JPH0733241B2 - Method and apparatus for producing hydrogen by reforming methanol - Google Patents
Method and apparatus for producing hydrogen by reforming methanolInfo
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- JPH0733241B2 JPH0733241B2 JP63317215A JP31721588A JPH0733241B2 JP H0733241 B2 JPH0733241 B2 JP H0733241B2 JP 63317215 A JP63317215 A JP 63317215A JP 31721588 A JP31721588 A JP 31721588A JP H0733241 B2 JPH0733241 B2 JP H0733241B2
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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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing high-purity hydrogen by combining a methanol reforming apparatus using methanol and water as raw materials with a hydrogen purification apparatus, and an apparatus for the same. It is about.
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。改質装置３からの粗水素（一例として、H275
％）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。Conventionally, as a hydrogen production method by methanol reforming,
A heating medium circulating heating system as shown in the figure is known. In this system, methanol and pure water are mixed and supplied to a preheater 1, then vaporized in a vaporizer 2, and then supplied to a reformer 3 for steam reforming. The heat medium is circulated by the circulation pump 5 between the heat medium heating furnace 4 and the reformer 3. Crude hydrogen from the reformer 3 (for example, H 2 75
%) Is introduced into the hydrogen purifier 7 after water is removed in the separation tank 6 to obtain high-purity hydrogen.
水素精製装置７からのオフガスは（一例として、H245
％、CO250％）、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。The off gas from the hydrogen purifier 7 is (for example, H 2 45
%, CO 2 50%), and is supplied as fuel to the heat medium heating furnace 4 through the off gas tank 8. 10 is a cooler, 11 is a methanol pump, and 12 is a pure water pump.
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。Further, conventionally, Japanese Utility Model Publication No. 62-170728 discloses that methanol and pure water are mixed and supplied to a vaporizer to evaporate and then supplied to a reformer, while off-gas from a hydrogen purifier is supplied. There is disclosed a methanol reforming hydrogen production apparatus that is burned in a catalytic combustor and uses the combustion gas as a heat source of a vaporizer.
特開昭63-230501号公報には、燃焼排ガスの流れに沿っ
て、順次、燃焼炉、加熱器、蒸発器、メタノール改質反
応器、節炭器を配置し、発生蒸気の一部は蒸気ドラムか
ら抽出され、混合気でメタノールと混合され、メタノー
ル改質添加用水蒸気として利用されるようにした燃料電
池用メタノール改質装置が記載されている。In Japanese Patent Laid-Open No. 63-230501, a combustion furnace, a heater, an evaporator, a methanol reforming reactor, and a economizer are sequentially arranged along the flow of combustion exhaust gas, and a part of generated steam is steam. A methanol reformer for a fuel cell is described, which is extracted from a drum, mixed with methanol in an air-fuel mixture, and used as steam for adding methanol reforming.
特開昭63-230501号公報記載の装置では、メタノール改
質反応器入口のガス温度を200〜400℃の適正レベルに維
持するために、メタノール改質反応器のガス上流側に水
蒸気の過熱器及び水の蒸発器を備えるとともに、燃焼生
成ガスの冷却（クエンチ）用装置を設けて、燃焼炉から
の排ガス温度をメタノール改質用触媒の最適温度である
200〜400℃にコントロールしている。また、メタノール
と水とを別々に供給し、装置内に水蒸気の過熱装置を併
設することにより、発生した水蒸気を熱媒として用い、
メタノールの蒸発・加熱を行っている。In the device described in JP-A-63-230501, in order to maintain the gas temperature at the inlet of the methanol reforming reactor at an appropriate level of 200 to 400 ° C, a steam superheater is provided upstream of the gas in the methanol reforming reactor. And an evaporator for water, and a device for cooling (quenching) the combustion product gas, so that the temperature of the exhaust gas from the combustion furnace is the optimum temperature of the methanol reforming catalyst.
The temperature is controlled at 200-400 ℃. Also, methanol and water are separately supplied, and a steam superheater is provided inside the apparatus to use the generated steam as a heat medium,
Evaporating and heating methanol.
しかし、上記の第２図に示すような熱媒循環加熱方式の
従来技術や実開昭62-170728号公報記載の装置において
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。However, in the prior art of the heating medium circulation heating method as shown in FIG. 2 and the apparatus described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-170728, the temperature at which methanol is vaporized becomes high,
There is a disadvantage that carbon precipitation easily occurs. In addition, if there is a load change, the gas-liquid equilibrium state in the vaporizer changes, and a constant raw material gas (water / methanol mixed gas) cannot be obtained, and stable operation is difficult.
特開昭63-230501号公報記載の装置では、バーナー燃焼
方式を採用しており、高温のフレーム形成により安定燃
焼を維持するため、燃料の発熱量の変化によって敏感に
燃焼状態が変化し、特に低カロリー燃料の安定燃焼が困
難であり常に失火の危険があり、さらに低温ガスの発生
が困難であるといった問題点がある。In the device described in JP-A-63-230501, a burner combustion method is adopted, and in order to maintain stable combustion by forming a high-temperature flame, the combustion state is sensitively changed by the change in the calorific value of the fuel, and especially There are problems that stable combustion of low-calorie fuel is difficult, there is always a risk of misfire, and that it is difficult to generate low-temperature gas.
また、特開昭63-230501号公報記載の装置のようにバー
ナー燃焼方式を採用すると、低温部の排ガスの燃焼炉へ
の循環による燃焼ガスの冷却（クエンチ）のための装置
の設置が必要となるので装置が複雑化し、これに加え
て、バーナー燃焼方式では失火等のおそれがあるので、
安定燃焼や安全のためには失火対策等が必要となり、安
全性の点で問題がある。Further, when the burner combustion method is adopted like the device described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-230501, it is necessary to install a device for cooling (quenching) the combustion gas by circulating the exhaust gas in the low temperature part to the combustion furnace. Therefore, the device becomes complicated, and in addition to this, there is a risk of misfire in the burner combustion method.
For stable combustion and safety, it is necessary to take measures against misfires, which is a safety issue.
特開昭63-230501号公報記載の装置は、バーナー燃焼排
ガスからの熱の一部を一旦水蒸気として回収し、発生し
た水蒸気を熱媒としてメタノールの蒸発に用いている
が、発生した過熱蒸気を過熱低減器において水を注入し
て冷却した後、メタノール蒸気加熱器、メタノール蒸発
器の加熱用媒体とするので、水を注入して冷却する分だ
け熱ロスがあり、全体の熱効率があまり良くない。The device described in JP-A-63-230501 discloses that part of the heat from the burner combustion exhaust gas is once recovered as steam, and the generated steam is used as a heat medium for the evaporation of methanol. After injecting water in the superheat reducer and cooling it, it is used as a heating medium for the methanol vapor heater and methanol evaporator, so there is a heat loss as much as the water is injected and cooled, and the overall thermal efficiency is not very good. .
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を組み合わせ、さ
らに、オフガスを触媒燃焼させて得た燃焼ガスを、水の
蒸発、メタノール改質、メタノール蒸発の順に用いるこ
とにより、気化器における炭素の析出を防止するととも
に、負荷変動への応答が容易で、しかも、特別なオフガ
ス過不足対策を必要としない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。The present invention has been made in view of the above points, and combines a catalytic combustion method and a separate supply method of methanol and water, and further, a combustion gas obtained by catalytically combusting off-gas is used for water evaporation, methanol reforming. By using the quality and methanol evaporation in this order, it is possible to prevent carbon deposition in the vaporizer, to easily respond to load fluctuations, and to improve the efficiency of the compact methanol with excellent thermal efficiency. An object of the present invention is to provide a quality hydrogen production method and apparatus.
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、一方、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ことを特徴としている。In order to achieve the above object, the method for producing hydrogen by reforming methanol according to the present invention, as shown in FIG. 1, vaporizes methanol to reform steam and then purifies hydrogen to produce high purity hydrogen. In the method, methanol and water are supplied to separate evaporators 15 and 18, and the combustion gas obtained by catalytically burning off-gas generated during hydrogen purification is first used for water evaporation, and then methanol reforming. On the other hand, the off-gas generated during hydrogen purification is temporarily stored in the off-gas storage tank 21, and then this off-gas is supplied to the catalytic combustor 22 as fuel. It is characterized in that the pressure is controlled to be constant and the temperature of the catalytic combustor 22 is controlled by the amount of methanol supplied as auxiliary fuel.
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
の燃料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。As shown in FIG. 1, the hydrogen producing apparatus by methanol reforming of the present invention is a high-purity hydrogen producing apparatus in which a methanol reforming apparatus 3 and a hydrogen purifying apparatus 7 are combined, and a methanol tank 13 is replaced by a methanol pump 14 , Is connected to the reformer 3 via the methanol preheater 34 and the methanol evaporator 15, and the water tank 16 is connected to the reformer 3 via the water pump 17, the water preheater 35 and the water evaporator 18, The off gas outlet of the hydrogen purifier 7 is connected to the catalytic combustor 22 via the off gas storage tank 21, and the catalytic combustor 22
Is connected to the reformer 3 via the water evaporator 18, and the combustion gas outlet of the reformer 3 is connected to the methanol evaporator.
It is connected to 15.
本発明は前述のように、メタノールと水とをそれぞれ別
個の蒸発器15、18に供給することを特徴とするので、本
発明の装置において、メタノール予熱器34、水予熱器35
は必ずしも必要ではなく、一方又は両方を省略すること
ができる。この場合、本発明の装置は、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に接続したものとな
る。As described above, the present invention is characterized in that methanol and water are supplied to the separate evaporators 15 and 18, respectively. Therefore, in the apparatus of the present invention, the methanol preheater 34 and the water preheater 35 are used.
Is not always necessary, and one or both can be omitted. In this case, the apparatus of the present invention is a high-purity hydrogen production apparatus in which the methanol reformer 3 and the hydrogen purifier 7 are combined, and the methanol tank 13 is connected to the reformer 3 via the methanol pump 14 and the methanol evaporator 15. In addition to being connected, the water tank 16 is connected to the reformer 3 via the water pump 17 and the water evaporator 18, and the off-gas outlet of the hydrogen purifier 7 is connected to the catalytic combustor via the off-gas storage tank 21.
22. The combustion gas outlet of the catalytic combustor 22 is connected to the reformer 3 via the water evaporator 18, and the combustion gas outlet of the reformer 3 is connected to the methanol evaporator 15. .
上記のように、本発明においては、メタノール蒸発に用
いる加熱用媒体は、メタノール改質に用いた後のオフガ
ス触媒燃焼ガスであるが、前記の特開昭63-230501号公
報においては、過熱蒸気に水を注入して冷却した水蒸気
である点において作用効果に大きな差異がある。As described above, in the present invention, the heating medium used for methanol evaporation is an off-gas catalytic combustion gas after being used for methanol reforming, but in the above-mentioned JP-A-63-230501, superheated steam is used. There is a large difference in the action and effect in that it is water vapor that is obtained by injecting water into and cooling.
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550℃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℃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。Methanol and water are supplied to separate evaporators 15 and 18, respectively, and the combustion gas of relatively high temperature (about 550 ° C) generated in the catalytic combustor 22 is directly used as a heat source, and is first used for the evaporation of water. After being used as heat for methanol reforming reaction in the reformer 3, methanol (having a lower boiling point than water) is evaporated at a relatively low temperature (about 250 ° C.). In this way, the heat that is suitable for the temperature of the combustion gas for heating is effectively used, the overall thermal efficiency is improved, and the precipitation of carbon is prevented.
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。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the shape of the constituent devices described in this embodiment, the relative arrangement thereof, and the like, unless otherwise specified, are not intended to limit the scope of the present invention only to them, and are merely illustrative examples. Only.
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はメタノール改質装置、７は水素
精製装置で、一例として、圧力揺動吸着型（pressure s
wing adsorption、PSA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はメ
タノール蒸発器15に接続されている。FIG. 1 shows an example of the hydrogen production device by the methanol reforming of the present invention. 3 is a methanol reformer, and 7 is a hydrogen purifier. As an example, pressure swing adsorption type (pressure s
Wing adsorption, PSA type) is used. The methanol tank 13 is connected to the reformer 3 via the methanol pump 14, the methanol preheater 34 and the methanol evaporator 15, and the water tank 16 is connected to the water pump 17 and the water preheater 35.
It is also connected to the reformer 3 via a water evaporator 18. The off-gas outlet 20 of the hydrogen purifier 7 is connected to a catalytic combustor 22 via an off-gas storage tank 21, the combustion gas outlet 23 of this catalytic combustor is connected to a reformer 3 via a water evaporator 18, and The combustion gas outlet 24 of this reformer is connected to the methanol evaporator 15.
触媒燃焼器22内に充填される燃料触媒としては、Pt、P
d、RuO2、Co3O4、NiO、MnO2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。As the fuel catalyst filled in the catalytic combustor 22, Pt, P
d, RuO 2 , Co 3 O 4 , NiO, MnO 2 etc. to alumina, silica,
An oxidation catalyst supported on a generally used catalyst carrier such as titania is used.
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
定燃焼を可能とする。In this case, the platinum-supported catalyst is filled in the inlet of the catalytic combustor 22 and the palladium-supported catalyst is filled in the downstream of the inlet of the catalytic combustor 22, thereby enabling cold start using methanol as fuel. And also enables stable combustion of off-gas at high temperature.
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、31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。25 is a cooler, 26 is a steam separator, 27 is an auxiliary fuel pump, 28
Is an air blower, 30, 31 are control valves, 32 is a pressure indicating controller,
33 is a temperature indicating controller.
上記のように構成された装置において、水を水蒸発器18
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。In the apparatus configured as described above, the water is supplied to the water evaporator 18
Is supplied to the reformer 3 and is vaporized by the high temperature combustion gas from the catalytic combustor 22, and then this combustion gas is introduced into the reforming device 3 to serve as a reforming heat source. The combustion gas from the reformer 3 is introduced into the methanol evaporator 15 to evaporate the methanol, and the evaporated methanol is sent to the reformer 3 and steam-reformed by the following equation.
CH3OH＋H2O→CO2＋3H2 CO2＋H2→CO＋H2O 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、調節計31を作動させて制御す
る。CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 3H 2 CO 2 + H 2 → CO + H 2 O The off gas of the hydrogen purification device 7 is once stored in the off gas storage tank 21 and then supplied to the catalytic combustor 22 as fuel. Then, the off gas supply amount is controlled by the pressure indicating controller 32 and the control valve 30 so that the volume or pressure of the off gas storage tank 21 becomes constant, and at the same time, the catalytic combustor.
The temperature indicating controller 33 and the controller 31 are operated and controlled by the amount of methanol supplied as the auxiliary fuel at the temperature of 22.
なお、メタノール予熱器34、水予熱器35は必ずしも必要
なものではなく、一方又は両方を省略する場合もある。
このことは、〔発明の効果〕の欄でも記述しているとお
り、水とメタノールを別々に供給し、それぞれ蒸発器を
設けることで、熱効率向上、炭素析出防止を図ることか
ら、自明なことである。The methanol preheater 34 and the water preheater 35 are not always necessary, and one or both of them may be omitted.
This is obvious because, as described in the section of [Effects of the Invention], water and methanol are supplied separately and an evaporator is provided to improve thermal efficiency and prevent carbon deposition. is there.
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。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
（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、オフガスを触媒燃焼させて得た燃焼ガ
スを、水の蒸発、メタノール改質、メタノール蒸発の順
に用いるので、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、加熱用燃焼ガスの温度レベルに適
した熱の有効利用を図ると同時に、メタノールの熱分解
による炭素の析出を防止し、メタノールと水の同時供給
によって生じる蒸発器内の気液平衡状態の変化があって
も、一定した原料ガス（水蒸気・メタノール混合ガス）
を得ることができる。(1) Water and methanol are separately supplied, separate evaporators are provided, and combustion gas obtained by catalytically combusting off-gas is used in the order of water evaporation, methanol reforming, and methanol evaporation. Efficient recovery of energy
It is possible to utilize the heat that is suitable for the temperature level of the combustion gas for heating and at the same time prevent the precipitation of carbon due to the thermal decomposition of methanol. A constant source gas (steam / methanol mixed gas) even if the liquid equilibrium changes
Can be obtained.
（２）高温ゾーン（約500℃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。(2) Exhaust heat in the high temperature zone (about 500 ° C. or higher) is used only for vaporizing the raw material water, so that carbon deposition due to decomposition of methanol can be prevented.
（３）触媒燃焼方式を採用し、かつ、オフガスの変動に
対処する方式としているので、燃料の発熱量によって燃
焼状態が左右されることもなく、低カロリーガスの安定
燃焼が可能であり、比較的低温度のガスの発生に必要な
低温燃焼において優れている。(3) The catalytic combustion method is adopted and the method of coping with the fluctuation of the off gas is adopted, so that the combustion state is not influenced by the calorific value of the fuel, and stable combustion of low calorie gas is possible. It excels in low temperature combustion, which is necessary to generate extremely low temperature gas.
（４）触媒燃焼方式を採用し、かつ、オフガスの変動に
対処する方式としているので、低カロリーで、かつ発熱
量が一定しない水素精製オフガスをメタノール改質用熱
源として用いることができ、負荷変動によってオフガス
の発生量やカロリー等の変化が頻繁に起こっても、失火
等がない安全な、かつ安定した燃焼をさせることができ
る。さらに、メタノールの改質反応に必要な比較的低温
度の400〜500℃程度の排ガスを効率よくかつ安定して発
生させることができる。(4) Since the catalytic combustion method is adopted and the method of coping with the fluctuation of off-gas is adopted, hydrogen-refining off-gas, which has low calorie and does not have a constant calorific value, can be used as a heat source for methanol reforming, and load fluctuation. Thus, even if the amount of off-gas generated, calories, and the like frequently change, safe and stable combustion without misfire can be achieved. Further, it is possible to efficiently and stably generate the exhaust gas at a relatively low temperature of about 400 to 500 ° C. necessary for the methanol reforming reaction.
（５）メタノール改質反応後の比較的低温度（250℃前
後）の燃焼排ガスで直接メタノールを蒸発させるので、
加熱用燃焼ガスの温度レベルに適した熱の有効利用を図
ることができ、全体の熱効率が向上する。(5) Since methanol is directly evaporated by the combustion exhaust gas at a relatively low temperature (around 250 ° C) after the methanol reforming reaction,
It is possible to effectively utilize the heat suitable for the temperature level of the combustion gas for heating, and improve the overall thermal efficiency.
（６）メタノール蒸発器の設置場所をメタノール改質器
の燃焼ガス出口の下流側に限定しているので、熱効率の
向上と同時にメタノール分解による炭素の析出を防止す
ることができる。(6) Since the installation location of the methanol evaporator is limited to the downstream side of the combustion gas outlet of the methanol reformer, it is possible to improve the thermal efficiency and at the same time prevent the precipitation of carbon due to the decomposition of methanol.
（７）メタノール改質に利用した後の燃焼排ガスを冷却
することなく、この燃焼排ガスによりメタノールを直接
加熱し蒸発させるので、熱効率が優れている。(7) Since the combustion exhaust gas after being used for methanol reforming is not cooled but the methanol is directly heated and evaporated by the combustion exhaust gas, the thermal efficiency is excellent.
（８）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
焼器制御を行うので、特別なオフガス過不足対策を必要
としない。(8) Since the control method for keeping the pressure or the internal volume of the off-gas storage tank constant and the catalytic combustor control with the methanol auxiliary fuel are performed, no special off-gas excess / deficiency countermeasure is required.
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。 １…予熱器、２…気化器、３…改質装置、４…触媒加熱
炉、５…循環ポンプ、６…分離タンク、７…水素精製装
置、８…オフガスタンク、10…冷却器、11…メタノール
ポンプ、12…純水ポンプ、13…メタノールタンク、14…
メタノールポンプ、15…メタノール蒸発器、16…水タン
ク、17…水ポンプ、18…水蒸発器、20…オフガス出口、
21…オフガス貯蔵タンク、22…触媒燃焼器、23、24…燃
焼ガス出口、25…冷却器、26…気水分離器、27…補助燃
料ポンプ、28…空気送風機、30、31…調節弁、32…圧力
指示調節計、33…温度指示調節計、34…メタノール予熱
器、35…水予熱器FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a hydrogen production apparatus by methanol reforming of the present invention, and FIG. 2 is a flow sheet of a conventional apparatus. 1 ... Preheater, 2 ... Vaporizer, 3 ... Reforming device, 4 ... Catalyst heating furnace, 5 ... Circulation pump, 6 ... Separation tank, 7 ... Hydrogen purification device, 8 ... Off gas tank, 10 ... Cooler, 11 ... Methanol pump, 12 ... Pure water pump, 13 ... Methanol tank, 14 ...
Methanol pump, 15 ... Methanol evaporator, 16 ... Water tank, 17 ... Water pump, 18 ... Water evaporator, 20 ... Off gas outlet,
21 ... Off-gas storage tank, 22 ... Catalytic combustor, 23, 24 ... Combustion gas outlet, 25 ... Cooler, 26 ... Steam separator, 27 ... Auxiliary fuel pump, 28 ... Air blower, 30, 31 ... Control valve, 32 ... Pressure indicating controller, 33 ... Temperature indicating controller, 34 ... Methanol preheater, 35 ... Water preheater
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀田 孝志 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 藤井 和彦 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭63−230501（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Kameda, Takashi Kameda, 1-1 1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Inside the Kobe factory, Kawasaki Heavy Industries Ltd. (72) Kazuhiko Fujii, Higashi-kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 3-1-1 Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe factory (56) Reference JP-A-63-230501 (JP, A)
Claims (3)
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）、（1
8）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、一方、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
することを特徴とするメタノール改質による水素製造方
法。1. A method for producing high-purity hydrogen by vaporizing methanol for steam reforming, and then purifying the hydrogen to produce high-purity hydrogen, wherein methanol and water are provided in separate evaporators (15), (1), respectively.
8), and the combustion gas obtained by catalytically burning off-gas generated during hydrogen purification is used for the evaporation of water, then for the reforming of methanol, and then for the evaporation of methanol. The off gas generated during refining is temporarily stored in the off gas storage tank (21), and then this off gas is supplied to the catalytic combustor (22) as fuel, and this off gas supply amount is adjusted to the volume of the off gas storage tank (21) or A method for producing hydrogen by methanol reforming, which comprises controlling the pressure to be constant and controlling the temperature of the catalytic combustor (22) by the amount of methanol supplied as auxiliary fuel.
（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）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）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。2. A high-purity hydrogen production apparatus in which a methanol reformer (3) and a hydrogen purifier (7) are combined, wherein a methanol tank (13) is provided with a methanol pump (14) and a methanol evaporator (15). Is connected to the reformer (3) via the water pump (17) and the water evaporator (18), and is connected to the reformer (3) via the water pump (17) and the water evaporator (18). The off gas outlet is connected to the catalytic combustor (22) via the off gas storage tank (21), and the combustion gas outlet of the catalytic combustor (22) is connected to the reformer (3) via the water evaporator (18). A hydrogen production device by methanol reforming, characterized in that the reforming device (3) is connected to the combustion gas outlet of the methanol evaporator (15).
（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（2
2）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。3. A high-purity hydrogen production apparatus in which a methanol reformer (3) and a hydrogen purifier (7) are combined, wherein a methanol tank (13) comprises a methanol pump (14), a methanol preheater (34) and a methanol. The water tank (16) is connected to the reformer (3) through the evaporator (15), and the water tank (16) is connected through the water pump (17), the water preheater (35) and the water evaporator (18). (3), the off-gas outlet of the hydrogen purifier (7) is connected to the catalytic combustor (22) via the off-gas storage tank (21), and the catalytic combustor (2
The combustion gas outlet of 2) is connected to the reformer (3) through the water evaporator (18), and the combustion gas outlet of this reformer (3) is connected to the methanol evaporator (15). Hydrogen production equipment by reforming methanol.
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|---|---|---|---|
| JP63317215A JPH0733241B2 (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Method and apparatus for producing hydrogen by reforming methanol |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP63317215A JPH0733241B2 (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Method and apparatus for producing hydrogen by reforming methanol |
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| JPH02160601A JPH02160601A (en) | 1990-06-20 |
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1988
- 1988-12-15 JP JP63317215A patent/JPH0733241B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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