JPH02160601A - メタノール改質による水素製造方法およびその装置 - Google Patents
メタノール改質による水素製造方法およびその装置Info
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- JPH02160601A JPH02160601A JP63317215A JP31721588A JPH02160601A JP H02160601 A JPH02160601 A JP H02160601A JP 63317215 A JP63317215 A JP 63317215A JP 31721588 A JP31721588 A JP 31721588A JP H02160601 A JPH02160601 A JP H02160601A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、メタノールと水とを原料とするメタノール改
質装置と、水素精製装置とを組み合わせて、高純度水素
を製造する方法およびその装置に関するものである。
質装置と、水素精製装置とを組み合わせて、高純度水素
を製造する方法およびその装置に関するものである。
従来、メタノール改質による水素製造方式として、第２
図に示すような熱媒循環加熱方式が知られている。この
方式は、メタノールと純水とを混合して予熱器１に供給
し、ついで気化器２で蒸発させた後、改質装置３に供給
して水蒸気改質するものである。そして、熱媒を熱媒加
熱炉４と改質装置３との間で循環ポンプ５により循環し
ている。
図に示すような熱媒循環加熱方式が知られている。この
方式は、メタノールと純水とを混合して予熱器１に供給
し、ついで気化器２で蒸発させた後、改質装置３に供給
して水蒸気改質するものである。そして、熱媒を熱媒加
熱炉４と改質装置３との間で循環ポンプ５により循環し
ている。
改質装置３からの粗水素（−例として、Ｈ８７５％）は
、分離タンク６で水分が除去された後、水素精製装置７
に導入されて、高純度水素が得られる。
、分離タンク６で水分が除去された後、水素精製装置７
に導入されて、高純度水素が得られる。
水素精製装置７からのオフガスは（−例として、Ｈ８４
５％、Ｃ０，５０％）、オフガスタンク８を経て、熱媒
加熱炉４に燃料として供給される。１０は冷却器、１１
はメタノールポンプ、１２は純水ポンプである。
５％、Ｃ０，５０％）、オフガスタンク８を経て、熱媒
加熱炉４に燃料として供給される。１０は冷却器、１１
はメタノールポンプ、１２は純水ポンプである。
また従来、実開昭６２−１７０７２８号公報には、メタ
ノールと純水とを混合して気化器に供給して蒸発させた
後、改質器に供給し、一方、水素精製装置からのオフガ
スを触媒燃焼器で燃焼させ、この燃焼ガスを気化器の熱
源とするようにしたメタノール改質水素製造装置が開示
されている。
ノールと純水とを混合して気化器に供給して蒸発させた
後、改質器に供給し、一方、水素精製装置からのオフガ
スを触媒燃焼器で燃焼させ、この燃焼ガスを気化器の熱
源とするようにしたメタノール改質水素製造装置が開示
されている。
〔発明が解決しようとする課題］
しかし、上記の従来技術においては、メタノールを気化
させる際の温度が高くなるので、炭素の析出が起こり易
いという不都合がある。また、負荷変動があると、気化
器内の気液平衡状態が変化し、一定した原料ガス（水・
メタノール混合ガス）が得られず、安定な運転が難しい
という不都合がある。
させる際の温度が高くなるので、炭素の析出が起こり易
いという不都合がある。また、負荷変動があると、気化
器内の気液平衡状態が変化し、一定した原料ガス（水・
メタノール混合ガス）が得られず、安定な運転が難しい
という不都合がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、触媒燃焼方式
と、メタノールと水との別供給方法との採用により、気
化器における炭素の析出を防止するとともに、コンパク
トで熱効率の優れたメタノール改質による水素製造方法
およびその装置を提供することを目的とするものである
。
と、メタノールと水との別供給方法との採用により、気
化器における炭素の析出を防止するとともに、コンパク
トで熱効率の優れたメタノール改質による水素製造方法
およびその装置を提供することを目的とするものである
。
〔課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、本発明のメタノール改質
によ、る水素製造方法は、第１図に示すように、メタノ
ールを気化させて水蒸気改質した後、水素精製して高純
度水素を製造する方法において、メタノールと水とをそ
れぞれ別個の蒸発器１５．１８に供給し、水素精製の際
に発生するオフガスを触媒燃焼させて得た燃焼ガスを、
まず水の蒸発に用い、ついでメタノール改質に用いた後
、メタノールの蒸発に用いるものである。
によ、る水素製造方法は、第１図に示すように、メタノ
ールを気化させて水蒸気改質した後、水素精製して高純
度水素を製造する方法において、メタノールと水とをそ
れぞれ別個の蒸発器１５．１８に供給し、水素精製の際
に発生するオフガスを触媒燃焼させて得た燃焼ガスを、
まず水の蒸発に用い、ついでメタノール改質に用いた後
、メタノールの蒸発に用いるものである。
本発明の方法において、水素精製の際に発生するオフガ
スを、一旦オフガス貯蔵タンク２１に溜めた後、このオ
フガスを触媒燃焼器２２へ燃料として供給し、このオフ
ガス供給量をオフガス貯蔵タンク２１の容積または圧力
が一定になるように制御するとともに、触媒燃焼器２２
の温度を補助燃料として供給するメタノール量によって
制御するのが望ましい。
スを、一旦オフガス貯蔵タンク２１に溜めた後、このオ
フガスを触媒燃焼器２２へ燃料として供給し、このオフ
ガス供給量をオフガス貯蔵タンク２１の容積または圧力
が一定になるように制御するとともに、触媒燃焼器２２
の温度を補助燃料として供給するメタノール量によって
制御するのが望ましい。
そして、本発明のメタノール改質による水素製造装置は
、第１図に示すように、メタノール改質装置３と水素精
製装置７とを組み合わせた高純度水素製造装置において
、メタノールタンク１３をメタノールポンプ１４、メタ
ノール予熱器３４およびメタノール蒸発器１５を介して
改質装置３に接続するとともに、水タンク１６を水ポン
プ１７、水予熱器３５および水蒸発器１８を介して改質
装置３に接続し、水素精製装置７のオフガス出口をオフ
ガス貯蔵タンク２１を介して触媒燃焼器２２に接続し、
この触媒燃焼器２２の燃焼ガス出口を水蒸発器１８を介
して改質装置３に接続し、この改質装置３の燃焼ガス出
口をメタノール蒸発器１５に接続したものである。
、第１図に示すように、メタノール改質装置３と水素精
製装置７とを組み合わせた高純度水素製造装置において
、メタノールタンク１３をメタノールポンプ１４、メタ
ノール予熱器３４およびメタノール蒸発器１５を介して
改質装置３に接続するとともに、水タンク１６を水ポン
プ１７、水予熱器３５および水蒸発器１８を介して改質
装置３に接続し、水素精製装置７のオフガス出口をオフ
ガス貯蔵タンク２１を介して触媒燃焼器２２に接続し、
この触媒燃焼器２２の燃焼ガス出口を水蒸発器１８を介
して改質装置３に接続し、この改質装置３の燃焼ガス出
口をメタノール蒸発器１５に接続したものである。
本発明の装置において、触媒燃焼器２２内の入口部に白
金担持触媒を充填し、触媒燃焼器２２内の入口部より後
流部にパラジウム担持触媒を充填するのが望ましい。
金担持触媒を充填し、触媒燃焼器２２内の入口部より後
流部にパラジウム担持触媒を充填するのが望ましい。
（作 用）
メタノールと水とをそれぞれ別個の蒸発器１５．１８に
供給し、触媒燃焼器２２で発生した比較的高温（約５５
０″Ｃ前後）の燃焼ガスを直接熱源として、まず水の蒸
発に用い、続いて改質装置３でメタノール改質反応熱と
して用いた後、比較的低温（約２５０″Ｃ前後）でメタ
ノール（沸点が水より低い）を蒸発させる。このように
して、加熱用燃焼ガス温度レベルに適した熱の有効利用
を図り、全体の熱効率を向上させ、かつ、炭素の析出を
防止する。
供給し、触媒燃焼器２２で発生した比較的高温（約５５
０″Ｃ前後）の燃焼ガスを直接熱源として、まず水の蒸
発に用い、続いて改質装置３でメタノール改質反応熱と
して用いた後、比較的低温（約２５０″Ｃ前後）でメタ
ノール（沸点が水より低い）を蒸発させる。このように
して、加熱用燃焼ガス温度レベルに適した熱の有効利用
を図り、全体の熱効率を向上させ、かつ、炭素の析出を
防止する。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がない
限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
のではなく、単なる説明例にすぎない。
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がない
限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
のではなく、単なる説明例にすぎない。
第１図は本発明のメタノール改質による水素製造装置の
一例を示している。３ばメタノール改質装置、７は水素
精製装置で、−例として、圧力揺動吸着型（ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ ｓｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＳＰＳＡ型
）のものが用いられる。そして、メタノールタンク１３
はメタノールポンプ１４、メタノール予熱器３４および
メタノール蒸発器１５を介して改質装置３に接続され、
水タンク１６は水ポンプ１７、水予熱器３５および水蒸
発器１８を介して改質装置３に接続されている。水素精
製装置７のオフガス出口２０はオフガス貯蔵タンク２１
を介して触媒燃焼器２２に接続され、この触媒燃焼器の
燃焼ガス出口２３は水蒸発器１８を介して改質装置３に
接続され、さらに、この改質装置の燃焼ガス出口２４ば
メタノール蒸発器１５に接続されている。
一例を示している。３ばメタノール改質装置、７は水素
精製装置で、−例として、圧力揺動吸着型（ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ ｓｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＳＰＳＡ型
）のものが用いられる。そして、メタノールタンク１３
はメタノールポンプ１４、メタノール予熱器３４および
メタノール蒸発器１５を介して改質装置３に接続され、
水タンク１６は水ポンプ１７、水予熱器３５および水蒸
発器１８を介して改質装置３に接続されている。水素精
製装置７のオフガス出口２０はオフガス貯蔵タンク２１
を介して触媒燃焼器２２に接続され、この触媒燃焼器の
燃焼ガス出口２３は水蒸発器１８を介して改質装置３に
接続され、さらに、この改質装置の燃焼ガス出口２４ば
メタノール蒸発器１５に接続されている。
触媒燃焼器２２内に充填される燃料触媒としては、Ｐ
ｔＳＰｄｚ Ｒｕ５ｔｓ Ｃｏ１１４、ＮｔＯｌＭｎＯ
ｔなどをアルミナ、シリカ、チタニアなど一般に用いら
れている触媒担体に担持させた酸化触媒が用いられる。
ｔＳＰｄｚ Ｒｕ５ｔｓ Ｃｏ１１４、ＮｔＯｌＭｎＯ
ｔなどをアルミナ、シリカ、チタニアなど一般に用いら
れている触媒担体に担持させた酸化触媒が用いられる。
この場合、触媒燃焼器２２内の入口部に白金担持触媒を
充填し、触媒燃焼器２２内の入口部より後流部にパラジ
ウム担持触媒を充填することにより、メタノールを燃料
とした冷起動が可能となり、かつ、高温化でのオフガス
の安定燃焼を可能とす２５は冷却器、２６は気水分離器
、２７は補助燃料ポンプ、２８は空気送風機、３０．３
１は調節弁、３２は圧力指示調節計、３３は温度指示調
節計である。
充填し、触媒燃焼器２２内の入口部より後流部にパラジ
ウム担持触媒を充填することにより、メタノールを燃料
とした冷起動が可能となり、かつ、高温化でのオフガス
の安定燃焼を可能とす２５は冷却器、２６は気水分離器
、２７は補助燃料ポンプ、２８は空気送風機、３０．３
１は調節弁、３２は圧力指示調節計、３３は温度指示調
節計である。
上記のように構成された装置において、水を水蒸発器１
８に供給するとともに、触媒燃焼器２２からの高温燃焼
ガスで蒸発させた後、この燃焼ガスを改質装置３に導入
して改質用熱源とする。改質装置３からの燃焼ガスはメ
タノール蒸発器１５に導入されて、メタノールを蒸発さ
せ、蒸発したメタノールは改質装置３に送られて次式に
より水蒸気改質される。
８に供給するとともに、触媒燃焼器２２からの高温燃焼
ガスで蒸発させた後、この燃焼ガスを改質装置３に導入
して改質用熱源とする。改質装置３からの燃焼ガスはメ
タノール蒸発器１５に導入されて、メタノールを蒸発さ
せ、蒸発したメタノールは改質装置３に送られて次式に
より水蒸気改質される。
ＣＨコＯＩＩ＋ＨｚＯ→Ｃｏｔ＋３Ｈ。
Ｃｏｔ ＋ Ｈｚ →ＣＯ＋ＩＩｔＯ水素精製装置７
のオフガスは、一旦、オフガス貯蔵タンク２１に溜めら
れた後、触媒燃焼器２２へ燃料として供給される。そし
て、このオフガス供給量をオフガス貯蔵タンク２１の容
積または圧力が一定になるように、圧力指示調節計３２
、調節弁３０により制御するとともに、触媒燃焼器２２
の温度を補助燃料として供給するメタノール量によって
、温度指示調節計３３、調節弁３１を作動させて制御す
る。
のオフガスは、一旦、オフガス貯蔵タンク２１に溜めら
れた後、触媒燃焼器２２へ燃料として供給される。そし
て、このオフガス供給量をオフガス貯蔵タンク２１の容
積または圧力が一定になるように、圧力指示調節計３２
、調節弁３０により制御するとともに、触媒燃焼器２２
の温度を補助燃料として供給するメタノール量によって
、温度指示調節計３３、調節弁３１を作動させて制御す
る。
本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を奏する。
な効果を奏する。
（１）水とメタノールとをそれぞれ別々に供給し、別個
の蒸発器を設けているので、低レベルのエネルギーを効
率よく回収・利用することができる。
の蒸発器を設けているので、低レベルのエネルギーを効
率よく回収・利用することができる。
（２）高温ゾーン（約５００”Ｃ以上）の排熱は、原料
水の気化にしか使用されないので、メタノールの分解に
伴う炭素の析出を防止することができる。
水の気化にしか使用されないので、メタノールの分解に
伴う炭素の析出を防止することができる。
（３）オフガス貯蔵タンクの圧力または内容積を一定に
保つ制御方法、およびメタノール補助燃料による触媒燃
焼器制御方法を行う場合は、特別なオフガス過不足対策
を必要としない。
保つ制御方法、およびメタノール補助燃料による触媒燃
焼器制御方法を行う場合は、特別なオフガス過不足対策
を必要としない。
第１図は本発明のメタノール改質による水素製造装置の
一例を示すフローシート、第２図は従来の装置のフロー
シートである。
一例を示すフローシート、第２図は従来の装置のフロー
シートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ メタノールを気化させて水蒸気改質した後、水素精
製して高純度水素を製造する方法において、メタノール
と水とをそれぞれ別個の蒸発器に供給し、水素精製の際
に発生するオフガスを触媒燃焼させて得た燃焼ガスを、
まず水の蒸発に用い、ついでメタノール改質に用いた後
、メタノールの蒸発に用いることを特徴とするメタノー
ル改質による水素製造方法。 ２ 水素精製の際に発生するオフガスを、一旦オフガス
貯蔵タンクに溜めた後、このオフガスを触媒燃焼器へ燃
料として供給し、このオフガス供給量をオフガス貯蔵タ
ンクの容積または圧力が一定になるように制御するとと
もに、触媒燃焼器の温度を補助燃料として供給するメタ
ノール量によって制御することを特徴とする請求項１記
載のメタノール改質による水素製造方法。 ３ メタノール改質装置（３）と水素精製装置（７）と
を組み合わせた高純度水素製造装置において、メタノー
ルタンク（１３）をメタノールポンプ（１４）、メタノ
ール予熱器（３４）およびメタノール蒸発器（１５）を
介して改質装置（３）に接続するとともに、水タンク（
１６）を水ポンプ（１７）、水予熱器（３５）および水
蒸発器（１８）を介して改質装置（３）に接続し、水素
精製装置（７）のオフガス出口をオフガス貯蔵タンク（
２１）を介して触媒燃焼器（２２）に接続し、この触媒
燃焼器（２２）の燃焼ガス出口を水蒸発器（１８）を介
して改質装置（３）に接続し、この改質装置（３）の燃
焼ガス出口をメタノール蒸発器（１５）に接続したこと
を特徴とするメタノール改質による水素製造装置。 ４ 触媒燃焼器（２２）内の入口部に白金担持触媒を充
填し、触媒燃焼器（２２）内の入口部より後流部にパラ
ジウム担持触媒を充填したことを特徴とする請求項３記
載のメタノール改質による水素製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317215A JPH0733241B2 (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | メタノール改質による水素製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317215A JPH0733241B2 (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | メタノール改質による水素製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160601A true JPH02160601A (ja) | 1990-06-20 |
| JPH0733241B2 JPH0733241B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=18085755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63317215A Expired - Fee Related JPH0733241B2 (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | メタノール改質による水素製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733241B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04164802A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 水素製造装置の起動方法及び装置 |
| US6096286A (en) * | 1997-10-20 | 2000-08-01 | Dbb Fuel Cell Engines Gmbh | System for steam reformation of a hydrocarbon and operating method therefor |
| CN1064022C (zh) * | 1997-06-20 | 2001-04-04 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 甲醇水蒸汽转化制备高纯氢的方法 |
| JP2001223017A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用燃料ガスの生成システム |
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| JPH0733241B2 (ja) | 1995-04-12 |
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