JP2003146610A - Hydrogen production equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原料に含まれる水素の全部を製品水素として
変換し、さらに、二酸化炭素も回収して大気中に排出し
ないようにした水素製造装置を提供する。
【解決手段】 外部の熱源からの熱を受け、原料を改質
して水素を製造するメンブレンリフォーマ１０２と、該
メンブレンリフォーマ１０２から排出される改質ガス中
の二酸化炭素を除去するための二酸化炭素分離装置１０
４と、二酸化炭素を分離した後の改質ガスをメンブレン
リフォーマに循環する循環手段１１２とを含むこととし
た。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a hydrogen production apparatus that converts all of the hydrogen contained in a raw material as product hydrogen, and further recovers carbon dioxide so as not to be discharged into the atmosphere. SOLUTION: The membrane reformer 102 receives heat from an external heat source to reform a raw material to produce hydrogen, and a membrane reformer 102 for removing carbon dioxide in a reformed gas discharged from the membrane reformer 102. Carbon dioxide separator 10
4 and a circulating means 112 for circulating the reformed gas after separation of carbon dioxide to the membrane reformer.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水素製造装置に関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrogen production apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、燃料電池等の開発に伴って、水素
の供給源について検討が行われている。ここで 、メン
ブレンリフォーマを利用し、天然ガスの改質反応を行
い、水素製造することが行わ れている。しかし、従来
のメンブレンリフォーマでは、原料である天然ガスの一
部を燃焼させて反 応エネルギーとしていた。すなわ
ち、天然ガスの改質反応では、未反応原料ガス、すなわ
ち天然ガス、一酸化炭素等が改質ガス中に含まれ、こ
の改質ガスをもっぱら燃焼消費させ ることによって反
応エネルギーとしていた。したがって、必然的に、原料
の一部が燃焼消 費されることが前提となっていた。本
来このような天然ガス自体に含まれる水素は、全部が製
品水素として取り出されるこ とが好適である。また、
天然ガスの改質に伴って生じる二酸化炭素もできれば、
大気中に 排出することなく回収することが好適であ
る。2. Description of the Related Art In recent years, hydrogen sources have been studied with the development of fuel cells and the like. Here, using a membrane reformer, a reforming reaction of natural gas is carried out to produce hydrogen. However, in the conventional membrane reformer, part of the natural gas, which is the raw material, is burned to produce reaction energy. That is, in the reforming reaction of natural gas, unreacted raw material gas, that is, natural gas, carbon monoxide, etc. are contained in the reformed gas, and the reformed gas was burned and consumed exclusively as reaction energy. . Therefore, it was inevitable that some of the raw materials would be burned and consumed. Originally, it is preferable that all the hydrogen contained in the natural gas itself be taken out as product hydrogen. Also,
If the carbon dioxide produced by reforming natural gas is also possible,
It is preferable to collect it without discharging it to the atmosphere.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
対してなされたものであり、原料に含まれる水素の全部
を製品水素として変換し、さらに、二酸化炭素も回収し
て大気中に排出しないようにした水素製造装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and converts all of the hydrogen contained in the raw material into product hydrogen, and also collects carbon dioxide and discharges it into the atmosphere. It is an object of the present invention to provide a hydrogen production device that does not.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る水素製造装置は、外部の熱源からの熱
を受け、原料を改質して水素を製造するメンブレンリフ
ォーマと、該メンブレンリフォーマから排出される改質
ガス中の二酸化炭素を除去するための二酸化炭素分離装
置と、二酸化炭素を分離した後の改質ガスをメンブレン
リフォーマに循環する循環手段とを含むこととした。In order to achieve the above object, a hydrogen producing apparatus according to the present invention is a membrane reformer which receives heat from an external heat source and reforms a raw material to produce hydrogen. A carbon dioxide separator for removing carbon dioxide in the reformed gas discharged from the membrane reformer; and a circulation means for circulating the reformed gas after separating the carbon dioxide to the membrane reformer. did.
【０００５】本発明では、メンブレンリフォーマを天然
ガス等の炭化水素を改質して水素を製造するために利用
している。通常メンブレンリフォーマでは、原料である
天然ガスの一部を燃焼させ、水蒸気改質反応を進行させ
ている。したがって、原料の一部は、水素とはならず、
単に燃焼して消費されている。本発明で採用するメンブ
レンリフォーマは、このようなメンブレンリフォーマと
異なり、外部の熱源からの熱を受け、理論的には原料の
全部を改質の対象とすることができる。In the present invention, the membrane reformer is used to reform hydrocarbons such as natural gas to produce hydrogen. Normally, in a membrane reformer, a part of natural gas, which is a raw material, is burned to advance a steam reforming reaction. Therefore, part of the raw material does not become hydrogen,
It is simply burned and consumed. Unlike such a membrane reformer, the membrane reformer used in the present invention receives heat from an external heat source, and theoretically all the raw materials can be targeted for reforming.
【０００６】本発明に係る水素製造装置では、再生熱交
換器をさらに含むことが好適である。これは、低温で二
酸化炭素を分離する場合に有効である。二酸化炭素を分
離した後の低温の改質ガスを再生熱交換器で昇温してメ
ンブレンリフォーマに循環することにより熱の損失を少
なくして外部よりの熱の有効利用をはかる。上記熱源は
原子炉の冷却装置を循環する液体金属の場合がある。本
発明で採用するメンブレンリフォーマは、その一実施の
形態として、本体胴の中に一又は二以上の管を配設した
構成を備え、該管の内側に液体金属を流すようにするこ
とが好適である。また、本発明で採用するメンブレンリ
フォーマは、別の実施の形態として、本体胴の中に一又
は二以上の管を配設した構成を備え、上記本体胴内で上
記管の外側に液体金属を流すようにすることが好適であ
る。The hydrogen production apparatus according to the present invention preferably further includes a regenerative heat exchanger. This is effective in separating carbon dioxide at low temperatures. The low-temperature reformed gas after separating carbon dioxide is heated by a regenerative heat exchanger and circulated in the membrane reformer to reduce heat loss and effectively utilize heat from the outside. The heat source may be liquid metal circulating in the reactor cooling system. The membrane reformer adopted in the present invention has, as an embodiment thereof, a structure in which one or more pipes are arranged in the body barrel, and liquid metal can be flown inside the pipe. It is suitable. As another embodiment, the membrane reformer used in the present invention has a configuration in which one or more pipes are arranged in the body barrel, and the liquid metal is provided inside the body barrel and outside the pipe. It is preferable to let the liquid flow.
【０００７】上記冷却装置に採用する金属は、本発明の
目的を達成できるものであれば特段限定はなく、Ｎａ
（ナトリウム）が一般的である。しかし、Ｐｂ又はＰｂ
−Ｂｉを採用することもできる。Ｐｂ又はＰｂ−Ｂｉを
採用する場合には、二次冷却系を設けず、直接一次冷却
系から熱を得る方式を採用することができる。The metal used in the cooling device is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved, and Na is used.
(Sodium) is common. However, Pb or Pb
-Bi can also be adopted. When Pb or Pb-Bi is adopted, it is possible to adopt a method of directly obtaining heat from the primary cooling system without providing the secondary cooling system.
【０００８】上記原料ガスと循環されてくる改質ガスと
は、エゼクタによって混合することができる。これによ
って、サーキュレータを省略することができる。The raw material gas and the circulated reformed gas can be mixed by an ejector. This allows the circulator to be omitted.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に添付図面に示した実施の形
態を参照しながら、本発明に係る水素製造装置をさらに
詳細に説明する。図１は、本発明に係る水素製造装置の
大まかな流れを解説した概念図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrogen producing apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram explaining a rough flow of the hydrogen production apparatus according to the present invention.
【００１０】本発明に係る水素製造装置１００は、構成
要素として、メンブレンリフォーマ１０２、ＣＯ2分離
装置（二酸化炭素分離装置）１０４を含む。そして、図
から明らかなように、二酸化炭素を分離した改質ガスを
メンブレンリフォーマ１０２に循環する系を備えてい
る。The hydrogen production device 100 according to the present invention includes a membrane reformer 102 and a CO 2 separation device (carbon dioxide separation device) 104 as constituent elements. Further, as is clear from the figure, a system is provided for circulating the reformed gas from which carbon dioxide has been separated into the membrane reformer 102.
【００１１】ここで、天然ガスを用いた場合の改質反応
（水蒸気改質反応）は、以下のとおりである。
ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ → ＣＯ2+４Ｈ2
なお、一酸化炭素も生じるが、最終的に二酸化炭素に転
換させることができる。The reforming reaction (steam reforming reaction) using natural gas is as follows. CH 4 + 2H 2 O → CO 2 + 4H 2 Although carbon monoxide is also generated, it can be finally converted to carbon dioxide.
【００１２】このような改質反応では、通常ある一定以
上は反応が進行しない化学平衡の壁が存在する。しか
し、メンブレンリフォーマ１０２では、原料が反応部に
導入され反応を開始すると、反応部での生成物のうちの
目的生成物（すなわち水素）が分離膜（メンブレン）を
透過して反応の場から分離される。反応生成物が逐次分
離されれば反応平衡がくずれ、反応は生成物側に進行す
る。したがって、比較的低い反応温度で高い反応転化率
を得ることができる。したがって、操作条件を緩和で
き、高温材料が不要となり、触媒寿命が延びるという利
点を備えている。In such a reforming reaction, there is usually a wall of chemical equilibrium in which the reaction does not proceed beyond a certain level. However, in the membrane reformer 102, when the raw material is introduced into the reaction section and the reaction is started, the target product (that is, hydrogen) among the products in the reaction section permeates the separation membrane (membrane) and then leaves the reaction field. To be separated. If the reaction products are sequentially separated, the reaction equilibrium is disrupted and the reaction proceeds to the product side. Therefore, a high reaction conversion rate can be obtained at a relatively low reaction temperature. Therefore, the operating conditions can be relaxed, high temperature materials are not required, and the catalyst life is extended.
【００１３】図１の水素製造装置１００では、原料ガス
１０６として、天然ガスを利用している。図示はされて
いないが、水蒸気改質反応であるので、水蒸気を原料ガ
ス１０６に混合している。メンブレンリフォーマ１０２
では、上記した原理に従って、外部からの熱１０７を受
けて、水素を製造する。図示のように水素１０８として
回収する。水素１０８以外のガス成分は、改質ガスとし
て排出される。改質ガスは、未反応の天然ガス、未回収
の水素、一酸化炭素、二酸化炭素を含んでいる。従来
は、このような改質ガスは、燃焼処理され、メンブレン
リフォーマ１０２の反応熱を提供することに使用されて
いた。本発明では、改質ガス中の二酸化炭素をＣＯ2分
離装置で分離し、気体として回収している。（１１
０）。二酸化炭素を分離した改質ガスは、サーキュレー
タ１１２によってリサイクルガスとして、原料ガス１０
６と合流し、メンブレンリフォーマ１０２に循環する。In the hydrogen producing apparatus 100 of FIG. 1, natural gas is used as the raw material gas 106. Although not shown in the figure, since the steam reforming reaction is performed, steam is mixed with the raw material gas 106. Membrane reformer 102
Then, according to the principle described above, the heat 107 from the outside is received to produce hydrogen. It is recovered as hydrogen 108 as shown. Gas components other than hydrogen 108 are discharged as reformed gas. The reformed gas contains unreacted natural gas, unrecovered hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. Conventionally, such reformed gas has been burnt and used to provide reaction heat for the membrane reformer 102. In the present invention, carbon dioxide in the reformed gas is separated by the CO 2 separation device and recovered as a gas. (11
0). The reformed gas from which carbon dioxide has been separated is recycled as a recycled gas by the circulator 112 into
6 merges with each other and circulates in the membrane reformer 102.
【００１４】このように、本発明に係る水素製造装置で
は、原料に含まれる水素の全部を製品水素として変換
し、さらに、二酸化炭素も回収して大気中に排出しない
ようにしている。この効果は、以下に説明する他の実施
の形態でも共通して期待することができる。As described above, in the hydrogen production apparatus according to the present invention, all of the hydrogen contained in the raw material is converted into product hydrogen, and further carbon dioxide is also collected so as not to be discharged into the atmosphere. This effect can be expected commonly in the other embodiments described below.
【００１５】ついで、図２に示す０〜１００℃の温度範
囲で採用することのできるＣＯ2分離装置を用いる場合
の一実施の形態について、その概要を説明する。この実
施の形態では、再生熱交換器１１４を採用している。Next, an outline of an embodiment in which a CO 2 separation device that can be used in the temperature range of 0 to 100 ° C. shown in FIG. 2 is used will be described. In this embodiment, the regenerative heat exchanger 114 is adopted.
【００１６】この実施の形態では、改質ガス（水蒸気、
未反応の天然ガス、未回収の水素、一酸化炭素、二酸化
炭素）を、再生熱交換器１１４に送る。改質ガスは、熱
量を保持しており、後述する循環改質ガスに、この再生
熱交換器１１４で熱を伝達する。改質ガスは、冷却器１
１６で冷却され、気水分離タンク１１８で水が分離され
る。気相は、ＣＯ2分離装置１０４で二酸化炭素が分離
され、循環改質ガスとなる。循環改質ガスは、サーキュ
レータ１１２で再生熱交換器１１４に送られ、メンブレ
ンリフォーマ１０２からの改質ガスとの間で熱交換し、
原料ガス１０６と合流して後、再度メンブレンリフォー
マ１０２に循環される。なお、図１と同一の符号を付し
た構成要素は、図１と同一の構成要素を表し、同様の作
用をする。In this embodiment, the reformed gas (steam,
Unreacted natural gas, unrecovered hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide) are sent to the regenerative heat exchanger 114. The reformed gas retains the amount of heat, and the regenerated heat exchanger 114 transfers the heat to the circulating reformed gas described later. The reformed gas is the cooler 1
It is cooled in 16, and water is separated in the steam separation tank 118. In the gas phase, carbon dioxide is separated by the CO 2 separation device 104 and becomes a circulating reformed gas. The circulating reformed gas is sent to the regenerative heat exchanger 114 by the circulator 112 and exchanges heat with the reformed gas from the membrane reformer 102,
After joining the raw material gas 106, the raw material gas 106 is circulated to the membrane reformer 102 again. In addition, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same components as those in FIG. 1 and have the same operation.
【００１７】このようにして、比較的低い温度の改質ガ
スも再生熱交換器１１４で温度上昇させることができ
る。なお、気水分離タンク１１８からの水は、加熱して
水蒸気として改質反応に循環することもできる。ＣＯ2
分離装置が高温の改質ガスに対応できるものである場合
には、図２のような冷却器１１６を用いる必要はない。In this way, the temperature of the reformed gas having a relatively low temperature can be raised by the regenerative heat exchanger 114. The water from the steam separation tank 118 can be heated and circulated in the reforming reaction as steam. CO 2
When the separation device can cope with high temperature reformed gas, it is not necessary to use the cooler 116 as shown in FIG.
【００１８】次に、図３に、本発明に係る水素製造装置
を、原子炉での核反応による熱を利用する実施の形態と
したものを示す。この実施の形態では、水素製造用液体
金属冷却炉を採用している。原子炉１２０での核反応伴
って発生する熱を一次冷却系１２２で回収する。回収さ
れた熱は、中間熱冷却器１２４を介して、二次冷却系１
２６に伝達される。メンブレンリフォーマ１０２では、
この二次冷却系１２６からの熱を得て、天然ガスに水蒸
気を反応させて改質反応を行い、水素を得る。メンブレ
ンリフォーマ１０２から排出される改質ガスからは、二
酸化炭素が分離され、改質ガスは、メンブレンリフォー
マ１０２に循環される。これが流れの概要である。Next, FIG. 3 shows an embodiment of the hydrogen production apparatus according to the present invention, which utilizes heat from nuclear reaction in a nuclear reactor. In this embodiment, a liquid metal cooling furnace for hydrogen production is adopted. The heat generated by the nuclear reaction in the nuclear reactor 120 is recovered by the primary cooling system 122. The recovered heat is transferred to the secondary cooling system 1 via the intermediate heat cooler 124.
26. In the membrane reformer 102,
By obtaining heat from the secondary cooling system 126, the natural gas is reacted with steam to perform a reforming reaction to obtain hydrogen. Carbon dioxide is separated from the reformed gas discharged from the membrane reformer 102, and the reformed gas is circulated to the membrane reformer 102. This is the outline of the flow.
【００１９】次に、本実施の形態について、各構成機器
をさらに詳しく説明しながら、併せてそれらの作用につ
いて説明する。原子炉１２０は、従来採用されている原
子炉で良い。一次冷却系１２２では、配管内に液体金属
が流れる。液体金属は、ポンプ１２８によって循環され
る。液体金属は、原子炉１２０で発生する熱を得て中間
熱交換器１２４で二次冷却系１２６に熱を伝達する。液
体金属としては、特段限定はなく、Ｎａ（ナトリウム）
が一般的である。これは、二次冷却系１２６も同様であ
る。二次冷却系１２６の液体金属は、配管内をポンプ１
３０によって循環される。液体金属は、メンブレンリフ
ォーマ１０２、蒸気発生器１３２を流れる。Next, with regard to the present embodiment, the respective constituent devices will be described in more detail, and their functions will also be described. The nuclear reactor 120 may be a conventionally adopted nuclear reactor. In the primary cooling system 122, liquid metal flows in the pipe. The liquid metal is circulated by the pump 128. The liquid metal obtains heat generated in the nuclear reactor 120 and transfers the heat to the secondary cooling system 126 in the intermediate heat exchanger 124. There is no particular limitation as the liquid metal, Na (sodium)
Is common. The same applies to the secondary cooling system 126. The liquid metal of the secondary cooling system 126 is pumped through the pipe 1
Circulated by 30. The liquid metal flows through the membrane reformer 102 and the steam generator 132.
【００２０】メンブレンリフォーマ１０２を流れる液体
金属は、５００℃〜６００℃程度で良い。液体金属の場
合には、ガス冷却に用いるガスと異なりメンブレンリフ
ォーマ１０２では、５００〜６００℃で十分に改質反応
を行うことができる。The liquid metal flowing through the membrane reformer 102 may have a temperature of about 500 ° C to 600 ° C. In the case of liquid metal, unlike the gas used for gas cooling, the membrane reformer 102 can sufficiently perform the reforming reaction at 500 to 600 ° C.
【００２１】この図３のメンブレンリフォーマ１０２を
挟んでもっぱら右側は、図１、図２について説明した改
質ガスの循環系を表している。この循環系では、原料１
３３の天然ガス及びポンプ１３４によって誘導される給
水１３６は、給水予熱器１３８を経由して、蒸気発生器
１３２に送られる。メンブレンリフォーマ１０２を経た
液体金属は、約５２０℃であり、十分蒸気を生成する熱
を持っている。給水１３６は、ここで蒸気となる。この
蒸気と天然ガスとは、前記したように、メンブレンリフ
ォーマ１０２で改質反応する。The right side of the membrane reformer 102 of FIG. 3 exclusively shows the circulation system of the reformed gas described with reference to FIGS. 1 and 2. In this circulation system, raw material 1
33 natural gas and feedwater 136 induced by pump 134 are sent to steam generator 132 via feedwater preheater 138. The liquid metal that has passed through the membrane reformer 102 has a temperature of about 520 ° C. and has sufficient heat to generate steam. The water supply 136 becomes steam here. As described above, the steam and the natural gas undergo the reforming reaction in the membrane reformer 102.
【００２２】得られた水素１０８は回収される。一方、
残余の改質ガス（水蒸気、未反応の天然ガス、未回収の
水素、一酸化炭素、二酸化炭素）は、改質ガス再生熱交
換器１１４、給水予熱器１３８を通る。改質ガスは、熱
量を保持しており、循環改質ガスに改質ガス再生熱交換
器１１４で熱を伝達し、原料１３３と給水１３６にも熱
を給水予熱器１３８で伝達する。改質ガスは、冷却器１
１６で冷却され、気水分離タンク１１８で水が分離され
る。気相は、ＣＯ2分離装置１０４で二酸化炭素が分離
され、循環改質ガスとなる。循環改質ガスは、サーキュ
レータ１１２で改質ガス再生熱交換器１１４に送られ、
メンブレンリフォーマ１０２からの改質ガスとの間で熱
交換し、再度メンブレンリフォーマ１０２に循環され
る。また、分離された水は、給水１３６と合流し、メン
ブレンリフォーマ１０２に送られる。The obtained hydrogen 108 is recovered. on the other hand,
The remaining reformed gas (steam, unreacted natural gas, unrecovered hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide) passes through the reformed gas regeneration heat exchanger 114 and the feed water preheater 138. The reformed gas retains the amount of heat, and transfers heat to the circulating reformed gas by the reformed gas regeneration heat exchanger 114, and also transfers heat to the raw material 133 and the feed water 136 by the feed water preheater 138. The reformed gas is the cooler 1
It is cooled in 16, and water is separated in the steam separation tank 118. In the gas phase, carbon dioxide is separated by the CO 2 separation device 104 and becomes a circulating reformed gas. The circulating reformed gas is sent to the reformed gas regeneration heat exchanger 114 by the circulator 112,
The heat is exchanged with the reformed gas from the membrane reformer 102, and it is circulated to the membrane reformer 102 again. The separated water joins the water supply 136 and is sent to the membrane reformer 102.
【００２３】このようにして、改質ガスに含まれる二酸
化炭素を除去すると同時に、一酸化炭素、残存する天然
ガスが循環され、原料を無駄に消費しなくて済む。ま
た、給水自体も無駄なく利用することができる。In this way, carbon dioxide contained in the reformed gas is removed, and at the same time, carbon monoxide and the remaining natural gas are circulated so that the raw material is not wasted. Also, the water supply itself can be used without waste.
【００２４】ここで、図４に、図1〜３で示したメンブ
レンリフォーマ１０２の実施の形態を概念的に示してい
る。このメンブレンリフォーマ１０２は、本体胴２００
の中に一又は二以上の伝熱管２０２と、一又は二以上の
水素分離管２０８を配設した構成を備え、上記伝熱管２
０２の内側に二次冷却系１２６の液体金属を流すことと
している。液体金属は、伝熱管２０２内に加熱用流体入
口２０１から入り、本体胴２００内を矢印の方向に流れ
る。そして、本体胴２００に充填した触媒２０４に熱を
伝達する。そして、加熱用流体出口２０５から出て行
く。触媒２０４には、原料入口２０６から原料（天然ガ
スと水蒸気）が流入し、ここで水蒸気改質反応を起こ
す。生成した水素は、水素分離管２０８を通って、矢印
の方向に流れ、水素出口２１０から回収される。未反応
の天然ガス、二酸化炭素、一酸化炭素は、改質ガス出口
２１２から排出される。Here, FIG. 4 conceptually shows an embodiment of the membrane reformer 102 shown in FIGS. The membrane reformer 102 includes a main body 200
The heat transfer tube 2 has one or more heat transfer tubes 202 and one or more hydrogen separation tubes 208.
The liquid metal of the secondary cooling system 126 is allowed to flow inside 02. The liquid metal enters the heat transfer tube 202 from the heating fluid inlet 201 and flows in the main body 200 in the direction of the arrow. Then, the heat is transferred to the catalyst 204 filled in the main body 200. Then, it exits from the heating fluid outlet 205. Raw materials (natural gas and steam) flow into the catalyst 204 from a raw material inlet 206, where a steam reforming reaction occurs. The produced hydrogen flows through the hydrogen separation pipe 208 in the direction of the arrow and is recovered from the hydrogen outlet 210. Unreacted natural gas, carbon dioxide, and carbon monoxide are discharged from the reformed gas outlet 212.
【００２５】上記水素分離管２０８の膜面は、パラジウ
ム膜が一般的である。このパラジウム膜は、その表面で
水素分子が解離吸着し、プロトンと電子に電離する。プ
ロトンと電子は、パラジウム金属中を拡散移動し、膜の
反対側で再び会合し、水素分子となる。パラジウム膜を
このように移動できる分子は、水素のみである。水素分
離管２０８は、例えば、金属の多孔質支持体上に無電解
メッキ法によりパラジウム膜を膜厚約２０μｍに薄膜担
持して準備することができる。上記触媒２０４として
は、Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈを担持した触媒又はＮｉＯ含有触
媒等を用いることができる。なお、図４のメンブレンリ
フォーマ１０２をより実機に近い形で表したものが図５
である。図５中の図４と同一部分を同一符号で示す。図
示のように原料入口２０６、改質ガス出口２１２とも複
数設けることができる。The surface of the hydrogen separation tube 208 is generally a palladium film. Hydrogen molecules are dissociated and adsorbed on the surface of the palladium film, and ionized into protons and electrons. The protons and electrons diffuse and move through the palladium metal and reassociate on the opposite side of the membrane to become hydrogen molecules. The only molecule that can move through the palladium membrane in this way is hydrogen. The hydrogen separation tube 208 can be prepared, for example, by carrying a thin film of a palladium film in a thickness of about 20 μm on a metal porous support by electroless plating. As the catalyst 204, a catalyst supporting Ni, Ru, Rh, a NiO-containing catalyst, or the like can be used. It is to be noted that the membrane reformer 102 of FIG. 4 is shown in a form closer to an actual machine as shown in FIG.
Is. 4 that are the same as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. As shown, a plurality of raw material inlets 206 and reformed gas outlets 212 can be provided.
【００２６】さらに、図６に、図１〜３のメンブレンリ
フォーマ１０２に採用することのできる他の実施の形態
を概念的に示している。このメンブレンリフォーマは、
本体胴６００の中に一又は二以上の伝熱管６０２と、そ
の内部に水素分離管６０４を配設した構成を備え、上記
伝熱管６０２の外側であって、本体胴６００内に二次冷
却系１２６の液体金属を流すこととしている。液体金属
は、本体胴６００内に加熱用流体入口６０１から入り、
本体胴６００内を矢印の方向に流れ、加熱用流体出口６
０５から出て行く。そして、伝熱管６０２に充填した触
媒６０６に熱を伝達する。触媒６０６には、原料入口６
０８から原料（天然ガスと水蒸気）が流入し、ここで水
蒸気改質反応を起こす。生成した水素は、伝熱管６０２
内の水素分離管６０４を通って、矢印の方向に流れ、水
素出口６１０から回収される。未反応の天然ガス、二酸
化炭素、一酸化炭素は、改質ガス出口６１２から排出さ
れる。Further, FIG. 6 conceptually shows another embodiment which can be adopted in the membrane reformer 102 of FIGS. This membrane reformer
The main body cylinder 600 is provided with one or more heat transfer tubes 602 and a hydrogen separation tube 604 disposed therein, and the secondary cooling system is provided outside the heat transfer tubes 602 and inside the main body cylinder 600. 126 liquid metals are supposed to flow. The liquid metal enters the main body 600 through the heating fluid inlet 601 and
Flowing in the direction of the arrow in the main body 600, the heating fluid outlet 6
Go out from 05. Then, the heat is transferred to the catalyst 606 filled in the heat transfer tube 602. The catalyst 606 has a raw material inlet 6
The raw materials (natural gas and steam) flow in from 08, where a steam reforming reaction occurs. The generated hydrogen is transferred to the heat transfer tube 602.
Flows in the direction of the arrow through the hydrogen separation pipe 604 inside and is recovered from the hydrogen outlet 610. Unreacted natural gas, carbon dioxide, and carbon monoxide are discharged from the reformed gas outlet 612.
【００２７】図６の実施の形態において、上記水素分離
管６０４の膜面に、パラジウム膜を採用する等、他の構
成については、図４について説明した実施の形態と異な
るところはない。なお、図６のメンブレンリフォーマ１
０２をより実機に近い形で表したものが図７である。図
７中の図６と同一部分を同一符号で示す。図示のように
加熱用流体入口６０１、加熱用流体出口６０５、改質ガ
ス出口６１２とも複数設けることができる。なお、ベロ
ーズ６２０は、伝熱管と容器胴の熱膨張差を吸収するた
めのものである。In the embodiment of FIG. 6, there is no difference from the embodiment described with reference to FIG. 4 with respect to other configurations such as the use of a palladium film on the film surface of the hydrogen separation tube 604. In addition, the membrane reformer 1 of FIG.
FIG. 7 shows 02 in a form closer to the actual machine. The same parts as those in FIG. 6 in FIG. 7 are designated by the same reference numerals. As shown, a plurality of heating fluid inlets 601, heating fluid outlets 605, and reformed gas outlets 612 can be provided. The bellows 620 is for absorbing the difference in thermal expansion between the heat transfer tube and the container body.
【００２８】さらに、本発明では、図１〜３のようなサ
ーキュレータ１１２を用いる代わりに、図８に示すよう
なエゼクタ８００を用いることができる。このエゼクタ
８００では、図３の蒸気発生器１３２からの天然ガスと
水蒸気の一部（原料ガス）を導入管８０２から導入す
る。一方、二酸化炭素除去後の改質ガスを横方向の導入
管８０４から導入する。原料ガスは、ポンプ１３４によ
って昇圧されている。したがって、ノズル８０６から原
料ガスが高速で吹き出されると、改質ガスを巻き込んで
下流に流れる。このため、サーキュレータ１１２は不要
となる。Further, in the present invention, instead of using the circulator 112 as shown in FIGS. 1 to 3, an ejector 800 as shown in FIG. 8 can be used. In this ejector 800, a part (raw material gas) of the natural gas and steam from the steam generator 132 of FIG. 3 is introduced through the introduction pipe 802. On the other hand, the reformed gas from which carbon dioxide has been removed is introduced through the lateral introduction pipe 804. The source gas is pressurized by the pump 134. Therefore, when the raw material gas is blown out from the nozzle 806 at high speed, the reformed gas is entrained and flows downstream. Therefore, the circulator 112 is unnecessary.
【００２９】図９に、図３のサーキュレータ１１２に代
え、エゼクタ８００を設けた実施の形態を示す。エゼク
タ８００を用いた以外、図３と同様である。図３と同一
部分に同一符号を付している。エゼクタ８００によって
原料ガス及び循環改質ガスをメンブレンリフォーマ１０
２に導入する以外、図３とその作用は同様である。FIG. 9 shows an embodiment in which an ejector 800 is provided instead of the circulator 112 of FIG. 3 is the same as that of FIG. 3 except that the ejector 800 is used. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. The membrane reformer 10 converts the raw material gas and the circulating reformed gas by the ejector 800.
The operation is similar to that of FIG.
【００３０】図１０に、エゼクタを組み込んだメンブレ
ンリフォーマの実施の形態を示す。このメンブレンリフ
ォーマでは、原料入口１００１から昇圧した原料ガスを
導入する。循環改質ガスは、エゼクタ１００２で原料ガ
スに巻き込まれて、矢印の方向に下降する。下部の点線
で示す導入孔１００３から触媒１００４に導入された合
流ガスは、改質反応を起こす。水素ガスは、水素分離管
１００５から回収される。改質ガスの一部は、図示しな
い出口から排出されて炭酸がスを除去されて図示しない
入り口からもどるが、他は内部にとどまり、エゼクタ１
００２に向けてリサイクルされる。なお、熱源となる加
熱流体は、入口１００６から伝熱管１００７を通って、
出口１００８から流出する。また、改質反応のメカニズ
ム及び水素の流れ等は、図４〜７について説明したと同
様である。FIG. 10 shows an embodiment of a membrane reformer incorporating an ejector. In this membrane reformer, the pressurized raw material gas is introduced from the raw material inlet 1001. The circulating reformed gas is caught in the raw material gas by the ejector 1002 and descends in the direction of the arrow. The combined gas introduced into the catalyst 1004 through the introduction hole 1003 shown by the dotted line in the lower part causes a reforming reaction. Hydrogen gas is recovered from the hydrogen separation pipe 1005. A part of the reformed gas is discharged from an outlet (not shown) to remove carbon dioxide and returns from the inlet (not shown), but the other remains inside and the ejector 1
It will be recycled toward 002. The heating fluid serving as a heat source passes from the inlet 1006 through the heat transfer tube 1007,
It flows out from the outlet 1008. The mechanism of the reforming reaction and the flow of hydrogen are the same as those described with reference to FIGS.
【００３１】他の実施の形態
本発明に係る水素製造装置は、上記の実施の形態につい
て説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定
されるものではなく、当業者にとって自明な修飾・変更
・付加は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。例え
ば、外部からの熱源は、メンブレンリフォーマで改質ガ
スを燃焼するものでない限り限定されるものではない。
例えば、地熱でも差し支えない。図３の実施の形態で、
上記冷却装置に採用する金属は、前記したように、本発
明の目的を達成できるものであれば特段限定はなく、Ｎ
ａ（ナトリウム）が一般的である。しかし、Ｐｂ又はＰ
ｂ−Ｂｉを採用することもできる。Ｐｂ又はＰｂ−Ｂｉ
を採用する場合には、図３で説明した二次冷却系１２６
を設けず、直接一次冷却系１２２から熱を得る方式を採
用することができる。これらの合金では、蒸気発生器や
メンブレンリフォーマの伝熱管破損時にも水や水蒸気と
合金との反応が生じないため、原子炉に大きな影響を与
えないためである。Other Embodiments Although the hydrogen producing apparatus according to the present invention has been described with respect to the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to such embodiments and is obvious to those skilled in the art. All modifications, changes and additions are included in the technical scope of the present invention. For example, the heat source from the outside is not limited as long as it does not burn the reformed gas in the membrane reformer.
For example, geothermal heat may be used. In the embodiment of FIG. 3,
As described above, the metal used for the cooling device is not particularly limited as long as it can achieve the object of the present invention, and N
a (sodium) is common. However, Pb or P
b-Bi can also be adopted. Pb or Pb-Bi
When adopting, the secondary cooling system 126 described in FIG.
It is possible to employ a method of directly obtaining heat from the primary cooling system 122 without providing the above. This is because these alloys do not cause a great influence on the nuclear reactor because the reaction between water and water vapor and the alloy does not occur even when the heat transfer tube of the steam generator or the membrane reformer is damaged.
【００３２】[0032]
【発明の効果】上記したところから明らかなように、本
発明によれば、原料に含まれる水素の全部を製品水素と
して変換し、さらに、二酸化炭素も回収して大気中に排
出しないようにした水素製造装置が提供される。As is apparent from the above, according to the present invention, all of the hydrogen contained in the raw material is converted into product hydrogen, and further carbon dioxide is also collected so as not to be discharged into the atmosphere. A hydrogen production device is provided.
【図１】本発明に係る水素製造装置についてその概要を
説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an outline of a hydrogen production device according to the present invention.
【図２】本発明に係る水素製造装置について、低温の熱
源を利用して水素を製造する実施の形態を説明するブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of producing hydrogen using a low temperature heat source in the hydrogen producing apparatus according to the present invention.
【図３】本発明に係る水素製造装置について、原子炉の
熱を熱源とする実施の形態を説明するブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of a hydrogen production device according to the present invention, which uses heat from a nuclear reactor as a heat source.
【図４】図１〜３の実施の形態で採用することのできる
メンブレンリフォーマの一実施の形態を説明する概念的
断面図である。FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view illustrating an embodiment of a membrane reformer that can be used in the embodiments of FIGS.
【図５】図４の実施の形態のメンブレンリフォーマを実
機に近い状態でさらに説明する断面図である。5 is a cross-sectional view for further explaining the membrane reformer of the embodiment of FIG. 4 in a state close to an actual machine.
【図６】図１〜３の実施の形態で採用することのできる
メンブレンリフォーマの他の実施の形態を説明する概念
的断面図である。FIG. 6 is a conceptual cross-sectional view illustrating another embodiment of the membrane reformer that can be used in the embodiments of FIGS.
【図７】図６の実施の形態のメンブレンリフォーマを実
機に近い状態でさらに説明する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view further illustrating the membrane reformer of the embodiment of FIG. 6 in a state close to an actual machine.
【図８】本発明に係る水素製造装置で採用することので
きるエゼクタを説明する概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an ejector that can be used in the hydrogen production device according to the present invention.
【図９】本発明に係る水素製造装置について、原子炉の
熱を熱源とする実施の形態であってエゼクタを採用した
形態を説明するブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating an embodiment of the hydrogen producing apparatus according to the present invention, which uses heat from a nuclear reactor as a heat source and employs an ejector.
【図１０】エゼクタを組み込んだメンブレンリフォーマ
の実施の形態を説明する概念的断面図である。FIG. 10 is a conceptual cross-sectional view illustrating an embodiment of a membrane reformer incorporating an ejector.
１００ 水素製造装置 １０２ メンブレンリフォーマ １０４ ＣＯ2分離装置 １０６ 原料ガス １０７ 外部からの熱 １０８ 水素 １１２ サーキュレータ １１４ 再生熱交換器 １１６ 冷却器 １１８ 気水分離タンク １２０ 原子炉 １２２ 一次冷却系 １２４ 中間熱冷却器 １２６ 二次冷却系 １２８ ポンプ １３０ ポンプ １３２ 蒸気発生器 １３３ 原料 １３４ ポンプ １３６ 給水 １３８ 給水予熱器 ２００ 本体胴 ２０２ 伝熱管 ２０４ 触媒 ２０５ 加熱用流体出口 ２０６ 原料入口 ２０８ 水素分離管 ２１０ 水素出口 ２１２ 改質ガス出口 ６００ 本体胴 ６０１ 加熱用流体入口 ６０２ 伝熱管 ６０４ 水素分離管 ６０５ 加熱用流体出口 ６０６ 触媒 ６０８ 原料入口 ６１０ 水素出口 ６１２ 改質ガス出口 ８００ エゼクタ ８０２ 導入管 ８０４ 導入管 ８０６ ノズル １００１ 原料入口 １００２ エゼクタ １００３ 導入孔 １００４ 触媒 １００５ 水素分離管 １００６ 加熱流体入口 １００７ 伝熱管 １００８ 加熱流体出口100 Hydrogen Production Device 102 Membrane Reformer 104 CO 2 Separation Device 106 Raw Material Gas 107 External Heat 108 Hydrogen 112 Circulator 114 Regenerative Heat Exchanger 116 Cooler 118 Steam Separation Tank 120 Reactor 122 Primary Cooling System 124 Intermediate Heat Cooler 126 Secondary Cooling System 128 Pump 130 Pump 132 Steam Generator 133 Raw Material 134 Pump 136 Water Supply 138 Water Supply Preheater 200 Main Body 202 Heat Transfer Tube 204 Catalyst 205 Heating Fluid Outlet 206 Raw Material Inlet 208 Hydrogen Separation Pipe 210 Hydrogen Outlet 212 Reformed Gas Outlet 600 Main body 601 Heating fluid inlet 602 Heat transfer tube 604 Hydrogen separation tube 605 Heating fluid outlet 606 Catalyst 608 Raw material inlet 610 Hydrogen outlet 612 Reformed gas outlet 800 Ejector 802 Introducing tube 804 Introducing tube 806 Nozzle 1001 Raw Inlet 1002 ejector 1003 introducing hole 1004 catalyst 1005 hydrogen separation pipe 1006 heating fluid inlet 1007 the heat transfer tube 1008 heating fluid outlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｇ (72)発明者 田中 豊 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 小林 一登 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 立花 晋也 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 戸田 幹雄 神奈川県横浜市西区みなとみらい三丁目３ 番１号 三菱重工業株式会社内 (72)発明者 田下 正宣 東京都新宿区富久町15番１号 新型炉技術 開発株式会社内 (72)発明者 内田 正治 東京都新宿区富久町15番１号 新型炉技術 開発株式会社内 (72)発明者 安田 勇 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 白崎 義則 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 堀 雅夫 神奈川県川崎市幸区小倉一丁目１番 Ｃ 409 Ｆターム(参考） 4D006 GA41 MA02 MC02 PA04 PB18 PB66 PC69 4G040 EA03 EA06 EB03 EB04 EB12 EB13 EB14 EB33 EB41 EB42 EB44 EB45 EB46 5H027 AA02 BA01 BA16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01M 8/06 H01M 8/06 G (72) Inventor Yutaka Tanaka 2-1-1 Niihama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo No. Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Laboratory (72) Inventor Kazuto Kobayashi 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Laboratory (72) Inventor Shinya Tachibana Kannon Shin-machi, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture 4-62-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Institute (72) Inventor Mikio Toda 3-3-1 Minato Mirai Nishi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (72) Inventor Masanori Tashita Tomihisa, Shinjuku-ku, Tokyo Town No. 15-1 New Reactor Technology Development Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Uchida No. 15-1 Fumihisacho, Shinjuku-ku, Tokyo New reactor technology development Co., Ltd. (72) Inventor Isamu Yasuda 1-5-20 Kaigan, Minato-ku, Tokyo Tokyo Gas Co., Ltd. (72) Inventor Yoshinori Shirasaki 1-5-20 Kaigan, Minato-ku, Tokyo Tokyo Gas Co., Ltd. ( 72) Inventor Masao Hori 1-chome, Ogura, 1-chome, Kawasaki-shi, Kanagawa C 409 F term (reference) 4D006 GA41 MA02 MC02 PA04 PB18 PB66 PC69 4G040 EA03 EA06 EB03 EB04 EB12 EB13 EB14 EB33 EB45 A01 BA02 5A02
Claims (6)
して水素を製造するメンブレンリフォーマと、該メンブ
レンリフォーマから排出される改質ガス中の二酸化炭素
を除去するための二酸化炭素分離装置と、二酸化炭素を
分離した後の改質ガスをメンブレンリフォーマに循環す
る循環手段とを含む水素製造装置。1. A membrane reformer that receives heat from an external heat source to reform a raw material to produce hydrogen, and dioxide for removing carbon dioxide in a reformed gas discharged from the membrane reformer. A hydrogen production device comprising a carbon separation device and a circulation means for circulating the reformed gas after separation of carbon dioxide to a membrane reformer.
する請求項１の水素製造装置。2. The hydrogen production apparatus according to claim 1, further comprising a regenerative heat exchanger.
液体金属であることを特徴とする請求項１又は２の水素
製造装置。3. The hydrogen production apparatus according to claim 1, wherein the heat source is liquid metal which circulates in a cooling device of a nuclear reactor.
に一又は二以上の管を配設した構成を備え、該管の内側
に液体金属を流すようにしたことを特徴とする請求項１
〜３のいずれかの水素製造装置。4. The membrane reformer has a structure in which one or more pipes are arranged in a main body cylinder, and liquid metal is flown inside the pipes.
Hydrogen production equipment in any one of -3.
に一又は二以上の管を配設した構成を備え、上記本体胴
内で上記管の外側に液体金属を流すようにしたことを特
徴とする請求項１〜３のいずれかの水素製造装置。5. The membrane reformer has a constitution in which one or more pipes are arranged in a main body cylinder, and liquid metal is made to flow to the outside of the pipes in the main body cylinder. The hydrogen generator according to any one of claims 1 to 3.
めのエゼクタを設けたことを特徴とする請求項１〜５の
いずれかの水素製造装置。6. The hydrogen production apparatus according to claim 1, further comprising an ejector for mixing the raw material and the reformed gas.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007145638A (en) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Toshiba Corp | Hydrogen production system and hydrogen production method |
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005145760A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Takehisa Yamaguchi | Hydrogen production system by reforming hydrocarbon |
| JP4856061B2 (en) * | 2004-05-13 | 2012-01-18 | シェブロン ユー．エス．エー． インコーポレイテッド | Hydrogen recovery from hydrocarbon synthesis process |
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