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公開番号2024140737
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052046
出願日2023-03-28
発明の名称水素製造装置
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類C01B 3/38 20060101AFI20241003BHJP(無機化学)
要約【課題】全体構成の簡素化を図りながら、オフガスに含まれる二酸化炭素を回収できる水素製造装置を提供する。
【解決手段】原料ガスを水蒸気改質処理する改質器を備えた改質処理部と、改質ガスから水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスを生成しかつ吸着対象成分をオフガスとしてオフガス排出路を通して排出する圧力変動吸着部と、オフガス排出路を通して排出されるオフガスを回収するオフガスタンクTと、二酸化炭素を吸収する吸収液をオフガスタンクの内部において下方に向けて供給する吸収液供給部31と、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を分離する分離回収部Qと、二酸化炭素を吸収した吸収液を分離回収部Qに供給する吸収液供給路Laと、二酸化炭素が分離された吸収液を分離回収部Qから吸収液供給部31に返送する吸収液返送路Lbと、が備えられている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
水素成分及び二酸化炭素を含む原料ガスを供給する原料ガス供給部、及び、加熱バーナにて改質用温度に加熱された状態で前記原料ガスを水蒸気改質処理して前記水素成分が多い改質ガスを生成する改質器を備えた改質処理部と、
前記改質ガスから前記水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスを生成しかつ前記吸着対象成分をオフガスとしてオフガス排出路を通して排出する圧力変動吸着運転を行う複数の吸着塔を備えた圧力変動吸着部と、
前記オフガス排出路を通して排出される前記オフガスを回収するオフガスタンクと、
前記オフガスを燃焼用燃料として前記加熱バーナに供給するオフガス供給路と、が設けられた水素製造装置であって、
前記二酸化炭素を吸収する吸収液を前記オフガスタンクの内部において下方に向けて供給する吸収液供給部と、
前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を分離して回収する分離回収部と、
前記オフガスタンクの底部の液貯留部に貯留された前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を前記分離回収部に供給する吸収液供給路と、
前記二酸化炭素が分離された前記吸収液を前記分離回収部から前記吸収液供給部に返送する吸収液返送路と、が備えられ、
前記オフガス供給路が、前記オフガスタンクに接続されている水素製造装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記圧力変動吸着部が、前記圧力変動吸着運転として、前記改質ガスを前記吸着塔に供給して前記製品ガスを生成する吸着工程、前記吸着塔の内部ガスを排出する減圧工程、前記吸着塔の前記吸着剤を前記製品ガスにて洗浄する洗浄工程、前記吸着塔の内部に前記製品ガスを供給する昇圧工程を含む運転サイクルを、複数の前記吸着塔の運転位相を互いに異ならせた状態で、複数の前記吸着塔の夫々において繰り返し行うように構成され、
前記分離回収部から前記吸収液返送路を通して前記吸収液供給部に返送する前記吸収液の返送量を前記圧力変動吸着部の前記運転サイクルに応じて調整する吸収液返送量調整部が設けられている請求項１に記載の水素製造装置。
【請求項３】
前記吸収液返送量調整部が、前記減圧工程の前段においては、前記返送量を設定下限量から設定上限量に漸次増加させ、前記減圧工程の後段においては、前記返送量を前記設定上限量に維持し、且つ、前記洗浄工程においては、前記返送量を前記設定上限量から前記設定下限量に漸次減少させる請求項２に記載の水素製造装置。
【請求項４】
前記圧力変動吸着部が、前記圧力変動吸着運転として、前記洗浄工程と前記昇圧工程との間に、前記吸着工程を終了した前記吸着塔の内部ガスを、前記洗浄工程を終了した前記吸着塔に供給する均圧工程を行うように構成され、
前記吸収液返送量調整部が、前記均圧工程において、前記返送量を前記設定下限量に維持する請求項３に記載の水素製造装置。
【請求項５】
前記吸収液供給路を通して前記分離回収部に供給する前記吸収液の供給量を前記液貯留部の液面高さを適正範囲内に維持するように調整する吸収液供給量調整部が設けられている請求項１～４のいずれか１項に記載の水素製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素成分及び二酸化炭素を含む原料ガスを供給する原料ガス供給部、及び、加熱バーナにて改質用温度に加熱された状態で前記原料ガスを水蒸気改質処理して前記水素成分が多い改質ガスを生成する改質器を備えた改質処理部と、前記改質ガスから前記水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスを生成しかつ前記吸着対象成分をオフガスとしてオフガス排出路を通して排出する圧力変動吸着運転を行う複数の吸着塔を備えた圧力変動吸着部と、前記オフガス排出路を通して排出される前記オフガスを回収するオフガスタンクと、前記オフガスを燃焼用燃料として前記加熱バーナに供給するオフガス供給路と、が設けられた水素製造装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
かかる水素製造装置は、改質処理部によって、原料ガスを水蒸気改質処理により水素成分が多い改質ガスに改質し、圧力変動吸着部によって、水素成分及び水素成分以外の吸着対象成分を含む改質ガスから吸着対象成分を吸着剤に吸着することにより、水素濃度の高い製品ガスを製造するものであり、圧力変動吸着部から排出されるオフガスを加熱バーナの燃料ガスとして有効利用するものである。
【０００３】
かかる水素製造装置の従来例として、オフガスタンクから排出されるオフガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収する吸収部と、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を分離して回収する分離回収部を設け、吸収部と分離回収部との間で吸収液を循環流動させるようにし、吸収部において二酸化炭素が吸収された後のオフガスを、オフガス供給路を通して加熱バーナに供給するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
つまり、特許文献１においては、圧力変動吸着部から排出されるオフガスがオフガスタンクに回収され、オフガスタンクから排出されるオフガスに含まれる二酸化炭素を回収することができる。ちなみに、回収した二酸化炭素は、例えば原料として別の処理設備（例えば、液化炭酸ガス製造設備）に供給することにより、オフガスに含まれる二酸化炭素を有効利用できることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－１７６８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の水素製造装置では、オフガスタンクとは別に吸収部を備えるものであるから、オフガスタンクと吸収部とを備えることにより、全体構成が複雑になる不都合があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、全体構成の簡素化を図りながら、オフガスに含まれる二酸化炭素を回収できる水素製造装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る水素製造装置は、水素成分及び二酸化炭素を含む原料ガスを供給する原料ガス供給部、及び、加熱バーナにて改質用温度に加熱された状態で前記原料ガスを水蒸気改質処理して前記水素成分が多い改質ガスを生成する改質器を備えた改質処理部と、
前記改質ガスから前記水素成分以外の吸着対象成分を吸着剤に吸着して製品ガスを生成しかつ前記吸着対象成分をオフガスとしてオフガス排出路を通して排出する圧力変動吸着運転を行う複数の吸着塔を備えた圧力変動吸着部と、
前記オフガス排出路を通して排出される前記オフガスを回収するオフガスタンクと、
前記オフガスを燃焼用燃料として前記加熱バーナに供給するオフガス供給路と、が設けられたものであって、その特徴構成は、
前記二酸化炭素を吸収する吸収液を前記オフガスタンクの内部において下方に向けて供給する吸収液供給部と、
前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を分離して回収する分離回収部と、
前記オフガスタンクの底部の液貯留部に貯留された前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を前記分離回収部に供給する吸収液供給路と、
前記二酸化炭素が分離された前記吸収液を前記分離回収部から前記吸収液供給部に返送する吸収液返送路と、が備えられ、
前記オフガス供給路が、前記オフガスタンクに接続されている点にある。
【０００９】
すなわち、オフガス排出路を通して排出されるオフガスがオフガスタンクに供給されると、そのオフガスに含まれる二酸化炭素が、吸収液供給部から供給される吸収液に吸収され、二酸化炭素を吸収した吸収液が、オフガスタンクの底部の液貯留部に貯留される。
液貯留部に貯留された二酸化炭素を吸収した吸収液が、吸収液供給路を通して分離回収部に供給されて、吸収液に吸収された二酸化炭素が分離され、二酸化炭素が分離された吸収液が、吸収液返送路を通して分離回収部から吸収液供給部に返送されることになる。
【００１０】
このように、オフガスタンクの内部において、オフガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収し、分離回収部において、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を分離して回収することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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