JP2003214597A - Lngを用いた水素供給装置 - Google Patents
Lngを用いた水素供給装置Info
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
すること。 【解決手段】 水素をLNGから製造する水素供給装置
において、LNGを貯蔵するLNGタンクと、LNGタ
ンクに接続した気化器と、前記気化器へLNGを前記L
NGタンクから送り出すポンプと、前記気化器からのガ
スを用いて水素を製造する水素製造装置と、該水素製造
装置へ送出されるガス流量を計測するガス流量計と、前
記ポンプからのLNGを前記LNGタンクへ戻す戻し弁
と、前記ガス流量計で計測した流量に応じて前記戻し弁
を開閉させる制御装置とを備えてLNGを用いた水素供
給装置を構成した。
Description
し、特にLNG(液化天然ガス)を原料に用いた水素供
給装置に関する。
市ガスからメンブレンリフォーマ等を用いて水素を製造
していた。
ガスステーションでは、都市ガスを供給する配管と、メ
ンブレンリフォーマ等を備え、メンブレンリフォーマに
都市ガスを送り込み、水素を製造し、製造された水素を
水素貯蔵合金やタンク等に貯蔵して、必要に応じて適宜
貯蔵設備から水素自動車等に水素を供給していた。
等で水素自動車に水素を充填する場合、水素自動車側に
冷熱を必要とし、従来は、ラジエタ、コンプレッサ等で
冷媒を冷却し、冷却された冷媒を水素自動車に送り、水
素自動車の貯蔵装置等を所定の状態に冷却していた。
いほど膜を透過しやすい性質を有するため、都市ガスか
らメンブレンリフォーマを用いて水素を製造するには、
メンブレンリフォーマへの都市ガスの圧力を高くしなけ
ればならず、従来は、都市ガスを昇圧するためにコンプ
レッサを設置し、コンプレッサを作動させて都市ガスの
供給圧力を上昇させていた。そのため、設備費用が大き
く、水素供給拠点の設置にコストがかかっていた。
基地の貯蔵設備、気化設備、付臭設備等を使用し、ガス
導管、ガバナステーション等も使用しているためコスト
アップし、場合によっては硫黄分を除去する脱硫装置等
を必要としていた。
解決するため、次のようにLNGを用いた水素供給装置
を構成した。
る水素供給装置において、LNGを貯蔵するLNGタン
クと、LNGタンクに接続した気化器と、前記気化器へ
LNGを前記LNGタンクから送り出すポンプと、前記
気化器からのガスを用いて水素を製造する水素製造装置
と、該水素製造装置へ送出されるガス流量を計測するガ
ス流量計と、前記ポンプからのLNGを前記LNGタン
クへ戻す戻し弁と、前記ガス流量計で計測した流量に応
じて前記戻し弁を開閉させる制御装置とを備えてLNG
を用いた水素供給装置を構成した。
素供給装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、水素供給装置2は、LNGタンク4
と、気化器6と、圧縮器8と、水素製造装置10と、水
素貯蔵装置12と、制御装置14等から構成されてい
る。
運搬されたLNGを流入して貯蔵する貯蔵装置である。
気化器6は、ポンプ21を介してLNGタンク4に接続
し、LNGタンク4からポンプ21で送られたLNGの
液化ガスを気化させる装置である。ポンプ21は、一定
のLNGを常時送出する。圧縮器8は、気化器6で気化
されたガスを所定の圧力に圧縮し、CNGとしてCNG
ステーション等に供給する。
マ等からなり、天然ガスを水素に変換する。尚、水素製
造装置10は、メンブレンリフォーマに限らず、他の手
段でもよい。水素貯蔵装置12は、水素貯蔵合金、液化
水素の貯蔵タンク等であり、水素製造装置10で製造さ
れた水素を貯蔵する。水素貯蔵装置12は、水素ガスス
テーション等に接続されている。また、LNGタンク4
と気化器6との間には、LNGタンク4にLNGを戻す
戻し管と、戻し管の流量を調整する調整装置19が設置
されている。
おり、制御信号を調整装置19に送りLNGのLNGタ
ンク4へ戻り量を調整する。また、気化器6と圧縮器8
の間、及び気化器6と水素製造装置10との間に流量計
7、9が接続されており、これらにより流量が計測さ
れ、制御装置14に送られる。これにより、水素製造装
置10と圧縮器8へのLNGの流入量を監視し、調整装
置19の戻り量を調整してLNGタンク4からのLNG
量を過不足なく送出できるように制御できる。
よれば、LNGをその場で気化させているため昇圧が容
易であり、水素製造装置10がメンブレンリフォーマの
場合において、メンブレンリフォーマは一次圧力が高い
ほど膜を透過しやすいため、メンブレンリフォーマの効
率を高くすることができる。また、LNGは硫黄分を含
まないため、脱硫装置が不要となり、更に、圧縮器8か
らのCNG(圧縮天然ガス)をCNGスタンド等に導入
し、CNGを利用することにより効率を高くできる。
水素貯蔵装置12で製造や貯蔵工程で利用したり、更に
冷熱で冷媒を冷却し、冷媒により天然ガス自動車への水
素供給時の冷却に用いることができる。またLNGタン
ク4内でのBOG(気化ガス)を、水素製造装置10の
バーナに直接利用でき、BOG処理装置を省略できる。
LNGタンク4のヒートフェンスに利用でき、ランニン
グコストを低減できる。
に回転数を制御するインバータ23を取り付けてある。
この場合は、圧縮器8と水素製造装置10へのLNGの
流入量を監視し、その増減に応じてLNGタンク4から
の流出量を流出ポンプ21の流出量を調整して制御す
る。このようにしても、全体のLNGの送出量を過不足
なく制御できる。
流入側にそれぞれ調整弁を設け、また戻り管にも調整装
置19が設けられている。更に、気化器6の後段にはバ
ッファタンク24が設置してあり、バッファタンク24
の内部圧力が制御装置14に送られる。水素貯蔵装置1
2と圧縮機8の流出管にはそれぞれ流量計が取り付けら
れている。
圧力が一定となるように調整装置19を制御し、かつ水
素貯蔵装置12と圧縮機8からの流出量に応じて調整弁
を調整する。したがって、水素貯蔵装置12や圧縮機8
からの流出量に応じて、調整弁を調整して適確な制御が
できるとともにそのような使用量の変動に対してもバッ
ファタンク24で対応することができる。
を利用して冷却した冷媒を送り出す例を示す。送り出す
冷媒の温度と流量をそれぞれ計測し、制御装置14に送
る。制御装置14は、その冷媒の温度と流量値に基づい
て、戻り弁の戻り量を調整する。
し、LNGタンク4への戻り量を、必要な回収冷熱の量
に合わせて調整し、冷媒の冷却能力を一定に保つことが
できる。更に、バッファタンク24を設けると、冷媒の
必要量が増大してLNGタンク4からの流出量を増加さ
せてもバッファタンク24に一次的にLNGを貯蔵でき
るのでより効率的に作動できる。
器6の冷熱を利用した冷媒を送りだした例であり、送り
出す冷媒の温度と流量をそれぞれ計測し、制御装置14
に送る。制御装置14は、その冷媒の温度と流量値に基
づいて、流出ポンプの回転数を増減させ、LNGタンク
4からのLNG流量を冷媒の必要量に調整する。
定となるように弁を開閉し、ガスを流出させる例であ
る。LNGタンク4の上部には、LNGタンク4内部で
気化したガスを流出させる配管と、配管の開閉弁25
と、内部圧力を計測して所定圧力で開閉弁を開閉させる
計測部27が設けられている。例えば、LNGタンク4
の内圧を0.1〜0.12Mpa程度に保つこととす
る。そして、内圧を調整するために取り出したガスのバ
ーナによる燃焼量に合わせて水素製造装置10の作動を
制御する。
大となることがなく、タンクの壁面を薄くでき、設計、
施工が容易となる。また、LNGタンク4の内圧に代え
て、配管に流量計を設け、ガスの流出量が一定となるよ
うに開閉弁を制御してもよい。
器6の冷熱を利用した冷媒を送りだし、それを水素貯蔵
装置12に送り、水素貯蔵装置12での水素貯蔵合金の
冷却に用いた例である。これにより、水素貯蔵装置12
での水素貯蔵合金を冷却でき、多量の水素を貯蔵させる
ことができる。なお、送り出す冷媒の温度と流量をそれ
ぞれ計測し、冷媒の温度と流量値に基づいて、LNG流
量を冷媒の必要量に調整する等は上記例と同様である。
却させた例である。圧縮機16は、水素を高圧にしてF
CV等に送るための装置であり、圧縮による発熱が冷媒
により冷却される。これにより、圧縮器16の過熱を防
止し、やけどや機器の損傷を防止できる。
よれば、LNGの有する冷熱、および気化圧を有効に利
用でき、運転の切りかえ停止回数等を削減して安定した
継続運転が可能となり、運転効率の高い水素供給装置を
提供できる。
動車等への水素の供給を効率良く行わせることができ
る。
形態を示す図である。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 水素をLNGから製造供給する水素供給
装置において、 LNGを貯蔵するLNGタンクと、LNGタンクに接続
した気化器と、前記気化器へLNGを前記LNGタンク
から送り出すポンプと、前記気化器からのガスを用いて
水素を製造する水素製造装置と、該水素製造装置へ送出
されるガス流量を計測するガス流量計と、前記ポンプか
らのLNGを前記LNGタンクへ戻す戻し弁と、前記ガ
ス流量計で計測した流量に応じて前記戻し弁を開閉させ
る制御装置とを備えてなることを特徴としたLNGを用
いた水素供給装置。 - 【請求項2】 前記水素製造装置に水素貯蔵装置を接続
させ、前記水素製造装置で製造された水素を前記水素貯
蔵装置で貯蔵し、該水素貯蔵装置から水素を供給するこ
とを特徴とした請求項1に記載のLNGを用いた水素供
給装置。 - 【請求項3】 前記気化器に圧縮機を接続させ、圧縮天
然ガスを供給することを特徴とした請求項1または2に
記載のLNGを用いた水素供給装置。 - 【請求項4】 前記ポンプの流出量を調整することを特
徴とした請求項1〜3のいずれか1項に記載のLNGを
用いた水素供給装置。 - 【請求項5】 前記気化器の下流側にバッファタンクを
設け、該バッファタンク内の圧力を計測して内部の圧力
が一定値となるように前記戻し弁を制御し、かつ前記水
素貯蔵装置及び前記圧縮機からの流出量をそれぞれ計測
し、それら流出値に基づいて前記水素製造装置及び前記
圧縮機へのLNGの流入量を調整することを特徴とした
請求項4に記載のLNGを用いた水素供給装置。 - 【請求項6】 前記気化器に冷媒を冷却する熱交換機を
設け、前記冷媒の温度および流量が一定となるように前
記戻し弁を調整することを特徴とした請求項4に記載の
LNGを用いた水素供給装置。 - 【請求項7】 前記ポンプの回転数を調整して前記冷媒
の温度および流量を一定にすることを特徴とした請求項
6に記載のLNGを用いた水素供給装置。 - 【請求項8】 前記LNGタンク内の気化ガスを熱交換
機を介して前記水素製造装置に送出するとともに、前記
気化ガスの流出量を調整する調整弁を前記LNGタンク
内部の圧力が一定となるように制御することを特徴とし
たことを特徴とした請求項3に記載のLNGを用いた水
素供給装置。
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2002
- 2002-01-18 JP JP2002009658A patent/JP4185284B2/ja not_active Expired - Fee Related
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