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TW201936487A - 氫氣產生裝置 - Google Patents

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TW201936487A
TW201936487A TW107139632A TW107139632A TW201936487A TW 201936487 A TW201936487 A TW 201936487A TW 107139632 A TW107139632 A TW 107139632A TW 107139632 A TW107139632 A TW 107139632A TW 201936487 A TW201936487 A TW 201936487A
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reforming
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reformer
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川本達也
田中真子
仁田吉郎
河原伸哉
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日商愛沃特股份有限公司
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Abstract

本發明提供使改質區域的溫度分布不均減少而提升熱效率，並且容易維護的氫氣產生裝置。
該氫氣產生裝置具備：
使烴系氣體與水蒸氣經過改質反應而改質成為富含氫氣的改質氣體之改質觸媒；
填充上述改質觸媒而進行上述改質反應的改質器(10)；及
使燃料氣體燃燒而得到用於上述改質反應的反應熱之燃燒室(20)，
上述改質器(10)之中，至少進行上述改質反應的改質區域被配置到上述燃燒室(20)的內部，
使導入到上述改質器(10)的水蒸氣產生的水蒸氣產生器(30)被設置在上述燃燒室(20)的外部。
由於可不將複雜的螺旋構造體設置在會成為高溫的燃燒室(20)，故可大幅減低製作裝置所需的費用，並且明顯更容易維護。可確保改質區域的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率低落。

Description

氫氣產生裝置
本發明係關於將天然氣等烴系氣體與水及空氣(或者氧)作為原料，再產生供給到化學工廠或加氫站等氫氣利用設備之氫氣的氫氣產生裝置。
作為替代化石燃料的能源之有力候選者之一的氫氣受到注目。氫氣係可藉由對天然氣等烴系氣體添加水及空氣(或者氧)來改質而製造。作為上述烴系氣體，不僅可使用天然氣，也可使用丙烷氣體、汽油、石油腦、燈油等其他化石燃料、甲醇等醇類、生質氣體等。在這種氫氣的製造過程中，烴系氣體的移送等環節係利用既有的基礎設施，在需要氫氣的場所將上述原料予以改質來產生氫氣。
這種氫氣產生裝置主要是將原料氣體在改質器中予以改質而生成富含氫氣的改質氣體，然後在氫氣純化部中分離出成品氫氣，這類裝置可用於化學工廠等的產業設備或加氫站。
隨著氫氣的能源利用與氫氣的需求日益擴大，而要求氫氣產生裝置具有高效率。特別是，藉由提高在高溫高壓條件下所運轉的改質器之熱效率，有助於降低裝置全體的費用並且提高裝置的效率。
針對這種氫氣產生裝置的相關先前技術文獻，本案申請人掌握下述的專利文獻1及2。
[專利文獻1]
專利文獻1揭示氫氣製造裝置的多重筒型改質器，並且具有如下的記載。
[0024] 如圖2所示，各個多重筒型改質器12構成為具有多重配置的多個筒狀壁21～24。多個筒狀壁21～24例如形成為圓筒狀或橢圓筒狀。在多個筒狀壁21～24之中從內側算起的第一個筒狀壁21之內部，形成有燃燒室25，在該燃燒室25的上部，燃燒器26被配置成朝下。
[0025] 在第一個筒狀壁21與第二個筒狀壁22之間，形成有燃燒排氣流管路27。燃燒排氣流管路27的下端部係與燃燒室25連通，在燃燒排氣流管路27的上端部，設有氣體排出管28。從燃燒室25排出的燃燒排氣經由燃燒排氣流管路27從下側流動到上側，再通過氣體排出管28排出到外部。
[0026] 在第二個筒狀壁22與第三個筒狀壁23之間，形成有第一流路31。該第一流路31的上部形成為預熱流路32，在該預熱流路32的上端部，連接原料供給管33及改質用水供給管34。在第二個筒狀壁22與第三個筒狀壁23之間，設有螺旋構件35，藉由該螺旋構件35，預熱流路32形成為螺旋狀。
[0027] 對該預熱流路32，從原料供給管33供給都市氣體，其供給量如圖1所示，藉由在原料供給管33所設置的控制閥33a而受到控制。又，對預熱流路32，如圖2所示，從改質用水供給管34(在圖1中省略圖示)供給改質用水。都市氣體及改質用水經由預熱流路32從上側朝向下側流動，再經由第二個筒狀壁22而與燃燒排氣進行熱交換，使水氣化。在該預熱流路32，藉由混合都市氣體及氣相的改質用水(水蒸氣)，而使混合氣體生成。
[0031] 在CO轉化觸媒層45的上側，設有氧化劑氣體供給管46，在比第二流管路42的CO轉化觸媒層45更靠上側處，設有CO去除觸媒層47。通過氧化劑氣體供給管46而得到的氧化劑氣體、及通過CO轉化觸媒層45的改質氣體被供給到CO去除觸媒層47。在CO去除觸媒層47，例如在白金或釕等貴金屬觸媒上使一氧化碳與氧反應轉換成二氧化碳，而去除一氧化碳。在CO轉化觸媒層45及CO去除觸媒層47經去除一氧化碳的改質氣體通過改質氣體排出管44排出。
[專利文獻2]
在專利文獻2，揭示加氫站用氫氣製造系統，並且具有如下的記載。

[申請專利範圍第1項]
一種加氫站用氫氣製造系統，其在加氫站內將原料氣體改質而製造氫氣作為燃料電池車的燃料，該加氫站用氫氣製造系統的特徵為：
除了具備燃燒器，還具備連成一體的以下元件：進行水蒸氣改質反應的水蒸氣改質反應部；進行CO轉化反應的CO轉化反應部；及產生水蒸氣的蒸氣產生部，並且設置複合型改質器，其藉由水蒸氣改質反應部的水蒸氣改質反應及CO轉化反應部的CO轉化反應，從原料氣體製造出氫氣而改質為改質氣體，
在該複合型改質器的下游側，設置氫氣PSA裝置，其從改質氣體分離純化出氫氣。
[0041] 接著，敘述複合型改質器中從原料氣體製造出氫氣並且改質為改質氣體的部分及其構造。
[0042] 首先，複合型改質器1係如圖2、圖3所示，在其上部有縱向圓筒狀之第一圓筒體21，在其下部有比起第一圓筒體21的直徑還大的縱向圓筒狀之第二圓筒體22，藉由這兩者而構成的複合型改質器1之全體形狀為有段差的大致圓筒狀，將該第一圓筒體21及第二圓筒體22的周圍全體以高性能特殊隔熱材23覆蓋。
[0049] 又，在第一圓筒體21，於其上部設置原料氣體流入口26，並且使由混合器13所供給的已與水蒸氣混合的原料氣體流入。進一步，在上部設置改質氣體排出口27，對該複合型改質器1的下游側排出從原料氣體製作出氫氣而經改質的改質氣體。
[0052] 又，在第二圓筒體22，於圓形的室內空間，在其側方設置環狀的隔熱筒55，使該隔熱筒55的一部分開口。然後，在室內空間的側方部之特殊隔熱壁25及隔熱筒55之間形成環狀的空間，於該環狀的空間具備蒸氣產生部6。該蒸氣產生部6將導管56配置成螺旋狀，藉由使純水通過該導管56內，再藉由設置在室內空間內的中心上部之燃燒器室52的燃燒，而從純水變換成水蒸氣，藉此來產生水蒸氣。然後，將在該蒸氣產生部6所產生的水蒸氣供給到設置在該複合型改質器1的上游側之混合器13，在此混合到原料氣體中。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2017-88488號公報
[專利文獻2] 日本特開2016-60649號公報
[發明所欲解決之課題]
[專利文獻1的課題]
在上述專利文獻1，在於中央處具有燃燒器26的多重筒型改質器1中，在燃燒器26的周圍設置內建螺旋構件35的預熱流路32。也就是說，在燃燒器26的周圍所設置的預熱流路32使水氣化。因此，上述預熱流路32的周邊之溫度會下降而導致溫度分布不均，改質器的熱效率會相應地不佳。又，在成為高溫條件的多重筒型改質器1內，設置具有複雜螺旋構造的預熱流路32。製作這種構造體的工序十分繁複，導致由製作衍生的費用變高，而十分不易維護保養。
進一步，在上述專利文獻1，上述多重筒型改質器1係具有燃燒器26的燃燒室25被配置在中央，在該外側配置改質觸媒層36，在更外側配置改質氣體流管路43。在該構造，燃燒排氣位在改質觸媒層36的內側，改質氣體位在外側。上述改質觸媒層36中的改質反應為吸熱反應。因此，可視為在上述改質觸媒層36，相較於朝向內側的燃燒室25，朝向外側的改質氣體流管路43之放熱會較大。因此，有在改質觸媒層35的內側與外側產生溫度差，改質效率相應地降低之問題。
此外，在專利文獻1，如同在[0031]所提及，於CO去除觸媒層47使用氧化劑氣體。CO去除觸媒層47係去除依照由下述的式(1)所表示的改質反應而產生的CO。
如此一來，在使用氧化劑氣體的裝置，必須設置氧化劑氣體供給管46等，使得裝置的構造變複雜，導致設備費用變高，而且氧化劑氣體本身也會導致營運費用增加。又，可預測由於雜質增加，而使得後段的氫氣純化部之負擔隨之增加。
又，在專利文獻1，使用多個多重筒型改質器12，故在每個多重筒型改質器12皆須設置都市氣體或蒸氣的流量調節閥。因此，控制作業會變複雜，機器費用也會增加。
[專利文獻2的課題]
在上述專利文獻2，複合型改質器1具有4重管構造的改質反應部。上述4重管構造由內筒41、內側中間筒44、外側中間筒45、及外筒42所構成。在上述內筒41的中央配置燃燒器3。在上述內筒41及內側中間筒44之間・外側中間筒45及外筒42之間，配置將原料氣體改質的預備改質部7・水蒸氣改質反應部4。在內側中間筒44及外側中間筒45之間，配置將改質氣體進行CO轉化反應的高溫CO轉化反應觸媒層5b・低溫CO轉化反應觸媒層5a。進一步，在上述水蒸氣改質反應部4的周圍，配置具有螺旋構造的蒸氣產生部6。
如此一來，在上述專利文獻2的裝置，於水蒸氣改質反應部4的周圍所設置的蒸氣產生部6使水氣化。因此，該蒸氣產生部6的周邊之溫度會下降。也就是說，就上述水蒸氣改質反應部4而言，相較於內側，外側的溫度下降更顯著，導致溫度分布不均，改質的熱效率會相應地不佳。又，在成為高溫條件的複合型改質器1內，設置複雜的螺旋構造之作業十分繁複，由製作所衍生的費用會變高，而十分不易維護保養。
而且，在上述的構造，就上述預備改質部7・水蒸氣改質反應部4而言，接近中央的燃燒器3之側的溫度變得比起外側更高。因此，隨著被填充在中央側的觸媒逐漸劣化，熱會傳達到外側的觸媒，故在燃燒器3，除了可能會過度燃燒，也可能產生熱損。由於蒸氣產生部6位在複合型改質器1的內部，故難以進行開放檢査，而十分不易維護保養。特別是，若為大型機種的話，蒸氣產生部6的容積會成為第一種壓力容器，故必須每年實施開放檢査。因此，考慮維護方便性的話，有不適用於大型機種的問題。
本發明為了解決上述問題而具有以下目的。
提供使改質區域的溫度分布不均減少而提升熱效率，並且容易維護的氫氣產生裝置。

[用於解決課題之方案]
為了達成上述目的，申請專利範圍第1項記載的氫氣產生裝置採用以下的構成。
該氫氣產生裝置具備：
使烴系氣體與水蒸氣經過改質反應而改質成為富含氫氣的改質氣體之改質觸媒；
填充上述改質觸媒而進行上述改質反應的改質器；
使燃料氣體燃燒而得到用於上述改質反應的反應熱之燃燒室，
上述改質器之中，至少進行上述改質反應的改質區域被配置到上述燃燒室的內部，
使導入到上述改質器的水蒸氣產生的水蒸氣產生器被配置在上述燃燒室的外部。
申請專利範圍第2項記載的氫氣產生裝置除了申請專利範圍第1項記載的構成，還採用以下的構成。
上述改質器在上述燃燒室的外部具有：設置有導入烴系氣體及水蒸氣的導入部；及排出改質氣體的排出部之外部區域，
上述改質區域被設置在上述外部區域的相反側。
申請專利範圍第3項記載的氫氣產生裝置除了申請專利範圍第2項記載的構成，還採用以下的構成。
上述改質器具備：
連通到上述導入部的上游區域；連通到上述排出部的下游區域；及位在上述上游區域及上述下游區域之間的氣體反轉部，
上述改質區域構成為包含上述氣體反轉部。
申請專利範圍第4項記載的氫氣產生裝置除了申請專利範圍第2項或第3項記載的構成，還採用以下的構成。
上述燃燒室具備：用來使上述燃料氣體燃燒而對上述改質區域供給燃燒熱的燃燒器，
上述燃燒器的火口位在上述燃燒室的上述改質區域側並且被配置在與上述外部區域為相反側的空間。
申請專利範圍第5項記載的氫氣產生裝置除了申請專利範圍第4項記載的構成，還採用以下的構成。
上述燃燒器的火口朝向上述改質區域設置多個。
申請專利範圍第6項記載的氫氣產生裝置除了申請專利範圍第4項或第5項記載的構成，還採用以下的構成。
上述燃燒室具備：將上述燃燒器所產生的燃燒熱予以整流的整流構件。
申請專利範圍第7項記載的氫氣產生裝置除了申請專利範圍第2項至第6項中任一項所記載的構成，還採用以下的構成。
在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。

[發明效果]
申請專利範圍第1項記載的氫氣產生裝置具備：改質觸媒；改質器；及燃燒室。上述改質觸媒使烴系氣體及水蒸氣產生改質反應而改質成富含氫氣的改質氣體。上述改質器係填充上述改質觸媒而進行上述改質反應。上述燃燒室使燃料氣體燃燒而得到用於上述改質反應的反應熱。
本發明係上述改質器之中至少進行上述改質反應的改質區域被配置在上述燃燒室的內部，改質區域被配置在上述燃燒室的內部，另外，使導入到上述改質器的水蒸氣產生的水蒸氣產生器被設置在上述燃燒室的外部。
如此一來，在本發明，如同以往的預熱流路或蒸氣產生部之水蒸氣產生器被設置在燃燒室的外部。因此，可不將複雜的螺旋構造體設置在會成為高溫的燃燒室。因此，可大幅減低製作裝置所需的費用，並且明顯更容易維護。特別是，有利於每年皆必須實施開放檢査的大型機種。而且，在本發明，上述改質區域被配置在上述燃燒室的內部。因此，可確保改質區域的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
進一步，由於不使用氧化劑氣體，故可簡化裝置的構造而降低設備費用與營運費用，而不會增加雜質對於後段的氫氣純化單元造成的負擔。
申請專利範圍第2項記載的氫氣產生裝置係上述改質器具有上述改質區域及外部區域。上述外部區域係在上述燃燒室的外部設置導入烴系氣體及水蒸氣的導入部、及排出改質氣體的排出部。然後，上述改質區域被設在上述外部區域的相反側。
在導入烴系氣體及水蒸氣的導入部，溫度容易下降，使溫度容易不穩定。因此，藉由將該導入部設置在上述燃燒室的外部，能夠使配置在燃燒室的內部之改質區域的溫度穩定。因此，可確保改質區域的溫度之均勻性，而避免溫度分布不均而導致改質效率降低。
就申請專利範圍第3項記載的氫氣產生裝置而言，上述改質器具備：上游區域；下游區域；及氣體反轉部。上述上游區域連通到上述導入部。上述下游區域連通到上述排出部，上述氣體反轉部位在上述上游區域及上述下游區域之間。然後，上述改質區域構成為包含上述氣體反轉部。
因此，可輕易實現將設置上述導入部及排出部的外部區域設置在燃燒室的外部，將該相反側的改質區域配置在燃燒室的內部之構造。又，藉由將包含上述氣體反轉部的區域設成上述改質區域，而能夠對上述改質區域供給均勻的燃燒熱。然後，可確保改質區域的溫度之均勻性，而避免溫度分布不均而導致改質效率降低。
申請專利範圍第4項記載的氫氣產生裝置係上述燃燒室具備燃燒器。上述燃燒器使上述燃料氣體燃燒而對上述改質區域供給燃燒熱。又，上述燃燒器的火口位在上述燃燒室的上述改質區域側並且被配置在與上述外部區域為相反側的空間。
因此，容易對上述改質區域供給均勻的燃燒熱。然後，可確保改質區域的溫度之均勻性，避免溫度分布不均而導致改質效率降低。
申請專利範圍第5項記載的氫氣產生裝置係上述燃燒器的火口朝向上述改質區域而被設置多個。
因此，容易將由燃燒器所產生的燃燒熱對上述改質區域均勻供給。然後，可確保改質區域的溫度之均勻性，避免溫度分布不均而導致改質效率降低。
申請專利範圍第6項記載的氫氣產生裝置係上述燃燒室具備整流構件，其將由上述燃燒器所產生的燃燒熱予以整流。
藉由上述整流構件的存在，而容易將由燃燒器所產生的燃燒熱對上述改質區域均勻供給。然後，可確保改質區域的溫度之均勻性，避免溫度分布不均而導致改質效率降低。
申請專利範圍第7項記載的氫氣產生裝置係在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。
因此，可有效回收對改質區域供給燃燒熱之後的排熱。經回收的排熱可有效再利用。
以下，說明用於實施本發明的形態。
全體構成
圖1為說明套用本發明的實施形態之氫氣產生裝置的全體構成之構成圖。
該氫氣產生裝置將烴系氣體改質而生成富含氫氣的改質氣體，必要時再另外生成氫。
作為上述烴系氣體，不僅可使用甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等飽和烴，還可使用天然氣、汽油、石油腦、燈油等其他化石燃料、生質氣體等以烴為主成分的氣體、或者甲醇等醇類等。在以下的說明，說明使用天然氣作為上述烴系氣體的範例。
上述氫氣產生裝置具備：改質單元1；及氫氣純化單元2。上述改質單元1使上述烴系氣體及水蒸氣產生改質反應而生成富含氫氣的改質氣體。上述氫氣純化單元2從上述改質氣體去除氫氣以外的雜質而純化出氫氣。
對上述改質單元1，連接導入烴系氣體的烴導入管路41，在上述烴導入管路41，導入水蒸氣的水蒸氣導入管路42會合流。上述水蒸氣導入管路42經由水蒸氣產生器30而與純水導入管路43連接。
對上述改質單元1，連接排出改質氣體的改質氣體管路44。上述改質氣體管路44的下游連接到上述氫氣純化單元2。
對上述氫氣純化單元2，連接取出已純化的氫之氫取出管路45。又，對上述氫氣純化單元2，連接取出尾氣的尾氣管路47。
[改質單元]
上述改質單元1具備：改質器10；及燃燒室20，在上述改質器10填充改質觸媒。關於改質器10、燃燒室20及改質觸媒的詳情如下文所述。
對上述改質器10，如上述般連接烴導入管路41，來將烴系氣體導入到改質器10。在上述烴導入管路41，從其上游設置脫硫器41A、壓縮機41B、流量調節器41C。上述脫硫器41A從烴系氣體去除硫黃成分，在上述壓縮機41B將烴系氣體升壓，上述流量調節器41C控制烴系氣體的流量。
在上述烴導入管路41，如上述般使水蒸氣導入管路42合流，以將水蒸氣導入到改質器10。對上述水蒸氣導入管路42，被導入到純水導入管路43的純水成為水蒸氣而被導入。上述純水導入管路43經由預熱器44A及水蒸氣產生器30，而在上述水蒸氣產生器30使純水氣化來產生水蒸氣。
對上述改質器10，如上述般連接改質氣體管路44，來排出高溫的改質氣體。在上述改質氣體管路44，從其上游設置預熱器44A、冷卻器44B。上述預熱器44A藉由流經改質氣體管路44的改質氣體、及流經純水導入管路43的純水之間的熱交換，而將上述純水預熱。上述冷卻器44B藉由流經冷卻水管路44C的冷卻水而冷卻改質氣體。
在上述燃燒室20，設置燃燒器21。將在上述燃燒器21使燃料氣體燃燒所產生的燃燒熱供給到上述改質器10，以對改質反應供給反應熱。
對上述燃燒器21，連接燃料氣體供給管路21A。在該範例中，上述燃料氣體供給管路21A從上述烴導入管路41分歧，將烴系氣體作為燃料氣體供給到燃燒器21。對上述燃燒器21，連接從鼓風機21C延伸的空氣供給管路21B。上述空氣供給管路21B經由空氣加熱器46A將欲供給到上述燃燒器21的空氣預先加熱。對上述燃燒器21，連接上述的尾氣管路47，以便將從上述氫氣純化單元2取出的尾氣供給到上述燃燒器21。
對上述燃燒室20，連接排氣管路46。從上述排氣管路46取出燃燒室20內的排氣，以便將上述燃燒室20內的排熱予以回收。在上述排氣管路46，從其上游側起，設置水蒸氣產生器30、空氣加熱器46A。在上述水蒸氣產生器30，藉由從上述燃燒室20取出的排氣而將流經純水導入管路43的純水予以加熱，使上述純水氣化來產生水蒸氣。在上述空氣加熱器46A，藉由上述排氣而將流經上述空氣供給管路21B的氣體予以加熱。
[氫氣純化裝置]
上述氫氣純化單元2為具有多個(在該範例中為4個)吸附槽2A、2B、2C、2D的PVSA(Pressure Vacuum Swing Adsorption)裝置。在上述各吸附槽2A、2B、2C、2D，填充吸附改質氣體內的雜質之吸附材。
對上述各吸附槽2A、2B、2C、2D的低純度側，連接從上述改質器10排出的改質氣體流經的上述改質氣體管路44。在上述改質氣體管路44，於上述的冷卻器44B之下游，設置氣液分離器44D。上述氣液分離器44D去除源自作為原料的一部分而導入的水蒸氣所產生的水分。在上述氣液分離器44D所去除的水分從排液管44E排出。
對上述各吸附槽2A、2B、2C、2D的高純度側，連接取出已純化的氫氣之氫氣取出管路45。從上述氫取出管路45，分歧出排出火舌的火舌管路45A。
對上述各吸附槽2A、2B、2C、2D的低純度側，連接尾氣管路47。在上述尾氣管路47，從其上游側起，設置真空泵浦47A、尾氣保持器47B。上述真空泵浦47A藉由將上述各吸附槽2A、2B、2C、2D減壓，而使被吸附到吸附材的雜質脫落來使吸附材再生。上述尾氣保持器47B暫時貯存包含從吸附材脫落的雜質之氣體。上述尾氣管路47的下游連接到上述的燃燒器21。從上述尾氣保持器47B排出的尾氣作為燃料氣體的一部分在燃燒器21燃燒。
第1形態
圖2及圖3為說明上述氫氣產生裝置的第1形態之上述改質單元1的詳情之圖。圖2在改質單元1的縱剖面附註周邊機器的構成。圖3在改質器10的橫剖面附註燃燒器21的火口22。
該改質單元1如上述具備：改質器10；及燃燒室20，在上述改質器10填充改質觸媒。第1形態構成為燃燒室20配置1個改質器10。
[改質器]
上述改質器10在該範例中呈現4重管構造。從外側起，以同心狀配置第1管11A、第2管11B、第3管11C、第4管11D。上述第1管11A與第4管11D的下端部在剖面U字狀的底部連接。上述第2管11B與第3管11C的下端係與上述剖面U字狀的底部之間保持縫隙。上述第1管11A與第2管11B的上端部在剖面箱形的頂面部連接。上述第3管11C與第4管11D的上端部在剖面箱形的頂面部連接。上述第2管11B與第3管11C的上端部彼此之間成為開口部，上述開口部以蓋體構件36覆蓋。
上述改質器10係上部側為位在上述燃燒室20的外部之外部區域13，下部側為位在上述燃燒室20的內部之改質區域12。也就是說，上述改質區域12被設在上述外部區域13的相反側。上述外部區域13的周圍以隔熱材層35覆蓋。
在位在上述燃燒室20的外部之外部區域13，設有導入烴系氣體與水蒸氣之導入部14、及排出改質氣體的排出部15。上述導入部14為上述第1管11A與第2管11B的上端部連接的頂面部附近的上部空間、及上述第3管11C與第4管11D的上端部連接的頂面部附近的上部空間。對上述導入部14，使烴導入管路41連通，對改質器10，導入烴系氣體與水蒸氣。上述排出部15為上述第2管11B與第3管11C的上端部彼此之間的開口部。對上述排出部15，使改質氣體管路44連通，以便從改質器10取出改質氣體。
上述改質器10具備：上游區域16，其連通到上述導入部14；及下游區域17，其連通到上述排出部15。上述上游區域16為第1管11A與第2管11B之間的通路空間、及第3管11C與第4管11D之間的通路空間。上述上游區域16係與上述導入部14連通。上述下游區域17為第2管11B與第3管11C之間的通路空間。上述下游區域17係與上述排出部15連通。
進一步，上述改質器10具備：氣體反轉部18，其位在上述上游區域16與上述下游區域17之間。上述氣體反轉部18為上述上游區域16的下端與上述下游區域17的下端彼此連通的部分。從上到下流經上述上游區域16的氣體在氣體反轉部18反轉，再從下到上流經上述下游區域17。
然後，上述改質區域12構成為包含上述氣體反轉部18。
在上述改質器10填充改質觸媒而執行上述改質反應。
更詳細說明的話，在上述改質器10的內部空間，設置導熱層tr、預備改質層pr、改質層re、空間層sp、高溫CO轉化層hs、低溫CO轉化層ls。從上述上游區域16到氣體反轉部18之間，從上游側起，配置導熱層tr、預備改質層pr、改質層re。在上述下游區域17，從上游側起，配置空間層sp、導熱層tr、高溫CO轉化層hs、低溫CO轉化層ls。導熱層tr、預備改質層pr、改質層re、空間層sp、高溫CO轉化層hs、低溫CO轉化層ls之間可由使氣體容易透過的濾網等分隔。
上述導熱層tr被填充無助於反應的導熱粒子。在上述導熱粒子，例如可使用鋁等。上述導熱層tr會促進原料氣體與改質氣體的導熱。
上述預備改質層pr與上述改質層re被填充改質觸媒。在上述改質觸媒，例如可使用Ru系或Ni系的改質觸媒。在上述預備改質層pr與上述改質層re，藉由下述的反應式(2)(甲烷的情況)所示的改質反應，將烴轉換成H2 與CO。

上述預備改質層pr的預備改質溫度之範圍較佳為設定成350～600℃左右。上述改質層re的改質溫度之範圍較佳為設定成500～900℃左右。上述各溫度範圍之中，將改質溫度設定成比起預備改質溫度更高。
上述空間層sp為未被填充粒子等的空間。
上述高溫CO轉化層hs與上述低溫CO轉化層ls被填充CO轉化觸媒。在上述CO轉化觸媒，例如可使用Fe－Cr系或Cu－Zn系的CO轉化觸媒。在上述高溫CO轉化層hs與上述低溫CO轉化層ls，藉由下述的公式(3)所示的CO轉化反應，而將CO轉化成H2 。

上述高溫CO轉化層hs的高溫CO轉化溫度之範圍較佳為設定成200～500℃左右。上述低溫CO轉化層ls的低溫CO轉化溫度之範圍較佳為設定成150～300℃左右。上述各溫度範圍之中，將高溫CO轉化溫度設定成比起低溫CO轉化溫度更高。
在上述改質器10，藉由上述的改質觸媒所進行的改質反應及CO轉化觸媒所進行的CO轉化反應，不必導入氧，即可從烴系氣體與水蒸氣得到富含氫氣的改質氣體。
[燃燒室]
上述燃燒室20使燃料氣體燃燒而得到供應上述改質反應的反應熱。也就是說，由於上述式(2)的反應為吸熱反應，故從外部對改質觸媒供應熱，而使反應連續進行。
上述燃燒室20呈現以耐熱材的壁面包圍的箱狀。在上述燃燒室20，以貫通頂面部的方式配置改質器10。此時，以使上述改質器10的改質區域12位在燃燒室20的內部，使外部區域13位在燃燒室20的外部之方式，配置上述改質器10。
上述燃燒室20具備：燃燒器21，其使上述燃料氣體燃燒而對上述改質區域12供應燃燒熱。在該範例中，上述燃燒器21被設置在燃燒室20的底部。對上述燃燒器21，連接燃料氣體供給管路21A及空氣供給管路21B，並且供應燃燒用的燃料氣體與空氣。在上述燃料氣體，可使用烴系氣體。又，對上述燃燒器21，連接尾氣管路47，使尾氣合流到上述燃料氣體。
上述燃燒器21的火口22被配置在上述燃燒室20的上述改質區域12側並且被配置在與上述外部區域13為相反側的空間。
上述燃燒器21的火口22朝向上述改質區域12被配置多個。
也就是說，在該範例中，燃燒器21的火口22被配置在燃燒室20的底部並且朝上。在該範例中，設置8個上述火口22。其中4個火口22以大致等間隔被配置在改質器10的第4管11D之內側。剩餘的4個火口22以大致等間隔被配置在改質器10的第1管11A之外側。藉此，可使改質器10的改質區域12藉由8個火口22盡量均勻地加熱。
在上述燃燒室20的上述外部區域13側，配置將上述燃燒室20內的排熱予以回收的排熱回收部24。
上述排熱回收部24為上述排氣管路46的入口。在該範例中，上述排氣管路46的入口係在燃燒室20及改質器10的中央上部設置1個，在燃燒室20的上部側面設置1個。
[改質單元]
藉由上述構成的改質器10與燃燒室20，構成上述改質單元1。在該改質單元1，上述改質器10中至少進行上述改質反應的改質區域12被配置在上述燃燒室20的內部。又，在該改質單元1，使導入到上述改質器10的水蒸氣產生的水蒸氣產生器30設置在上述燃燒室20的外部。
第2形態
圖4及圖5為說明上述氫氣產生裝置的第2形態中上述改質單元1的詳情之圖。圖4係在改質單元1的縱剖面附加周邊機器的構成。圖4係在改質器10A的橫剖面附加燃燒器21的火口22。
該改質單元1基本上與第1形態相同，對相同的部分附加相同的符號而省略說明。在第1形態，說明具備1個4重管構造的改質器10者，而第2形態構成為燃燒室20A具備多個2重管構造的改質器10A。原料氣體或水蒸氣的流量調節閥不受改質器10A的個數影響皆分別為1個。
[改質器]
上述改質器10A係從外側起以同心狀配置第1管31A、第2管31B。上述第1管31A的下端部以剖面U字狀的底部阻塞。上述第2管31B的下端與上述剖面U字狀的底部之間保留縫隙。上述第1管31A與第2管31B的上端部以剖面箱形的頂面部阻塞。上述第2管31B的上端部成為開口部，上述開口部以蓋體構件36覆蓋。
上述改質器10A係上部側為位在上述燃燒室20A的外部之外部區域13，下部側為位在上述燃燒室20A的內部之改質區域12。也就是說，上述改質區域12被設置在上述外部區域13的相反側。上述外部區域13的周圍以隔熱材層35覆蓋。
在位在上述燃燒室20A的外部之外部區域13設置：導入部14，其導入烴系氣體與水蒸氣；及排出部15，其排出改質氣體。上述導入部14為上述第1管31A與第2管31B的上端部連接的頂面部附近的上部空間。對上述導入部14連通烴導入管路41，對改質器10A導入烴系氣體與水蒸氣。上述排出部15為上述第2管31B的上端部之開口部。對上述排出部15連通改質氣體管路44，以便從改質器10A取出改質氣體。
上述改質器10A具備：上游區域16，其連通到上述導入部14；及下游區域17，其連通到上述排出部15。上述上游區域16為第1管11A與第2管11B之間的通路空間。上述上游區域16係與上述導入部14連通。上述下游區域17為第2管11B的中空部也就是通路空間。上述下游區域17係與上述排出部15連通。
進一步，上述改質器10A具備：氣體反轉部18，其位在上述上游區域16與上述下游區域17之間。上述氣體反轉部18為上述上游區域16的下端與上述下游區域17的下端彼此連通的部分。從上朝下流經上述上游區域16的氣體在氣體反轉部18反轉，再從下朝上流經上述下游區域17。
然後，上述改質區域12構成為包含上述氣體反轉部18。
圖5例示二重管構造的改質器10A之配置。
圖5(A)為配置成同心圓狀的範例。在內側將6個改質器10A配置成環狀，在其外側將12個改質器10A配置成環狀。在內側的環狀與外側的環狀之間將火口22設成等間隔，在外側的環狀之更外側將火口22設成等間隔。
圖5(B)為以同心圓狀配置的範例，並且為將18個改質器10A以等間隔配置的範例。在內側的六角狀與外側的六角狀之間將火口22設成等間隔，在外側的六角狀之更外側將火口22設成等間隔。
在圖5(A)(B)中，改質器10A的數量可增減。
[燃燒室]
該燃燒室20A具備：整流構件23，其將上述燃燒器21所產生的燃燒熱予以整流。在該範例中，上述整流構件23在改質器10A的下端與火口22之間的空間，被配置成橫向。作為上述整流構件23，例如可使用沖孔金屬。
又，在該燃燒室20A，作為上述排熱回收部24的上述排氣管路46之入口在燃燒室20的上部側面設置1個，而在燃燒室20的中央上部不設置。
[改質單元]
藉由上述構成的改質器10A與燃燒室20A，而構成上述改質單元1。在該改質單元1，上述改質器10A之中至少進行上述改質反應的改質區域12被配置在上述燃燒室20A的內部。又，在該改質單元1，使導入到上述改質器10A的水蒸氣產生的水蒸氣產生器30被設置在上述燃燒室20A的外部。
變形例
以下說明變形例。以下的變形例說明以上述第2形態為基礎者，也能夠以上述第1形態為基礎。
[第1變形例]
圖6為第1變形例，並且表示燃燒器21的構成例。
圖6(A)為第1例。該範例表示多個燃燒器21以火口22在燃燒室20A的底部附近朝向中心的方式配置成橫向。燃燒器21的數量可適當增減。
圖6(B)為第2例。該範例表示多個燃燒器21以火口22在燃燒室20A的底部附近朝上的方式配置成縱向。燃燒器21的數量可適當增減。可與圖6(A)的態樣併用。
圖6(C)為第3例。該範例為在1個燃燒器21設置多個火口22的範例。將該燃燒器21以火口22在燃燒室20A的底部附近朝上的方式配置。火口22的數量可適當增減。
[第2變形例]
圖7為第2變形例，並且表示整流構件23的構成例。該範例以圖6(A)所示的燃燒器21之構成為基礎予以說明，也能夠以圖6(B)(C)為基礎。
圖7(A)為第1例。該範例表示上述整流構件23在改質器10A的下端與火口22之間的空間配置成橫向。作為上述整流構件23，例如可使用沖孔金屬。可配置複數片上述整流構件23。調整燃燒氣體的流動而提升熱效率。
圖7(B)為第2例。該範例表示上述整流構件23在比改質器10A的下端略靠上方配置成橫向。作為上述整流構件23，例如可使用沖孔金屬。也可與圖7(A)的態樣併用。也可配置複數片上述整流構件23。調整燃燒氣體的流動而提升熱效率。
圖7(C)為第3例。該範例為使用擋板作為上述整流構件23的範例。在該範例中，上述擋板被配置在改質器10A的周圍，在1個改質器10，上述擋板沿著上下方向配置成交錯狀。使燃燒氣體的流動蛇行而提升熱效率。
圖7(D)為第4例。該範例為使用檔板作為上述整流構件23的範例。在該範例中，上述擋板被配置在改質器10A的周圍，在彼此相鄰的改質器10彼此之間，上述擋板沿著上下方向配置成交錯狀。使燃燒氣體的流動蛇行而提升熱效率。
[第3變形例]
圖8為第3變形例，並且表示排熱回收部24的構成例。
圖8(A)為第1例。該範例表示排熱回收部24在燃燒室20A的上部之左右側面分別設置1個。
圖8(B)為第2例。該範例表示排熱回收部24在燃燒室20A的上部之中央設置1個。
圖8(C)為第3例。該範例表示排熱回收部24被設置作為從燃燒室20A的上部側面延伸的排氣導管38之入口。上述入口朝向燃燒室20A內的上部中央開口。另外，在燃燒室20A的底部中央，檔桿37直立。藉由上述檔桿37的上端部面對上述入口，而限制熱流直接侵入上述入口。藉此，可避免來自底部中央的燃燒氣體誤入排熱回收部24。
圖8(D)為第4例。該範例表示從燃燒室20A的底部中央起始的排氣導管38在燃燒室20A的上部中央開口成為入口。
[第4變形例]
圖9為第4變形例，並且為表示燃燒室20的構成例之圖。
在該範例中，燃燒室20B呈現由耐熱材的壁面包圍的箱狀。在上述燃燒室20B，以貫通頂面部的方式配置多個改質器10A。此時，以使上述改質器10A的改質區域12位在燃燒室20B的內部，並且使外部區域13位在燃燒室20B的外部之方式，而配置上述各改質器10A。
在該狀態，上述燃燒室20B的爐壁延長到覆蓋上述改質器10A的外部區域13之周圍的高度。然後，在上述延長的爐壁之內側填充隔熱材35A，上述外部區域13的周圍以隔熱材35A覆蓋。
藉由這種構成，外部區域13的隔熱性會變高，可避免無謂的熱散逸，而可提升熱效率。
其他部分與上述第2形態相同，對相同的部分附加相同的符號。
[第5變形例]
圖10為第5變形例，並且為表示改質器10的構成例之圖。
在該範例中，於改質器10B，第2管31B延長到上方。上述第2管31B的上部比起蓋體構件36更朝向上側突出。然後，低溫CO轉化層ls設置成橫跨上述突出的區域。
藉由這種構成，來自低溫CO轉化層ls的熱散逸會加劇，容易形成高溫CO轉化層hs與低溫CO轉化層ls之間的溫度差，而容易控制低溫CO轉化層ls的溫度。
其他部分與上述第4變形例相同，對相同的部分附加相同的符號。
[第6變形例]
圖11為第6變形例，並且表示外加低溫CO轉換器的構成例之圖。
在該範例中，於改質器10A的第2管31B內，未設置低溫CO轉化層ls。取代低溫CO轉化層ls，採用外加低溫CO轉換器51的構成。也就是說，在連接到改質器10A的改質氣體管路44，設置低溫CO轉換器51。又，在上述改質氣體管路44，於改質器10A與低溫CO轉換器51之間，設置熱交換器52以便將從高溫CO轉化層hs釋出的氣體予以冷卻。
藉由這種構成，可確實冷卻從高溫CO轉化層hs釋出的氣體，容易形成高溫CO轉化層hs與低溫CO轉化層ls之間的溫度差，而容易控制低溫CO轉化層ls的溫度。
其他部分與上述第4變形例相同，對相同的部分附加相同的符號。
[第7變形例]
圖12為第7變形例，並且為表示具備水蒸氣產生單元的構成例之圖。
在該範例中，取代水蒸氣產生器30，設置水蒸氣產生單元60。
上述水蒸氣產生單元60構成為具備：蒸氣包61；氣化器62；蒸氣加熱器63；及純水加熱器64。在上述水蒸氣產生單元60，主要藉由從上述燃燒室20A取出的排氣將流經純水導入管路43的純水予以加熱，然後使上述純水氣化而使水蒸氣產生。
上述蒸氣包61被連接到純水導入管路43的下游端，並且被導入以預熱器44A預熱的純水。被導入到上述蒸氣包61的純水在中途具有上述氣化器62的循環管路65循環。
上述氣化器62將沿著循環管路65循環的純水予以加熱。上述氣化器62係有從排氣管路46分歧的第2排氣管路46B通過，並且以通過上述第2排氣管路46B的排氣之熱將純水予以加熱。第2排氣管路46B的下游端匯合到上述排氣管路46的下游側。在上述氣化器62，將純水加熱到蒸氣與液體成為混合狀態。
上述蒸氣加熱器63與上述蒸氣包61的上部連通，並且從滯留在上述蒸氣包61內的蒸氣與液體的混合物導入蒸氣。上述蒸氣加熱器63係有排氣管路46通過，並且以通過上述排氣管路46的排氣之熱將蒸氣予以加熱。由上述蒸氣加熱器63所加熱的蒸氣匯合到烴導入管路41。
上述純水加熱器64在上述蒸氣包61內的液溫下降時將液體予以加熱。作為上述純水加熱器64的加熱熱源，可利用電能等。
在上述排氣管路46與第2排氣管路46B，分別設置流量控制器66A、66B，以便控制流動到上述排氣管路46的排氣與流動到第2排氣管路46B的排氣之流量比。藉此，可將從蒸氣加熱器63匯合到烴導入管路41的蒸氣之溫度控制成一定。
也就是說，由於改質器10A的改質反應為吸熱反應，故氫氣的產生量變少的話，改質反應造成的吸熱變少，導致排氣的溫度上升。另外，氫氣的產生量變多的話，改質反應造成的吸熱變多，導致排氣的溫度下降。於是，排氣的溫度上升的話，流動到第2排氣管路46B的排氣之流量會增加，排氣的溫度下降的話，流動到第2排氣管路46B的排氣之流量會減少。藉此，通過排氣管路46再經過蒸氣加熱器63的排氣之量為一定，而可使從蒸氣加熱器63匯合到烴導入管路41的蒸氣之溫度成為一定。
氫氣的產生量偏多的狀態持續而且排氣的溫度下降，流動到第2排氣管路46B的排氣之流量偏少的狀態持續時，上述水蒸氣產生單元60全體的熱量會不足。如此一來，由於上述蒸氣包61內的液溫下降，故使上述純水加熱器64運作，而將上述蒸氣包61內的液體予以加熱。
又，該範例具有：燃料緩衝槽71，其暫時保存供給到燃燒器21的燃料。在上述燃料緩衝槽71，從烴導入管路41分歧的烴分歧管路41D之下游端與從氫氣純化單元2分出的尾氣管路47之下游端連接。從上述燃料緩衝槽71對燃燒器21供給烴與尾氣的混合氣體。
藉由這種構成，即使氫的產生量變動，也可使匯合到烴導入管路41的蒸氣之溫度保持一定。又，使燃燒器21的燃料由燃料緩衝槽71供給，而可容易調節燃燒器21的火力。
其他部分與上述第2形態相同，對相同部分附加相同符號。
[第8變形例]
圖13為第8變形例，具備水蒸氣產生單元60，並且為表示外加低溫CO轉換器51的第1構成例之圖。
該範例表示低溫CO轉換器51設置在連接到改質器10A的改質氣體管路44。又，在上述改質氣體管路44，於改質器10A與低溫CO轉換器51之間，設置熱交換器52以便冷卻從高溫CO轉化層hs釋出的氣體。
又，使從燃料緩衝槽71供給到燃燒器21的燃料，暫時通過上述熱交換器52而予以預熱。也就是說，上述熱交換器52的冷卻係藉由將從燃料緩衝槽71供給到燃燒器21的燃料予以預熱時的熱交換來進行。
藉由這種構成，可確實冷卻從高溫CO轉化層hs釋出的氣體，容易形成高溫CO轉化層hs與低溫CO轉化層ls之間的溫度差，而容易控制低溫CO轉化層ls的溫度。又，藉由將供給到燃燒器21的燃料予以預熱，而提升熱效率。
其他部分與上述第7變形例相同，對相同的部分附加相同符號。
[第9變形例]
圖14為第9變形例，具備水蒸氣產生單元60，並且為表示外加低溫CO轉換器51的第2構成例之圖。
該範例具備：燃料加熱器72，其將從燃料緩衝槽71供給到燃燒器21的燃料予以預熱。因此，不具備上述熱交換器52。在上述燃料加熱器72，有從上述水蒸氣產生單元60分出的排氣管路46之下游處通過。將上述燃料予以預熱的熱源為流經排氣管路46的下游之排氣。
又，在將從高溫CO轉化層hs釋出的氣體予以冷卻的熱交換器52，有空氣供給管路21B通過。藉此，將從高溫CO轉化層hs釋出的氣體予以冷卻，將供給到燃燒器21的空氣予以加熱。
其他部分與上述第8變形例相同，對相同的部分附加相同符號。
[第10變形例]
圖15為第10變形例，具備水蒸氣產生單元60，並且為表示外加低溫CO轉換器51的第3構成例之圖。
該範例表示在連接到改質器10A的改質氣體管路44設置低溫CO轉換器51。又，在上述改質氣體管路44，於改質器10A與低溫CO轉換器51之間，設置熱交換器52以便將從高溫CO轉化層hs釋出的氣體予以冷卻。
在上述熱交換器52，使從水蒸氣產生單元60的循環管路65分歧的分歧路通過。藉此，將流經上述分歧路的液體(溫水)予以加熱，而成為溫水與蒸氣的混合物。從上述熱交換器52離開的分歧管路連接到上述水蒸氣產生單元60的蒸氣包61。在上述熱交換器52所加熱的溫水與蒸氣的混合物會回流到上述蒸氣包61。
也就是說，水蒸氣產生單元60的循環管路65分成3條分歧管路。第1為到達氣化器62的分歧管路、第2為到達純水加熱器64的分歧管路、第3為到達熱交換器52的分歧管路。上述蒸氣包61內的液面被控制為規定的高度，上部的蒸氣被導入到蒸氣加熱器63，下部的液體流動到循環管路65。上述蒸氣包61內的液面控制可藉由適當配置上述蒸氣包61的設置高度，或者適當控制上述蒸氣包61內的壓力而進行。
藉由這種構成，可確實冷卻從高溫CO轉化層hs釋出的氣體，容易形成高溫CO轉化層hs與低溫CO轉化層ls之間的溫度差，而容易控制低溫CO轉化層ls的溫度。又，藉由將供給到燃燒器21的燃料予以預熱，而提升熱效率。
又，由於使在循環管路65循環的液體之一部分藉由熱交換器52予以加熱再返回蒸氣包61，故蒸氣包61內的液溫難以下降。因此，即使氫氣的產生量偏多的狀態持續而且排氣的溫度下降，並且流動到第2排氣管路46B的排氣之流量偏少的狀態持續，也不易產生上述水蒸氣產生單元60全體的熱量不足的情況。根據上述純水加熱器64的運轉頻率減少的情況，可相應減少所使用的能源。
其他部分與上述第7變形例相同，對相同的部分附加相同符號。
[各實施型態的效果]
如以上所示，上述各實施形態的氫氣產生裝置具備：改質觸媒；改質器10；及燃燒室20。上述改質觸媒使烴系氣體與水蒸氣產生改質反應而改質成富含氫氣的改質氣體。上述改質器20被填充上述改質觸媒而進行上述改質反應。上述燃燒室20使燃料氣體燃燒而得到供給到上述改質反應的反應熱。
在上述各實施形態中，上述改質器10之中至少進行上述改質反應的改質區域被配置在上述燃燒室20的內部，改質區域12被配置在上述燃燒室20的內部，進一步，使被導入到上述改質器20的水蒸氣產生的水蒸氣產生器30被設置在上述燃燒室20的外部。
如此一來，在上述各實施形態，以往的預熱流路或蒸氣產生部般的水蒸氣產生器30被設置在燃燒室20的外部。因此，可不將複雜的螺旋構造體設置在會成為高溫的燃燒室20。因此，可大幅減低製作裝置所需的費用，並且明顯更容易維護。特別是，有利於每年皆必須實施開放檢査的大型機種。而且，在上述各實施形態，上述改質區域12被配置在上述燃燒室20的內部。因此，可確保改質區域12的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
進一步，由於不使用氧化劑氣體，故可減化裝置的構造而降低設備費用與營運費用，而不會增加雜質對於後段的氫氣純化單元2造成的負擔。
在上述各實施形態的氫氣產生裝置中，上述改質器10具有：上述改質區域12；及外部區域13。上述外部區域13在上述燃燒室20的外部設置：導入部14，其導入烴系氣體與水蒸氣；及排出部15，其排出改質氣體。然後，上述改質區域12被設置在上述外部區域13的相反側。
導入烴系氣體與水蒸氣的導入部14之溫度容易下降，溫度容易不穩定。因此，藉由將該導入部14設置在上述燃燒室20的外部，配置在燃燒室20的內部之改質區域12的溫度會穩定。因此，可確保改質區域12的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
在上述各實施形態的氫氣產生裝置中，上述改質器10具備：上游區域16；下游區域17；及氣體反轉部18。上述上游區域16連通到上述導入部14，上述下游區域17連通到上述排出部15，上述氣體反轉部18位在上述上游區域16與上述下游區域17之間。然後，上述改質區域12構成為包含上述氣體反轉部18。
因此，將設置上述導入部14與排出部15的外部區域13設置在燃燒室20的外部，而可輕易實現將其相反側的改質區域12配置在燃燒室20的內部之構造。又，藉由將包含上述氣體反轉部18的區域設成上述改質區域12，而可輕易對上述改質區域12均勻供應燃燒熱。然後，可確保改質區域12的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
在上述各實施形態的氫氣產生裝置中，上述燃燒室20具備：燃燒器21。上述燃燒器21使上述燃料氣體燃燒而對上述改質區域12供應燃燒熱。又，上述燃燒器21的火口22被配置在上述燃燒室20的上述改質區域12側並且被配置在與上述外部區域13為相反側的空間。
因此，可容易對上述改質區域12均勻供應燃燒熱。然後，可確保改質區域12的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
在上述各實施形態的氫氣產生裝置中，上述燃燒器21的火口22朝向上述改質區域12設置多個。
因此，可容易將燃燒器21所產生的燃燒熱均勻供應到上述改質區域12。然後，可確保改質區域12的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
在上述各實施形態的氫氣產生裝置中，上述燃燒室20具備：整流構件23，其將上述燃燒器12所產生的燃燒熱予以整流。
藉由上述整流構件23的存在，可容易將燃燒器21所產生的燃燒熱均勻供應到上述改質區域12。然後，可確保改質區域12的溫度之均勻性，而可避免溫度分布不均導致改質效率降低。
上述各實施形態的氫氣產生裝置係在上述燃燒室20的上述外部區域12側，配置將上述燃燒室20內的排熱予以回收的排熱回收部24。
因此，可有效回收對改質區域12供應燃燒熱之後的排熱。經回收的排熱可有效再利用。
若依照上述各實施形態，則不設置CO去除部，而成為不使用氧化劑氣體的構造，藉此，可簡化系統，而可減低設備費及使用費用。又，由於氧化劑氣體未混入到改質氣體，故雜質的濃度會下降，而可減輕後段的氫氣純化單元1之負擔。
於位在燃燒室20、20A內的改質區域12，由於外周部分為全部填充改質觸媒的區域，故觸媒量的受熱面積會增加。藉此，可將燃燒器21所產生的熱高效率傳遞到改質觸媒。
又，使燃燒器21適當位在燃燒室20、21之下部時，可對改質器10、10A均勻加熱，而可防止溫度的不均衡導致改質觸媒劣化或熱損。
藉由將水蒸氣產生器30設置在燃燒室20、20A的外部，而更易於維護。特別是，針對相當於第一種壓力容器的大型元件實施開放檢査的情況，可大幅減輕維護費用與期間。又，將相對於燃燒室20、20A內的溫度為低溫的水蒸氣產生器30設置在燃燒室20、20A的外部，藉此，在燃燒室20、20A內不易產生部分區域為低溫區域的情況。藉此，熱容易傳遞到改質器10、10A，熱效率不會變差。
[其他變形例]
本發明例如可應用於家庭用或汽車用的燃料電池之用的氫氣產生裝置。不只如此，也可應用於工廠用的其他燃料電池用的氫氣產生裝置，也可應用於對燃料電池以外的氫氣利用設備供給氫氣之用的氫氣產生裝置。
又，以上說明本發明的特佳實施形態，但本發明並不限定於已圖示的實施形態，也可變形為各種態樣而予以實施，本發明包含各種變形例。
1‧‧‧改質單元
2‧‧‧氫氣純化單元
2A‧‧‧吸附槽
2B‧‧‧吸附槽
2C‧‧‧吸附槽
2D‧‧‧吸附槽
10‧‧‧改質器
10A‧‧‧改質器
10B‧‧‧改質器
11A‧‧‧第1管
11B‧‧‧第2管
11C‧‧‧第3管
11D‧‧‧第4管
12‧‧‧改質區域
13‧‧‧外部區域
14‧‧‧導入部
15‧‧‧排出部
16‧‧‧上游區域
17‧‧‧下游區域
18‧‧‧氣體反轉部
20‧‧‧燃燒室
20A‧‧‧燃燒室
20B‧‧‧燃燒室
21‧‧‧燃燒器
21A‧‧‧燃料氣體供給管路
21B‧‧‧空氣供給管路
21C‧‧‧空氣鼓風機
22‧‧‧火口
23‧‧‧整流構件
24‧‧‧排熱回收部
30‧‧‧水蒸氣產生器
31A‧‧‧第1管
31B‧‧‧第2管
35‧‧‧隔熱材層
35A‧‧‧隔熱材
36‧‧‧蓋體構件
37‧‧‧檔桿
38‧‧‧排氣導管
41‧‧‧烴基導入管路
41A‧‧‧脫硫器
41B‧‧‧壓縮機
41C‧‧‧流量調節器
41D‧‧‧烴基分歧管路
42‧‧‧水蒸氣導入管路
43‧‧‧純水導入管路
44‧‧‧改質氣體管路
44A‧‧‧預熱器
44B‧‧‧冷卻器
44C‧‧‧冷卻水管路
44D‧‧‧氣液分離器
44E‧‧‧排液管
45‧‧‧氫氣取出管路
45A‧‧‧火舌管路
46‧‧‧排氣管路
46A‧‧‧空氣加熱器
46B‧‧‧第2排氣管路
47‧‧‧尾氣管路
47A‧‧‧真空泵浦
47B‧‧‧尾氣保持器
51‧‧‧低溫CO轉換器
52‧‧‧熱交換器
60‧‧‧水蒸氣產生單元
61‧‧‧蒸氣包
62‧‧‧氣化器
63‧‧‧蒸氣加熱器
64‧‧‧純水加熱器
65‧‧‧循環管路
66A‧‧‧流量控制器
66B‧‧‧流量控制器
71‧‧‧燃料緩衝槽
72‧‧‧燃料加熱器
圖1為說明套用本發明的實施形態之氫氣產生裝置的全體構成之構成圖。
圖2為說明上述氫氣產生裝置的第1形態之改質單元的構成圖。
圖3為上述第1形態的改質器之剖面圖。
圖4為說明上述氫氣產生裝置的第2形態之改質單元的構成圖。
圖5為上述第2形態的改質器之剖面圖，(A)為第1例，(B)為第2例。
圖6為第1變形例，並且為表示燃燒器的構成例之圖，(A)為第1例，(B)為第2例，(C)為第3例。
圖7為第2變形例，並且為表示整流構件的構成例之圖，(A)為第1例，(B)為第2例，(C)為第3例，(D)為第4例。
圖8為第3變形例，並且為表示排熱回收部的構成例之圖，(A)為第1例，(B)為第2例，(C)為第3例，(D)為第4例。
圖9為第4變形例，並且為表示燃燒室的構成例之圖。
圖10為第5變形例，並且為表示改質器的構成例之圖。
圖11為第6變形例，並且為表示外接低溫CO轉換器的構成例之圖。
圖12為第7變形例，並且為表示具備水蒸氣產生單元的構成例之圖。
圖13為第8變形例，並且為表示具備水蒸氣產生單元、外接低溫CO轉換器的第1構成例之圖。
圖14為第9變形例，並且為表示具備水蒸氣產生單元、外接低溫CO轉換器的第2構成例之圖。
圖15為第10變形例，並且為具備水蒸氣產生單元、外接低溫CO轉換器的第3構成例之圖。

Claims (12)

  1. 一種氫氣產生裝置，其特徵為：具備： 使烴系氣體與水蒸氣經過改質反應而改質成為富含氫氣的改質氣體之改質觸媒； 填充上述改質觸媒而進行上述改質反應的改質器；及 使燃料氣體燃燒而得到供給於上述改質反應的反應熱之燃燒室， 上述改質器之中，至少進行上述改質反應的改質區域被配置到上述燃燒室的內部， 使導入到上述改質器的水蒸氣產生的水蒸氣產生器被設置在上述燃燒室的外部。
  2. 如申請專利範圍第1項的氫氣產生裝置，其中 上述改質器在上述燃燒室的外部具有：設置有導入烴系氣體及水蒸氣的導入部及排出改質氣體的排出部之外部區域， 上述改質區域被設置在上述外部區域的相反側。
  3. 如申請專利範圍第2項的氫氣產生裝置，其中 上述改質器具備： 連通到上述導入部的上游區域；連通到上述排出部的下游區域；及位在上述上游區域及上述下游區域之間的氣體反轉部， 上述改質區域構成為包含上述氣體反轉部。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項的氫氣產生裝置，其中 上述燃燒室具備：用來使上述燃料氣體燃燒而對上述改質區域供給燃燒熱的燃燒器， 上述燃燒器的火口配置在上述燃燒室的上述改質區域側且與上述外部區域為相反側的空間。
  5. 如申請專利範圍第4項的氫氣產生裝置，其中 上述燃燒器的火口朝向上述改質區域設置多個。
  6. 如申請專利範圍第4項的氫氣產生裝置，其中 上述燃燒室具備：將上述燃燒器所產生的燃燒熱予以整流的整流構件。
  7. 如申請專利範圍第5項的氫氣產生裝置，其中 上述燃燒室具備：將上述燃燒器所產生的燃燒熱予以整流的整流構件。
  8. 如申請專利範圍第2項或第3項的氫氣產生裝置，其中 在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。
  9. 如申請專利範圍第4項的氫氣產生裝置，其中 在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。
  10. 如申請專利範圍第5項的氫氣產生裝置，其中 在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。
  11. 如申請專利範圍第6項的氫氣產生裝置，其中 在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。
  12. 如申請專利範圍第7項的氫氣產生裝置，其中 在上述燃燒室的上述外部區域側，配置有將上述燃燒室內的排熱予以回收的排熱回收部。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY193298A (en) 2016-11-09 2022-10-03 8 Rivers Capital Llc Systems and methods for power production with integrated production of hydrogen
CN114538376B (zh) 2017-11-09 2024-07-30 八河流资产有限责任公司 用于生产和分离氢气和二氧化碳的系统和方法
US11859517B2 (en) 2019-06-13 2024-01-02 8 Rivers Capital, Llc Power production with cogeneration of further products
KR102275617B1 (ko) * 2020-11-19 2021-07-13 한국가스공사 수소 공급라인을 포함하는 복합발전 시스템
MX2024006066A (es) 2021-11-18 2024-07-19 8 Rivers Capital Llc Aparato para la produccion de hidrogeno.
US12358792B2 (en) 2023-10-09 2025-07-15 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for producing hydrogen with integrated capture of carbon dioxide

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4861348A (en) * 1986-10-08 1989-08-29 Hitachi, Ltd. Fuel reforming apparatus
JPS63162503A (ja) * 1986-12-25 1988-07-06 Toyo Eng Corp ガスの製造装置
CA2282948A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-16 University Technologies International, Inc. Low temperature autothermal steam reformation of methane in a fluidized bed
KR100286620B1 (ko) * 1998-11-30 2001-04-16 전성범 수증기개질형 수소생산방법 및 수소생산장치
US6793700B2 (en) * 2002-01-14 2004-09-21 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for production of synthesis gas using radiant and convective reforming
WO2003078311A1 (en) 2002-03-15 2003-09-25 Matsushita Electric Works, Ltd. Reforming device and method for operation thereof
US20030192251A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Edlund David J. Steam reforming fuel processor
JP4009285B2 (ja) * 2004-11-24 2007-11-14 アイシン精機株式会社 改質装置
KR100599735B1 (ko) * 2004-11-29 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 개질기
KR101127688B1 (ko) * 2004-12-07 2012-03-23 에스케이이노베이션 주식회사 원통형 소형 개질 장치
JP4767543B2 (ja) * 2005-01-07 2011-09-07 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 固体酸化物形燃料電池システムの起動方法
JP5165832B2 (ja) * 2005-01-28 2013-03-21 エア・ウォーター株式会社 水素発生装置および方法
US7427368B2 (en) * 2005-08-16 2008-09-23 Praxair Technology, Inc. Synthesis gas and carbon dioxide generation method
US7919057B2 (en) * 2005-09-06 2011-04-05 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for producing a hydrogen-containing gas
WO2007040146A1 (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 水素生成装置及び燃料電池システム
WO2007145218A1 (ja) * 2006-06-12 2007-12-21 Panasonic Corporation 水素生成装置及びそれを備える燃料電池システム
US7918906B2 (en) * 2007-05-20 2011-04-05 Pioneer Energy Inc. Compact natural gas steam reformer with linear countercurrent heat exchanger
JP5145566B2 (ja) * 2008-05-15 2013-02-20 国立大学法人山梨大学 外熱式水素製造装置及びこれを用いた燃料電池発電システム
US8747498B2 (en) * 2008-11-20 2014-06-10 Panasonic Corporation Hydrogen generator and fuel cell system comprising the same
CN102459065A (zh) * 2009-06-24 2012-05-16 蒂森克虏伯伍德有限公司 带有可变的烟气流的初级重整器
US8287763B2 (en) * 2010-10-28 2012-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Steam-hydrocarbon reforming with limited steam export
EA028765B1 (ru) * 2012-03-26 2017-12-29 Стамикарбон Б.В. Печь и способ парового риформинга
CN105189345B (zh) * 2013-03-25 2016-11-30 住友精密工业株式会社 燃料改性器及燃料电池
US9592487B2 (en) * 2014-06-25 2017-03-14 Zoneflow Reactor Technologies, LLC Steam methane reformer system and method of performing a steam methane reforming process
JP6436693B2 (ja) 2014-09-16 2018-12-12 大日機械工業株式会社 水素ステーション用水素製造システム
JP6678327B2 (ja) * 2015-08-28 2020-04-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素生成装置及び燃料電池システム
JP6758159B2 (ja) 2015-11-09 2020-09-23 東京瓦斯株式会社 水素製造装置
KR101898788B1 (ko) * 2016-12-30 2018-09-13 주식회사 두산 연료처리장치

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