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公開番号2024160796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-15
出願番号2023076163
出願日2023-05-02
発明の名称可燃性ガス生成システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 3/24 20060101AFI20241108BHJP(無機化学)
要約【課題】システム内において窒素等の不燃性ガスの濃度が高まることを抑制できるようにした可燃性ガス生成システムを提供する。
【解決手段】可燃性ガス生成システムは、反応器およびフィルタ装置を備える。反応器は、当該可燃性ガス生成システムに供給される炭化水素を炭素と水素とに熱分解するように構成されている。フィルタ装置は、反応器から流出した炭素を捕捉するように構成されている、フィルタ装置に当該可燃性ガス生成システムにおける可燃性ガスをフィルタ装置の再生処理用の逆洗用ガスとして供給可能とした。
特許請求の範囲【請求項１】
反応器およびフィルタ装置を備えた可燃性ガス生成システムであって、
前記反応器は、当該可燃性ガス生成システムに供給される炭化水素を炭素と水素とに熱分解するように構成され、
前記フィルタ装置は、前記反応器から流出した炭素を捕捉するように構成され、
前記フィルタ装置に当該可燃性ガス生成システムにおける可燃性ガスを前記フィルタ装置の再生処理用の逆洗用ガスとして供給可能とした可燃性ガス生成システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
水素精製装置と、オフガス経路と、を備え、
前記水素精製装置は、前記フィルタ装置によって炭素が取り除かれた混合気から水素を抽出する装置であり、
前記混合気は、前記炭化水素と前記水素とを含み、
前記オフガス経路は、前記水素精製装置からオフガスを前記反応器に戻す経路であり、
前記オフガスは、前記水素精製装置から前記水素が取り除かれたガスであって且つ少なくとも前記炭化水素を含む請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項３】
逆洗用経路、およびバッファタンクを備え、
前記逆洗用経路は、前記逆洗用ガスを前記フィルタ装置に供給するように構成され、
前記バッファタンクは、前記逆洗用経路に設けられている請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項４】
逆洗用経路、およびヒータを備え、
前記逆洗用経路は、前記逆洗用ガスを前記フィルタ装置に供給するように構成され、
前記ヒータは、前記逆洗用経路に設けられている請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項５】
逆洗用経路、および圧縮機を備え、
前記逆洗用経路は、前記逆洗用ガスを前記フィルタ装置に供給するように構成され、
前記圧縮機は、前記フィルタ装置に供給される前記逆洗用ガスを昇圧するように構成されている請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項６】
逆洗用経路、第１バッファタンク、圧縮機および第２バッファタンクを備え、
前記逆洗用経路は、前記逆洗用ガスを前記フィルタ装置に供給するように構成され、
前記第１バッファタンクおよび前記第２バッファタンクは、前記逆洗用経路に設けられており、
前記圧縮機は、前記逆洗用経路のうちの前記第１バッファタンクから供給される前記逆洗用ガスを昇圧して前記第２バッファタンクに供給するように構成されている請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項７】
前記逆洗用ガスは、当該可燃性ガス生成システムに供給される前記炭化水素である請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項８】
水素精製装置と、オフガス経路と、逆洗用経路と、を備え、
前記水素精製装置は、前記フィルタ装置によって炭素が取り除かれた混合気から水素を抽出する装置であり、
前記混合気は、前記炭化水素と前記水素とを含み、
前記オフガス経路は、前記水素精製装置からオフガスを前記反応器に戻す経路であり、
前記オフガスは、前記水素精製装置から前記水素が取り除かれたガスであって且つ少なくとも前記炭化水素を含み、
前記逆洗用経路は、前記オフガス経路から分岐して前記フィルタ装置に接続されることによって、前記オフガスを前記逆洗用ガスとして前記フィルタ装置に供給するように構成されている請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項９】
水素精製装置と、逆洗用経路と、を備え、
前記水素精製装置は、前記フィルタ装置によって炭素が取り除かれた混合気から水素を抽出する装置であり、
前記逆洗用経路は、前記水素精製装置によって抽出された前記水素を前記逆洗用ガスとして前記フィルタ装置に供給するように構成されている請求項１記載の可燃性ガス生成システム。
【請求項１０】
当該可燃性ガス生成システムは、前記フィルタ装置によって前記炭素が取り除かれた混合気を生成対象とするように構成され、
前記混合気は、前記水素と前記炭化水素とを含み、
前記逆洗用ガスは、前記混合気である請求項１記載の可燃性ガス生成システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性ガス生成システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、触媒を介してメタン等の炭化水素ガスを熱分解することによって、水素を取り出す装置が記載されている。炭化水素は、熱分解によって水素と炭素とに分解されることから、炭化水素から水素を取り出すためには、炭素を取り除くことが必要となる。炭素を取り除くためには、一般にフィルタが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－２４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記フィルタの表面には、時間の経過とともに固形物が堆積する。そのため、逆洗用ガスをフィルタに吹き付けることによってフィルタの再生処理をする必要が生じる。ここで、逆洗用ガスとして窒素等を用いる場合には、水素を取り出すシステム内において意図せず窒素の濃度が増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．反応器およびフィルタ装置を備えた可燃性ガス生成システムであって、前記反応器は、当該可燃性ガス生成システムに供給される炭化水素を炭素と水素とに熱分解するように構成され、前記フィルタ装置は、前記反応器から流出した炭素を捕捉するように構成され、前記フィルタ装置に当該可燃性ガス生成システムにおける可燃性ガスを前記フィルタ装置の再生処理用の逆洗用ガスとして供給可能とした可燃性ガス生成システムである。
【０００６】
上記構成では、システム内の可燃性ガスを逆洗用ガスとして利用する。そのため、システム内において窒素等の不燃性ガスの濃度が高まることを抑制できる。なお、システム内の可燃性ガスは、炭素と水素との化合物または水素のこととしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示す図である。
第２の実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示す図である。
第３の実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示す図である。
第４の実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示す図である。
第５の実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施形態にかかる可燃性ガス生成システムの構成を示す。図１に示すシステムは、メタンを原料として水素を生成するシステムである。水素は、一例として発電用のガスタービンの燃料であってもよい。
【０００９】
図１に示すように、システムに供給されるメタンは圧縮機１０にて昇圧されて原料ガス経路１２に吐出される。原料ガス経路１２内のメタンは、熱交換器４２および熱交換器１４によって加熱された後、反応器１６に供給される。反応器１６は、熱分解によってメタンを水素と炭素とに分解する装置である。反応器１６には、触媒が設けられている。触媒は、一例として、鉄である。反応器１６において、触媒の状態は、一例として流動床触媒の状態とされる。反応器１６内において、反応するメタンおよび触媒の温度は、たとえば、７５０～９００°Ｃとされる。また、反応器１６内の圧力は、大気圧よりも高い。反応器１６内の圧力は、たとえば数ａｔａ～数十ａｔａであってもよい。
【００１０】
反応器１６から出口経路１８へと、メタンと、熱分解によって生成された水素および炭素とが流出する。出口経路１８は、熱交換器１４を通る。これにより、反応器１６から流出する高温の物質によって、反応器１６に供給されるメタンが加熱される。出口経路１８は、サイクロン２０に接続されている。そのため、熱交換器１４から流出したメタンおよび水素の混合気と、炭素とは、サイクロン２０に流入する。サイクロン２０は、混合気と炭素との混合物から炭素を分離する遠心分離装置である。サイクロン２０は、フィルタ装置２２に接続されている。これは、サイクロン２０によっては分離できなかった炭素を捕捉する装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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