JPH0912301A - 水素ガス製造装置 - Google Patents
水素ガス製造装置Info
- Publication number
- JPH0912301A JPH0912301A JP18624295A JP18624295A JPH0912301A JP H0912301 A JPH0912301 A JP H0912301A JP 18624295 A JP18624295 A JP 18624295A JP 18624295 A JP18624295 A JP 18624295A JP H0912301 A JPH0912301 A JP H0912301A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- endothermic
- hydrogen
- hydrogen gas
- permeable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成により水素ガスを低コストで製造
できる水素ガス製造装置を提供する。 【解決手段】 炭化水素系ガスを原料とし燃料ガスの燃
焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置１
００と、芳香族ポリイミドを素材とする透過膜により水
素ガスを選択透過させる水素セパレータ２００とからな
り、前記吸熱形ガス発生装置１００で生成された吸熱形
ガス中の水素ガスを該水素セパレータ２００を通して分
離回収する。また、透過膜の非透過ガスを吸熱形ガス発
生装置１００の燃料ガスとして使用する。
できる水素ガス製造装置を提供する。 【解決手段】 炭化水素系ガスを原料とし燃料ガスの燃
焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置１
００と、芳香族ポリイミドを素材とする透過膜により水
素ガスを選択透過させる水素セパレータ２００とからな
り、前記吸熱形ガス発生装置１００で生成された吸熱形
ガス中の水素ガスを該水素セパレータ２００を通して分
離回収する。また、透過膜の非透過ガスを吸熱形ガス発
生装置１００の燃料ガスとして使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理炉等に用い
る水素ガスを製造する装置に関する。
る水素ガスを製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にステンレス鋼板の光輝焼鈍炉にお
いては、雰囲気ガスとして水素ガスが使用され、従来は
この水素ガスは製造工場からタンクローリー車によって
輸送されたものを貯蔵タンクに受け入れて使用していた
が、コストの低減化および交通障害等により円滑な炉の
操業が阻害されないようにするために自家製造すること
が望まれていた。しかし従来の水素ガス製造工場の製造
設備は、炭化水素のリフオーミング炉形式のものであっ
て、スチーム発生用のボイラを必要とするなど、大型で
複雑な大規模プラントであり、設備費および維持費がか
さむものであった。このため中小規模の水素ガス製造に
は不向であった。
いては、雰囲気ガスとして水素ガスが使用され、従来は
この水素ガスは製造工場からタンクローリー車によって
輸送されたものを貯蔵タンクに受け入れて使用していた
が、コストの低減化および交通障害等により円滑な炉の
操業が阻害されないようにするために自家製造すること
が望まれていた。しかし従来の水素ガス製造工場の製造
設備は、炭化水素のリフオーミング炉形式のものであっ
て、スチーム発生用のボイラを必要とするなど、大型で
複雑な大規模プラントであり、設備費および維持費がか
さむものであった。このため中小規模の水素ガス製造に
は不向であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決しようとするもので、簡単な構成により水素
ガスを低コストで製造できる水素ガス製造装置を提供し
ようとするものである。
題点を解決しようとするもので、簡単な構成により水素
ガスを低コストで製造できる水素ガス製造装置を提供し
ようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の水素
ガス製造装置は、炭化水素系ガスを原料とし燃料ガスの
燃焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置
と、芳香族ポリイミドを素材とする透過膜により水素ガ
スを選択透過させる水素セパレータとからなり、前記吸
熱形ガス発生装置で生成された吸熱形ガス中の水素ガス
を該水素セパレータを通して分離回収するようにしたこ
とを特徴とする。水素ガス等の分子量が小さいガスは芳
香族ポリイミドを素材とする透過膜（高分子膜）の分子
間の空隙を透過し、その他の分子量の大きいガスは該透
過膜により遮断される。このため吸熱形ガス中から水素
ガスを効率よく分離でき、熱処理炉等に使用できる。な
お、炭化水素系ガスとしては、メタン，エタン，プロパ
ン，ブタン，天然ガス等を用いることができる。
ガス製造装置は、炭化水素系ガスを原料とし燃料ガスの
燃焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置
と、芳香族ポリイミドを素材とする透過膜により水素ガ
スを選択透過させる水素セパレータとからなり、前記吸
熱形ガス発生装置で生成された吸熱形ガス中の水素ガス
を該水素セパレータを通して分離回収するようにしたこ
とを特徴とする。水素ガス等の分子量が小さいガスは芳
香族ポリイミドを素材とする透過膜（高分子膜）の分子
間の空隙を透過し、その他の分子量の大きいガスは該透
過膜により遮断される。このため吸熱形ガス中から水素
ガスを効率よく分離でき、熱処理炉等に使用できる。な
お、炭化水素系ガスとしては、メタン，エタン，プロパ
ン，ブタン，天然ガス等を用いることができる。
【０００５】また、本発明は上記水素ガス製造装置にお
いて、透過膜の非透過ガスを吸熱形ガス発生装置の燃料
ガスとしたことにより、燃料ガスを節減でき、ランニン
グコストを軽減させる。
いて、透過膜の非透過ガスを吸熱形ガス発生装置の燃料
ガスとしたことにより、燃料ガスを節減でき、ランニン
グコストを軽減させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に本発明の具体例を図１に従い
説明する。図中、１００は吸熱形ガス発生装置、２００
は水素セパレータである。吸熱形ガス発生装置１００は
一側壁にガスバーナ１０１が設けられた炉殻１０２内に
レトルト１０３が配設され、給ガス口１０４に供給され
る炭化水素（ＣｎＨｍ）系ガスと、フィルタ１０５を通
して供給される空気とを夫々調節バルブ１１１，１１２
を介して空気比１以下の所定の割合で混合して、ブロワ
１０６によりレトルト１０３中にその一端より送給する
と共に、ガスバーナ１０１に燃料ガス（この実施例では
天然ガス）と空気とを夫々燃料ガス供給路１０７に設け
られた調節バルブ１０８および燃焼用空気供給路１０９
に設けられた調節バルブ１１０を介して空気比１以上の
割合で供給して炉殻１０２内で燃焼させることにより、
レトルト１０３をその燃焼熱により加熱し、レトルト１
０３内にて吸熱反応にて炭化水素を分解させ、Ｈ2 ，Ｃ
Ｏ，Ｎ2 の各ガスを主成分とし微量のＣＯ2 ，Ｈ2Ｏを
含んだ吸熱形ガスを生成させる。
説明する。図中、１００は吸熱形ガス発生装置、２００
は水素セパレータである。吸熱形ガス発生装置１００は
一側壁にガスバーナ１０１が設けられた炉殻１０２内に
レトルト１０３が配設され、給ガス口１０４に供給され
る炭化水素（ＣｎＨｍ）系ガスと、フィルタ１０５を通
して供給される空気とを夫々調節バルブ１１１，１１２
を介して空気比１以下の所定の割合で混合して、ブロワ
１０６によりレトルト１０３中にその一端より送給する
と共に、ガスバーナ１０１に燃料ガス（この実施例では
天然ガス）と空気とを夫々燃料ガス供給路１０７に設け
られた調節バルブ１０８および燃焼用空気供給路１０９
に設けられた調節バルブ１１０を介して空気比１以上の
割合で供給して炉殻１０２内で燃焼させることにより、
レトルト１０３をその燃焼熱により加熱し、レトルト１
０３内にて吸熱反応にて炭化水素を分解させ、Ｈ2 ，Ｃ
Ｏ，Ｎ2 の各ガスを主成分とし微量のＣＯ2 ，Ｈ2Ｏを
含んだ吸熱形ガスを生成させる。
【０００７】また、水素セパレータ２００は、円筒形ケ
ース２０１内に芳香族ポリイミドを素材とする透過膜か
らなる中空糸膜２０２が多数本内蔵され、該円筒形ケー
ス２０１の一側に開設された原料ガス入口２０３にレト
ルト１０３の他端をコンプレッサ１０を介して連結して
レトルト１０３より排出される吸熱形ガスを円筒形ケー
ス２０１内に圧送すると共に、円筒形ケース２０１の一
端部に各中空糸膜２０２内と連通するヘッダ２０４を形
成し、該ヘッダ２０４に透過ガス出口２０５を設け、各
中空糸膜２０２の他端部２０６は閉塞させ該円筒形ケー
ス２０１の他端部には非透過ガス出口２０７を設ける。
そして透過ガス出口２０５に配管１１を介してコンプレ
ッサ１２を設けると共に該コンプレッサ１２の二次側の
配管１３に開閉バルブ１４，１５およびガスタンク１６
を設ける。また、非透過ガス出口２０７には配管１７を
介してコンプレッサ１８を設け該コンプレッサ１８の二
次側の配管１９に開閉バルブ２０，２１およびガスタン
ク２２を設け、該配管１９を前記燃料ガス供給路１０７
に接続する。なお、２４は配管１９に分岐状に配管２３
を設け該配管２３に設けられた開閉バルブである。
ース２０１内に芳香族ポリイミドを素材とする透過膜か
らなる中空糸膜２０２が多数本内蔵され、該円筒形ケー
ス２０１の一側に開設された原料ガス入口２０３にレト
ルト１０３の他端をコンプレッサ１０を介して連結して
レトルト１０３より排出される吸熱形ガスを円筒形ケー
ス２０１内に圧送すると共に、円筒形ケース２０１の一
端部に各中空糸膜２０２内と連通するヘッダ２０４を形
成し、該ヘッダ２０４に透過ガス出口２０５を設け、各
中空糸膜２０２の他端部２０６は閉塞させ該円筒形ケー
ス２０１の他端部には非透過ガス出口２０７を設ける。
そして透過ガス出口２０５に配管１１を介してコンプレ
ッサ１２を設けると共に該コンプレッサ１２の二次側の
配管１３に開閉バルブ１４，１５およびガスタンク１６
を設ける。また、非透過ガス出口２０７には配管１７を
介してコンプレッサ１８を設け該コンプレッサ１８の二
次側の配管１９に開閉バルブ２０，２１およびガスタン
ク２２を設け、該配管１９を前記燃料ガス供給路１０７
に接続する。なお、２４は配管１９に分岐状に配管２３
を設け該配管２３に設けられた開閉バルブである。
【０００８】しかしてこの装置では吸熱形ガス発生装置
１００により生成された吸熱形ガスがコンプレッサ１０
により円筒形ケース２０１内に導入されると該吸熱形ガ
ス中の分子量の小さい水素ガスが中空糸膜２０２の透過
膜を透過しヘッダ２０４を通り透過ガス出口２０５に排
出され、さらにコンプレッサ１２により加圧されてガス
タンク１６に回収貯留される。このため必要に応じ開閉
バルブ１５を開くことにより光輝燃鈍炉等の熱処理炉の
雰囲気ガスとしてこの水素ガスを主成分とするガスを使
用することができる。また、分子量の大きい非透過ガス
は非透過ガス出口２０７に排出されコンプレッサ１８に
より加圧されてガスタンク２２に一時貯留される。そし
てこの非透過ガスは開閉バルブ２１を開くことにより前
記燃料ガス供給路１０７に供給され、燃料ガスとともに
調節バルブ１１０を通ってガスバーナ１０１に供給され
燃焼する。この非透過ガス中には残存Ｈ2 ，ＣＯ、或い
は未反応の炭化水素系ガス等の可燃性ガスが含まれてい
るので、ガスバーナ１０１において充分な燃焼用空気と
混って燃焼し得る。なお、開閉バルブ２４を開くことに
よりこの非透過性ガスを燃鈍炉等の熱処理炉の雰囲気ガ
スとして使用することもできる。
１００により生成された吸熱形ガスがコンプレッサ１０
により円筒形ケース２０１内に導入されると該吸熱形ガ
ス中の分子量の小さい水素ガスが中空糸膜２０２の透過
膜を透過しヘッダ２０４を通り透過ガス出口２０５に排
出され、さらにコンプレッサ１２により加圧されてガス
タンク１６に回収貯留される。このため必要に応じ開閉
バルブ１５を開くことにより光輝燃鈍炉等の熱処理炉の
雰囲気ガスとしてこの水素ガスを主成分とするガスを使
用することができる。また、分子量の大きい非透過ガス
は非透過ガス出口２０７に排出されコンプレッサ１８に
より加圧されてガスタンク２２に一時貯留される。そし
てこの非透過ガスは開閉バルブ２１を開くことにより前
記燃料ガス供給路１０７に供給され、燃料ガスとともに
調節バルブ１１０を通ってガスバーナ１０１に供給され
燃焼する。この非透過ガス中には残存Ｈ2 ，ＣＯ、或い
は未反応の炭化水素系ガス等の可燃性ガスが含まれてい
るので、ガスバーナ１０１において充分な燃焼用空気と
混って燃焼し得る。なお、開閉バルブ２４を開くことに
よりこの非透過性ガスを燃鈍炉等の熱処理炉の雰囲気ガ
スとして使用することもできる。
【０００９】
【実施例】次に上記水素ガス製造装置におけるガス生成
例を説明する。原料の炭化水素系ガスとしてプロパンガ
スを１５．６ｋｇ／Ｈの割合で給ガス口１０４に供給
し、吸熱形ガス発生装置１００により、Ｈ2 ：３９％，
ＣＯ：２０％，ＣＯ2 ：０．２％，Ｈ2Ｏ：０．８％，
Ｎ2：残り（ただし容量％）の組成の吸熱形ガスを１０
０Ｎｍ3／Ｈ生成し、この吸熱形ガスをコンプレッサ１
０によって８ｋｇ／ｃｍ2のゲージ圧力で吸熱形ガス発
生装置１００に送給した。その結果、透過ガス出口２０
５にＨ2：８３％，ＣＯ：７．０％，ＣＯ2：０．４％，
Ｈ2Ｏ：２．０％，Ｎ2：７．６％の組成からなる透過ガ
スを４０Ｎｍ3 ／Ｈ得ることができた。また、非透過ガ
ス出口２０７にはＨ2：１０％，ＣＯ：３０％，ＣＯ2：
０．２％，Ｈ2Ｏ：０．１％，Ｎ2：５９．７％の組成か
らなる非透過ガスが６０Ｎｍ3／Ｈ得られた。そしてこ
の非透過ガスを燃料ガス供給路１０７に合流させガスバ
ーナ１０１にてレトルト１０３の加熱用燃料として燃焼
させたところ吸熱形ガスを生成させるのに充分な熱量が
得られ、燃料ガスとしての天然ガスは殆んど消費するこ
となく吸熱形ガス発生装置１００を運転することができ
た。水素セパレータ２００は構造が簡単で駆動部がな
く、メンテナンスも容易であることからランニングコス
トが軽減される。
例を説明する。原料の炭化水素系ガスとしてプロパンガ
スを１５．６ｋｇ／Ｈの割合で給ガス口１０４に供給
し、吸熱形ガス発生装置１００により、Ｈ2 ：３９％，
ＣＯ：２０％，ＣＯ2 ：０．２％，Ｈ2Ｏ：０．８％，
Ｎ2：残り（ただし容量％）の組成の吸熱形ガスを１０
０Ｎｍ3／Ｈ生成し、この吸熱形ガスをコンプレッサ１
０によって８ｋｇ／ｃｍ2のゲージ圧力で吸熱形ガス発
生装置１００に送給した。その結果、透過ガス出口２０
５にＨ2：８３％，ＣＯ：７．０％，ＣＯ2：０．４％，
Ｈ2Ｏ：２．０％，Ｎ2：７．６％の組成からなる透過ガ
スを４０Ｎｍ3 ／Ｈ得ることができた。また、非透過ガ
ス出口２０７にはＨ2：１０％，ＣＯ：３０％，ＣＯ2：
０．２％，Ｈ2Ｏ：０．１％，Ｎ2：５９．７％の組成か
らなる非透過ガスが６０Ｎｍ3／Ｈ得られた。そしてこ
の非透過ガスを燃料ガス供給路１０７に合流させガスバ
ーナ１０１にてレトルト１０３の加熱用燃料として燃焼
させたところ吸熱形ガスを生成させるのに充分な熱量が
得られ、燃料ガスとしての天然ガスは殆んど消費するこ
となく吸熱形ガス発生装置１００を運転することができ
た。水素セパレータ２００は構造が簡単で駆動部がな
く、メンテナンスも容易であることからランニングコス
トが軽減される。
【００１０】
【発明の効果】このように本発明の水素ガス製造装置
は、吸熱形ガスを透過膜により分離させて水素ガスを簡
易に製造することができ、設備費，維持費がかさまない
ので中小規模の熱処理工場において水素ガスを自家製造
するのに好適であり、コスト低減と円滑な操業に寄与で
きる有益な効果がある。
は、吸熱形ガスを透過膜により分離させて水素ガスを簡
易に製造することができ、設備費，維持費がかさまない
ので中小規模の熱処理工場において水素ガスを自家製造
するのに好適であり、コスト低減と円滑な操業に寄与で
きる有益な効果がある。
【図１】本発明に係る水素ガス製造装置の実施の形態を
示した配管系統図である。
示した配管系統図である。
１００ 吸熱形ガス発生装置 １０１ ガスバーナ １０２ 炉殻 １０３ レトルト １０４ 給ガス口 １０７ 燃料ガス供給路 １０９ 燃焼用空気供給路 ２００ 水素セパレータ ２０１ 円筒形ケース ２０２ 中空糸膜 ２０３ 原料ガス入口 ２０５ 透過ガス出口 ２０７ 非透過ガス出口 １０ コンプレッサ １２ コンプレッサ １６ ガスタンク １８ コンプレッサ ２２ ガスタンク
Claims (2)
- 【請求項１】 炭化水素系ガスを原料とし燃料ガスの燃
焼熱により吸熱形ガスを生成する吸熱形ガス発生装置
と、芳香族ポリイミドを素材とする透過膜により水素ガ
スを選択透過させる水素セパレータとからなり、前記吸
熱形ガス発生装置で生成された吸熱形ガス中の水素ガス
を該水素セパレータを通して分離回収するようにしたこ
とを特徴とする水素ガス製造装置。 - 【請求項２】 透過膜の非透過ガスを吸熱形ガス発生装
置の燃料ガスとして使用するようにした請求項１に記載
の水素ガス製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18624295A JPH0912301A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 水素ガス製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18624295A JPH0912301A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 水素ガス製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0912301A true JPH0912301A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=16184844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18624295A Pending JPH0912301A (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 水素ガス製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0912301A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243100A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Tokyo Gas Co Ltd | 都市ガス供給方法及びシステム |
| JP2018162195A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 東京瓦斯株式会社 | 水素製造装置 |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP18624295A patent/JPH0912301A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243100A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Tokyo Gas Co Ltd | 都市ガス供給方法及びシステム |
| JP2018162195A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 東京瓦斯株式会社 | 水素製造装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8402766B2 (en) | Process for production of electric energy and CO2 from a hydrocarbon feedstock | |
| CN117751089A (zh) | 从氨裂化法中回收可再生氢产品 | |
| EP0116531B1 (en) | Membrane gas separation processes | |
| AU768779B2 (en) | Process for preparing a H2-rich gas and a CO2-rich gas at high pressure | |
| AU2018389971B2 (en) | Process for producing a hydrogen-containing synthesis gas | |
| EA039539B1 (ru) | Способ выработки энергии с интегрированным производством водорода | |
| JP2006522588A (ja) | 自給式流線型メタンおよび／または高純度水素生成システム | |
| RU2001105617A (ru) | Способ производства синтез-газа, применяемого для синтеза бензина, керосина и газойля (варианты) | |
| CN101309857B (zh) | 使用由至少一个燃气轮机产生的含氧气体生产合成气的方法 | |
| JP2024514378A5 (ja) | ||
| JPH0912301A (ja) | 水素ガス製造装置 | |
| KR101472767B1 (ko) | 일산화탄소 가스 발생 장치 및 방법 | |
| GB1567022A (en) | Production of deuterium-enriched water and hydrogen | |
| AU725579B2 (en) | Air separation | |
| JP4682403B2 (ja) | Ｃｏ除去装置とこれを用いた燃料電池発電装置 | |
| JP6602941B1 (ja) | 水素製造装置及び水素製造方法 | |
| GB2381533A (en) | Supercritical reformer | |
| JPH09310082A (ja) | 都市ガスの製造方法 | |
| WO2006112724A2 (en) | Process for production of electric energy and co2 from a hydrocarbon feedstock | |
| CN222305731U (zh) | 甲醇制氢系统 | |
| JP4227801B2 (ja) | 水素製造装置及び水素製造方法 | |
| JP3504781B2 (ja) | 都市ガス装置の運転制御方法 | |
| JP2026016944A (ja) | 燃料ガスの増熱方法及び原料生成方法 | |
| CN105600750A (zh) | 用于生产氢的设备和用于操作该设备的方法 | |
| JP2002114501A (ja) | 水素製造装置 |