, the conduit 97 may be connected to the conduit 65, and the conduit 98 may be connected to the conduit 66 to form the heat transfer device 95 for vaporization.
- the second vaporizer 35 is supplied with the second calorific value C2 by the vaporization water via the second calorific value circulation circuit 62 connected to the pipelines 97 and 98.
- the vaporization water supply device 95 is connected to the cooling device 94 of the equipment machine installed in the adjacent plant, but the sixth embodiment and the seventh embodiment are connected.
- a water supply device for vaporization is a circuit in which seawater or water is pumped and circulated as vaporization water from water areas such as the sea, rivers, lakes, and groundwater adjacent to the vaporization utilization hydrocarbon production system. It may be 95.
- the vaporization water supply device 95 is configured to supply seawater or water pumped up by a pump to the high temperature side of the heat exchanger 51 through a pipe line 97, circulate it, and return it to the water area through the pipe line 98.
- Others are the same as those of the sixth embodiment, the seventh embodiment, and the eighth embodiment.
- Hydrogen gas at a predetermined pressure P is supplied to the first inflow port 91 of the mixer 90 at a temperature slightly lower than the first temperature T1, the third temperature T3, or the fourth temperature T4, and the second inflow port 92 is the second.
- a carbon dioxide gas having a predetermined pressure P is supplied at a temperature slightly lower than the temperature T2, the fourth temperature T4, or the third temperature T3.
- the hydrogen gas is lowered from the first pressure P1 to a predetermined pressure by the flow path resistance while flowing through the pipeline 81, and the carbon dioxide gas is lowered from the second pressure to a predetermined pressure by the flow path resistance while flowing through the pipeline 84.
- the hydrogen gas is cooled while flowing through the pipeline 81 and slightly lowered from the first temperature T1, the third temperature T3 or the fourth temperature T4, and the carbon dioxide gas is cooled while flowing through the pipeline 84 and cooled at the second temperature T2. It is slightly lower than the fourth temperature T4 or the third temperature T3. Hydrogen gas and carbon dioxide gas are mixed by the mixer 90 to become a mixed gas having a predetermined temperature T and a predetermined pressure P, and are supplied to the reaction tube 41 of the hydrogenation reactor 40 from the inflow port 48.
- a carbon dioxide gas having a predetermined pressure P at a slightly lowered temperature is mixed in the mixer 90 to obtain a mixed gas having a predetermined pressure P and a predetermined temperature T, and then supplied to the reaction tube 41. Therefore, the hydrogenation reaction is more stable and efficient. Can be done.
- the vaporization-utilizing hydrocarbon production system is composed of a hydrogenation reactor 40 provided with one stage of a reaction tube filled with a hydrogenation catalyst, and the reaction tube filled with the hydrogenation catalyst is used. Multiple stages are arranged in series, a heat exchanger is connected between adjacent reactor tubes, and the high-temperature reaction gas sent from the reaction tube in the previous stage is cooled by the heat exchanger and supplied to the reaction tube in the subsequent stage.
- the present invention may be applied to a multi-stage reactor type hydrogenation reactor. In this case, liquefied hydrogen and liquefied carbon dioxide are vaporized by the reaction heat recovered by the heat exchanger connected between the adjacent reaction tubes, and hydrogen gas and carbon dioxide gas are supplied to the first stage reaction tubes.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
気化利用炭化水素製造システムは、水素および二酸化炭素の少なくとも一方が液体状態の液化原料として設定流量、設定圧力で気化器に供給される。気化器は、液化原料を一方原料ガスに気化させて水素化反応器の水素化触媒が充填された反応管に供給する。水素化反応器は、反応管に一方原料ガスおよび他方原料ガスを水素ガスおよび炭酸ガスを成分とする混合ガスとして供給され、水素化反応させて炭化水素を含む反応ガスを生成するとともに、水素化反応で生じる反応熱を冷却部で反応ガスから熱媒体に熱移動させて反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する。設定流量の液化原料を設定圧力、設定温度の一方原料ガスに気化させるために必要な熱量が水素化反応器の冷却部を循環する熱媒体にて気化器に供給される。
Description
本発明は、水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムに関する。
地球温暖化問題は深刻度を増しており、多量の二酸化炭素を排出する化石燃料を使用する火力発電等を制限する動きもある。しかし、火力発電等の化石燃料を使用する設備は稼働コストが安価であり、大気に放出される二酸化炭素の排出量を環境に悪影響を与えない程度に減少できれば有力な電力供給設備等になり得る。したがって、化石燃料の燃焼によって排出される二酸化炭素を回収し、CO2フリーな水素と反応させてメタン等の炭化水素を安価に低エネルギーで製造する炭化水素製造装置の開発が望まれている。
特許文献1には、原料ガスの水素ガスと炭酸ガスを触媒が充填された反応器にコンプレッサで供給し、メタン化反応させてメタンを合成するメタン合成装置が記載されている。
特許文献1には、原料ガスの水素ガスと炭酸ガスを触媒が充填された反応器にコンプレッサで供給し、メタン化反応させてメタンを合成するメタン合成装置が記載されている。
特許文献1に記載されたメタン合成装置は、原料ガスの水素ガスと炭酸ガスをコンプレッサによって高圧にしなければならないので、原料ガスの加圧に多大なエネルギーを消費する不具合がある。
本発明に係る気化利用炭化水素製造システムは、水素および二酸化炭素の少なくとも一方を液体状態で供給し気化器で気化させて水素化反応器の反応管に供給し、反応管は供給された水素ガスと炭酸ガスを水素化反応させて炭化水素を含む反応ガスを生成するとともに、水素化反応で生じる反応熱を、冷却部を循環する熱媒体に移動させて反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する。気化器は、冷却部を循環する熱媒体にて、プラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水にて、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水にて、必要な熱量を供給されて設定流量の液化原料を気化させる。本発明は、このようにして水素ガスと炭酸ガスから炭化水素を低エネルギーかつ低コストで製造することができる気化利用炭化水素製造システムを提供することを目的とする。
本発明は、水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、液化水素を第1流量で供給する液化水素供給装置と、液化二酸化炭素を前記第1流量に対して所定割合の第2流量で供給する液化二酸化炭素供給装置と、前記液化水素供給装置から供給される前記液化水素を水素ガスに気化させる第1気化器と、前記液化二酸化炭素供給装置から供給される前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器と、前記第1気化器および前記第2気化器に連通されて前記水素ガスと前記炭酸ガスとが混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化反応触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、前記第1流量の前記液化水素を第1圧力、第1温度の前記水素ガスに気化させるために必要な第1熱量を前記熱媒体にて前記第1気化器に供給するとともに、前記第2流量の前記液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の前記炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を前記熱媒体にて前記第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、を備えた気化利用炭化水素製造システムである。
水素および二酸化炭素の一方のみを液化状態で供給する場合の気化利用炭化水素製造システムは、前記水素および前記二酸化炭素の一方を液体状態の液化原料として第3流量で供給する液化原料供給装置と、前記水素および前記二酸化炭素の他方を気体状態の他方原料ガスとして第4流量、第4圧力および第4温度で供給する他方原料ガス供給装置と、前記液化原料供給装置から供給される前記液化原料を一方原料ガスに気化させる第3気化器と、前記第3流量の前記液化原料を第3圧力、第3温度の前記一方原料ガスに気化させるために必要な第3熱量を水素化反応器の冷却部を循環する熱媒体にて前記第3気化器に供給する気化用熱移送装置と、を設け、前記水素化反応器に前記一方原料ガスおよび前記他方原料ガスを水素ガスおよび炭酸ガスを成分とする混合ガスとして供給する。
炭化水素製造システムにプラントが隣接立地されている場合の気化利用炭化水素製造システムは、隣接立地されたプラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水を気化用水として、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水を気化用水として供給する気化用水供給装置と、第1流量の液化水素を第1圧力、第1温度の水素ガスに気化させるために必要な第1熱量を前記気化用水にて第1気化器に供給するとともに、第2流量の液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を前記気化用水にて第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、を設け、水素化反応器に前記水素ガスおよび前記炭酸ガスを前記第1気化器および前記第2気化器から供給する。
外部から液化炭酸ガスの供給を受けない場合の気化利用炭化水素製造システムは、液化水素供給装置から供給される液化水素と炭酸ガス投入装置から供給される炭酸ガスとの間で熱交換して第1流量の液化水素を第1圧力、第1温度の水素ガスに気化させるとともに、前記炭酸ガスを低温炭酸ガスに冷却する第1気化器と、前記低温炭酸ガスが供給されて液化二酸化炭素に液化させる炭酸ガス液化装置と、前記炭酸ガス液化装置から供給された前記液化二酸化炭素を第1流量に対して所定割合の第2流量で供給する液化二酸化炭素供給装置と、前記液化二酸化炭素供給装置から供給される前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器と、前記第2流量の前記液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を、水素化反応器の冷却部を循環する熱媒体にて、プラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水にて、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水にて前記第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、を設け、前記水素化反応器に前記水素ガスおよび前記炭酸ガスを前記第1気化器および前記第2気化器から供給する。
本発明に係る水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する気化利用炭化水素製造システムは、水素および二酸化炭素の少なくとも一方を液体状態の液化原料として設定流量で気化器に供給し、気化器は、前記液化原料を一方原料ガスに気化させて水素化反応器の水素化触媒が充填された反応管に供給する。水素化反応器は、水素化触媒が充填された反応管に、一方原料ガスおよび他方原料ガスを水素ガスおよび炭酸ガスを成分とする混合ガスとして供給され、水素化反応させて炭化水素を含む反応ガスを生成するとともに、水素化反応で生じる反応熱を冷却部で反応ガスから熱媒体に熱移動させて反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する。冷却部を循環する熱媒体にて、隣接立地されたプラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水にて、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水にて、設定流量の液化原料が設定圧力、設定温度の一方原料ガスに気化される。
このように、設定流量で供給される水素および二酸化炭素の少なくとも一方の液体状態の液化原料を、水素化反応で生じる反応熱、プラントの設備機械の排熱、または隣接する水域から汲み上げられた海水または水の保有熱を気化用熱として利用して一方原料ガスに気化させることにより、一方原料ガスおよび他方原料ガスを水素ガスおよび炭酸ガスを成分とする混合ガスとして水素化反応に適した所定温度、所定圧力で反応管に供給することができ、原料ガスの加圧エネルギーを大幅に削減することができる。そして、化石燃料の燃焼によって排出される二酸化炭素を回収し、CO2フリーな水素と反応させればメタン等の炭化水素を安価に低エネルギーで製造し、地球温暖化防止に寄与することができる。
また、第1気化器において液化水素と炭酸ガスとの間で熱交換して液化水素を水素ガスに気化させ、液化水素の冷熱を活用して冷却された低温炭酸ガスを液化二酸化炭素に液化し、第2気化器において前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させ、水素化反応器に前記水素ガスおよび前記炭酸ガスを前記第1気化器および前記第2気化器から供給するようにすると、液化炭酸ガスの入手が液化水素ほど容易でない状況下においても、水素ガスおよび炭酸ガスの加圧エネルギーを大幅に削減してメタン等の炭化水素を安価に低エネルギーで製造することができる。
また、第1気化器において液化水素と炭酸ガスとの間で熱交換して液化水素を水素ガスに気化させ、液化水素の冷熱を活用して冷却された低温炭酸ガスを液化二酸化炭素に液化し、第2気化器において前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させ、水素化反応器に前記水素ガスおよび前記炭酸ガスを前記第1気化器および前記第2気化器から供給するようにすると、液化炭酸ガスの入手が液化水素ほど容易でない状況下においても、水素ガスおよび炭酸ガスの加圧エネルギーを大幅に削減してメタン等の炭化水素を安価に低エネルギーで製造することができる。
1.第1実施形態の構成
第1実施形態に係る気化利用炭化水素製造システム1aは、図1に示すように、液化水素を供給する液化水素供給装置10と、液化二酸化炭素を供給する液化二酸化炭素供給装置20と、液化水素を水素ガスに気化させる第1気化器30と、液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器35と、水素ガスと炭酸ガスとを水素化反応させて炭化水素を含む反応ガスを送出する反応管41、および反応ガスを冷却する冷却部42を備える水素化反応器40と、液化水素を水素ガスに気化させるために必要な第1熱量C1を第1気化器30に供給するとともに、液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量C2を第2気化器35に供給する気化用熱移送装置50と、を備える。
第1実施形態に係る気化利用炭化水素製造システム1aは、図1に示すように、液化水素を供給する液化水素供給装置10と、液化二酸化炭素を供給する液化二酸化炭素供給装置20と、液化水素を水素ガスに気化させる第1気化器30と、液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器35と、水素ガスと炭酸ガスとを水素化反応させて炭化水素を含む反応ガスを送出する反応管41、および反応ガスを冷却する冷却部42を備える水素化反応器40と、液化水素を水素ガスに気化させるために必要な第1熱量C1を第1気化器30に供給するとともに、液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量C2を第2気化器35に供給する気化用熱移送装置50と、を備える。
液化水素供給装置10は、液化水素を貯留する第1タンク11と第1タンク11から液化水素を吸い込んで吐出する第1ポンプ12で構成されている。液化二酸化炭素供給装置20は、液化二酸化炭素を貯留する第2タンク21と第2タンク21から液化二酸化炭素を吸い込んで吐出する第2ポンプ22で構成されている。
液化水素供給装置10の第1ポンプ12は第1気化器30に接続され、第1圧力P1で第1流量Q1の液化水素を第1気化器30に供給する。第1気化器30には、水素化反応器40の反応管41で生じる水素化反応の反応熱の第1部分が、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1で第1温度T1の水素ガスに気化させるために必要な第1熱量C1として冷却部42から気化用熱移送装置50によって供給される。第1気化器30は第1熱量C1によって第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに単位時間当たりの発生体積V1で気化させる。第1ポンプ12から第1圧力P1で供給された液化水素は、管路および第1気化器30の管路抵抗で僅かに圧力降下するが無視できるほど小さいので、第1気化器30で第1圧力P1の水素ガスに気化されるとして説明する。
液化二酸化炭素供給装置20の第2ポンプ22は第2気化器35に接続され、第2圧力P2で第1流量Q1に対して所定割合の第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2気化器35に供給する。第2気化器35には、水素化反応器40の反応管41で生じる水素化反応の反応熱の第2部分が、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2で第2温度T2の炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量C2として冷却部42から気化用熱移送装置50によって供給される。第2気化器35は第2熱量C2によって第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに単位時間当たりの発生体積V2で気化させる。第2ポンプ22から第2圧力P2で供給された液化二酸化炭素は、管路および第2気化器35の管路抵抗で僅かに圧力降下するが無視できるほど小さいので、第2気化器35で第2圧力P2の炭酸ガスに気化されるとして説明する。
水素化反応器40は、反応管41の第1流入口43に第1気化器30が管路81で接続され、第2流入口44に第2気化器35が管路82で接続され、水素ガスと炭酸ガスとが反応管41の流入口側に所定圧力P、所定温度Tの混合ガスとして単位時間当たり体積Vで供給される。水素ガスは管路81を流れる間に第1圧力P1から所定圧力Pに流路抵抗によって低下され、炭酸ガスは管路82を流れる間に第2圧力から所定圧力Pに流路抵抗によって低下される。水素ガスは管路81を流れる間に冷却して第1温度T1から若干低下し、炭酸ガスは管路82を流れる間に冷却して第2温度T2から若干低下する。
これにより反応管41の第1流入口43には第1温度T1から若干低下した温度で所定圧力Pの水素ガスが供給され、第2流入口44には第2温度T2から若干低下した温度で所定圧力Pの炭酸ガスが供給されて混合ガスになる。反応管41に流入した水素ガスと炭酸ガスは混合することにより熱量の授受を行う。従って、混合ガスの圧力が所定圧力P、所定温度Tで、単位時間当たりの発生量が体積Vとなるように、第1流量Q1、第2流量Q2、第1熱量C1、第2熱量C2は、混合ガスに含まれる水素ガス、炭酸ガスの気体定数およびモル比に基づいて設定する。
反応管41の内部には公知の水素化触媒が充填され、水素化反応器40は水素ガスと炭酸ガスを公知の水素化触媒下で水素化反応させて炭化水素と水蒸気を含む反応ガスを生成し流出口47から送出する。所定圧力Pは水素化反応に適した圧力であり、所定温度Tは水素化触媒が活性を示す温度である。
所定圧力Pで単位時間当たりの発生体積Vの混合ガスは、断面積Sの反応管41を流速V/Sで流動して水素化触媒下で水素化反応し、生成された炭化水素ガスと水蒸気はモルの減少により流速を低下させるが、流出口45側に設けられた流路抵抗83を通過することによって絞られ反応管41内の圧力を水素化反応に適した所定圧力Pに近い圧力に維持する。
所定圧力Pで単位時間当たりの発生体積Vの混合ガスは、断面積Sの反応管41を流速V/Sで流動して水素化触媒下で水素化反応し、生成された炭化水素ガスと水蒸気はモルの減少により流速を低下させるが、流出口45側に設けられた流路抵抗83を通過することによって絞られ反応管41内の圧力を水素化反応に適した所定圧力Pに近い圧力に維持する。
例えばメタンを製造する場合、メタン化触媒としてNiやRh,Ru,Pd,Pt等を担体に担持させた触媒を用い、化学式(1)にしたがって水素化反応させる。所定圧力Pは、1~5MPaであり、所定温度Tは、250~500℃である。
CO2+4H2=CH4+2H2O(-164kJ/mol-CO2) (1)
エチレンは化学式(2)に示す水素化反応によって合成される。
2CO2+6H2=C2H4+4H2O(-152kJ/mol-CO2) (2)
CO2+4H2=CH4+2H2O(-164kJ/mol-CO2) (1)
エチレンは化学式(2)に示す水素化反応によって合成される。
2CO2+6H2=C2H4+4H2O(-152kJ/mol-CO2) (2)
第1ポンプ12から吐出される液化水素の第1流量Q1と第2ポンプ22から吐出される液化二酸化炭素の第2流量Q2との所定割合R(=Q1:Q2)は、水素化反応する水素と二酸化炭素のモル比をM1:M2とすると、第1流量Q1に含まれる水素分子のモルと第2流量Q2に含まれる二酸化炭素分子のモルとの比がM1:M2となるように設定する。実際に反応管41内で効率よく水素化反応する水素ガスと炭酸ガスとのモル比に基づいて所定割合Rを設定するとよい。例えば、メタン製造の場合、水素化反応する水素と二酸化炭素のモル比は4:1であり、水素の分子量は2、二酸化炭素の分子量は44、液化水素の密度は0.07Kg/L、液化二酸化炭素の密度は1.03Kg/Lであるので、Q1:Q2=4×2÷0.07:1×44÷1.03≒8:3である。
水素化反応器40の冷却部42は、反応管41の外周を覆い、入口45から流入した熱媒体が反応管41の外周に接触して水素化反応で生じる反応熱を吸収して出口46から流出することにより、反応熱を反応ガスから熱媒体に熱移動して反応管41内を所定温度Tに維持するように構成されている。入口45は反応管41の流出口44側に配置され、出口46は流入口43側に配置されている。
気化用熱移送装置50は、水素化反応器40の冷却部42と熱交換器51の高温側との間で熱媒体を循環させる気化用熱供給循環回路54と、熱交換器51の低温側と第1気化器30および第2気化器35との間で熱媒体を循環させて液化水素および液化二酸化炭素を気化させる下流側循環回路53を備える。
上流側循環回路52は、気化用熱供給循環回路54と熱利用循環回路55を有し、水素化反応器40の冷却部42に熱媒体を循環させて反応管41内を所定温度Tに維持する。気化用熱供給循環回路54は、冷却部42と熱交換器51の高温側との間で管路56、57を通って必要流量の熱媒体を循環させ、第1熱量C1および第2熱量C2を加算した気化用熱量Cを熱交換器51に供給するように構成されている。熱利用循環回路55は、管路56に接続された管路58と管路57に接続された管路59とに熱利用部60が接続され、熱媒体が冷却部42と熱利用部60との間で循環され、水素化反応で生じた反応熱から気化用熱量Cを差し引いた余剰熱量を熱利用部60に供給するように構成されている。
下流側循環回路53は、第1熱量供給循環回路61と第2熱量供給循環回路62を有する。第1熱量供給循環回路61は、熱交換器51の低温側と第1気化器30との間で管路63、64を通って熱媒体が循環され、第1熱量C1を第1気化器30に供給して第1圧力P1、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに単位時間当たりの発生体積V1で気化させるように構成されている。第2熱量供給循環回路62は、管路63に接続された管路65と管路64に接続された管路66とに第2気化器35が接続され、熱媒体が熱交換器51の低温側と第2気化器35との間で循環され、第2熱量C2を第2気化器35に供給して第2圧力P2、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに単位時間当たりの発生体積V2で気化させるように構成されている。
気化利用炭化水素製造システム1aの始動時に、熱交換器51の高温側との間で熱媒体を循環させ、第1気化器30および第2気化器35に始動に必要な熱量を供給するスタートアップ用熱供給装置70が、気化用熱移送装置50の熱交換器51の高温側に管路71、72で接続されている。
水素化反応器40の反応管41の流出口47には、水素ガスと炭酸ガスが水素化反応器40で水素化反応して生成された反応ガスを合成炭化水素ガスと水に分離する公知のガス水分離装置75が接続されている。分離された合成炭化水素ガスは合成炭化水素ガス利用部76に送出され、水は排出溝77に排出される。
2.第1実施形態の作動および効果
液化水素供給装置10は、液化水素を第1ポンプ12によって第1タンク11から吸入し、第1流量Q1、第1圧力P1で吐出する。液化二酸化炭素供給装置20は、液化二酸化炭素を第2ポンプ22によって第2タンク21から吸入し、第2流量Q2、第2圧力P2で吐出する。
液化水素供給装置10は、液化水素を第1ポンプ12によって第1タンク11から吸入し、第1流量Q1、第1圧力P1で吐出する。液化二酸化炭素供給装置20は、液化二酸化炭素を第2ポンプ22によって第2タンク21から吸入し、第2流量Q2、第2圧力P2で吐出する。
気化用熱供給循環回路54は、冷却部42と熱交換器51との間で熱媒体を循環させることによって第1熱量C1および第2熱量C2を加算した気化用熱量Cを熱交換器51に供給する。
第1気化器30は熱交換器51から第1熱量供給循環回路61を循環する熱媒体によって第1熱量C1を供給され、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。第2気化器35は熱交換器51から第2熱量供給循環回路62を循環する熱媒体によって第2熱量C2を供給され、第2流量Q2の液化水素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。
第1気化器30は熱交換器51から第1熱量供給循環回路61を循環する熱媒体によって第1熱量C1を供給され、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。第2気化器35は熱交換器51から第2熱量供給循環回路62を循環する熱媒体によって第2熱量C2を供給され、第2流量Q2の液化水素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。
このようにして、気化用熱供給循環回路54と下流側循環回路53からなる気化用熱移送装置50は、第1圧力P1、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させるために必要な第1熱量C1を、冷却部42を循環する熱媒体にて第1熱量供給循環回路61を介して第1気化器30に供給し、第2圧力P2、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量C2を、冷却部42を循環する熱媒体にて第2熱量供給循環回路62を介して第2気化器35に供給する。
気化した水素ガスと炭酸ガスは、混合して所定圧力P、所定温度Tの混合ガスとして反応管41に流入し、反応管41を流速V/Sで流動する間に水素化触媒下で水素化反応して炭化水素ガスと水蒸気に化学反応する。炭化水素ガスと水蒸気は、流路抵抗83を通過する間に圧力損失して反応管41内の圧力を所定圧力Pに近い圧力に維持した後にガス水分離装置75に送出される。ガス水分離装置75は、水蒸気を凝縮させて合成炭化水素ガスと水とを分離し、合成炭化ガスを合成炭化水素ガス利用部76に送出し、水を排出溝77に排出する。
熱利用循環回路55は、冷却部42と熱利用部60との間で熱媒体を循環させることによって、水素化反応で生じた反応熱から気化用熱量Cを差し引いた余剰熱量を熱利用部60に供給して利用する。
気化利用炭化水素製造システム1aの始動時は、気化用熱移送装置50の上流側循環回路52を停止させ、スタートアップ用熱供給装置70を起動し、熱交換器51の高温側との間で熱媒体を循環させ、第1気化器30および第2気化器35に始動に必要な熱量を供給する。これにより、始動流量で供給された液化水素および液化二酸化炭素が第1気化器30および第2気化器35で気化され、水素ガスと炭酸ガスが水素化反応器40で水酸化反応して炭化水素ガスと水蒸気に化学反応する。反応管41内部が反応熱によって水素化触媒が活性を示す温度に加熱されると、スタートアップ用熱供給装置70を停止し、上流側循環回路52を作動させる。
第1実施形態に係る気化利用炭化水素製造システム1aによれば、第1流量Q1、第1圧力P1で供給される液化水素、および第1流量Q1に対して所定割合Rの第2流量Q2、第2圧力P2で供給される液化炭酸ガスを水素化反応で生じる反応熱を利用して気化させることにより、水素ガスと炭酸ガスとを成分とする混合ガスを水素化反応に適した所定圧力P、所定温度Tにして反応管41を流動させることができ、混合ガスの加圧エネルギーを大幅に削減することができる。そして、化石燃料の燃焼によって排出される二酸化炭素を回収し、CO2フリーな水素と反応させればメタン等の炭化水素を安価に低エネルギーで製造し、地球温暖化防止に寄与することができる。
4.第2実施形態の構成
第2実施形態の気化利用炭化水素製造システム1bは、図2に示すように、気化用熱移送装置50の熱交換器51を開閉弁86~89に換えた点が第1実施形態と異なるので、相異点のみを説明し、第1実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第2実施形態の気化利用炭化水素製造システム1bは、図2に示すように、気化用熱移送装置50の熱交換器51を開閉弁86~89に換えた点が第1実施形態と異なるので、相異点のみを説明し、第1実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
気化用熱移送装置50は、管路56と管路63が開閉弁86を介して接続され、管路57と管路64が開閉弁87を介して接続され、管路63と管路71が開閉弁88を介して接続され、管路64と管路72が開閉弁89を介して接続されている。これにより、冷却部42、管路56、開閉弁86、管路63、第1気化器30、管路64、開閉弁87、管路57が環状に接続され、冷却部42と第1気化器30との間で熱媒体を循環させる第1熱量供給循環回路61が構成される。そして、冷却部42、管路56、開閉弁86、管路65、第2気化器35、管路66、開閉弁87、管路57が環状に接続され、冷却部42と第2気化器30との間で熱媒体を循環させる第2熱量供給循環回路62が構成される。
スタートアップ用熱供給装置70は管路71、開閉弁88を介して管路63に接続され、管路72、開閉弁89を介して管路64に接続されている。
5.第2実施形態の作動および効果
気化利用炭化水素製造システム1bの通常運転時は、開閉弁86,87を開き、開閉弁88,89を閉止する。これにより、第1気化器30は冷却部42から第1熱量C1を供給され、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。第2気化器35は熱交換器51から第2熱量C2を供給され、第2流量Q2の液化水素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。
気化利用炭化水素製造システム1bの通常運転時は、開閉弁86,87を開き、開閉弁88,89を閉止する。これにより、第1気化器30は冷却部42から第1熱量C1を供給され、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。第2気化器35は熱交換器51から第2熱量C2を供給され、第2流量Q2の液化水素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。
気化利用炭化水素製造システム1bの始動時は、開閉弁88,89を開き、開閉弁86,87を閉止し、熱利用部60を停止させる。そして、スタートアップ用熱供給装置70を起動し、第1気化器30および第2気化器35に開閉弁88,89を介して始動に必要な熱量を供給する。
第2実施形態は第1実施形態とほぼ同様の効果を奏する。さらに熱交換器51に換えて開閉弁86~89を用いるので、構成を簡略化かつ安価にすることができる。
4.第3実施形態の構成
第3実施形態の気化利用炭化水素製造システム1cは、図3に示すように、第1実施形態において液化二酸化炭素供給装置20および第2熱量供給循環回路62に換えて、炭酸ガス供給装置25から供給された炭酸ガスをコンプレッサ26よって加圧して圧力水素化反応装置40の反応管41に流入口44から供給する構成にした点が第1実施形態と異なる。
第3実施形態の気化利用炭化水素製造システム1cは、図3に示すように、第1実施形態において液化二酸化炭素供給装置20および第2熱量供給循環回路62に換えて、炭酸ガス供給装置25から供給された炭酸ガスをコンプレッサ26よって加圧して圧力水素化反応装置40の反応管41に流入口44から供給する構成にした点が第1実施形態と異なる。
第3実施形態における第3気化器33および第3熱量供給循環回路67は、第1実施形態における第1気化器30および第1熱量供給循環回路61と同様の構成である。液化水素供給装置10の第1ポンプ12は、第3気化器33に接続され、第3圧力P3で第3流量Q3の液化水素を第3気化器33に供給する。
第3気化器33には、水素化反応器40の反応管41で生じる水素化反応の反応熱の第3部分が、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3で第3温度T3の水素ガスに気化させるために必要な第3熱量C3として冷却部42から気化用熱移送装置68によって供給される。気化用熱移送装置68は、気化用熱供給循環回路54と第3熱量供給回路67から構成されている。第3気化器33は第3熱量C3によって第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに単位時間当たりの発生体積V3で気化させる。
炭酸ガス供給装置25がコンプレッサ26の吸入口27に接続され、コンプレッサ26の吐出口28が水素化反応器40の反応管41の第2流入口44に管路84を介して接続されている。炭酸ガス供給装置25は、第4流量Q4の炭酸ガスをコンプレッサ26に供給する。
第3流量Q3および第4流量Q4は、第1ポンプ12によって第3流量Q3で吐出された液化水素が第3気化器33で水素ガスに気化されて第1流入口43から反応管41に単位時間当たりに流入する水素ガスの質量を水素ガスの分子量で除したモルM3と、単位時間当たりコンプレッサから反応管41の第2流入口44に供給される炭酸ガスの質量を炭酸ガスの分子量で除したモルM4との比が、反応管41内で水素ガスと炭酸ガスとが効率よく水素化反応する水素ガスと炭酸ガスとのモル比に等しくなるように設定する。
5.第3実施形態の作動および効果
気化用熱供給循環回路54は、水素化反応器40の冷却部42と熱交換器51の高温側との間で熱媒体を循環させることによって、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに気化させるために必要な第3熱量C3を熱交換器51に供給する。第3気化器33は、熱交換器51の低温側から第3熱量供給循環回路67を循環する熱媒体によって第3熱量C3を供給され、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに気化させる。このようにして、気化用熱移送装置68は、第3流量Q3の液化水素を気化させるために必要な第3熱量C3を、冷却部42を循環する熱媒体にて第3熱量供給循環回路67を介して第3気化器33に供給する。
気化用熱供給循環回路54は、水素化反応器40の冷却部42と熱交換器51の高温側との間で熱媒体を循環させることによって、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに気化させるために必要な第3熱量C3を熱交換器51に供給する。第3気化器33は、熱交換器51の低温側から第3熱量供給循環回路67を循環する熱媒体によって第3熱量C3を供給され、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに気化させる。このようにして、気化用熱移送装置68は、第3流量Q3の液化水素を気化させるために必要な第3熱量C3を、冷却部42を循環する熱媒体にて第3熱量供給循環回路67を介して第3気化器33に供給する。
液化水素が気化した水素ガスとコンプレッサ26で加圧された炭酸ガスは、混合して所定圧力P、所定温度Tの混合ガスとして反応管41に流入し、反応管41を流動する間に水素化触媒下で水素化反応して炭化水素ガスと水蒸気に化学反応する。
第3実施形態は第1実施形態とほぼ同様の効果を奏する。さらに、炭酸ガスをコンプレッサ26で加圧しているので、システム1bを安定した稼働状態に容易に制御することができる。
6.第4実施形態
第4実施形態と第3実施形態との相異点は、第2実施形態と第1実施形態との相異点と同じである。第2実施形態および第3実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
図4に示す第4実施形態の気化利用炭化水素製造システム1dは、第1実施形態が奏する効果に加え、第2実施形態および第3実施形態が生じる効果を有する。
第4実施形態と第3実施形態との相異点は、第2実施形態と第1実施形態との相異点と同じである。第2実施形態および第3実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
図4に示す第4実施形態の気化利用炭化水素製造システム1dは、第1実施形態が奏する効果に加え、第2実施形態および第3実施形態が生じる効果を有する。
7.第5実施形態の構成
第1実施形態では、液化水素は、熱媒体にて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、液化二酸化炭素は、熱媒体にて第2気化器35に供給される第2熱量C2で気化されるが、第5実施形態の気化利用炭化水素製造システム1eでは、液化水素は、炭酸ガスにて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、第1気化器30で冷却された炭酸ガスが炭酸ガス液化装置37で液化された液化二酸化炭素は、第2気化器35に熱媒体にて供給される第2熱量C2で気化される。従って、相異点のみを説明し、第1実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第1実施形態では、液化水素は、熱媒体にて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、液化二酸化炭素は、熱媒体にて第2気化器35に供給される第2熱量C2で気化されるが、第5実施形態の気化利用炭化水素製造システム1eでは、液化水素は、炭酸ガスにて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、第1気化器30で冷却された炭酸ガスが炭酸ガス液化装置37で液化された液化二酸化炭素は、第2気化器35に熱媒体にて供給される第2熱量C2で気化される。従って、相異点のみを説明し、第1実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
炭酸ガス投入装置36は第1気化器30に接続され、第5流量Q5の炭酸ガスを第1気化器30に供給する。第1気化器30では、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1で第1温度T1の水素ガスに気化させるために必要な第1熱量C1が炭酸ガスから液化水素に供給され、液化水素が気化され、炭酸ガスが低温炭酸ガスに冷却される。このため、第5実施形態の気化利用炭化水素製造システム1eでは、図5に示すように、熱交換器51の低温側に第1熱量供給循環回路61は接続されず、第2熱量供給循環回路62のみが接続される。
低温炭酸ガスは、公知の炭酸ガス液化装置37に供給され、液化二酸化炭素に液化される。液化二酸化炭素は、液化二酸化炭素供給装置20の第2タンク21に送出され貯留される。液化二酸化炭素供給装置20は、第1実施形態と同様に、液化二酸化炭素を第2ポンプ22によって第2タンク21から吸入し、第2流量Q2、第2圧力P2で吐出する。従って、第5流量Q5は、第5流量Q5に含まれる二酸化炭素分子のモルと第1流量Q1に含まれる水素分子のモルとの比が、実際に反応管41内で効率よく水素化反応する炭酸ガスと水素ガスとのモル比に基づいて設定するとよい。
8.第5実施形態の作動および効果
液化水素供給装置10は、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1で吐出する。炭酸ガス投入装置は、第5流量Q5の炭酸ガスを第1気化器30に送出する。第1気化器30は第1熱量C1を炭酸ガスから液化水素に供給し、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。
液化水素供給装置10は、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1で吐出する。炭酸ガス投入装置は、第5流量Q5の炭酸ガスを第1気化器30に送出する。第1気化器30は第1熱量C1を炭酸ガスから液化水素に供給し、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。
炭酸ガスは、第1気化器30で第1熱量C1を放出し、例えば、圧力が0.1MPaで、温度が-30℃の低温炭酸ガスに冷却される。低温炭酸ガスは、炭酸ガス液化装置37で、例えば、圧力が1.7MPaで温度が-30℃の液化二酸化炭素に液化され、液化二酸化炭素供給装置20に供給される。第2ポンプ22は、第2流量Q2、第2圧力P2の液化二酸化炭素を第2気化器35に送出する。気化用熱移送装置69は、第2熱量C2を水素化反応器40の冷却部42から熱媒体にて第2熱量供給循環回路62を介して第2気化器35に供給し、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。以降は第1実施形態と同様である。
第5実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第5実施形態は、例えば、隣接する化石燃料由来火力発電プラントから排出される炭酸ガスを液化水素と熱交換して液化水素の冷熱で冷却し、炭酸ガス液化装置で効率的に液化している。このように、液化水素の冷熱を活用して炭酸ガスを液化するので、液化炭酸ガスの入手が液化水素ほど容易でない状況下での実施に適している。
第5実施形態において、第2実施形態のように、熱交換51を削除し、管路56を管路65に接続し、管路57を管路66に接続して気化用熱移送装置69を構成してもよい。この場合、第2気化器35は管路56、57に接続された第2熱量循環回路62を介して熱媒体にて第2熱量C2を供給される。
9.第6実施形態の構成
第1実施形態では、気化用熱移送装置50は、冷却部42に接続された気化用熱供給循環回路54を含むが、第6実施形態では、気化用熱移送装置93は気化用熱供給循環回路54を含まず、冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を含む点で、第6実施形態は第1実施形態と異なる。従って、図6を参照して相異点のみを説明し、第1実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第1実施形態では、気化用熱移送装置50は、冷却部42に接続された気化用熱供給循環回路54を含むが、第6実施形態では、気化用熱移送装置93は気化用熱供給循環回路54を含まず、冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を含む点で、第6実施形態は第1実施形態と異なる。従って、図6を参照して相異点のみを説明し、第1実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第6実施形態に係る気化利用炭化水素製造システム1fにおいて、隣接立地されたプラントに設置された設備機械から排出された排熱が冷却装置94で冷却水に回収される。気化用熱移送装置93は、冷却水の一部を気化用水として冷却装置94と熱交換器51の高温側との間で循環させる気化用水供給装置95と、熱交換器51の低温側と第1気化器30および第2気化器35との間で熱媒体を循環させて液化水素および液化二酸化炭素を気化させる下流側循環回路53を備える。
気化利用炭化水素製造システム1fに隣接して立地された、例えば化石燃料由来火力発電プラントなどが、隣接立地されたプラントである。
化石燃料由来火力発電プラントは公知であり、天然ガスの燃焼によって作動されるガスタービン発電装置と、このガスタービンから排出された排気ガスから排熱回収ボイラで熱回収して生成した蒸気で作動される復水タービン発電装置とから構成されている。火力発電プラントには冷却装置94が設けられ、復水タービン発電装置から排出された蒸気は冷却装置94の凝縮部で復水され、排熱回収ボイラに戻される。冷却装置94は、凝縮部と冷却塔との間で冷却水を循環させる循環回路を備えている。冷却装置94は、冷却水として海水を使用し、海からポンプで汲み上げた海水で蒸気を冷却して復水させた後に海に放出するようにしてもよい。
化石燃料由来火力発電プラントは公知であり、天然ガスの燃焼によって作動されるガスタービン発電装置と、このガスタービンから排出された排気ガスから排熱回収ボイラで熱回収して生成した蒸気で作動される復水タービン発電装置とから構成されている。火力発電プラントには冷却装置94が設けられ、復水タービン発電装置から排出された蒸気は冷却装置94の凝縮部で復水され、排熱回収ボイラに戻される。冷却装置94は、凝縮部と冷却塔との間で冷却水を循環させる循環回路を備えている。冷却装置94は、冷却水として海水を使用し、海からポンプで汲み上げた海水で蒸気を冷却して復水させた後に海に放出するようにしてもよい。
気化用水供給装置95は、熱交換器51の高温側が冷却装置94に凝縮部の出口と冷却塔の入口または海との間で管路97,98を介して接続され、必要流量の冷却水が熱交換器51の高温側に循環され、第1熱量C1および第2熱量C2を加算した気化用熱量Cを熱交換器51の高温側に供給するように構成されている。下流側循環回路53は、第1の実施形態と同じである。
10.第6実施形態の作動および効果
気化用水供給装置95は、火力発電プラントの冷却装置94と熱交換器51の高温側との間で冷却水の一部を循環させることによって第1熱量C1および第2熱量C2を加算した気化用熱量Cを熱交換器51に供給する。
第1気化器30は熱交換器51から第1熱量供給循環回路61を循環する熱媒体によって第1熱量C1を供給され、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。第2気化器35は熱交換器51から第2熱量供給循環回路62を循環する熱媒体によって第2熱量C2を供給され、第2流量Q2の液化水素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。
気化用水供給装置95は、火力発電プラントの冷却装置94と熱交換器51の高温側との間で冷却水の一部を循環させることによって第1熱量C1および第2熱量C2を加算した気化用熱量Cを熱交換器51に供給する。
第1気化器30は熱交換器51から第1熱量供給循環回路61を循環する熱媒体によって第1熱量C1を供給され、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させる。第2気化器35は熱交換器51から第2熱量供給循環回路62を循環する熱媒体によって第2熱量C2を供給され、第2流量Q2の液化水素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。
気化用熱移送装置93は、第1圧力P1、第1流量Q1の液化水素を第1圧力P1、第1温度T1の水素ガスに気化させるために必要な第1熱量C1を、冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を循環する冷却水の一部(気化用水)にて第1熱量供給循環回路61を介して第1気化器30に供給し、第2圧力P2、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量C2を、気化用水供給装置95を循環する冷却水の一部にて第2熱量供給循環回路62を介して第2気化器35に供給する。
第6実施形態によれば、第1流量Q1、第1圧力P1で供給される液化水素、および第1流量Q1に対して所定割合Rの第2流量Q2、第2圧力P2で供給される液化炭酸ガスをプラントに設置された設備機械から排出される排熱を利用して気化させることにより、水素ガスと炭酸ガスとを成分とする混合ガスを水素化反応に適した所定圧力P、所定温度Tにして反応管41を流動させることができ、混合ガスの加圧エネルギーを大幅に削減することができる。そして、水素化反応で生じる反応熱の全てを熱利用部60で利用することができる。さらに、化石燃料の燃焼によって排出される二酸化炭素を回収し、CO2フリーな水素と反応させればメタン等の炭化水素を安価に低エネルギーで製造し、地球温暖化防止に寄与することができる。
第6実施形態において、第2実施形態のように、熱交換51を削除し、管路97を管路63に接続し、管路98を管路64に接続して気化用熱移送装置93を構成してもよい。この場合、第1気化器30は管路97、98に接続された第1熱量循環回路61を介して冷却装置94を循環する冷却水の一部にて第1熱量C1を供給され、第2気化器35は管路97、98に接続された第2熱量循環回路62を介して冷却装置94を循環する冷却水の一部にて直接第2熱量C2を供給される。
第1実施形態、第2実施形態および第6実施形態では、液化水素供給装置10および液化二酸化炭素供給装置20が、水素および二酸化炭素の少なくとも一方を液体状態の液化原料として第1流量Q1、第2流量Q2および第1圧力P1、第2圧力P2で供給する液化原料供給装置である。
11.第7実施形態の構成
第3実施形態では、気化用熱移送装置68は、水素化反応器40の冷却部42に接続された気化用熱供給循環回路54を含むが、第7実施形態では、第6実施形態と同様に、気化用熱移送装置99は気化用熱供給循環回路54を含まず、冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を含む点が第3実施形態と異なる。従って、図7を参照して相異点のみを説明し、第3実施形態および第6実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第3実施形態では、気化用熱移送装置68は、水素化反応器40の冷却部42に接続された気化用熱供給循環回路54を含むが、第7実施形態では、第6実施形態と同様に、気化用熱移送装置99は気化用熱供給循環回路54を含まず、冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を含む点が第3実施形態と異なる。従って、図7を参照して相異点のみを説明し、第3実施形態および第6実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第7実施形態に係る気化利用炭化水素製造システム1gにおいて、プラントに設置された設備機械から排出された排熱は、冷却装置94で冷却水に熱移動される。気化用熱移送装置99は、冷却水の一部を気化用水として冷却装置94と熱交換器51の高温側との間で循環させる気化用水供給装置95と、熱交換器51の低温側と第3気化器33との間で熱媒体を循環させて液化水素を気化させる第3熱量供給循環回路67を備える
12.第7実施形態の作動および効果
気化用水供給装置95は、冷却装置94と熱交換器51の高温側との間で気化用水を循環させることによって、第3熱量C3を熱交換器51に供給する。第3気化器33は、熱交換器51の低温側から第3熱量供給循環回路67を循環する熱媒体によって第3熱量C3を供給され、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに気化させる。このようにして、気化用熱移送装置99は、第3流量Q3の液化水素を気化させるために必要な第3熱量C3を、気化用水供給装置95を循環する気化用水にて第3熱量供給循環回路67を介して第3気化器33に供給する。
気化用水供給装置95は、冷却装置94と熱交換器51の高温側との間で気化用水を循環させることによって、第3熱量C3を熱交換器51に供給する。第3気化器33は、熱交換器51の低温側から第3熱量供給循環回路67を循環する熱媒体によって第3熱量C3を供給され、第3流量Q3の液化水素を第3圧力P3、第3温度T3の水素ガスに気化させる。このようにして、気化用熱移送装置99は、第3流量Q3の液化水素を気化させるために必要な第3熱量C3を、気化用水供給装置95を循環する気化用水にて第3熱量供給循環回路67を介して第3気化器33に供給する。
第7実施形態において、第4実施形態のように、熱交換器51を削除し、管路97を管路63に接続し、管路98を管路64に接続して気化用熱移送装置99を構成した場合、第3気化器33は管路97、98に接続された第3熱量供給循環回路67を介して気化用水にて第3熱量C3を供給される。
第3実施形態、第4実施形態および第7実施形態では、第1実施形態、第2実施形態および第5実施形態の液化二酸化炭素供給装置20および第2熱量供給循環回路62を、炭酸ガス供給装置25およびコンプレッサ26とし、第1熱量供給循環回路61を第3熱量供給循環回路67とし、第1気化器30を第3気化器33としている。この場合は、液化水素供給装置10が、水素および二酸化炭素の一方を液体状態の液化原料として第3流量Q3および第3圧力P3で供給する液化原料供給装置である。第1ポンプ12が吐出する液化水素の流量が液化原料の第3流量Q3であり、第1気化器30が第3気化器33である。そして、炭酸ガス供給装置25およびコンプレッサ26が、水素および二酸化炭素の他方を気体状態の他方原料ガスとして第4流量Q4、第4圧力P4および第4温度T4で供給する他方原料ガス供給装置である。
第3実施形態、第4実施形態および第7実施形態では、液化二酸化炭素を炭酸ガスで供給しているが、液化水素を水素ガスで供給するようにしてもよい。この場合、液化水素供給装置10および第1熱量供給循環回路61を、水素ガス供給装置およびコンプレッサとし、第2熱量供給循環回路62を第3熱量供給循環回路とし、第2気化器35を第3気化器とする。そして、液化二酸化炭素供給装置20が液化原料供給装置であり、第2ポンプ22が吐出する液化二酸化炭素の流量が液化原料の第3流量Q3であり、水素ガス供給装置が他方原料ガス供給装置であり、水素をガス供給装置が供給する水素ガスの流量が他方原料ガスの第4流量Q4となる。
13.第8実施形態の構成
第6実施形態では、液化水素は、気化用水にて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、液化二酸化炭素は、気化用水にて第2気化器35に供給される第2熱量C2で気化されるが、第8実施形態では、第5実施形態と同様に、液化水素は、炭酸ガスにて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、第1気化器30で冷却された炭酸ガスを液化した液化二酸化炭素が、気化用水にて第2気化器35に供給される第2熱量C2で気化される。従って、相異点のみを説明し、第5実施形態、第6実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第6実施形態では、液化水素は、気化用水にて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、液化二酸化炭素は、気化用水にて第2気化器35に供給される第2熱量C2で気化されるが、第8実施形態では、第5実施形態と同様に、液化水素は、炭酸ガスにて第1気化器30に供給される第1熱量C1で気化され、第1気化器30で冷却された炭酸ガスを液化した液化二酸化炭素が、気化用水にて第2気化器35に供給される第2熱量C2で気化される。従って、相異点のみを説明し、第5実施形態、第6実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
第8実施形態の気化利用炭化水素製造システム1hでは、図8に示すように、熱交換器51の低温側に第1熱量供給循環回路61は接続されず、第2熱量供給循環回路62のみが接続される。
8.第8実施形態の作動および効果
気化用熱移送装置96は、第2熱量C2を冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を循環する気化用水にて第2熱量供給循環回路62を介して第2気化器35に供給し、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。以降は第6実施形態と同様である。
気化用熱移送装置96は、第2熱量C2を冷却装置94に接続された気化用水供給装置95を循環する気化用水にて第2熱量供給循環回路62を介して第2気化器35に供給し、第2流量Q2の液化二酸化炭素を第2圧力P2、第2温度T2の炭酸ガスに気化させる。以降は第6実施形態と同様である。
第8実施形態によれば、第6実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第8実施形態は、例えば、隣接する化石燃料由来火力発電プラントから排出される炭酸ガスを液化水素と熱交換して液化水素の冷熱で冷却し、炭酸ガス液化装置で効率的に液化している。このように、液化水素の冷熱を活用して炭酸ガスを液化するので、液化炭酸ガスの入手が液化水素ほど容易でない状況下での実施に適している。
第8実施形態において、熱交換51を削除し、管路97を管路65に接続し、管路98を管路66に接続して気化用熱移送装置95を構成してもよい。この場合、第2気化器35は管路97、98に接続された第2熱量循環回路62を介して気化用水にて第2熱量C2を供給される。
第6実施形態、第7実施形態、第8実施形態では、隣接立地されたプラントに設置された設備機械の冷却装置94に気化用水供給装置95を接続したが、第6実施形態、第7実施形態、第8実施形態の変形例として、気化利用炭化水素製造システムに隣接する海、河川、湖、地下水などの水域から海水または水を気化用水としてポンプで汲み上げて循環させる回路を気化用水供給装置95としてもよい。この場合、気化用水供給装置95を、ポンプで汲み上げられた海水または水を管路97で熱交換器51の高温側に供給して循環させ、管路98を通って水域に戻す構成にする。その他は第6実施形態、第7実施形態、第8実施形態と同様である。
15.第9実施形態
第9実施形態は、図9に示すように、上述の各実施形態において、水素ガスおよび炭酸ガスを水素化反応器40の反応管41に流入口43,44から混合ガスとして流入させる構成に換えて、水素ガスおよび炭酸ガスを混合器90で混合してから混合ガスとして水素化反応器40の反応管41に流入口48から供給する構成である。
第9実施形態は、図9に示すように、上述の各実施形態において、水素ガスおよび炭酸ガスを水素化反応器40の反応管41に流入口43,44から混合ガスとして流入させる構成に換えて、水素ガスおよび炭酸ガスを混合器90で混合してから混合ガスとして水素化反応器40の反応管41に流入口48から供給する構成である。
混合器90の第1流入口91には第1温度T1、第3温度T3または第4温度T4から若干低下した温度で所定圧力Pの水素ガスが供給され、第2流入口92には第2温度T2、第4温度T4または第3温度T3から若干低下した温度で所定圧力Pの炭酸ガスが供給される。水素ガスは管路81を流れる間に第1圧力P1から所定圧力に流路抵抗によって低下され、炭酸ガスは管路84を流れる間に第2圧力から所定圧力に流路抵抗によって低下される。水素ガスは管路81を流れる間に冷却して第1温度T1、第3温度T3または第4温度T4から若干低下し、炭酸ガスは管路84を流れる間に冷却して第2温度T2、第4温度T4または第3温度T3から若干低下する。水素ガスと炭酸ガスは混合器90で混合されて所定温度T、所定圧力Pの混合ガスとなり、水素化反応器40の反応管41に流入口48から供給される。
第9実施形態によれば、第1温度T1、第3温度T3または第4温度T4から若干低下した温度で所定圧力Pの水素ガスと第2温度T2、第4温度T4または第3温度T3から若干低下した温度で所定圧力Pの炭酸ガスを混合器90で混合し、所定圧力P、所定温度Tの混合ガスにしてから反応管41に供給するので、水素化反応をより安定して効率的に行わせることができる。
上述の実施形態に係る気化利用炭化水素製造システムは、水素化触媒が充填された反応管を1段備えた水素化反応器40で構成しているが、水素化触媒が充填された反応管を複数段直列に配置し、隣接する反応管の間に熱交換器を接続し、前段の反応管から送出された高温の反応ガスを熱交換器で冷却して後段の反応管に供給するようにした複数段反応器式水素化反応器に本発明を適用してもよい。この場合、隣接する反応管間に接続された熱交換器によって回収された反応熱で液化水素、液化二酸化炭素を気化させて初段の反応管に水素ガスと炭酸ガスを供給する。
1a~1h:気化利用炭化水素製造システム、10:液化水素供給装置、12: 第1ポンプ、20:液化二酸化炭素供給装置、22:第2ポンプ、30:第1気化器、 33:第3気化器、35:第2気化器、40:水素化反応器、41:反応管、42:冷 却部、50,68,69,93,96,99:気化用熱移送装置、51:熱交換器、5 4:気化用熱供給循環回路、55:熱利用循環回路、60:熱利用部、61:第1熱量 供給循環回路、62:第2熱量供給循環回路、67:第3熱量供給循環回路、70:ス タートアップ用熱供給装置、75:ガス水分離装置、86~89:開閉弁、25:炭酸 ガス供給装置、26:コンプレッサ、90:混合器、94:冷却装置、95:気化用水 供給装置
Claims (8)
- 水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、
液化水素を第1流量で供給する液化水素供給装置と、
液化二酸化炭素を前記第1流量に対して所定割合の第2流量で供給する液化二酸化炭素供給装置と、
前記液化水素供給装置から供給される前記液化水素を水素ガスに気化させる第1気化器と、
前記液化二酸化炭素供給装置から供給される前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器と、
前記第1気化器および前記第2気化器に連通されて前記水素ガスと前記炭酸ガスとが混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化反応触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、
前記第1流量の前記液化水素を第1圧力、第1温度の前記水素ガスに気化させるために必要な第1熱量を前記熱媒体にて前記第1気化器に供給するとともに、前記第2流量の前記液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の前記炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を前記熱媒体にて前記第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、
を備えた気化利用炭化水素製造システム。 - 水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、
前記水素および前記二酸化炭素の一方を液体状態の液化原料として第3流量で供給する液化原料供給装置と、
前記水素および前記二酸化炭素の他方を気体状態の他方原料ガスとして第4流量、第4圧力および第4温度で供給する他方原料ガス供給装置と、
前記液化原料供給装置から供給される前記液化原料を一方原料ガスに気化させる第3気化器と、
前記第3気化器および前記他方原料ガス供給装置に連通されて前記一方原料ガスと前記他方原料ガスとが水素ガスおよび炭酸ガスを成分とする混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから前記熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、
前記第3流量の前記液化原料を第3圧力、第3温度の前記一方原料ガスに気化させるために必要な第3熱量を前記熱媒体にて前記第3気化器に供給する気化用熱移送装置と、
を備えた気化利用炭化水素製造システム。 - 水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、
液化水素を第1流量で供給する液化水素供給装置と、
炭酸ガスを第5流量で供給する炭酸ガス投入装置と、
前記液化水素供給装置から供給される前記液化水素と前記炭酸ガス投入装置から供給される前記炭酸ガスとの間で熱交換して前記第1流量の前記液化水素を第1圧力、第1温度の水素ガスに気化させるとともに、前記炭酸ガスを低温炭酸ガスに冷却する第1気化器と、
前記低温炭酸ガスが供給されて液化二酸化炭素に液化させる炭酸ガス液化装置と、
前記炭酸ガス液化装置から供給された前記液化二酸化炭素を前記第1流量に対して所定割合の第2流量で供給する液化二酸化炭素供給装置と、
前記液化二酸化炭素供給装置から供給される前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器と、
前記第1気化器および前記第2気化器に連通されて前記水素ガスと前記炭酸ガスとが混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化反応触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから前記熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、
前記第2流量の前記液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の前記炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を前記熱媒体にて前記第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、
を備えた気化利用炭化水素製造システム。 - 前記気化利用炭化水素製造システムの始動に必要な熱量を前記気化用熱移送装置に供給するスタートアップ用熱供給装置を備えた請求項1乃至3のいずれか1項に記載の気化利用炭化水素製造システム。
- 水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、
液化水素を第1流量で供給する液化水素供給装置と、
液化二酸化炭素を前記第1流量に対して所定割合の第2流量で供給する液化二酸化炭素供給装置と、
前記液化水素供給装置から供給される前記液化水素を水素ガスに気化させる第1気化器と、
前記液化二酸化炭素供給装置から供給される前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器と、
隣接立地されたプラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水を気化用水として、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水を気化用水として供給する気化用水供給装置と、
前記第1流量の前記液化水素を第1圧力、第1温度の前記水素ガスに気化させるために必要な第1熱量を前記気化用水にて前記第1気化器に供給するとともに、前記第2流量の前記液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の前記炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を前記気化用水にて前記第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、
前記第1気化器および前記第2気化器に連通されて前記水素ガスと前記炭酸ガスとが混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化反応触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから前記熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、
前記熱媒体が循環され前記反応熱を利用する熱利用部と、
を備えた気化利用炭化水素製造システム。 - 水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、
前記水素および前記二酸化炭素の一方を液体状態の液化原料として第3流量で供給する液化原料供給装置と、
前記水素および前記二酸化炭素の他方を気体状態の他方原料ガスとして第4流量、第4圧力および第4温度で供給する他方原料ガス供給装置と、
前記液化原料供給装置から供給される前記液化原料を一方原料ガスに気化させる第3気化器と、
隣接立地されたプラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水を気化用水として、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水を気化用水として供給する気化用水供給装置と、
前記第3流量の前記液化原料を第3圧力、第3温度の前記一方原料ガスに気化させるために必要な第3熱量を前記気化用水にて前記第3気化器に供給する気化用熱移送装置と、
前記第3気化器および前記他方原料ガス供給装置に連通されて前記一方原料ガスと前記他方原料ガスとが水素ガスおよび炭酸ガスを成分とする混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから前記熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、
前記熱媒体が循環され前記反応熱を利用する熱利用部と、
を備えた気化利用炭化水素製造システム。 - 水素と二酸化炭素から炭化水素を製造する炭化水素製造システムであって、
液化水素を第1流量で供給する液化水素供給装置と、
炭酸ガスを第5流量で供給する炭酸ガス投入装置と、
前記液化水素供給装置から供給される前記液化水素と前記炭酸ガス投入装置から供給される前記炭酸ガスとの間で熱交換して前記第1流量の前記液化水素を第1圧力、第1温度の水素ガスに気化させるとともに、前記炭酸ガスを低温炭酸ガスに冷却する第1気化器と、
前記低温炭酸ガスが供給されて液化二酸化炭素に液化させる炭酸ガス液化装置と、
前記炭酸ガス液化装置から供給された前記液化二酸化炭素を前記第1流量に対して所定割合の第2流量で供給する液化二酸化炭素供給装置と、
前記液化二酸化炭素供給装置から供給される前記液化二酸化炭素を炭酸ガスに気化させる第2気化器と、
隣接立地されたプラントの冷却装置で排熱を熱移動された冷却水を気化用水として、あるいは隣接する水域から汲み上げられた海水または水を気化用水として供給する気化用水供給装置と、
前記第2流量の前記液化二酸化炭素を第2圧力、第2温度の炭酸ガスに気化させるために必要な第2熱量を前記気化用水にて前記第2気化器に供給する気化用熱移送装置と、
前記第1気化器および前記第2気化器に連通されて前記水素ガスと前記気化された炭酸ガスとが混合ガスとして供給され、内部に充填された水素化反応触媒下で前記水素ガスと前記炭酸ガスとを水素化反応させて前記炭化水素を含む反応ガスを生成して送出する反応管、および熱媒体が循環され前記水素化反応で生じる反応熱を前記反応ガスから前記熱媒体に熱移動させて前記反応管内部を水素化触媒が活性を示す温度に維持する冷却部を備える水素化反応器と、
前記熱媒体が循環され前記反応熱を利用する熱利用部と、
を備えた気化利用炭化水素製造システム。 - 前記水素化反応器の上流側に接続され、前記反応管に供給される前記水素ガスと前記炭酸ガスとを前記混合ガスとして混合した後に前記水素化反応器に供給する混合器を備えた請求項1乃至7のいずれか1項に記載の気化利用炭化水素製造システム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020550883A JPWO2021220455A1 (ja) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | |
PCT/JP2020/018250 WO2021220455A1 (ja) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 気化利用炭化水素製造システム |
JP2021537753A JP6964920B1 (ja) | 2020-04-30 | 2021-04-22 | 発電設備併設気化利用炭化水素製造システム |
PCT/JP2021/016273 WO2021220930A1 (ja) | 2020-04-30 | 2021-04-22 | 発電設備併設気化利用炭化水素製造システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/018250 WO2021220455A1 (ja) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 気化利用炭化水素製造システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021220455A1 true WO2021220455A1 (ja) | 2021-11-04 |
Family
ID=78331885
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/018250 WO2021220455A1 (ja) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 気化利用炭化水素製造システム |
PCT/JP2021/016273 WO2021220930A1 (ja) | 2020-04-30 | 2021-04-22 | 発電設備併設気化利用炭化水素製造システム |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/016273 WO2021220930A1 (ja) | 2020-04-30 | 2021-04-22 | 発電設備併設気化利用炭化水素製造システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPWO2021220455A1 (ja) |
WO (2) | WO2021220455A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023218794A1 (ja) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 日立造船株式会社 | 発電システム |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015513531A (ja) * | 2012-02-20 | 2015-05-14 | サーモガス ダイナミクス リミテッドThermogas Dynamics Limited | エネルギー変換および生成のための方法およびシステム |
CN107141189A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-08 | 赫普热力发展有限公司 | 一种甲烷化反应系统、发电厂调峰系统及发电厂 |
JP2019069917A (ja) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 株式会社日立製作所 | メタン製造システム及びメタン製造方法 |
JP2019142786A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 株式会社日立製作所 | メタン製造設備及びメタン製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102660340B (zh) * | 2012-04-24 | 2014-06-11 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 利用过剩电能将烟气中的二氧化碳转化成天然气的工艺及设备 |
JP6922526B2 (ja) * | 2017-07-31 | 2021-08-18 | 三菱ケミカル株式会社 | メタンの製造方法 |
-
2020
- 2020-04-30 JP JP2020550883A patent/JPWO2021220455A1/ja active Pending
- 2020-04-30 WO PCT/JP2020/018250 patent/WO2021220455A1/ja active Application Filing
-
2021
- 2021-04-22 JP JP2021537753A patent/JP6964920B1/ja active Active
- 2021-04-22 WO PCT/JP2021/016273 patent/WO2021220930A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015513531A (ja) * | 2012-02-20 | 2015-05-14 | サーモガス ダイナミクス リミテッドThermogas Dynamics Limited | エネルギー変換および生成のための方法およびシステム |
CN107141189A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-08 | 赫普热力发展有限公司 | 一种甲烷化反应系统、发电厂调峰系统及发电厂 |
JP2019069917A (ja) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 株式会社日立製作所 | メタン製造システム及びメタン製造方法 |
JP2019142786A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 株式会社日立製作所 | メタン製造設備及びメタン製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023218794A1 (ja) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 日立造船株式会社 | 発電システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2021220455A1 (ja) | 2021-11-04 |
JPWO2021220930A1 (ja) | 2021-11-04 |
WO2021220930A1 (ja) | 2021-11-04 |
JP6964920B1 (ja) | 2021-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11939915B2 (en) | Raw material fluid treatment plant and raw material fluid treatment method | |
US4178761A (en) | Heat source and heat sink pumping system and method | |
CN101558007B (zh) | 用于lng蒸发的蒸汽甲烷转化与lng再气化终端 | |
WO2022180740A1 (ja) | Lngを活用する炭酸ガス回収式水素製造システム | |
JPH0610697A (ja) | 動力を発生させる方法 | |
TWI642774B (zh) | Hydrogen and synthetic natural gas manufacturing device and manufacturing method | |
US20050178125A1 (en) | Method for the utilization of energy from cyclic thermochemical processes to produce mechanical energy and plant for this purpose | |
US4716737A (en) | Apparatus and process for vaporizing a liquified hydrocarbon | |
WO2021220455A1 (ja) | 気化利用炭化水素製造システム | |
WO2023037673A1 (ja) | カーボンニュートラルメタン使用液体燃料製造システム | |
EP0729196A1 (en) | Fuel cell integrated with catalytic reactor producing hydrogen | |
KR102538689B1 (ko) | 복합 발전 시스템 및 복합 발전 시스템의 구동 방법 | |
JP3899182B2 (ja) | 都市ガス、都市ガスの製造方法及びその製造装置 | |
CN101959998A (zh) | 促进合成天然气生产的方法和设备 | |
JP4135871B2 (ja) | 排熱を熱源として灯油または軽油を改質する装置及び方法 | |
JP5925105B2 (ja) | サチュレータ及びこれを備える天然ガス改質システム | |
JP5295345B2 (ja) | 低温液化ガスの気化システム | |
JP7495088B2 (ja) | 複合発電システムおよび複合発電システムの駆動方法 | |
CN118030222A (zh) | 一种利用lng的调压供应多功能系统及方法 | |
WO2021150786A1 (en) | Methods for producing, storing, and using energy | |
JP2607313B2 (ja) | 燃焼方法および燃焼装置 | |
KR20220047451A (ko) | 부유식 수소 생산 및 관리 시스템 | |
CN118572772A (zh) | 一种船用燃料电池多能联合供电系统 | |
JP5030649B2 (ja) | 低温液化ガスの気化方法 | |
KR20230161180A (ko) | 복합 화력 발전 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020550883 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20934050 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20934050 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |