JP4132896B2 - 水素供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素消費機器、例えば燃料電池、水素エンジン等へ水素を供給するための水素供給装置に関し、更に詳しくは、芳香族化合物を水素化した水素誘導体からなる液体燃料から脱水素反応により水素を生成して水素消費機器へ供給する水素供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車の動力源等として固体高分子型の燃料電池（ＰＥＦＣ）が注目されている。固体高分子型の燃料電池（ＰＥＦＣ）は、常温でも発電することが可能であり、様々な用途に実用化されつつある。
【０００３】
固体高分子型の燃料電池（ＰＥＦＣ）は、固体高分子電解質膜を挟んで一方側にカソード極を区画し、他方側にアノード極を区画して構成されており、カソード極に供給される空気中の酸素と、アノード極に供給される水素との電気化学反応によって発電する。
【０００４】
このような燃料電池を搭載した燃料電池自動車が燃料となる水素を車両側で確保する方法としては、
（１）液体水素、あるいは高圧水素等の純水素を用いて、液体水素タンク、高圧タンク、あるいは水素吸蔵合金などの水素貯蔵材に水素補給を行う方法（純水素式）、
（２）炭化水素を用い、例えば、メタノール水溶液を水蒸気改質等により水素生成を行う改質式や水素化芳香族化合物、例えばシクロヘキサンやデカリンから脱水素反応により水素を取り出す方法、
等が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの燃料電池自動車の燃料となる水素を車両側で確保する方法のうち、水素化芳香族化合物系のケミカルハイドライド、例えば飽和縮環化合物から水素を取り出す方法は、以下のような問題があった。すなわち、脱水素反応後の生成物が常温で固体で存在する化合物、例えば、デカリンの脱水素化合物であるナフタレン等は、運転停止持に回収タンク内または配管内で固化、固着してしまうため回収することが困難である。
また、脱水素反応は、完全に進行させることが困難であるため、脱水素反応装置を通過した未反応の燃料、例えばデカリンを回収・再利用し、反応効率を向上させる必要がある。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、芳香族化合物を水素化した水素誘導体である液体燃料から水素分離手段で生成した水素を水素消費機器に供給する水素供給装置において、前記水素分離手段における脱水素反応の生成物が常温で固体で存在する脱水素化合物であっても運転停止時に回収タンク内または配管内で固化、固着してしまうことがなく、且つ、前記液体燃料の反応効率を向上させることができる水素供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためになされた請求項１に記載された水素供給装置は、芳香族化合物を水素化した水素誘導体からなる液体燃料を脱水素反応させて水素とその他の成分とに分離する脱水素反応手段と、前記脱水素反応手段で前記液体燃料から分離された前記水素を純化する水素純化手段とから構成される水素分離手段を有し、前記水素純化手段により純化された水素を前記水素分離手段から水素消費機器へ供給する水素供給装置において、前記その他の成分を、未反応の前記液体燃料と前記脱水素反応によって生成した脱水素化合物の固形分とに分離する固液分離手段と、前記固液分離手段によって分離された前記液体燃料を、前記脱水素反応手段へ戻すための返送手段と、前記固液分離手段によって分離された前記脱水素化合物の固形分をペレット成形して回収するための回収手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、主たるその他の成分である脱水素化合物を固形分として好適に回収することができ、且つ、分離された未反応の液体燃料が回収されて脱水素反応手段で再利用することができる結果、液体燃料の反応効率を向上させることができる。
【００１０】
請求項１に記載の発明によると、脱水素反応後の生成物が常温で固体で存在する脱水素化合物であっても、固液分離手段によって液体燃料中から分離・除去されるので、水素供給装置の運転停止時に、液体燃料を回収する回収タンク内または配管内で固化、固着することがないため装置を安定して運転することができる。
【００１２】
請求項１に記載の発明によると、ペレット成形して固形分を回収することで回収後の固形分の貯蔵・搬送が容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る水素供給装置の実施形態について図１から図４を参照して説明する。図１は、本発明に係る一実施形態の水素供給装置全体の構成を示す図、図２は、一実施形態の水素供給装置のペレット成形器本体の斜視図、図３は、減圧吸引方式によるペレットの回収装置を説明するための図、図４は、第二実施形態の固液分離手段を示す図である。
【００１４】
尚、本発明において使用することができる「芳香族化合物を水素化した水素誘導体である液体燃料」とは、「飽和縮環化合物の液体燃料」を主として意味し、ベンゼン環を２つ以上縮合した水素の飽和化合物であって、脱水素反応により水素を容易に分離でき、且つ、脱水素化合物として常温で固体である化合物を生成するものであれば都合が良い。液体燃料としては、例えばデカリンやデカリンの誘導体であるメチルデカリン、テトラデカヒドロアントラセン、テトラデカヒドロメチルアントラセン等が挙げられる。
【００１５】
ここでは反応系としてデカリン／ナフタレン系により水素を生成する場合の水素供給装置について説明する。
尚、飽和縮環化合物であるデカリンには、ｃｉｓ型（ｂｐ：１９３℃）とｔｒａｎｓ型（ｂｐ：１８５℃）の異性体があるが、どちらのデカリンでも発明の実施形態を説明する上で問題がないので以下代表してデカリンという。
【００１６】
本発明に係る水素供給装置は、図１に示すように、液体燃料供給手段１と、脱水素反応手段と水素純化手段とから構成され、液体燃料供給手段１から供給された液体燃料から脱水素反応手段により水素を分離し、分離した水素を水素純化手段により純化して水素消費設備に供給する水素分離手段２と、前記脱水素反応により生成した水素以外の生成物及び未反応の液体燃料を冷却して固液分離する固液分離手段３と、前記固液分離した分離液を前記脱水素反応手段に返送する返送手段４と、前記固液分離した固形分を搬送・貯蔵して回収する回収手段５とから主要部が構成される。
【００１７】
液体燃料供給手段１は、図１に示すように、液体燃料であるデカリンを貯蔵するデカリン貯蔵容器１ａと、デカリンを脱水素反応手段である脱水素反応装置２ａのヒータ２ａ１付きの燃料噴霧器２ａ２に供給するデカリン供給ポンプ１ｂと、前記デカリン貯蔵容器１ａと燃料噴霧器２ａ２のヒータ２ａ１までを連結する配管１ｃとから構成される。尚、配管１ｃの途中には、後述する返送手段４から返送されるデカリンの返送配管４ｃと燃料噴霧器２ａ２のヒータ２ａ１の上流で合流する合流部が設けられている。
【００１８】
水素分離手段２は、ヒータ２ａ４付きの触媒層２ａ３の上方にヒータ２ａ１付きの燃料噴霧器２ａ２を備えた脱水素反応手段である脱水素反応装置２ａと、前記脱水素反応装置２ａの上部側部に設けられる水素純化手段である膜分離装置２ｂとから主要部が構成される。
【００１９】
燃料噴霧器２ａ２は、ヒータ２ａ１を備えた内部混合型の１流体ノズルであり、脱水素反応装置２ａの上部に設けられている。
ヒータ２ａ１は、デカリンを燃料噴霧器２ａ２から脱水素反応装置２ａ内ヘ供給する前に、デカリン液中に脱水素化合物であるナフタレンの結晶が析出して燃料噴霧器２ａ２を閉塞させないようにするために設けられている。
本実施形態では、デカリン液全体を例えば１００℃以上（沸点以下）に加熱した後、脱水素反応装置２ａ内ヘ噴霧して供給しているので触媒層２ａ３がデカリンによって冷却されることなく高い反応効率を保つことができる。
脱水素反応装置２ａ内の略中央部には、ヒータ２ａ４を内蔵した触媒層２ａ３が設けられている。
触媒層２ａ３での脱水素反応は、以下の反応式で表される。
Ｃ₁₀Ｈ₁₈＝Ｃ₁₀Ｈ₈＋５Ｈ₂−Ｑ_f［ｋｃａｌ／ｍｏｌ］--------（１）
反応熱Ｑ_f＝７６．４６［ｋｃａｌ／ｍｏｌ］（ｃｉｓ型），７９．６５［ｋｃａｌ／ｍｏｌ］（ｔｒａｎｓ型）。
触媒層２ａ３を形成する触媒の活性成分としては、一般に白金属系のＰｔ，Ｐｄや水素化触媒として良く使用されるＮｉ等の金属が使用される。また、デカリン中に硫黄分が多く含まれている場合は、Ｃ_O／Ｍ_O系の金属も触媒の活性成分として利用できる。
本実施形態では、カーボンやシリカ等の担体に白金などの貴金属を坦持させた触媒を用いている。
上記触媒を用いた場合、脱水素反応の反応温度としては、約２００℃以上の温度が必要である。ヒータ２ａ４は、触媒層２ａ３の反応温度を余裕を持って確保するために電気式のヒータが使用される。
【００２０】
水素純化手段である膜分離装置２ｂとしては、金属パラジウム膜を水素分離膜とした水素透過型の膜モジュールを使用している。水素分離膜として使用できる膜としては、パラジウム膜以外にポリアミド系の中空糸膜を使用しても良い。
【００２１】
固液分離手段３は、脱水素反応装置２ａの下部に連設して設けられ、２つの熱交換器３ａ，３ｂと濾過装置３ｃとから主要部が構成される。
第１の熱交換器３ａは、脱水素反応装置２ａ下部の出口配管内に設けられており、２１０℃の脱水素反応により生成した水素以外の反応生成物（主としてナフタレンと未反応のデカリンとの混合ガス）を、約１００℃近くまで冷却して液化するための予備冷却器として使用される。第１の熱交換器３ａは、蛇管式の水冷式熱交換器を使用している。
一方、第２の熱交換器３ｂは、第１の熱交換器３ａで液化されて下方に滴下してくる液から水素以外の主たる反応生成物であるナフタレンを結晶として析出させるための冷却器である。第２の熱交換器３ｂは、傾斜面に設けられ、水冷した冷却面を使用してさらに液を冷却することにより、デカリン液中のナフタレンの溶解度を下げて結晶を析出させる水冷式の多管式熱交換器である。
第２の熱交換器３ｂに使用される冷却水は、傾斜面を流れてくるデカリンとナフタリンのスラリーの流れる方向に対して向流となるように流される。
また、第２の熱交換器３ｂの冷却面は、冷却に関与する伝熱面積を大きくするため波型に形成されている（ここで言う波型とは、デカリンとナフタリンのスラリーが流れる方向に対して直角方向に熱交換器の断面をとったときの表面形状をいう）。尚、冷却水の温度は、ナフタレンを析出させるため０〜１５℃が望ましい。
冷却されてナフタレンを析出したデカリンとナフタレンのスラリーは、第２の熱交換器３ｂが傾斜面に設けられているので傾斜面に沿って下降し、ナフタレンを固形物として回収するため濾過装置３ｃへと供給される。
【００２２】
濾過装置３ｃは、膜濾過装置であり、２つの熱交換器３ａ，３ｂで冷却されて析出したナフタレンの結晶を、デカリン液から膜により好適に分離・除去して後段の回収手段５へ供給するための装置である。膜は、耐溶剤性の高分子膜でもセラミック膜でもナフタレンが分離できるものであれば良い。
尚、上述した固液分離操作は、全て密閉したケーシング３ｄ内で行われる。
【００２３】
返送手段４は、前記濾過装置３ｃで分離された分離液であるデカリンを貯留・供給するサブタンク４ａと、デカリンを水素分離手段２の脱水素反応装置２ａに返送する返送ポンプ４ｂと、サブタンク４ａから返送ポンプ４ｂを経由して水素分離手段２の配管１ｃの合流部までを連結する配管４ｃとから主要部が構成される。
尚、サブタンク４ａ内で、配管４ｃの一端部は、タンク４ａの底近くまで延設されて設けられている。このように配管４ｃを設けることでサブタンク４ａ内の残液量を少なくすることができる。
【００２４】
水素供給装置において、このように脱水素反応により生成した水素以外のその他の成分を、デカリンと脱水素反応によって生成したナフタレンとに分離する固液分離手段３を備え、前記固液分離手段３によって分離されたデカリンを脱水素反応装置２ａへ戻すための返送手段４を備えたことにより、分離された未反応のデカリンが回収されて脱水素反応装置２ａで再利用することができる結果、デカリンの脱水素反応の反応効率を向上させることができる。
さらに、脱水素反応後の生成物が常温で固体で存在するナフタレンであっても、前記固液分離手段３によってデカリン液中から分離・除去されるので、水素供給装置の運転停止時に、デカリンを回収するサブタンク４ａ内または配管４ｃ内でナフタレンを固化、固着することがないため安定して水素供給装置を運転することができる。
【００２５】
回収手段５は、固液分離手段３の濾過装置３ｃで分離された固形物をペレット成形器５ｂに搬送するためのスクリュウコンベア５ａと、ペレット成形器５ｂと、成形したペレットを回収・貯蔵するための回収タンク５ｃとから主要部が構成される。
【００２６】
スクリュウコンベア５ａは、固液分離手段３で分離されたナフタレンを回収タンク５ｃへ搬送するための輸送機である。ナフタレンは昇華し易いので密閉系のスクリュウコンベア５ａが使用される。
【００２７】
ペレット成形器５ｂは、図２に示すように、２本のロール５ｂ１，５ｂ２を相対的に回転させて、上部にあるスクリュウコンベア５ａの排出口からナフタレンを落下させ、２本のロール５ｂ１，５ｂ２間の圧力で、それぞれのロールの表面に設けた矩形の溝（モールド）ｇに供給したナフタレンを圧縮成形するブリケッティングロール型のペレット成形器である。
ペレット成形器５ｂのロールの回転速度は、図示しないモータに減速機が付いており可変である。
前記ペレット成形器５ｂにより成形されたペレットは、図１に示すように、回収タンク５ｃ内に設けられた回収トレー５ｄに回収される。
【００２８】
回収タンク５ｃは、図１に示すような密閉系の容器であり、上部にはスクリュウコンベア５ａの排出口を有し、中央部には、前記排出口から落下してくるナフタレンを圧縮成形するためのペレット成形器５ｂを配設し、下部には前記ペレット成形器５ｂから落下してくるナフタレンのペレットを受けて系外へ搬送するためのトレー５ｄを内蔵している。トレー５ｄは、矩形の箱型の容器であり、上方を開口している。
【００２９】
ここで回収手段５のトレー５ｄに代わるナフタレンペレットの回収手段５′として、減圧吸引方式によりペレットを系外へ搬出して回収するときのペレット搬出方法について図３を参照して説明する。尚、一実施形態の水素供給装置の回収手段５とこの図３での回収手段５′と同じ部材については同じ符号を付して説明する。
図３中の回収手段５′と一実施形態の水素供給装置の回収手段５との大きな構成の違いは、
（１）回収タンク５ｃ内にトレー５ｄが設けられていない点、
（２）回収タンク５ｃの底部側部に、減圧配管５ｈの一端部に設けられたカプラの雌部５ｇと連結させるためのカプラの雄部５ｆが外部に突出して設けられている点、
（３）スクリュウコンベア５ａの排出口と回収タンク５ｃの上部との間には、バルブ５ｅが設けられている点、
である。
このバルブ５ｅは、回収タンク５ｃ内で回収作業を行わないときは開（回収タンク５ｃ内は常圧となる）とされ、スクリュウコンベア５ａから供給されるナフタレンがバルブ５ｅを通過してペレット成形器５ｂへと供給される。
一方、回収タンク５ｃ内で回収作業を行うときは、バルブ５ｅは閉じられ、減圧配管５ｈを連結して回収タンク５ｃ内を減圧することでペレット状のナフタレンが系外へ排出される。
【００３０】
このように構成される回収タンク５ｃからの減圧吸引方式によるペレットの搬出方法は、
（１）図示しない真空ポンプに減圧された減圧配管５ｈの一端部に設けられたカプラの雌部５ｇと、回収タンク５ｃの底部側部に設けられたカプラの雄部５ｆとを連結する。このときの減圧配管５ｈ中の圧力は、例えば最大０．０６ＭＰａＧで運転される。
（２）回収タンク５ｃ内は、バルブ５ｅを閉じることにより減圧される。
（３）回収タンク５ｃ内に貯蔵されているナフタレンのペレットは、真空ポンプに減圧された減圧配管５ｈ内に吸引され、回収タンク５ｃ内から系外へ搬出される。
【００３１】
このようにデカリン液中から常温で固体のナフタレンを回収して密閉系で貯蔵・搬送して処理するようにしたので搬出作業を容易に行うことができる。
【００３２】
次に、このように構成される一実施形態の水素供給装置の作用について図１から図３を参照して説明する。
尚、液体燃料供給手段１のデカリン貯蔵容器１ａには、既にデカリンが充填されているものとする。
（１）液体燃料であるデカリンは、液体燃料供給手段１のデカリン供給ポンプ１ｂによって、水素分離手段２の脱水素反応装置２ａに供給される。脱水素反応装置２ａへ供給されたデカリンは、燃料噴霧器２ａ２の前段に設置されたヒータ２ａ１によって１００℃に加熱されたのち、燃料噴霧器２ａ２からヒータ２ａ４によって２１０℃に加熱された触媒層２ａ３に噴霧される。
【００３３】
（２）脱水素反応装置２ａの触媒層２ａ３に噴霧されたデカリンは、脱水素反応により水素と、ナフタレンと、未反応のデカリンとの混合ガスを生成する。
（３）脱水素反応装置２ａで生成した水素は、水素分離手段２の水素純化手段である水素分離膜（Ｐｄ膜、シリカ膜等）を備えた膜分離装置２ｂによって高純度（例えば９９．９％以上が望ましい）の水素に分離され、水素消費機器である燃料電池６へと供給される。
（４）燃料電池６のアノード極へ供給された水素は、燃料電池６のカソード極へ供給される空気中の酸素と反応し燃料電池６で発電する。
【００３４】
（５）一方、脱水素反応装置２ａで発生したその他の成分であるナフタレンと未反応のデカリンとの混合ガスは、固液分離手段３に導入される。
尚、脱水素反応後のその他の成分には、脱水素反応が完全に進行することは困難であるためナフタレンと共に未反応のデカリンが存在する。そのため未反応のデカリンを分離し、再度反応させて燃料の効率を高める必要がある。
（６）固液分離手段３に導入された混合ガスは、脱水素反応装置２ａの下部出口配管内の第１の熱交換器３ａにより液化する温度（１００℃が望ましい）まで冷却され、液滴となった液は、後段の第２の熱交換器３ｂに滴下する。
【００３５】
（７）第２の熱交換器３ｂに滴下された液中のデカリンとナフタレンは、デカリンが常温で液体、ナフタレンが固体（融点８０．３℃）であることを利用して分離される。
すなわち、第２の熱交換器３ｂに滴下された液をナフタレンの融点８０．３℃より低い温度（０〜１５℃が望ましい）に冷却することによって、ナフタレンを結晶として析出させる。この固体のナフタレンと液体のデカリンとが混在したスラリーは、第２の熱交換器３ｂが傾斜面に設けてあるため、濾過装置３ｃ及びスクリュウコンベア５ａの方向へ（下流ヘ）と自然に流れていく。
【００３６】
濾過装置３ｃでは、固体のナフタレンと液体のデカリンとが混在したスラリーを膜濾過することにより、固形分としてナフタレン、分離液としてデカリンが分離される。
この分離液中には、膜濾過をする前の液（固液分離手段３でデカリン液中のナフタレンを分離する前の溶液）と比較してナフタレン含有量が非常に少ないため、分離液は、返送手段４のポンプ４ｂによりサブタンク４ａから配管４ｃを介して吸い上げられ、水素分離手段２の脱水素反応装置２ａへと返送（再供給）される。
分離したデカリンを再び脱水素反応装置２ａで反応させることによって、デカリンの１モルあたりの水素の発生量（モル数）が向上する。すなわち反応効率が向上する。
【００３７】
一方、濾過装置３ｃで分離された固体のナフタレンは、回収手段５のスクリュウコンベア５ａによってペレット成形器５ｂへと搬送され、ドラム状の回転式圧縮成形器によってブロック状（またはタブレット状）に成形されて回収タンク５ｃに収集される。
回収タンク５ｃ内でペレット成形されたナフタレンは、回収タンク５ｃ内に予め設置された脱着可能なトレー５ｄに集められ、トレー５ｄごと回収される。
このようにナフタレンをペレット成形することで取り扱いが簡単になるため、回収タンク５ｃ内の壁面に付着したり、配管内で固化するという問題が解決される。又、ペレット成形することによって回収後の貯蔵、搬送が容易になる。例えば、バキュームカーなどでナフタレンを排出することで貯蔵、搬送が容易になる。
尚、図３に示したような減圧吸引によるペレット回収装置を適用すれば、回収タンク５ｃ周りの密閉性が向上し、ナフタレンペレットの貯蔵・搬送も容易となるのでより好ましい。
【００３８】
次に、一実施形態の水素供給装置で使用される固液分離手段の他の実施形態である第二実施形態の固液分離手段について図４を参照して説明する。
尚、一実施形態の水素供給装置と同じ機器部材については同じ符号を付して説明する。
【００３９】
第二実施形態の固液分離手段３′は、図４に示すように、水素分離手段２の脱水素反応装置２ａの下部出口配管内に設けられた第１の熱交換器３ａと、第１の熱交換器３ａで液化した液をさらに冷却してナフタレンを結晶化させて析出させる第２の熱交換器１０と、デカリンとナフタレンのスラリーを圧搾して、分離液としてデカリン、固形分としてナフタレンを分離するスクリュウプレス１１とから主要部が構成される。
尚、本実施形態では、第１の熱交換器３ａとして蛇管式の水冷式熱交換器、第２の熱交換器１０として掻面式熱交換器を使用している。また、スクリュウプレス１１は、デカリンとナフタレンのスラリーを固液分離するための加圧・圧搾機である。
【００４０】
このように構成される第二実施形態の固液分離手段の作用について図４を参照して説明する。
（１）前段の水素分離手段２の脱水素反応装置２ａから排出される未反応のデカリンとナフタレンの混合ガス、例えば２１０℃の混合ガスが、第１の熱交換器３ａで冷却されて液化する。
（２）液化された液は、第２の熱交換器１０に導入される。第２の熱交換器１０に導入された液は、更に１０℃〜１５℃に冷却されて、ナフタレンを結晶として析出する。
第２の熱交換器１０として掻面式熱交換器を使用することで、冷却に関与する伝熱面がブレード（掻き取り羽根）で掻き取られて常に更新されるので、液を冷却することにより析出するナフタレンの伝熱面への固着が防止できる。また、横型の掻面式熱交換器を設けることで、車両に搭載した場合に車高を低くすることができる。
（３）第１の熱交換器３ａで液化した液から第２の熱交換器１０内でナフタレンの結晶を析出した液は、デカリンとナフタレンのスラリーとして後段のスクリュウプレス１１に導入される。
（４）スクリュウプレス１１に導入されたスラリーは、スクリュウプレス１１内で加圧・圧搾され、分離液としては、円筒の側壁に設けられた濾過孔を通過したデカリンが、固形分としては、スクリュウプレス１１のスクリュウコンベアとプレッサとの隙間から排出されるナフタレンが回収される。尚、スクリュウプレス１１から排出されるナフタレンは、含液分が５重量％以下のため貯蔵・搬送が容易になる。
（５）分離液として回収されたデカリンは、返送手段４により脱水素反応装置２ａへ返送(再供給)され、固形分として回収されたナフタレンは、回収手段５で回収される。
（６）尚、図４では、第２の熱交換器１０とスクリュウプレス１１とが段差を持って配置されているが、互いの回転軸をクラッチを介して系脱自在に連結するようにして一直線上に配置することも可能である。このように配置すれば、車両に搭載した場合に車高をさらに低くすることができる。
【００４１】
本発明は、以上述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施可能である。
例えば、液体燃料供給手段１と返送手段４とを共通の装置で構成すれば、水素供給装置全体を簡素化及び小型化することもできる。すなわち、液体燃料供給手段１のデカリン貯蔵容器１ａと返送手段４のサブタンク４ａを１つの貯蔵容器として構成し、液体燃料供給手段１のデカリン供給ポンプ１ｂと返送手段４の返送ポンプ４ｂを１つの供給ポンプとして構成する。そして、前記貯蔵容器に貯蔵されたデカリンを前記供給ポンプによって水素分離手段２の脱水素反応装置２ａに供給し、未反応のデカリンを固液分離手段３によって回収した後、再び前記貯蔵容器に戻すようにしてデカリンを循環供給することもできる。
この場合、サブタンク４ａ内のデカリンの量が所定量以下になったらナフタレンの回収作業を行うとともにデカリンを補給する。
また、濾過装置３ｃを、バスケット型の遠心分離機やドラムフレーカとし、回収手段５と組み合わせて実施することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上の構成と作用からなる本発明によれば、以下の効果を奏する。
１．請求項１に記載の発明によれば、主たるその他の成分である脱水素化合物を固形分として好適に回収することができ、且つ、分離された未反応の液体燃料が回収されて脱水素反応手段で再利用することができる結果、液体燃料の反応効率を向上させることができる。
２．請求項１に記載の発明によれば、脱水素反応後の生成物が常温で固体で存在する脱水素化合物であっても、固液分離手段によって液体燃料中から分離・除去されるので、水素供給装置の運転停止時に、液体燃料を回収する回収タンク内または配管内で固化、固着することがないため装置を安定して運転することができる。
３．請求項１の発明によれば、ペレット成形して固形分を回収することで回収後の固形分の貯蔵・搬送が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の水素供給装置全体の構成を示す図である。
【図２】一実施形態の水素供給装置のペレット成形器本体の斜視図である。
【図３】減圧吸引方式によるペレットの回収装置を説明するための図である。
【図４】第二実施形態の固液分離手段を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 液体燃料供給手段
１ａ デカリン貯蔵容器
１ｂ デカリン供給ポンプ
１ｃ 配管
２ 水素分離手段
２ａ 脱水素反応装置（脱水素反応手段）
２ａ１，２ａ４ ヒータ
２ａ２ 燃料噴霧器
２ａ３ 触媒層
２ｂ 膜分離装置（水素純化手段）
３ 固液分離手段
３ａ 第１の熱交換器
３ｂ 第２の熱交換器
３ｃ 濾過装置
４ 返送手段
４ａ サブタンク
４ｂ 返送ポンプ
４ｃ 配管
５ 回収手段
５ａ スクリュウコンベア
５ｂ ペレット成形器
５ｃ 回収タンク
５ｄ トレー
６ 燃料電池（水素消費機器）

Claims (1)

1. 芳香族化合物を水素化した水素誘導体からなる液体燃料を脱水素反応させて水素とその他の成分とに分離する脱水素反応手段と、前記脱水素反応手段で前記液体燃料から分離された前記水素を純化する水素純化手段とから構成される水素分離手段を有し、前記水素純化手段により純化された水素を前記水素分離手段から水素消費機器へ供給する水素供給装置において、
   前記その他の成分を、未反応の前記液体燃料と前記脱水素反応によって生成した脱水素化合物の固形分とに分離する固液分離手段と、
   前記固液分離手段によって分離された前記液体燃料を、前記脱水素反応手段へ戻すための返送手段と、
   前記固液分離手段によって分離された前記脱水素化合物の固形分をペレット成形して回収するための回収手段と、を備えたことを特徴とする水素供給装置。

Images