JP7446124B2 - Composite production system - Google Patents
Composite production system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7446124B2 JP7446124B2 JP2020026879A JP2020026879A JP7446124B2 JP 7446124 B2 JP7446124 B2 JP 7446124B2 JP 2020026879 A JP2020026879 A JP 2020026879A JP 2020026879 A JP2020026879 A JP 2020026879A JP 7446124 B2 JP7446124 B2 JP 7446124B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- flow rate
- containing gas
- supply line
- gas
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by decomposition of inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
- C07C1/12—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon dioxide with hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C31/02—Monohydroxylic acyclic alcohols
- C07C31/04—Methanol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/09—Preparation of ethers by dehydration of compounds containing hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
- C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
- C07C9/04—Methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
本開示は、二酸化炭素と水素の合成物を生産するための合成物生産システムに関する。 The present disclosure relates to a composite production system for producing a composite of carbon dioxide and hydrogen.
地球温暖化の防止策として、二酸化炭素を回収して、それを水素と化学反応させて合成物(燃料、化学素材等)の資源として活用することが提案されている。例えば、特許文献1には、水分解によって得られた水素と、発電設備の排ガスから分離した二酸化炭素とを合成し、燃料を生成するシステムが開示されている。
As a measure to prevent global warming, it has been proposed to recover carbon dioxide, cause it to undergo a chemical reaction with hydrogen, and use it as a resource for synthetic products (fuel, chemical materials, etc.). For example,
特許文献1のように、水素を水分解によって生成する場合、そのためのエネルギーが必要である。ここで、水分解のエネルギーとして再生可能エネルギーを利用する場合、地球温暖化を防止する目的に適している。しかしながら、再生可能エネルギーは、外部環境によって変動する場合があるため、再生可能エネルギーを利用して生成した水素を安定供給することが困難である。その結果、合成プラントの稼働率が低下してしまう。
When hydrogen is generated by water decomposition as in
再生可能エネルギーを利用して生成した水素をより安定的に供給するためには、水素を貯蔵するための貯蔵装置を設けることが考えられる。しかし、このような貯蔵装置は高価であるため、コストが高くなってしまう。 In order to more stably supply hydrogen generated using renewable energy, it is conceivable to provide a storage device for storing hydrogen. However, such storage devices are expensive, resulting in high costs.
上述の事情に鑑みて、本開示は、コストの増加を抑えつつ、合成プラントの稼働率を向上させることが可能な合成物生産システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present disclosure is to provide a synthetic product production system that can improve the operating rate of a synthesis plant while suppressing an increase in cost.
本開示に係る合成物生産システムは、
原料処理由来の水素含有ガスが供給される第1供給ラインと、
再生可能エネルギーを用いて生成された水素ガスが供給される第2供給ラインと、
供給された水素を二酸化炭素と合成することによって合成物を生産するように構成された合成プラントと、
前記水素ガスの供給量に応じて前記水素含有ガスの供給量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備える。
The compound production system according to the present disclosure includes:
a first supply line to which hydrogen-containing gas derived from raw material processing is supplied;
a second supply line to which hydrogen gas generated using renewable energy is supplied;
a synthesis plant configured to produce a composite by synthesizing the supplied hydrogen with carbon dioxide;
a flow rate adjustment device configured to adjust the supply amount of the hydrogen-containing gas according to the supply amount of the hydrogen gas;
Equipped with
本開示によれば、合成物生産システムにおいて、コストの増加を抑えつつ、合成物の生産に必要な水素をより安定的に供給することが可能となる。 According to the present disclosure, in a compound production system, it is possible to more stably supply hydrogen necessary for production of a compound while suppressing an increase in cost.
以下、添付図面を参照して幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Some embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangement, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the invention thereto, and are merely illustrative examples. .
For example, expressions expressing relative or absolute positioning such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""centered,""concentric," or "coaxial" are strictly In addition to representing such an arrangement, it also represents a state in which they are relatively displaced with a tolerance or an angle or distance that allows the same function to be obtained.
For example, expressions such as "same,""equal," and "homogeneous" that indicate that things are in an equal state do not only mean that things are exactly equal, but also have tolerances or differences in the degree to which the same function can be obtained. It also represents the existing state.
For example, expressions expressing shapes such as squares and cylinders do not only refer to shapes such as squares and cylinders in a strict geometric sense, but also include uneven parts and chamfers to the extent that the same effect can be obtained. Shapes including parts, etc. shall also be expressed.
On the other hand, the expressions "comprising,""comprising,""comprising,""containing," or "having" one component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components.
(合成物生産システムの構成)
以下、実施形態に係る合成物生産システム1の構成について説明する。図1は、一実施形態に係る合成物生産システム1(1A)の構成を概略的に示す図である。図2は、一実施形態に係る合成物生産システム1(1B)の構成を概略的に示す図である。図3は、一実施形態に係る合成物生産システム1(1C)の構成を概略的に示す図である。なお、これらの図において、実線矢印は、配管(例えばガスの供給ライン)を示し、破線矢印は、センサの信号又は制御信号を示している。
(Configuration of composite production system)
The configuration of the
図1~図3に示すように、合成物生産システム1(1A、1B、1C)は、原料処理由来の水素含有ガスが供給される第1供給ライン11と、再生可能エネルギーを用いて生成された水素ガスが供給される第2供給ライン12と、二酸化炭素が供給される二酸化炭素供給ライン13と、合成物を生産するように構成された合成プラント10と、水素含有ガスの供給量を調整するように構成された流量調整装置20と、を備える。第1供給ライン11には、第1弁51が設けられる。第1弁51は、流量調整弁であってもよいし、開閉弁であってもよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, a composite production system 1 (1A, 1B, 1C) includes a
合成プラント10は、第1供給ライン11及び第2供給ライン12から供給されるガスに含まれる水素を、二酸化炭素供給ライン13から供給される二酸化炭素と合成することによって合成物を生産する。合成プラント10は、合成物として、メタノール、メタン、及びジメチルエーテルのうち少なくとも1種を生産するように構成される。このような合成物は、燃料や化学素材として利用可能である。また、合成プラント10は、合成物の副産物である水を排水する。
The
第1供給ライン11の上流側は、原料処理プラント30に接続される。原料処理プラント30は、原料処理由来の水素含有ガスを排出するプラントである。原料処理由来の水素含有ガスは、原料処理によって副産物として発生する水素を主成分とするガスである。原料処理由来の水素含有ガスは、例えば、苛性ソーダ、鉄鋼、石油化学等の処理において発生する副生水素ガスであってもよいし、天然ガス、LPG、石炭などから抽出される化石燃料改質水素ガスであってもよい。原料処理プラント30は、製油所、コークス炉、塩電解設備等であってもよい。
The upstream side of the
第2供給ライン12の上流側は、水素生成装置40に接続される。水素生成装置40は、再生可能エネルギーを利用した発電設備からの電力供給を受けて、水電解によって水素ガスを生成する。発電設備が商用の電力系統に接続されていない場合、水素生成装置40に供給される電力は変動し得る。なお、水素生成装置40は、水電解以外の方法によって水素ガスを生成するように構成されてもよい。例えば、水素生成装置40は、再生可能エネルギーを利用した発電設備からの電力供給を受けて、PSA(Pressure Swing Adsorption)法によって水素含有ガスから水素ガスを生成してもよいし、他の方法によって水素ガスを生成してもよい。
The upstream side of the
流量調整装置20(20A、20B)は、水素生成装置40からの水素ガスの供給量に応じて化石燃料由来の水素含有ガスの供給量を調整する。流量調整装置20(20A、20B)は、第1弁51の開閉制御を実行する構成であってもよいし、第1弁51の開度を制御して流量を調整する流量制御を実行する構成であってもよい。
The flow rate adjustment device 20 (20A, 20B) adjusts the amount of hydrogen-containing gas supplied from fossil fuel according to the amount of hydrogen gas supplied from the
幾つかの実施形態において、流量調整装置20(20A、20B)は、水素生成装置40からの水素ガスの供給量が減少した場合に原料処理由来の水素含有ガスの供給量を増加させ、水素生成装置40からの水素ガスの供給量が増加した場合に水素含有ガスの供給量を減少させるように水素含有ガスの供給量を調整してもよい。このような制御により、原料処理由来の水素含有ガスの供給量が調整される。流量調整装置20(20A、20B)は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、CPU(Central Processing Unit)等から構成される。
In some embodiments, the flow rate adjustment device 20 (20A, 20B) increases the supply amount of hydrogen-containing gas derived from raw material processing when the supply amount of hydrogen gas from the
幾つかの実施形態において、流量調整装置20(20A、20B)は、水素含有ガスの成分分析を行い、その分析結果に応じて水素含有ガスの供給量を制御してもよい。例えば、図3に示すように、第1供給ライン11に水素成分を検出するための分析装置80が設けられてもよい。流量調整装置20(20B)は、分析装置80の分析結果に基づいて第1弁51を制御してもよい。
In some embodiments, the flow rate adjustment device 20 (20A, 20B) may perform a component analysis of the hydrogen-containing gas and control the supply amount of the hydrogen-containing gas according to the analysis result. For example, as shown in FIG. 3, an
具体的には、例えば、流量調整装置20(20A、20B)は、水素含有ガスに含まれる水素成分が基準値以下である場合には、水素含有ガスに含まれる水素成分が基準値を上回っている場合よりも第1弁51の開度を大きくするように第1弁51を制御する。これにより、合成プラント10に供給する水素の量を確保することができる。
Specifically, for example, when the hydrogen component contained in the hydrogen-containing gas is below the standard value, the flow rate adjustment device 20 (20A, 20B) determines whether the hydrogen component contained in the hydrogen-containing gas exceeds the standard value. The
幾つかの実施形態において、合成物生産システム1(1B)は、例えば、図2に示すように、水素含有ガスに含まれる水素成分を精製するための精製装置60を備えていてもよい。この場合、精製装置60により、水素含有ガスに含まれる水素以外の不純物(例えば、CH4、CO2等)が除去される。精製装置60は、第1供給ライン11に設けられる。なお、図2では、第1弁51より上流側の位置に精製装置60が設けられている。しかし、第1弁51より下流側の位置に精製装置60が設けられてもよい。
In some embodiments, the composite production system 1 (1B) may include, for example, as shown in FIG. 2, a
幾つかの実施形態において、合成物生産システム1(1A、1B、1C)は、例えば、図1~図3に示すように、第1供給ライン11と第2供給ライン12とが合流する合流部14を備えていてもよい。合流部14は、合成プラント10に接続され、合流後の水素ガスは合成プラント10に供給される。
In some embodiments, the composite production system 1 (1A, 1B, 1C) includes a confluence section where the
合成物生産システム1(1B)は、例えば、図2に示すように、精製装置60が水素成分を精製した後の水素含有ガスが合流部14に供給されるように構成されていてもよい。この場合、合流部14より上流側で不純物を除去し、合流部14より下流側を流れるガスの水素濃度を高い状態にすることができる。合成物の原料(水素と二酸化炭素)以外の不純物が含まれると合成プラント10における合成物の生産効率の低下及び原料圧縮機の動力の増加が発生する。この点、上記構成では、精製装置60により水素含有ガスの水素成分を予め精製して合成プラント10に供給するため、合成物の生産効率を向上させることができる。また、第1供給ライン11に精製装置60を設けた場合には、合流部14より下流側の位置に精製装置60を設けた場合に比べて、精製装置60の処理負担を軽減することができる。
The composite production system 1 (1B) may be configured, for example, as shown in FIG. 2, so that the hydrogen-containing gas after the hydrogen component has been purified by the
幾つかの実施形態において、合成物生産システム1(1C)は、例えば、図3に示すように、二酸化炭素を合成プラント10に供給するための二酸化炭素供給ライン13と、合成プラント10に供給される水素ガスの供給量を検出するための少なくとも一つのセンサと、二酸化炭素供給ライン13に設けられ、合成プラント10に供給する二酸化炭素の量を調整するように構成された第2弁52と、を備えていてもよい。少なくとも一つのセンサは、例えば、第1供給ライン11に設けられる流量センサ71と、第2供給ライン12に設けられる流量センサ72とを含んでいてもよい。
In some embodiments, the composite production system 1 (1C) includes a carbon
なお、2つの流量センサ71、72は、1つの流量センサに変更されてもよい。例えば、図3において点線で示すように合流部14と合成プラント10の間の位置に流量センサ73を設けて、流量センサ73が合流後の水素ガスの供給量を検出してもよい。
Note that the two
上記構成において、第2弁52は、流量調整弁であり、流量調整装置20(20B)は、センサ(例えば、流量センサ71、72)が検出した水素ガスの供給量に応じて第2弁52の開度を制御してもよい。なお、合成物生産システム1は、流量調整弁の代わりに、第1弁51として、三方弁や逆止弁を備え、流量調整弁と同様の制御を実行するように構成されてもよい。
In the above configuration, the
幾つかの実施形態において、例えば、図3に示すように、少なくとも一つのセンサは、第1供給ライン11及び第2供給ライン12のそれぞれに設けられる流量センサ71、72を含み、流量調整装置20(20B)は、水素含有ガスの成分分析の分析結果に応じて水素含有ガス及び二酸化炭素の供給量を制御してもよい。例えば、流量調整装置20(20B)は、流量センサ71、72の計測値及び分析装置80の分析結果に基づいて、第1供給ライン11に設けられた第1弁51と二酸化炭素供給ライン13に設けられた第2弁52とを制御してもよい。
In some embodiments, for example, as shown in FIG. (20B) may control the supply amount of the hydrogen-containing gas and carbon dioxide according to the analysis result of the component analysis of the hydrogen-containing gas. For example, the flow rate adjustment device 20 (20B) adjusts the
具体的には、例えば、流量センサ71が検出した水素含有ガスの流量に分析装置80が検出した水素濃度を乗じることによって得られる水素ガスの流量と、流量センサ72が検出した水素ガスの流量とを加算することによって、水素ガスの流量が求められる。流量調整装置20(20B)は、この水素ガスの流量に対して、合成プラント10における化学反応の反応式に応じた二酸化炭素の流量が供給されるように、第2弁52の開度を制御してもよい。
Specifically, for example, the flow rate of hydrogen gas obtained by multiplying the flow rate of the hydrogen-containing gas detected by the
幾つかの実施形態において、例えば、図1及び図2に示すように、合成物生産システム1(1A、1B)は、第2供給ライン12に流量センサ72を備え、流量調整装置20(20A)は、流量センサ72が検出した水素ガスの流量に応じて、第1弁51を制御してもよい。また、幾つかの実施形態において、例えば、図3に示すように、合成物生産システム1(1C)は、二酸化炭素供給ライン13に流量センサ74を備え、流量調整装置20(20A)は、流量センサ74が検出した二酸化炭素の流量に応じて、第1弁51を制御してもよい。
In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, the compound production system 1 (1A, 1B) includes a
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and also includes forms in which modifications are added to the embodiments described above, and forms in which these forms are appropriately combined.
(まとめ)
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
(summary)
The contents described in each of the above embodiments can be understood as follows, for example.
(1)本開示の一実施形態に係る合成物生産システム(1)は、
原料処理由来の水素含有ガスが供給される第1供給ライン(11)と、
再生可能エネルギーを用いて生成された水素ガスが供給される第2供給ライン(12)と、
供給された水素を二酸化炭素と合成することによって合成物を生産するように構成された合成プラント(10)と、
前記水素ガスの供給量に応じて前記水素含有ガスの供給量を調整するように構成された流量調整装置(20)と、
を備える。
(1) A compound production system (1) according to an embodiment of the present disclosure includes:
a first supply line (11) to which hydrogen-containing gas derived from raw material processing is supplied;
a second supply line (12) to which hydrogen gas generated using renewable energy is supplied;
a synthesis plant (10) configured to produce a composite by synthesizing the supplied hydrogen with carbon dioxide;
a flow rate adjustment device (20) configured to adjust the supply amount of the hydrogen-containing gas according to the supply amount of the hydrogen gas;
Equipped with
上記(1)に記載の構成では、再生可能エネルギーの減少によって生成される水素ガスが減少した場合には、原料処理由来の水素含有ガスによって合成物の生産に必要な水素を供給することが可能である。そのため、合成物の生産に必要な水素をより安定的に供給し、合成プラントの稼働率を向上させることが可能となる。また、安価な原料処理由来の水素含有ガスを利用することによって水素の貯蔵装置が不要となるため、コストを抑えることが可能となる。 In the configuration described in (1) above, when the amount of hydrogen gas generated decreases due to a decrease in renewable energy, it is possible to supply the hydrogen necessary for the production of the composite using the hydrogen-containing gas derived from raw material processing. It is. Therefore, it becomes possible to more stably supply hydrogen necessary for the production of synthetic products and improve the operation rate of the synthesis plant. Further, by using hydrogen-containing gas derived from inexpensive raw material processing, a hydrogen storage device is not required, so costs can be reduced.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の構成において、
前記流量調整装置(20)は、前記水素ガスの供給量が減少した場合に前記水素含有ガスの供給量を増加させ、前記水素ガスの供給量が増加した場合に前記水素含有ガスの供給量を減少させるように前記水素含有ガスの供給量を調整する。
(2) In some embodiments, in the configuration described in (1) above,
The flow rate adjustment device (20) increases the supply amount of the hydrogen-containing gas when the supply amount of the hydrogen gas decreases, and increases the supply amount of the hydrogen-containing gas when the hydrogen gas supply amount increases. The supply amount of the hydrogen-containing gas is adjusted so as to decrease the hydrogen-containing gas.
上記(2)に記載の構成によれば、合成物の生産に必要な水素の安定的な供給をより確実にすることが可能となる。 According to the configuration described in (2) above, it becomes possible to ensure a stable supply of hydrogen necessary for producing a composite product.
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載の構成において、前記流量調整装置(20)は、前記水素含有ガスの成分分析の分析結果に応じて前記水素含有ガスの供給量を制御する。 (3) In some embodiments, in the configuration described in (1) or (2) above, the flow rate adjustment device (20) adjusts the flow rate of the hydrogen-containing gas according to the analysis result of the component analysis of the hydrogen-containing gas. control the amount of supply.
上記(3)に記載の構成によれば、水素含有ガスに不純物が含まれる場合においても、その水素成分に着目し、合成プラント(10)に供給する水素の量をより安定的に制御することが可能となる。 According to the configuration described in (3) above, even if the hydrogen-containing gas contains impurities, the amount of hydrogen supplied to the synthesis plant (10) can be controlled more stably by focusing on the hydrogen component. becomes possible.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れか一つに記載の構成において、前記合成物生産システム(1)は、
前記第1供給ライン(11)に位置し、前記水素含有ガスに含まれる水素成分を精製するための精製装置(60)を備える。
(4) In some embodiments, in the configuration described in any one of (1) to (3) above, the compound production system (1) includes:
A purification device (60) located in the first supply line (11) is provided for purifying the hydrogen component contained in the hydrogen-containing gas.
合成物の原料(水素と二酸化炭素)以外の不純物が含まれると合成プラント(10)における合成物の生産効率の低下及び原料圧縮機の動力の増加が発生する。この点、上記(4)に記載の構成によれば、精製装置(60)により水素含有ガスの水素成分を予め精製して合成プラント(10)に供給するため、合成物の生産効率を向上させることができる。 If impurities other than the raw materials (hydrogen and carbon dioxide) for the composite are included, the production efficiency of the composite in the synthesis plant (10) will decrease and the power of the raw material compressor will increase. In this regard, according to the configuration described in (4) above, since the hydrogen component of the hydrogen-containing gas is purified in advance by the purification device (60) and supplied to the synthesis plant (10), the production efficiency of the composite is improved. be able to.
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)に記載の構成において、前記合成物生産システム(1)は、
前記第1供給ライン(11)と前記第2供給ライン(12)とが合流する合流部(14)を備え、
前記精製装置(60)が前記水素成分を精製した後の前記水素含有ガスは、前記合流部(14)に供給される。
(5) In some embodiments, in the configuration described in (4) above, the compound production system (1) includes:
comprising a merging section (14) where the first supply line (11) and the second supply line (12) merge;
The hydrogen-containing gas after the hydrogen component has been purified by the purification device (60) is supplied to the confluence section (14).
上記(5)に記載の構成によれば、合流部(14)より下流側には高純度の水素ガスが流れるため、合成プラント(10)に高純度の水素ガスをより確実に供給することが可能となる。 According to the configuration described in (5) above, since high-purity hydrogen gas flows downstream from the confluence section (14), it is possible to more reliably supply high-purity hydrogen gas to the synthesis plant (10). It becomes possible.
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れか一つに記載の構成において、前記合成物生産システム(1)は、
前記二酸化炭素を前記合成プラント(10)に供給するための二酸化炭素供給ライン(13)と、
前記合成プラント(10)に供給される前記水素ガスの供給量を検出するための少なくとも一つのセンサ(例えば、流量センサ(71)、(72))と、
前記二酸化炭素供給ライン(13)に設けられ、前記合成プラント(10)に供給する前記二酸化炭素の量を調整するように構成された流量調整弁(例えば、第2弁(52))と、
を備え、
前記流量調整装置(20)は、前記センサが検出した前記水素ガスの供給量に応じて前記流量調整弁(例えば、第2弁(52))の開度を制御する。
(6) In some embodiments, in the configuration described in any one of (1) to (5) above, the compound production system (1) includes:
a carbon dioxide supply line (13) for supplying the carbon dioxide to the synthesis plant (10);
at least one sensor (for example, flow rate sensor (71), (72)) for detecting the amount of the hydrogen gas supplied to the synthesis plant (10);
a flow rate regulating valve (for example, a second valve (52)) provided in the carbon dioxide supply line (13) and configured to adjust the amount of carbon dioxide supplied to the synthesis plant (10);
Equipped with
The flow rate adjustment device (20) controls the opening degree of the flow rate adjustment valve (for example, the second valve (52)) according to the supply amount of the hydrogen gas detected by the sensor.
二酸化炭素の供給量を多くすることはできるものの、二酸化炭素の回収にはコストがかかる場合がある。一方、二酸化炭素の供給量に対して水素含有ガスの供給量が少ない場合がある。このような場合、合成プラント(10)が生産する合成物の量は、水素ガスの供給量に依存するため、二酸化炭素の回収量に余剰が生じる。この点、上記(6)に記載の構成によれば、水素ガスの供給量に応じて合成物の生成に必要な量の二酸化炭素を合成プラント(10)に供給し、不要な二酸化炭素を回収しないようにすることができるため、コストを低減できる。 Although it is possible to increase the supply of carbon dioxide, capturing the carbon dioxide can be costly. On the other hand, the amount of hydrogen-containing gas supplied may be smaller than the amount of carbon dioxide supplied. In such a case, since the amount of the compound produced by the synthesis plant (10) depends on the amount of hydrogen gas supplied, there will be a surplus in the amount of carbon dioxide recovered. In this regard, according to the configuration described in (6) above, carbon dioxide is supplied to the synthesis plant (10) in an amount necessary for producing the composite according to the amount of hydrogen gas supplied, and unnecessary carbon dioxide is recovered. Since this can be avoided, costs can be reduced.
(7)幾つかの実施形態では、上記(6)に記載の構成において、
前記少なくとも一つのセンサは、前記第1供給ライン(11)及び前記第2供給ライン(13)のそれぞれに設けられる流量センサ(71、72)を含み、
前記流量調整装置(20)は、前記水素含有ガスの成分分析の分析結果に応じて前記水素含有ガス及び前記二酸化炭素の供給量を制御する。
(7) In some embodiments, in the configuration described in (6) above,
The at least one sensor includes a flow sensor (71, 72) provided in each of the first supply line (11) and the second supply line (13),
The flow rate adjustment device (20) controls the supply amount of the hydrogen-containing gas and the carbon dioxide according to the analysis result of the component analysis of the hydrogen-containing gas.
上記(7)に記載の構成によれば、水素含有ガスに含まれる水素成分を考慮して、全体の水素ガス(水素ガスと水素含有ガスに含まれる水素の量)の供給量と二酸化炭素の供給量のバランスを調整することができる。その結果、無駄を低減することができる。 According to the configuration described in (7) above, considering the hydrogen component contained in the hydrogen-containing gas, the total supply amount of hydrogen gas (hydrogen gas and the amount of hydrogen contained in the hydrogen-containing gas) and the amount of carbon dioxide The balance of supply can be adjusted. As a result, waste can be reduced.
1 合成物生産システム
10 合成プラント
11 第1供給ライン
12 第2供給ライン
13 二酸化炭素供給ライン
14 合流部
20 流量調整装置
30 原料処理プラント
40 水素生成装置
51 第1弁
52 第2弁
60 精製装置
71、72、73、74 流量センサ
80 分析装置
1
Claims (6)
再生可能エネルギーを利用した発電設備からの電力供給を受けて水素ガスを生成する水素生成装置に接続され、前記水素生成装置からの前記水素ガスが供給される第2供給ラインと、
水素と二酸化炭素とを合成することによって合成物を生産するように構成された合成プラントと、
前記第2供給ラインに設けられ、前記水素ガスの流量を検出するための流量センサと、
前記第1供給ラインに設けられ、前記流量センサによって検出された前記水素ガスの供給量に応じて前記水素含有ガスの供給量を調整するように構成された流量調整装置と、
を備え、
前記流量調整装置は、前記再生可能エネルギーの変動に起因して前記流量センサによって検出された前記水素ガスの供給量が減少した場合に前記水素含有ガスの供給量を増加させ、前記再生可能エネルギーの変動に起因して前記流量センサによって検出された前記水素ガスの供給量が増加した場合に前記水素含有ガスの供給量を減少させるように前記水素含有ガスの供給量を調整する
合成物生産システム。 a first supply line connected to a raw material processing plant for processing raw materials, and to which a hydrogen-containing gas derived from raw material processing generated as a by-product in the raw material processing plant is supplied;
a second supply line connected to a hydrogen generation device that generates hydrogen gas in response to power supply from a power generation facility using renewable energy, and to which the hydrogen gas from the hydrogen generation device is supplied;
a synthesis plant configured to produce a compound by synthesizing hydrogen and carbon dioxide;
a flow rate sensor provided in the second supply line and configured to detect the flow rate of the hydrogen gas;
a flow rate adjustment device provided in the first supply line and configured to adjust the supply amount of the hydrogen-containing gas according to the supply amount of the hydrogen gas detected by the flow rate sensor ;
Equipped with
The flow rate adjustment device increases the supply amount of the hydrogen-containing gas when the supply amount of the hydrogen gas detected by the flow rate sensor decreases due to fluctuations in the renewable energy . A composite production system that adjusts the supply amount of the hydrogen-containing gas so as to decrease the supply amount of the hydrogen-containing gas when the supply amount of the hydrogen gas detected by the flow rate sensor increases due to a fluctuation .
請求項1に記載の合成物生産システム。 The composite production system according to claim 1, wherein the flow rate adjustment device controls the supply amount of the hydrogen-containing gas according to the analysis result of component analysis of the hydrogen-containing gas.
請求項1又は2に記載の合成物生産システム。 The compound production system according to claim 1 or 2, further comprising a purification device located in the first supply line and for purifying a hydrogen component contained in the hydrogen-containing gas.
前記精製装置が前記水素成分を精製した後の前記水素含有ガスは、前記合流部に供給される
請求項3に記載の合成物生産システム。 comprising a merging section where the first supply line and the second supply line merge,
The composite production system according to claim 3, wherein the hydrogen-containing gas after the hydrogen component has been purified by the purification device is supplied to the confluence section.
前記合成プラントに供給される前記水素ガスの供給量を検出するための少なくとも一つのセンサと、
前記二酸化炭素供給ラインに設けられ、前記合成プラントに供給する前記二酸化炭素の量を調整するように構成された流量調整弁と、
を備え、
前記流量調整装置は、前記センサが検出した前記水素ガスの供給量に応じて前記流量調整弁の開度を制御する
請求項1乃至4の何れか一項に記載の合成物生産システム。 a carbon dioxide supply line for supplying the carbon dioxide to the synthesis plant;
at least one sensor for detecting the amount of hydrogen gas supplied to the synthesis plant;
a flow rate regulating valve provided in the carbon dioxide supply line and configured to adjust the amount of carbon dioxide supplied to the synthesis plant;
Equipped with
The compound production system according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow rate adjustment device controls the opening degree of the flow rate adjustment valve according to the supply amount of the hydrogen gas detected by the sensor.
前記第2供給ラインに設けられる前記流量センサと、
前記第1供給ラインに設けられる他の流量センサと、
を含み、
前記流量調整装置は、前記水素含有ガスの成分分析の分析結果に応じて前記水素含有ガス及び前記二酸化炭素の供給量を制御する
請求項5に記載の合成物生産システム。 The at least one sensor is
the flow rate sensor provided in the second supply line;
Another flow rate sensor provided in the first supply line ;
including;
6. The composite production system according to claim 5, wherein the flow rate adjustment device controls the supply amount of the hydrogen-containing gas and the carbon dioxide according to the analysis result of component analysis of the hydrogen-containing gas.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020026879A JP7446124B2 (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Composite production system |
| PCT/JP2021/006050 WO2021166985A1 (en) | 2020-02-20 | 2021-02-18 | System for producing synthetic article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020026879A JP7446124B2 (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Composite production system |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021130586A JP2021130586A (en) | 2021-09-09 |
| JP2021130586A5 JP2021130586A5 (en) | 2022-11-16 |
| JP7446124B2 true JP7446124B2 (en) | 2024-03-08 |
Family
ID=77392168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020026879A Active JP7446124B2 (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Composite production system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7446124B2 (en) |
| WO (1) | WO2021166985A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002193858A (en) | 2000-12-28 | 2002-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and plant for producing methanol using biomass feedstock |
| JP2003183202A (en) | 2001-10-12 | 2003-07-03 | Toyo Eng Corp | Method and apparatus for producing methanol |
| JP2012188360A (en) | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Japan Steel Works Ltd:The | Production method and production system for reaction product utilizing waste heat and recyclable energy |
| JP2018150254A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社東芝 | Chemical reaction system |
| JP2019504153A (en) | 2015-12-17 | 2019-02-14 | アヴォセット インフィニット ピーエルシーAvocet Infinite Plc | Integrated system and method for producing methanol product |
-
2020
- 2020-02-20 JP JP2020026879A patent/JP7446124B2/en active Active
-
2021
- 2021-02-18 WO PCT/JP2021/006050 patent/WO2021166985A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002193858A (en) | 2000-12-28 | 2002-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and plant for producing methanol using biomass feedstock |
| JP2003183202A (en) | 2001-10-12 | 2003-07-03 | Toyo Eng Corp | Method and apparatus for producing methanol |
| JP2012188360A (en) | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Japan Steel Works Ltd:The | Production method and production system for reaction product utilizing waste heat and recyclable energy |
| JP2019504153A (en) | 2015-12-17 | 2019-02-14 | アヴォセット インフィニット ピーエルシーAvocet Infinite Plc | Integrated system and method for producing methanol product |
| JP2018150254A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社東芝 | Chemical reaction system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021166985A1 (en) | 2021-08-26 |
| JP2021130586A (en) | 2021-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rahman et al. | Overview biohydrogen technologies and application in fuel cell technology | |
| US20150232999A1 (en) | Environmentally-friendly integrated installation for producing chemical and petrochemical products | |
| US20120226080A1 (en) | Method and system for providing a hydrocarbon-based energy carrier using a portion of renewably produced methanol and a portion of methanol that is produced by means of direct oxidation, partial oxidation, or reforming | |
| WO2015123246A3 (en) | Oxygen transport membrane reactor based method and system for generating electric power | |
| Schiebahn et al. | Power to gas | |
| Voitic et al. | Pressurized hydrogen production by fixed-bed chemical looping | |
| Boggula et al. | Methanation potential: Suitable catalyst and optimized process conditions for upgrading biogas to reach gas grid requirements | |
| Hedayati et al. | Dynamic simulation of pure hydrogen production via ethanol steam reforming in a catalytic membrane reactor | |
| WO2015183426A1 (en) | Method and system for converting flare gas | |
| JP7446124B2 (en) | Composite production system | |
| JP7432997B2 (en) | Composite production system and compound production method | |
| JP2016532772A (en) | Equipment and method for effectively using surplus electrical energy | |
| KR102480678B1 (en) | Fuel oil supply system of underwater moving body and fuel oil supply method of the same | |
| WO2021166983A1 (en) | Synthetic material production system | |
| US11801486B2 (en) | Synthetic product production system and carbon dioxide treatment system | |
| FI131195B1 (en) | System and method for production of a CO2-rich gas | |
| Morgan et al. | Practical experience with a mobile methanol synthesis device | |
| US20250092552A1 (en) | Cathode gas supply system and carbon recycling system | |
| US20240110112A1 (en) | Fuel production system and fuel production method | |
| US20250116007A1 (en) | Electrochemical hydrogen separation and generation process for ammonia synthesis gas | |
| JP2009080944A (en) | Fuel cell power generator | |
| Milewski | Solid Oxide Electrolysis Cell co-methanation supported by Molten Carbonate Fuel Cell--a concept. | |
| US20250162865A1 (en) | Apparatus and method for proportional integration of green hydrogen in derivative production | |
| RU2415262C1 (en) | Procedure for gasification of hydrocarbons for production of electric power and carbonic nano materials | |
| JP2018165322A (en) | Transport method and transport system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220121 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221108 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221108 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231024 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231215 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240227 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7446124 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |