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JP4641138B2 - Hydrogen production method - Google Patents
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JP4641138B2 - Hydrogen production method - Google Patents

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JP4641138B2 JP2002213603A JP2002213603A JP4641138B2 JP 4641138 B2 JP4641138 B2 JP 4641138B2 JP 2002213603 A JP2002213603 A JP 2002213603A JP 2002213603 A JP2002213603 A JP 2002213603A JP 4641138 B2 JP4641138 B2 JP 4641138B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用水素の製造時などに行われる水素の製造方法に関し、特に、水素製造装置の起動時及び停止時における改質触媒の劣化を防止する水素製造方法に関する
【0002】
【従来の技術】
水蒸気改質法、オートサーマル改質法などの手段で、水素を製造する場合には、炭化水素などの原料を、改質触媒を有する改質器に通すことにより、水素を発生させる。
このとき、通常、改質触媒の硫黄被毒による劣化防止のため、改質器の前に脱硫器を接続して、原料中の硫黄分を許容濃度以下に低下させている。
【0003】
脱硫方法には、原料の状態が、液相又は気相で行う方法があるが、液相により行う方が、原料の脱硫剤への接触時間を長くでき、脱硫剤の長寿命化や、脱硫器の小型化に有利である。
液相で脱硫を行う方法としては、たとえば、硫黄含有率を10ppm以下となるように精製した灯油留分を原料として用い、大気圧〜1MPa未満の圧力で、Ni系収着剤を用いて原料の灯油留分を150〜300℃の温度で脱硫を行う方法がある(特開平1−188404号公報)。
そして、原料の脱硫剤への接触時間をさらに長くするためには、原料を脱硫器の下から上に流す、いわゆるアップフローが有効である。
【0004】
ところで、原料の一部又は全部が、液相の状態で脱硫する脱硫器において、特に、アップフローの場合、常時、脱硫器内に原料が液相で存在する場合が考えられる。この場合、装置の起動時に、脱硫器内が冷えた状態から、所定温度に昇温するとき、脱硫器内に存在する原料の一部が蒸気になる可能性がある。
この場合、従来の脱硫器は改質器に直接接続されているため、改質触媒が所定温度に加熱される前で、触媒機能を発揮していない状態のときでも、原料蒸気が改質器に導入されてしまう問題があった。
【0005】
また、起動時には、改質触媒上への、炭素析出抑制に重要な水蒸気の供給が、所定量より少ないことが考えられ、このような状態で原料が導入されると、改質触媒上に原料が付着したり、炭素の析出が促進され、触媒の改質性能の低下を起こす問題があった。
さらに、運転を停止する場合、脱硫器への原料供給をカットしても、脱硫器が冷えるまでの間は、原料の一部が蒸気となって、改質器に導入され続ける可能性がある。しかし、この間は、改質触媒保護のため、改質器の温度を下げたり、水蒸気の供給を停止することができないことから、停止時間が長くなってしまうという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑み、水素製造装置の起動時及び停止時において、原料蒸気が改質器に供給されることを防止し、改質触媒の劣化防止及び停止時間の短縮を可能とした水素製造方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明者は、脱硫器と改質器を必要に応じて切り離すことができるようにして、水素製造装置の起動時及び停止時に、原料が改質器に供給されないようにすることが、上記の課題を解決するために有効であることを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち、請求項1に記載の発明は、原料の一部又は全部が、液相の状態で脱硫される脱硫器と、この脱硫器により脱硫された原料から水素を発生させる改質器と、前記脱硫器から前記改質器へ原料を供給するラインに設けられた補助タンクとを有する水素製造装置を用いた水素の製造方法において、前記脱硫器から前記改質器へ原料を供給するラインに補助タンクとポンプを設け、前記水素製造装置の起動時における前記改質器の準備が整う前は、前記ポンプによる原料の供給を停止させ、前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記補助タンクに溜めて原料が前記改質器に流れ込まないようにするとともに、前記改質器の準備が整った後は、前記ポンプによって前記補助タンクから前記改質器へ原料を供給し、前記水素製造装置の停止時に前記ポンプによる原料の供給を停止させ、前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記補助タンクに溜めて原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器における改質触媒の保護のための保温を不要とした水素製造方法としてある。
【0009】
ここで、前記補助タンクが空にならないよう、前記補助タンク中の原料レベルを検知し、原料タンクから、脱硫器を介して原料を供給することが好ましい。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、原料の一部又は全部が、液相の状態で脱硫される脱硫器と、この脱硫器により脱硫された原料から水素を発生させる改質器とを有する水素製造装置を用いた水素の製造方法において、前記脱硫器から前記改質器へ原料を供給するラインに、切換弁を介して前記脱硫器からの原料を原料タンクへ戻すバイパスラインを設け、前記水素製造装置の起動時における前記改質器の準備が整う前は、前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記バイパスラインによって原料タンクへ戻して原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器の準備が整った後は、前記切換弁を切り換えて前記脱硫器から前記改質器に原料の蒸気を供給するとともに、前記水素製造装置の停止時には、前記切換弁を切り換えて前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記バイパスラインによって原料タンクへ戻して原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器における改質触媒の保護のための保温を不要とした水素製造方法としてある。
【0011】
これらの発明によれば、装置の起動時においては、改質器の昇温が完了し、改質触媒が機能を発揮できる状態になるまで、脱硫器内において一部蒸発した原料が、改質器に流入することを防止できる。したがって、改質触媒上に原料が付着する問題、及び炭素析出が促進され触媒の性能が急激に劣化する問題が解消できる。
また、装置の運転を停止するときにおいても、脱硫器への原料供給を停止した後、脱硫器が冷えるまでの間、発生していた原料の蒸気が、改質器に流入することを防止できる。したがって、脱硫器が冷えるまでの間、改質触媒の保護のために行われていた水蒸気の供給及び改質器の温度の保持に要する時間を短縮することができ、装置停止時間も短縮することができる。
【0012】
上記の水素製造方法において、前記原料は、大気圧下、常温で液相であるもの、たとえば、ナフサ,ガソリン,灯油,軽油などの炭化水素系燃料、メタノール,エタノールなどのアルコール系燃料、又は比較的低圧の加圧(1MPa未満)により液相になる、LPG(液化石油ガス),DME(ジメチルエーテル)などの炭化水素もしくはエーテル系の燃料が使用される。その中でも供給体制が整っていて安価な灯油が好ましい。
【0013】
また、原料として灯油を使用した場合、脱硫条件は、脱硫温度が150℃以上、300℃以下であることが好ましい。脱硫剤の脱硫機能が発揮できる温度にすることが必要だからである。たとえば、Ni系脱硫剤では、100℃以上に加熱することが好ましい。
さらに、脱硫圧力が0.1MPa以上、1.0MPa未満であることが好ましい。脱硫性能が発揮できる温度において、灯油の気化を抑制するために加圧することが有効だからである。但し、1.0MPa以上では、脱硫器の耐圧性の観点から、脱硫器のコストが高くなるなどのデメリットが生じる。好ましくは、0.2MPa以上、0.7MPa以下である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
[第一の実施形態]
図1は、本発明の第一実施形態を説明するための、水素製造装置の模式図である。
この水素製造装置1は、原料タンク11、脱硫器12、原料気化器13、改質器14、水タンク15及び蒸発器16を主な構成要素としている。この水素製造装置1においては、脱硫器12と原料気化器13を接続する管路から分岐して、原料タンク11に接続するバイパスライン18が設けられている。
【0015】
このバイパスライン18と脱硫器12と改質器14をつなぐ配管は、切換弁17で流れの方向を切り換えられ、起動時や装置停止時など、必要に応じて、脱硫器からの原料の流れを切り換えることができる。
なお、原料気化器13は、切換弁17の下流に設置することが必要である。脱硫器12を加圧する場合は、調圧弁V1などの圧力調節装置の下流にバイパスライン18を設けることが好ましい。
【0016】
原料タンク11には、大気圧下、常温で液相であるもの、たとえば、ナフサ,ガソリン,灯油,軽油などの炭化水素系燃料、メタノール,エタノールなどのアルコール系燃料、又は比較的低圧の加圧(1MPa未満)により液相になるLPG(液化石油ガス),DME(ジメチルエーテル)などの炭化水素もしくはエーテル系の燃料が投入される。
【0017】
脱硫器12は、改質器14内の改質触媒の硫黄被毒を防止するため、原料中の硫黄成分を除去するものである。
原料気化器13は、炭化水素などの原料を気化させ、蒸発器16から供給された水蒸気と混合して改質器14にこの混合原料を供給する。
改質器14は、炭化水素などの混合原料から、水素を発生させる装置であり、その内部には改質触媒が設けられている。
【0018】
次に、本実施形態にかかる水素製造方法を具体的に説明する。
(水素製造装置起動時)
水素製造装置1の起動時においては、脱硫器12、改質器14などを昇温する必要がある。このとき、脱硫器12内に原料が存在している場合は、昇温が完了するまで、切換弁17を切り換えて、原料の蒸気が、脱硫器12の出口から原料タンク11に向かうバイパスライン18を流れるようにしておく。
これにより、昇温時に脱硫器12から発生する原料の蒸気は、原料タンク11に戻されるため、改質器14に供給されることはない。したがって、改質器14の準備が整う前に、原料が混入することがないので、改質触媒の改質性能低下の問題が解消される。
【0019】
(脱硫工程)
脱硫器12の中には脱硫剤が充填されている。脱硫剤としては、たとえば、活性炭,ゼオライト又は金属系の吸着剤などが好ましい。原料が灯油などの重質の炭化水素である場合は、特開2001−279255号公報に示すように、Ni系脱硫剤が好ましい。
脱硫を行うためには、脱硫剤の脱硫機能が発揮できる温度にすることが必要である。たとえば、Ni系脱硫剤では、100℃以上に加熱することが好ましく、原料が灯油の場合、150℃以上、300℃以下とすることが好ましい。
脱硫器12を加熱するための方法としては、原料を脱硫器12に入る前に加熱する方法や、脱硫器12を外部から加熱する方法が有効である。
【0020】
脱硫剤の硫黄の吸着量を高め、改質触媒の長寿命化をはかるためには、原料の一部又は全部が、液相の状態で脱硫を行う。これにより、脱硫剤と原料の接触時間を長くでき、少ない量の脱硫剤で、原料中の硫黄濃度を低濃度まで下げることが可能となる。
接触時間をより長くするため、原料の流れを下から上へアップフローにして脱硫器内に液面を作る脱硫方法が好ましい。この場合、常時、脱硫器内に液相が存在することになる。
【0021】
原料の一部又は全部を液相にするには、上記の脱硫剤の性能が発揮できる温度において、原料の気化を抑制するため、脱硫器12内を加圧することが好ましい。この圧力は、使用する原料にもよるが、灯油を原料とする場合は、0.1MPa以上、1.0MPa未満が好ましい。1.0MPa以下では、耐圧性の観点からコストなどにおいてデメリットが生じる。
【0022】
なお、脱硫器12を加圧して、脱硫を行う場合、運転中に原料供給を低下(ターンダウン)させると、以下のような問題を生じる可能性がある。すなわち、脱硫器内に気相が一部存在する場合に、原料供給の低下により圧力の低下が生じると、その気相部が膨張するため、脱硫器中の気相部の体積が大きくなる。これにより、液相が脱硫器の外へ押し出される可能性がある。この場合、原料ポンプP1による原料の供給量は低下しているにもかかわらず、脱硫器12より出てくる原料の流量はポンプP1の設定値より多くなってしまう。
【0023】
通常、原料ポンプP1による原料供給を低下させるのにあわせて、水蒸気の供給を低下させるが、脱硫器12より出てくる原料の流量は、すぐには低下しない。このため、水蒸気と原料を構成する炭素のモル比であるスチーム/カーボン比(S/C比)が低下して、改質触媒の劣化を引き起こす可能性がある。
よって、原料ポンプによる原料の供給量を低下しても、一定時間水蒸気の供給量を維持するか、脱硫器からの原料の流出量を検知し水蒸気量を調整するか、又は、あらかじめ原料の流出量を予測しておき、改質触媒の保護に必要なS/C比を、常に維持できる水蒸気量を供給するなどの対策が必要である。
【0024】
改質触媒中の活性成分である活性金属成分は、原料中に、硫黄分が微量でも存在すると、この硫黄と結合し、時間とともに蓄積されていって、触媒が経時的に劣化する。このため、改質触媒を長期安定して使用するためには、原料中の硫黄成分を、0.2ppm以下にすることが好ましく、0.05ppm以下にすることが、特に好ましい。
【0025】
(改質工程)
脱硫工程の起動完了後、改質器14及び水蒸気の供給などの準備が整った後に、切換弁17を切り換えることにより、原料が、脱硫器12の出口から原料気化器13に向かう管路を流れるようにする。
脱硫工程を経た原料は、原料を改質器14に供給される前に、気化する必要がある。原料気化器13において、気化する方法としては、気化器13を外部から加熱して原料を気化する方法や、原料と混合する水蒸気や空気を所定温度に加熱しておき、原料と混合したときに熱を与えて気化させる方法などが考えられる。
【0026】
改質器14は、炭化水素などの原料から、水素を発生させる装置であり、その内部には改質触媒が設けられている。
燃料電池用などで、改質器を用いて水素を原料から製造する場合、通常、水蒸気改質法、部分酸化法、オートサーマルリフォーミング法のいずれかで行う。これらの反応法は、いずれも改質触媒を用いて行う。
改質触媒として、たとえば、Ru、Ph、Pt、Pdなどの貴金属や、Ni、Coなどの金属を活性金属成分として用いる。
【0027】
水蒸気改質法では、原料を水蒸気と混合し、改質触媒上で、700〜800℃程度、S/C比が、2〜4の条件で実施する。S/C比の値が高いほど、触媒上の炭素析出が抑制され改質触媒の長寿命化につながるが、水蒸気を過剰に発生させるためには、より多くの熱の投入が必要になり、装置の効率低下をまねく。そのため、通常は、触媒上の炭素析出が抑制できる最低限の値に設定される。この値は、使用する触媒で異なるが、S/C=2.5〜3.5程度である。
【0028】
部分酸化法は、原料に酸素(空気)を導入する方法で、通常、酸素と原料中の炭素のモル比(O/C比)は、0.4〜0.6、反応温度は800〜1000℃で行う。
オートサーマルリフォーミング法は、水蒸気改質と部分酸化を組合わせた方法で、通常、S/C比は、0.5〜4、O/C比は0.4〜0.6、反応温度は700〜900℃で行う。
【0029】
本実施形態では、蒸発器16から供給される水蒸気と気化した原料が、改質器14を通過することにより、水素リッチガスを製造する。
【0030】
(装置停止工程)
装置停止時には、原料ポンプP1による原料の供給を停止し、脱硫器12などの冷却をはじめる。このときは、切換弁17を切り換えて、原料が、脱硫器12の出口から原料タンク11に向かうバイパスライン18を流れるようにする。
これにより、脱硫器12の温度が下がるまでの間、発生する原料の蒸気は、バイパスライン18を通り原料タンク11に流れ込むため、原料が改質器14に流れ込むことはなくなる。したがって、脱硫器12が冷えるまでの間、改質触媒の保護のために行われていた水蒸気の供給及び改質器14の温度の保持に要する時間を短縮することができ、装置停止時間も短縮することができる。
【0031】
[第二の実施形態]
図2は、本発明の第二実施形態を説明するための、脱硫器を含む水素製造装置の模式図である。
この水素製造装置2は、原料タンク11、脱硫器12、原料気化器13、改質器14、水タンク15、蒸発器16及び脱硫器12と原料気化器13の間に設けられた補助タンク21を主な構成要素としている。
なお、図1に示す水素製造装置1と同一部分には同一の符号を付して、当該部分の詳しい説明は省略する。
【0032】
図2に示す水素製造装置2では、脱硫器12からのラインは、直接、改質器14には接続されず、補助タンク21に接続される。補助タンク21は、ポンプP3及び原料気化器13を介して改質器14に接続される。ここで、原料気化器13は、加圧スチームで気化させるとともに、スチームと原料の均一混合を図るために、補助タンク21の下流に設置する必要がある。
【0033】
ポンプP1,P3は、それぞれ原料タンク11と補助タンク21に設置される。これらのポンプP1,P3による原料供給は、連動させても良いし、別々でも良い。別々にした場合、補助タンク21が空にならないよう、補助タンク21中の原料レベルを検知し、原料タンク11から、脱硫器12を介して必要量の原料を供給するなどの手段が有効である。
本実施形態では、脱硫器12の運転と、改質器14の運転が切り離されているため、運転中に原料供給量を補助タンク21が空にならないように低下させれば、特別な対策を取る必要はない。
【0034】
これにより、起動時に脱硫器12から発生する原料の蒸気は、補助タンク21に流れ込み、タンク内に留まるため、改質器14に供給されることはない。したがって、改質器14の準備が整う前に、原料が混入することはないので、改質触媒の改質性能低下の問題が解消される。
また、脱硫器12の温度が下がるまでの間、発生する原料の蒸気は、補助タンク21に流れ込み、そこに留まる。したがって、改質器14に流れ込むことはなくなり、改質触媒保護のために行われていた、原料ポンプP1停止後の、水蒸気の供給及び改質器14の温度の保持に要する時間を短縮することができ、装置停止時間も短縮することができる。
【0035】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示す。
本実施例で使用した脱硫装置の構成を図3に示す。
脱硫装置3は、原料タンク11、脱硫器12及び原料トラップタンク31を主な構成要素としており、原料トラップタンク31側が、水素製造装置において、改質器へと続く管路となっている。脱硫器12と原料トラップタンク31の間には、脱硫器12と原料トラップタンク31を接続する管路から切換弁17を介して、原料タンク11に接続するバイパスライン18が分岐して設けられている。これにより、切換弁17を切り換えることにより、原料トラップタンク31側と原料タンク11側に流れを切り換えることができる。
なお、脱硫器12は電気ヒーター32で加熱する。
この脱硫装置3を使用して、装置起動時及び停止時における、脱硫器12からの原料の流出を観測した。実験条件は以下の通りである。
【0036】
原料:灯油(JIS 1号)を使用した。この灯油の硫黄分は48重量ppmであった。
脱硫器:内径7cm、長さ約80cmの円筒形のものを用い、脱硫器入口、出口に焼結金属フィルター(口径:100μm)を配した。
脱硫剤:Niを金属換算で70重量%含有するNi系脱硫剤を使用した。
この脱硫剤3Lを、脱硫器に充填し、300℃で予め水素還元した。
その後、室温にて脱硫剤層が完全に灯油に満たされるよう、予め脱硫した灯油を脱硫器に供給した。これにより、脱硫剤の酸化を防止することができる。本実験では、脱硫器内部を完全に液封した状態にした。
脱硫条件:脱硫圧力を0.2MPa、温度を200℃、灯油の液基準空間速度(LHSV)=0.1h−1 とした。
【0039】
・起動実験
起動前の脱硫器の内部は、常圧、室温であった。起動前に切換弁17を切り換え、灯油が、脱硫器12からバイパスライン18に流れるようにした。脱硫器出口ラインの調圧弁V1は、脱硫器12内の圧力が0.2MPaになるよう設定した。
その後、脱硫器12の加熱を開始したところ、温度上昇とともに、脱硫器内の圧力が上昇し、150℃の時点で0.2MPaに達した。この時点から、バイパスライン18に灯油が流れ始め、脱硫器12の温度が、所定の200℃に達するまでに、バイパスライン18から原料タンク11には、30ccの灯油が流入した。
この状態で、切換弁17を切り換え、原料トラップタンク31側に切り換え、5cc/minで灯油をポンプP1で供給した。ポンプ起動直後から、応答時間が遅れることなく、5cc/minの流量で安定して燃料とトラップタンク31に脱硫器12から灯油が流出することを確認した。
【0037】
以上のことから、原料トラップタンク31の代わりに改質器が接続されている場合であっても、起動時に、改質器へ灯油が流入することはなく、また、脱硫器12と改質器の準備ができてから、切換弁17を切り換えて、改質器と接続し、原料をポンプP1で所定量供給すれば、応答時間の遅れなく、改質器に脱硫した灯油を供給できることが確認できた。
【0038】
・停止実験
上記の5cc/minでの運転を実施した後、停止操作を実施した。まず、ポンプP1による灯油の供給を停止し、脱硫器12の電気ヒーター32の加熱をカットした。
次に切換弁17を切り換え、バイパスライン18側に接続した。脱硫器12が冷却されるまで約20分間、バイパスライン18から灯油が流出し、その量は20ccであった。
バイパスライン18に接続しない場合は、灯油供給を停止してから水蒸気の供給停止まで30分必要であるが、バイパスライン18に接続した場合は、水蒸気の停止までに要する時間は10分であり、大幅な時間短縮を達成できた。
この結果、改質器14に接続したままだと、灯油が流出している間は、水蒸気の供給をカットできないが、上記のようにバイパスライン18に接続すれば、改質器14への水蒸気の供給を短時間で停止でき、且つ改質器14の加熱を停止できることが判明した。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、水素製造装置の起動時及び停止時において、原料蒸気が改質器に供給されることを防止し、改質触媒の劣化防止及び停止時間の短縮が可能な水素製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水素製造方法の第一実施形態を説明するための、脱硫器を含む水素製造装置の模式図である。
【図2】本発明の水素製造方法の第二実施形態を説明するための、脱硫器を含む水素製造装置の模式図である。
【図3】実施例で使用した脱硫装置の模式図である。
【符号の説明】
1、2 水素製造装置
11 原料タンク
12 脱硫器
13 原料気化器
14 改質器
15 水タンク
16 蒸発器
17 切換弁
18 バイパスライン
21補助タンク
3 脱硫装置
31 原料トラップタンク
32 電気ヒーター
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrogen production method performed at the time of production of hydrogen for fuel cells , and more particularly to a hydrogen production method for preventing deterioration of a reforming catalyst when a hydrogen production apparatus is started and stopped.
[0002]
[Prior art]
When hydrogen is produced by means such as a steam reforming method or an autothermal reforming method, hydrogen is generated by passing a raw material such as a hydrocarbon through a reformer having a reforming catalyst.
At this time, normally, in order to prevent deterioration of the reforming catalyst due to sulfur poisoning, a desulfurizer is connected in front of the reformer to reduce the sulfur content in the raw material to an allowable concentration or less.
[0003]
The desulfurization method includes a method in which the raw material is in a liquid phase or a gas phase. However, when the liquid phase is used, the contact time of the raw material with the desulfurizing agent can be increased, and the life of the desulfurizing agent can be extended. This is advantageous for downsizing of the vessel.
As a method for performing desulfurization in a liquid phase, for example, a kerosene fraction refined to have a sulfur content of 10 ppm or less is used as a raw material, and a raw material using a Ni-based sorbent at a pressure of atmospheric pressure to less than 1 MPa. There is a method of desulfurizing the kerosene fraction at a temperature of 150 to 300 ° C. (JP-A-1-188404).
In order to further increase the contact time of the raw material with the desulfurizing agent, a so-called up-flow in which the raw material is flowed upward from the bottom of the desulfurizer is effective.
[0004]
By the way, in a desulfurizer in which a part or all of the raw material is desulfurized in a liquid phase state, particularly in the case of upflow, a case where the raw material is always present in the liquid phase in the desulfurizer can be considered. In this case, when starting up the apparatus, when the temperature of the desulfurizer is cooled to a predetermined temperature, a part of the raw material existing in the desulfurizer may become steam.
In this case, since the conventional desulfurizer is directly connected to the reformer, even when the reforming catalyst is not heated to a predetermined temperature and the catalyst function is not exerted, the raw material steam is still in the reformer. There was a problem that would be introduced.
[0005]
Further, at the time of start-up, it is considered that the supply of water vapor, which is important for suppressing carbon deposition, to the reforming catalyst is less than a predetermined amount. When the raw material is introduced in such a state, the raw material is supplied onto the reforming catalyst. Or the deposition of carbon is promoted and the reforming performance of the catalyst is deteriorated.
Furthermore, when the operation is stopped, even if the raw material supply to the desulfurizer is cut, a part of the raw material may become steam and continue to be introduced into the reformer until the desulfurizer cools. . However, during this period, in order to protect the reforming catalyst, the temperature of the reformer cannot be lowered or the supply of steam cannot be stopped.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention prevents the raw material vapor from being supplied to the reformer at the start and stop of the hydrogen production apparatus, and prevents deterioration of the reforming catalyst and shortens the stop time. An object is to provide a method for producing hydrogen .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present inventor makes it possible to separate the desulfurizer and the reformer as necessary, so that the raw material is not supplied to the reformer when the hydrogen production apparatus is started and stopped. As a result, the inventors have found that this is effective for solving the above-described problems, and have completed the present invention.
[0008]
That is, the invention described in claim 1 includes a desulfurizer in which a part or all of the raw material is desulfurized in a liquid state, a reformer that generates hydrogen from the raw material desulfurized by the desulfurizer, In a hydrogen production method using a hydrogen production apparatus having an auxiliary tank provided in a line for supplying a raw material from a desulfurizer to the reformer, an auxiliary is provided for the line for supplying the raw material from the desulfurizer to the reformer. A tank and a pump are provided, and before the preparation of the reformer at the start of the hydrogen production apparatus, the supply of the raw material by the pump is stopped, and the raw material vapor supplied from the desulfurizer is supplied to the auxiliary tank. The raw material is stored so as not to flow into the reformer, and after the reformer is ready, the raw material is supplied from the auxiliary tank to the reformer by the pump , When stopped , The pump supply of the raw material is stopped by the raw material in the reservoir the vapor of raw material supplied from the desulfurizer to said auxiliary tank to prevent flow into the reformer, the reforming catalyst in the reformer This is a hydrogen production method that does not require heat insulation for protection.
[0009]
Here, it is preferable to detect a raw material level in the auxiliary tank and supply the raw material from the raw material tank via a desulfurizer so that the auxiliary tank does not become empty.
[0010]
The invention according to claim 3 includes a desulfurizer in which a part or all of the raw material is desulfurized in a liquid phase state, and a reformer that generates hydrogen from the raw material desulfurized by the desulfurizer. In the hydrogen production method using the hydrogen production apparatus, a line for supplying the raw material from the desulfurizer to the reformer is provided with a bypass line for returning the raw material from the desulfurizer to the raw material tank via a switching valve, Before preparation of the reformer at the start of the hydrogen production apparatus, the raw material vapor supplied from the desulfurizer is returned to the raw material tank by the bypass line so that the raw material does not flow into the reformer, After the preparation of the reformer, the switching valve is switched to supply raw material steam from the desulfurizer to the reformer, and when the hydrogen production apparatus is stopped, the switching valve is switched to switch the switching valve. Desulfurization A hydrogen production method in which the steam of the raw material supplied from the fuel is returned to the raw material tank by the bypass line so that the raw material does not flow into the reformer, and heat insulation for protecting the reforming catalyst in the reformer is unnecessary It is as.
[0011]
According to these inventions, when the apparatus is started up, the partially evaporated raw material in the desulfurizer is reformed until the temperature rise of the reformer is completed and the reforming catalyst can function. Can be prevented from flowing into the vessel. Therefore, the problem that the raw material adheres on the reforming catalyst and the problem that the carbon deposition is accelerated and the performance of the catalyst deteriorates rapidly can be solved.
Further, even when the operation of the apparatus is stopped, it is possible to prevent the raw material steam that has been generated until the desulfurizer cools after the supply of the raw material to the desulfurizer is stopped from flowing into the reformer. . Therefore, it is possible to shorten the time required for supplying steam and maintaining the temperature of the reformer, which has been performed for the protection of the reforming catalyst until the desulfurizer is cooled, and shortening the apparatus stop time. Can do.
[0012]
In the above hydrogen production method , the raw material is in a liquid phase at normal temperature under atmospheric pressure, for example, a hydrocarbon fuel such as naphtha, gasoline, kerosene, and light oil, an alcohol fuel such as methanol and ethanol, or a comparison A hydrocarbon or ether-based fuel such as LPG (liquefied petroleum gas) or DME (dimethyl ether), which becomes a liquid phase when pressurized under a low pressure (less than 1 MPa), is used. Of these, inexpensive kerosene is preferred because of its supply system.
[0013]
Moreover, when kerosene is used as a raw material, the desulfurization conditions are preferably such that the desulfurization temperature is 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. This is because it is necessary to set the temperature so that the desulfurization function of the desulfurization agent can be exhibited. For example, with a Ni-based desulfurizing agent, it is preferable to heat to 100 ° C or higher.
Further, the desulfurization pressure is preferably 0.1 MPa or more and less than 1.0 MPa. This is because it is effective to apply pressure in order to suppress the vaporization of kerosene at a temperature at which desulfurization performance can be exhibited. However, at 1.0 MPa or more, there are disadvantages such as an increase in the cost of the desulfurizer from the viewpoint of pressure resistance of the desulfurizer. Preferably, it is 0.2 MPa or more and 0.7 MPa or less.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the present invention is not limited to these embodiments.
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic view of a hydrogen production apparatus for explaining a first embodiment of the present invention.
The hydrogen production apparatus 1 includes a raw material tank 11, a desulfurizer 12, a raw material vaporizer 13, a reformer 14, a water tank 15, and an evaporator 16 as main components. In this hydrogen production apparatus 1, a bypass line 18 that branches from a pipe line connecting the desulfurizer 12 and the raw material vaporizer 13 and connects to the raw material tank 11 is provided.
[0015]
The piping connecting the bypass line 18, the desulfurizer 12 and the reformer 14 can be switched in the flow direction by the switching valve 17, and the flow of the raw material from the desulfurizer can be changed when necessary, such as when starting or when the apparatus is stopped. Can be switched.
The raw material vaporizer 13 needs to be installed downstream of the switching valve 17. When pressurizing the desulfurizer 12, it is preferable to provide the bypass line 18 downstream of the pressure control device such as the pressure regulating valve V1.
[0016]
The raw material tank 11 is in a liquid phase at atmospheric temperature under atmospheric pressure, for example, hydrocarbon fuels such as naphtha, gasoline, kerosene and light oil, alcohol fuels such as methanol and ethanol, or relatively low pressure pressurization. A hydrocarbon or ether-based fuel such as LPG (liquefied petroleum gas), DME (dimethyl ether), etc., which becomes a liquid phase due to (less than 1 MPa) is charged.
[0017]
The desulfurizer 12 removes sulfur components in the raw material in order to prevent sulfur poisoning of the reforming catalyst in the reformer 14.
The raw material vaporizer 13 vaporizes a raw material such as hydrocarbon, mixes it with water vapor supplied from the evaporator 16, and supplies this mixed raw material to the reformer 14.
The reformer 14 is a device that generates hydrogen from a mixed raw material such as hydrocarbon, and a reforming catalyst is provided therein.
[0018]
Next, the hydrogen production method according to this embodiment will be specifically described.
(At the time of hydrogen production equipment startup)
When the hydrogen production apparatus 1 is started, it is necessary to raise the temperature of the desulfurizer 12, the reformer 14, and the like. At this time, if the raw material is present in the desulfurizer 12, the switching valve 17 is switched until the temperature rise is completed, and the raw material vapor flows from the outlet of the desulfurizer 12 toward the raw material tank 11. Keep flowing.
Thus, the raw material vapor generated from the desulfurizer 12 at the time of temperature rise is returned to the raw material tank 11 and is not supplied to the reformer 14. Accordingly, since the raw material is not mixed before the preparation of the reformer 14 is completed, the problem of deterioration of the reforming performance of the reforming catalyst is solved.
[0019]
(Desulfurization process)
The desulfurizer 12 is filled with a desulfurizing agent. As the desulfurizing agent, for example, activated carbon, zeolite, or a metal-based adsorbent is preferable. When the raw material is a heavy hydrocarbon such as kerosene, a Ni-based desulfurizing agent is preferable as disclosed in JP-A-2001-279255.
In order to perform desulfurization, it is necessary to set the temperature so that the desulfurization function of the desulfurizing agent can be exhibited. For example, with a Ni-based desulfurizing agent, it is preferable to heat to 100 ° C. or higher, and when the raw material is kerosene, it is preferably set to 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
As a method for heating the desulfurizer 12, a method of heating the raw material before entering the desulfurizer 12 and a method of heating the desulfurizer 12 from the outside are effective.
[0020]
In order to increase the sulfur adsorption amount of the desulfurizing agent and extend the life of the reforming catalyst, part or all of the raw material is desulfurized in a liquid phase. Thereby, the contact time between the desulfurizing agent and the raw material can be lengthened, and the sulfur concentration in the raw material can be lowered to a low concentration with a small amount of the desulfurizing agent.
In order to make the contact time longer, a desulfurization method in which the flow of the raw material is made to flow upward from the bottom to form a liquid surface in the desulfurizer is preferable. In this case, a liquid phase always exists in the desulfurizer.
[0021]
In order to make part or all of the raw material into a liquid phase, it is preferable to pressurize the desulfurizer 12 at a temperature at which the performance of the desulfurizing agent can be exhibited in order to suppress the vaporization of the raw material. This pressure depends on the raw material used, but when kerosene is used as the raw material, it is preferably 0.1 MPa or more and less than 1.0 MPa. When the pressure is 1.0 MPa or less, there is a demerit in cost and the like from the viewpoint of pressure resistance.
[0022]
When desulfurization is performed by pressurizing the desulfurizer 12, if the raw material supply is reduced (turned down) during operation, the following problems may occur. That is, when a part of the gas phase is present in the desulfurizer, if the pressure is reduced due to a decrease in the supply of the raw material, the gas phase part expands, so that the volume of the gas phase part in the desulfurizer increases. As a result, the liquid phase may be pushed out of the desulfurizer. In this case, although the supply amount of the raw material by the raw material pump P1 is decreasing, the flow rate of the raw material coming out of the desulfurizer 12 becomes larger than the set value of the pump P1.
[0023]
Normally, the supply of water vapor is reduced as the supply of raw material by the raw material pump P1 is reduced, but the flow rate of the raw material coming out of the desulfurizer 12 is not immediately reduced. For this reason, the steam / carbon ratio (S / C ratio), which is the molar ratio of water vapor to the carbon constituting the raw material, may be reduced, leading to deterioration of the reforming catalyst.
Therefore, even if the supply amount of the raw material by the raw material pump is reduced, the supply amount of water vapor is maintained for a certain period of time, the flow amount of the raw material from the desulfurizer is detected and the water vapor amount is adjusted, or the raw material flow is It is necessary to take measures such as predicting the amount and supplying an amount of water vapor that can always maintain the S / C ratio necessary for protecting the reforming catalyst.
[0024]
If the active metal component, which is an active component in the reforming catalyst, is present in the raw material even if a small amount of sulfur is present, it binds to the sulfur and accumulates with time, and the catalyst deteriorates with time. For this reason, in order to use the reforming catalyst stably for a long period of time, the sulfur component in the raw material is preferably 0.2 ppm or less, particularly preferably 0.05 ppm or less.
[0025]
(Reforming process)
After the start of the desulfurization process is completed, the preparation of the reformer 14 and the supply of steam is completed, and then the switching valve 17 is switched so that the raw material flows through the pipeline from the outlet of the desulfurizer 12 to the raw material vaporizer 13. Like that.
The raw material that has undergone the desulfurization step needs to be vaporized before the raw material is supplied to the reformer 14. In the raw material vaporizer 13, as a method of vaporizing, the vaporizer 13 is heated from the outside to vaporize the raw material, or when steam or air mixed with the raw material is heated to a predetermined temperature and mixed with the raw material A method of vaporizing by applying heat can be considered.
[0026]
The reformer 14 is a device that generates hydrogen from a raw material such as a hydrocarbon, and a reforming catalyst is provided therein.
When hydrogen is produced from a raw material using a reformer for a fuel cell or the like, it is usually performed by any one of a steam reforming method, a partial oxidation method, and an autothermal reforming method. All of these reaction methods are performed using a reforming catalyst.
As the reforming catalyst, for example, a noble metal such as Ru, Ph, Pt, or Pd, or a metal such as Ni or Co is used as the active metal component.
[0027]
In the steam reforming method, the raw material is mixed with steam, and the reaction is carried out on the reforming catalyst at a temperature of about 700 to 800 ° C. and an S / C ratio of 2 to 4. The higher the S / C ratio value, the more carbon deposition on the catalyst is suppressed and the life of the reforming catalyst is extended. However, in order to generate excessive steam, more heat must be input, This will reduce the efficiency of the equipment. Therefore, it is usually set to a minimum value that can suppress carbon deposition on the catalyst. This value varies depending on the catalyst used, but is about S / C = 2.5 to 3.5.
[0028]
The partial oxidation method is a method of introducing oxygen (air) into a raw material. Usually, the molar ratio of oxygen to carbon in the raw material (O 2 / C ratio) is 0.4 to 0.6, and the reaction temperature is 800 to 800. Perform at 1000 ° C.
The autothermal reforming method is a method in which steam reforming and partial oxidation are combined. Usually, the S / C ratio is 0.5 to 4, the O 2 / C ratio is 0.4 to 0.6, and the reaction temperature. Is performed at 700 to 900 ° C.
[0029]
In the present embodiment, the water vapor supplied from the evaporator 16 and the vaporized raw material pass through the reformer 14 to produce a hydrogen rich gas.
[0030]
(Device stop process)
When the apparatus is stopped, the supply of the raw material by the raw material pump P1 is stopped, and cooling of the desulfurizer 12 and the like is started. At this time, the switching valve 17 is switched so that the raw material flows through the bypass line 18 from the outlet of the desulfurizer 12 toward the raw material tank 11.
Thus, since the raw material vapor flows through the bypass line 18 into the raw material tank 11 until the temperature of the desulfurizer 12 decreases, the raw material does not flow into the reformer 14. Therefore, it is possible to shorten the time required for supplying steam and maintaining the temperature of the reformer 14 that is performed for protecting the reforming catalyst until the desulfurizer 12 is cooled, and also shortening the apparatus stop time. can do.
[0031]
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic view of a hydrogen production apparatus including a desulfurizer for explaining a second embodiment of the present invention.
The hydrogen production apparatus 2 includes a raw material tank 11, a desulfurizer 12, a raw material vaporizer 13, a reformer 14, a water tank 15, an evaporator 16, and an auxiliary tank 21 provided between the desulfurizer 12 and the raw material vaporizer 13. Is the main component.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the hydrogen production apparatus 1 shown in FIG. 1, and detailed description of the said part is abbreviate | omitted.
[0032]
In the hydrogen production apparatus 2 shown in FIG. 2, the line from the desulfurizer 12 is not directly connected to the reformer 14 but is connected to the auxiliary tank 21. The auxiliary tank 21 is connected to the reformer 14 via the pump P3 and the raw material vaporizer 13. Here, the raw material vaporizer 13 needs to be installed downstream of the auxiliary tank 21 in order to vaporize with pressurized steam and to uniformly mix the steam and the raw material.
[0033]
The pumps P1 and P3 are installed in the raw material tank 11 and the auxiliary tank 21, respectively. The raw material supply by these pumps P1 and P3 may be interlocked or may be separate. When separated, the means for detecting the raw material level in the auxiliary tank 21 and supplying the necessary amount of raw material from the raw material tank 11 via the desulfurizer 12 is effective so that the auxiliary tank 21 does not become empty. .
In the present embodiment, since the operation of the desulfurizer 12 and the operation of the reformer 14 are separated, special measures can be taken if the raw material supply amount is reduced during operation so that the auxiliary tank 21 does not become empty. There is no need to take.
[0034]
Thereby, the raw material steam generated from the desulfurizer 12 at the start-up flows into the auxiliary tank 21 and stays in the tank, so that it is not supplied to the reformer 14. Therefore, since the raw material is not mixed before the preparation of the reformer 14 is completed, the problem of deterioration of the reforming performance of the reforming catalyst is solved.
Further, until the temperature of the desulfurizer 12 decreases, the generated raw material steam flows into the auxiliary tank 21 and remains there. Therefore, it does not flow into the reformer 14, and shortens the time required to supply the steam and maintain the temperature of the reformer 14 after stopping the raw material pump P1, which has been performed to protect the reforming catalyst. And the apparatus stop time can be shortened.
[0035]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
The configuration of the desulfurization apparatus used in this example is shown in FIG.
The desulfurization apparatus 3 includes a raw material tank 11, a desulfurizer 12, and a raw material trap tank 31 as main components, and the raw material trap tank 31 side is a pipe line that leads to the reformer in the hydrogen production apparatus. Between the desulfurizer 12 and the raw material trap tank 31, a bypass line 18 connected to the raw material tank 11 is branched from a pipe line connecting the desulfurizer 12 and the raw material trap tank 31 via the switching valve 17. Yes. Thereby, by switching the switching valve 17, the flow can be switched between the raw material trap tank 31 side and the raw material tank 11 side.
The desulfurizer 12 is heated by an electric heater 32.
Using this desulfurization apparatus 3, the outflow of the raw material from the desulfurizer 12 was observed when the apparatus was started and stopped. The experimental conditions are as follows.
[0036]
Raw material: Kerosene (JIS No. 1) was used. This kerosene had a sulfur content of 48 ppm by weight.
Desulfurizer: A cylindrical one having an inner diameter of 7 cm and a length of about 80 cm was used, and a sintered metal filter (diameter: 100 μm) was disposed at the inlet and outlet of the desulfurizer.
Desulfurization agent: A Ni-based desulfurization agent containing 70% by weight of Ni in terms of metal was used.
3 L of this desulfurizing agent was filled in a desulfurizer and previously hydrogen reduced at 300 ° C.
Thereafter, kerosene desulfurized in advance was supplied to the desulfurizer so that the desulfurizing agent layer was completely filled with kerosene at room temperature. Thereby, the oxidation of the desulfurizing agent can be prevented. In this experiment, the inside of the desulfurizer was completely liquid-sealed.
Desulfurization conditions: the desulfurization pressure was 0.2 MPa, the temperature was 200 ° C., and the liquid reference space velocity (LHSV) of kerosene was 0.1 h −1 .
[0039]
・ Start-up experiment The inside of the desulfurizer before start-up was at normal pressure and room temperature. Before the start-up, the switching valve 17 is switched so that kerosene flows from the desulfurizer 12 to the bypass line 18. The pressure regulating valve V1 in the desulfurizer outlet line was set so that the pressure in the desulfurizer 12 was 0.2 MPa.
After that, when the heating of the desulfurizer 12 was started, the pressure in the desulfurizer increased as the temperature rose and reached 0.2 MPa at 150 ° C. From this point, kerosene began to flow into the bypass line 18 and 30 cc of kerosene flowed into the raw material tank 11 from the bypass line 18 until the temperature of the desulfurizer 12 reached a predetermined 200 ° C.
In this state, the switching valve 17 was switched and switched to the raw material trap tank 31 side, and kerosene was supplied by the pump P1 at 5 cc / min. It was confirmed that the kerosene flowed out from the desulfurizer 12 to the fuel and trap tank 31 stably at a flow rate of 5 cc / min without delay in response time immediately after the pump was started.
[0037]
From the above, even when a reformer is connected instead of the raw material trap tank 31, kerosene does not flow into the reformer at startup, and the desulfurizer 12 and the reformer After the preparation is completed, it is confirmed that the desulfurized kerosene can be supplied to the reformer without delay in response time by switching the switching valve 17 and connecting it to the reformer and supplying a predetermined amount of raw material with the pump P1. did it.
[0038]
Stop experiment After the above operation at 5 cc / min, the stop operation was performed. First, the supply of kerosene by the pump P1 was stopped, and the heating of the electric heater 32 of the desulfurizer 12 was cut.
Next, the switching valve 17 was switched and connected to the bypass line 18 side. Kerosene flowed out of the bypass line 18 for about 20 minutes until the desulfurizer 12 was cooled, and its amount was 20 cc.
When not connected to the bypass line 18, it takes 30 minutes from the stop of kerosene supply to the stop of steam supply, but when connected to the bypass line 18, the time required to stop the steam is 10 minutes, A significant time saving was achieved.
As a result, if it is left connected to the reformer 14, the supply of steam cannot be cut while the kerosene is flowing out, but if it is connected to the bypass line 18 as described above, the steam to the reformer 14 It has been found that the supply of can be stopped in a short time and heating of the reformer 14 can be stopped.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a hydrogen production method capable of preventing the raw material steam from being supplied to the reformer at the start and stop of the hydrogen production apparatus , preventing deterioration of the reforming catalyst, and shortening the stop time. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a hydrogen production apparatus including a desulfurizer for explaining a first embodiment of the hydrogen production method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a hydrogen production apparatus including a desulfurizer for explaining a second embodiment of the hydrogen production method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a desulfurization apparatus used in Examples.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Hydrogen production apparatus 11 Raw material tank 12 Desulfurizer 13 Raw material vaporizer 14 Reformer 15 Water tank 16 Evaporator 17 Switching valve 18 Bypass line 21 Auxiliary tank 3 Desulfurization apparatus 31 Raw material trap tank 32 Electric heater

Claims (5)

原料の一部又は全部が、液相の状態で脱硫される脱硫器と、この脱硫器により脱硫された原料から水素を発生させる改質器とを有する水素製造装置を用いた水素の製造方法において、
前記脱硫器から前記改質器へ原料を供給するラインに補助タンクとポンプを設け、
前記水素製造装置の起動時における前記改質器の準備が整う前は、前記ポンプによる原料の供給を停止させ、前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記補助タンクに溜めて原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器の準備が整った後は、前記ポンプによって前記補助タンクから前記改質器へ原料を供給するとともに、
前記水素製造装置の停止時には、前記ポンプによる原料の供給を停止させ、前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記補助タンクに溜めて原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器における改質触媒の保護のための保温を不要としたことを特徴とする水素製造方法。
In a hydrogen production method using a hydrogen production apparatus having a desulfurizer in which part or all of a raw material is desulfurized in a liquid phase and a reformer that generates hydrogen from the raw material desulfurized by the desulfurizer ,
An auxiliary tank and a pump are provided in a line for supplying raw materials from the desulfurizer to the reformer,
Before the reformer is ready at the time of startup of the hydrogen production apparatus, the supply of the raw material by the pump is stopped, and the raw material vapor supplied from the desulfurizer is stored in the auxiliary tank so that the raw material is reformed. After the reformer is ready, the raw material is supplied from the auxiliary tank to the reformer by the pump.
When the hydrogen production apparatus is stopped, the supply of the raw material by the pump is stopped, the vapor of the raw material supplied from the desulfurizer is accumulated in the auxiliary tank so that the raw material does not flow into the reformer, and the reforming is performed. A method for producing hydrogen, characterized by eliminating the need for heat insulation for protecting the reforming catalyst in the reactor.
前記補助タンクが空にならないよう、前記補助タンク中の原料レベルを検知し、原料タンクから、脱硫器を介して原料を供給することを特徴とする請求項1に記載の水素製造方法。  2. The hydrogen production method according to claim 1, wherein the raw material level in the auxiliary tank is detected so that the auxiliary tank does not become empty, and the raw material is supplied from the raw material tank via a desulfurizer. 原料の一部又は全部が、液相の状態で脱硫される脱硫器と、この脱硫器により脱硫された原料から水素を発生させる改質器とを有する水素製造装置を用いた水素の製造方法において、
前記脱硫器から前記改質器へ原料を供給するラインに、切換弁を介して前記脱硫器からの原料を原料タンクへ戻すバイパスラインを設け、
前記水素製造装置の起動時における前記改質器の準備が整う前は、前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記バイパスラインによって原料タンクへ戻して原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器の準備が整った後は、前記切換弁を切り換えて前記脱硫器から前記改質器に原料の蒸気を供給するとともに、
前記水素製造装置の停止時には、前記切換弁を切り換えて前記脱硫器から供給される原料の蒸気を前記バイパスラインによって原料タンクへ戻して原料が前記改質器に流れ込まないようにし、前記改質器における改質触媒の保護のための保温を不要としたことを特徴とする水素製造方法。
In a hydrogen production method using a hydrogen production apparatus having a desulfurizer in which part or all of a raw material is desulfurized in a liquid phase and a reformer that generates hydrogen from the raw material desulfurized by the desulfurizer ,
A line for supplying the raw material from the desulfurizer to the reformer is provided with a bypass line for returning the raw material from the desulfurizer to the raw material tank via a switching valve,
Before preparation of the reformer at the start of the hydrogen production apparatus, the raw material vapor supplied from the desulfurizer is returned to the raw material tank by the bypass line so that the raw material does not flow into the reformer. After the preparation of the reformer, the switching valve is switched to supply the raw material steam from the desulfurizer to the reformer,
When the hydrogen production apparatus is stopped, the switching valve is switched to return the raw material vapor supplied from the desulfurizer to the raw material tank by the bypass line so that the raw material does not flow into the reformer, and the reformer A method for producing hydrogen, characterized in that no heat retention for protecting the reforming catalyst is required.
前記原料が、灯油であり、脱硫圧力が0.1MPa以上、1.0MPa未満、かつ脱硫温度が150℃以上、300℃以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の水素製造方法。  The raw material is kerosene, a desulfurization pressure is 0.1 MPa or more and less than 1.0 MPa, and a desulfurization temperature is 150 ° C. or more and 300 ° C. or less. Hydrogen production method. 前記脱硫器内の脱硫剤が、Ni系脱硫剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の水素製造方法。  The hydrogen production method according to claim 1, wherein the desulfurization agent in the desulfurizer is a Ni-based desulfurization agent.
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