(57)【要約】水素を生成するための方法及び装置が開示されており、電気的反応技術システムに炭化水素ガスが供給されて、水素ガス及び炭素固体に炭化水素ガスを分解する。電気的反応技術システムは、１又はそれ以上の加熱ゾーンを具えており、それぞれの加熱ゾーンが１又はそれ以上の加熱ステーションを具えており、それぞれの加熱ステーションが１又はそれ以上の加熱スクリーンを具えており、その後に、さらなる入熱が無い最終平衡近傍到達ゾーンを具えている。水素ガスを電気的反応技術システムに通した後に、水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを冷却する。水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスは、スクラバ、フィルタ、乾燥機又は他の相分離システムを通って流れ、ほぼ全部の炭素を除去して水素生成物を残す。また、電気的反応技術システムを使用して炭化水素を熱分解することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を生成するための方法であって、
１又はそれ以上の加熱ゾーンを具えた電気的反応技術システムであって、それぞれの加熱ゾーンが１又はそれ以上の加熱ステーションを具えており、それぞれの加熱ステーションが１又はそれ以上の加熱スクリーンを具えた電気的反応技術システムに炭化水素ガスを供給して、前記炭化水素ガスを水素ガス及び炭素固体に分解するステップと、
前記水素ガスが前記電気的反応技術システムを通過した後に、前記水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを冷却するステップと、
相分離システムを通して前記水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを流して、前記炭素のほぼ全部を除去するステップと、
前記水素及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを前記システムの外に流すステップと、
を具えていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電気的反応技術システムを出る前記水素及び残っている炭素及び炭化水素の温度が、約２０００Ｆ゜から約２７００Ｆ゜の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記電気的反応技術システムから発生する熱を利用して、流入する炭化水素ガス供給を加熱するステップを具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電気的反応技術システムから発生する熱によって約８００Ｆ゜から約１２００Ｆ゜の範囲の温度に前記炭化水素ガス供給を加熱することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電気的反応技術システムから発生する熱を利用して流入する炭化水素ガス供給を加熱するステップが、
熱交換器に炭化水素ガスを流すステップと、
前記熱交換器を通して加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを流して、さらに流入する炭化水素ガスを加熱するステップと、
を具えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
さらに、それぞれの加熱ゾーンの後の炭素除去構成要素を通して前記加熱した水素ガス及び炭素固体を流して、前記炭素固体のいくつか又は全部を除去するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記電気的反応技術システム又は熱交換器の中に供給する前に前記炭化水素ガス流を予熱するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記予熱するステップにおける前記炭化水素ガス流の温度上昇が、約２５０Ｆ゜から約６００Ｆ゜の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記相分離システムで前記水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスに水を加えて、前記炭素のほぼ全部を含むスラリーを生成するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記熱交換器を出る前記加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスの少なくとも一部を前記炭化水素ガス流の中に再循環させるステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
再循環しない水素に対する再循環する水素の比が、約２：１から約４：１の範囲内であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
再循環圧縮機を通して再循環する水素ガスを流すステップを具えていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記電気的反応技術システムを出た後、前記相分離システムに入る前に、急冷システムを通して前記加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを流すステップを具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、風力で発電された電力を前記システムに供給するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記炭化水素がメタンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
１又はそれ以上の加熱ステーションが、前記システムに様々な熱負荷を供給することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
４つのゾーンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１のゾーンが４つのスクリーンステーションを有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
それぞれの加熱ゾーンの出口温度が、対応する水素の出口濃度での平衡温度よりも少なくとも約５０Ｆ゜高いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気的反応技術システムが、地面に対して略垂直な姿勢で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記電気的反応技術システムが、地面に対して略水平な姿勢で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
加熱スクリーンステーション間の間隔が、ガスの流れ方向に増加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
それぞれの加熱ステーションによって供給される前記熱負荷がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される前記熱負荷が、各ゾーンの中でほぼ一定であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
それぞれの次のゾーンによって供給される前記熱負荷が減少することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
全てのゾーンによって供給される前記熱負荷が一定であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記加熱スクリーンステーションの間隔が前記第１のゾーンの後で連続的に変化して、ほぼ等温状態を保持することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
温度が加熱スクリーンゾーン間で変化することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
加熱スクリーンステーションに入る流れの温度と前記加熱ステーションを出る流れの温度との間の差が、約１２５Ｆ゜から約１７５Ｆ゜の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
さらに、それぞれの電気的反応技術ユニットの後に１又はそれ以上の平衡近傍到達ゾーンを具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
さらに、前記電気的反応技術システムからの生成物を固体酸化物燃料電池のための熱源として利用するステップを具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
請求項１に従って炭素を生成するステップと、
溶融炭酸塩型燃料電池の構成要素として前記生成した炭素を利用するステップと、
前記電気的反応技術システムから出る生成物を固体酸化物燃料電池のための熱源として利用するステップと、
を具えていることを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記電気的反応技術システムに入る前に前記炭化水素ガスに水素を加えるステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
各加熱ステーションでの滞留時間が増加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
各加熱ステーションでの滞留時間が減少することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記反応技術システムの第１の部分における各加熱ステーションでの滞留時間が増加し、残りの加熱ステーションでの滞留時間が減少することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
さらに、滞留時間を選択してほぼ等温の状態を保持するステップを具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
水素生成システムであって、
１又はそれ以上の加熱ゾーンを有する電気的反応技術システムであって、それぞれの加熱ゾーンが１又はそれ以上の加熱ステーションを具えており、それぞれの加熱ステーションが、さらなる入熱が無い最終平衡近傍到達ゾーンを後に設けた１又はそれ以上の加熱スクリーンを具えた電気的反応技術システムと、
水素を生成するガスを第１の前記１又はそれ以上の加熱ゾーンの中に供給するための入口と、
炭素固体を冷却及び除去するための終了ステーションと、
前記水素ガスを出すための出口と、
ことを特徴とするシステム。
【請求項３９】
さらに、前記加熱ゾーンの後に配置され、前記電気的反応技術システムからの熱を利用して流入ガスを加熱する熱交換器を具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
さらに、それぞれの加熱ゾーンの後に前記炭素固体のいくつか又は全部を除去するための炭素除去構成要素を具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
さらに、前記入口の後且つ前記第１の加熱ゾーンの前に配置された予熱器を具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
さらに、前記熱交換器を出る前記加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスの少なくとも一部を前記炭化水素ガス流の中に再循環させるための再循環機構を具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４３】
さらに、前記流入ガスと混合する前に再循環する水素ガスが再循環圧縮機を通過するように前記システムの中に配置された再循環圧縮機を具えていることを特徴とする請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
さらに、風力発電の電源を具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４５】
１又はそれ以上の加熱ステーションが、前記システムに様々な熱負荷を供給することを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４６】
４つの加熱ゾーンを具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４７】
少なくとも１のゾーンが４つの加熱スクリーンを具えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４８】
前記電気的反応技術システムが地面に対して略垂直な姿勢で配置されていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４９】
加熱スクリーンステーション間の間隔が、ガスの流れ方向に増加することを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５０】
それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱負荷がほぼ等しいことを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５１】
それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱が、各ゾーン中でほぼ一定であることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５２】
それぞれの後のゾーンによって供給される熱負荷が減少することを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５３】
前記加熱スクリーンステーションの間隔が、前記第１のゾーンの後で連続的に変化して、反応速度及び反応体積を制御することによってほぼ等温状態を保持することを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５４】
温度が加熱スクリーンゾーン間で変化することを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５５】
第１のゾーンに入る前に第１のガス流の中に第２のガスを導入するための第２の入口を具えることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項５６】
熱分解の方法であって、
１又はそれ以上の加熱ゾーンを具えた電気的反応技術システムであって、それぞれの加熱ゾーンが１又はそれ以上の加熱ステーションを具えており、それぞれの加熱ステーションが１又はそれ以上の加熱スクリーンを具えた電気的反応技術システムの中に炭化水素ガスを供給して、当該炭化水素ガスを熱分解し、分解ガス生成物を生成するステップと、
前記分解ガス生成物を急冷するステップと、
前記分解ガス生成物を分離するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【請求項５７】
エチレンが前記分解生成物から分離することを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
アセチレンが前記分解生成物から分離することを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
プロピレンが前記分解生成物から分離することを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
前記分解ガス生成物の分離の後に、プロセスの中に水素を再循環させることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
前記炭化水素の供給ガスが、気化可能な１又はそれ以上の炭化水素を具えていることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６２】
前記炭化水素の供給ガスが、エタン、プロパン、ブタン、ナフサ及び軽油から成る群から選択されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６３】
蒸気が前記電気的反応技術システムに入る前に、原料に蒸気を加えることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ−Ｆｒｅｅ  Ｆｕｅｌｓ  Ｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎと題され２００６年２月１５日に出願された仮出願番号第６０／７７３，６１３号、及びＥｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｆｕｅｌｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇと題され２００７年２月１３日に出願され実用新案登録出願第１１／６７４，２５０号に基づき、その優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化水素燃料を燃やすと二酸化炭素が発生する。触媒水蒸気改質、部分酸化及び水性ガスシフト反応プロセスのために原料として炭化水素を使用する場合に、化学工業によりさらなる二酸化炭素が発生し、水素を含む合成ガスを生成する。過去５０年であまり変わっておらず、このような二酸化炭素のほぼ全ては大気に入り込む。近年、二酸化炭素が地球規模の気候変動の一因であると認識されている。政府機関及び民間企業は、大気中の二酸化炭素の放出を減らし又は管理するための多くの方法を提案している。さらに、水素はクリーンに燃焼して水（水蒸気）のみを生成し燃焼生成物として熱くなるため、より経済的に水素を生成するための大きな取り組みが開始されている。環境に配慮した燃料を目指すための全ての方法は、相当な複雑さ及び費用を伴う。
【０００３】
炭化水素を燃焼させる際に二酸化炭素の生成を完全に無くす唯一の方法は、以下の通りである：
１．炭化水素に熱を加えて炭素原子及び水素分子に分解させる；
２．水素及び炭素を分離する；
３．水素を空気又は酸素で燃焼させて有用な熱源として高温水蒸気を発生させるか、又は燃料電池の中で水素を水と電気に電気化学的に変換する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなプロセスでは、炭素燃焼の発熱量が有用な熱として未だ実現されていない。炭素の発熱量のこのような損失は、名目上燃料の２倍を要して所定量の水素又はプロセス加熱を発生する。しかしながら、このようなプロセスで回収される炭素固体は、「工程の最後」における二酸化炭素の捕捉及び分離よりも、はるかに経済的に市場に出され又は保存（分離）できるであろう。
【０００５】
従って、二酸化炭素の放出が限られた効果的な方法で水素を生成するための方法及び装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例は、水素を生成するための方法及び装置を提供しており、炭化水素ガスを電気的反応技術システムの中に供給して、水素ガス及び炭素固体に炭化水素ガスを分解する。電気的反応技術システムは、１又はそれ以上の加熱ゾーンを具えており、それぞれの加熱ゾーンが１又はそれ以上の加熱ステーションを具えており、それぞれの加熱ステーションが、１又はそれ以上の加熱スクリーンを具えている。好適には、さらなる入熱が無い最終平衡近傍到達ゾーンが、完全なＥＲＴ加熱段階、又はＥＲＴ加熱段階の１又はそれ以上の段階のうちのいずれかの後に続く。本発明の具体例では、到達ゾーンが炭素反応チャンバを具えている。電気的反応技術システムを出る水素及び残っている炭素及び炭化水素の温度は、好適には、約２０００°Ｆから約２７００°Ｆの範囲内にある。水素ガスが電気的反応技術システムを通過した後、水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素を冷却する。そして、水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素が、スクラバ、ろ過又は乾燥システムといった相分離システムを通って流れ、水素生成物を残して炭素のほぼ全てを除去する。
【０００７】
本発明の具体例では、電気的反応技術システムから発生する熱を使用して流入炭化水素ガス供給を加熱する。好適には、電気的反応技術システムから発生する熱によって、約４００Ｆ°から約１２００Ｆ°の範囲の温度に炭化水素ガス供給を加熱する。これは、熱交換器の中に炭化水素ガスを流し、加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素を熱交換器を通して流すことによって実施でき、さらなる流入炭化水素ガスを加熱する。また、炭化水素ガス流を電気的反応技術システム又は熱交換器に供給する前に炭化水素ガス流を予熱してもよい。本発明の典型的な実施例では、予熱段階からの炭化水素ガス流の温度上昇が、約２５０°Ｆから約６００°Ｆの範囲である。
【０００８】
本発明の具体的な態様では、電気的反応技術システムのそれぞれの加熱ゾーンを出る加熱した水素ガス及び残っている炭素固体が、炭素除去構成要素を通って流れて炭素固体のいくつか又は全てを除去する。
【０００９】
加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスを、電気的反応技術システム出た後であって相分離システムに入る前に、急冷システムに通してもよい。相分離システムの中で水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスに水を加えて、炭素のほぼ全てを含むスラリーを形成してもよい。
【００１０】
本発明のさらなる実施例では、熱交換器を出る加熱した水素ガス及び残っている炭素固体及び炭化水素ガスの少なくとも一部を、炭化水素ガス流の中に再循環させてもよい。好適には、再循環しない水素に対する再循環する水素の比は、約２：１から約４：１の範囲であり、より好適には、約２．５：１から約３．５：１の範囲である。再循環する水素ガスは、再循環圧縮機を通過してシステムのわたる圧力損失を補填する。また、相分離システムからの水素ガスを炭化水素ガス流の中に再循環させてもよい。これは、熱交換器からの水素ガスの再循環又は水素ガスを加える代わりに行うことができる。
【００１１】
ＥＲＴシステムの中のスクリーンの間隔及び滞留時間は、プロセスを最適化する際に重要な因子である。本発明の特定の実施例では、加熱スクリーンステーションの間の間隔がガスの流れ方向に増加する。本発明のさらなる実施例では、加熱スクリーンステーション間の間隔が第１のゾーンの後で連続的に変化して、実質的に等温状態を保持する。本発明の具体的な態様は、それぞれの加熱ステーションで増加する滞留時間；それぞれの加熱ステーションで減少する滞留時間を提供する。
【００１２】
それぞれの加熱スクリーンによって供給される熱負荷は、実質的に等しいか、又はステーションによって変わる。さらなる実施例では、それぞれの後のゾーンによって供給される熱負荷が減少するか、又は全てのゾーンで供給される熱負荷が一定である。さらに、本発明の具体例では、それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱が、それぞれのゾーンで実質的に一定である。
【００１３】
加熱ゾーン間で温度を変えてもよい。本発明の特定の実施例では、加熱スクリーンステーションに入る流れの温度と加熱ステーションを出る流れの温度との間の差が、約１２５°Ｆから約１７５°Ｆの範囲であり；他の実施例では、入熱により４００°Ｆ又はそれ以上の温度上昇が生じる。
【００１４】
また、電気的反応技術システムを使用して炭化水素を熱分解することが可能である。
【００１５】
本発明は、添付図面とともに以下の詳細な説明によって最も良く理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
メタン又は天然ガスの分解による水素及び炭素固体の生成を対象とする電気的反応技術（ＥＲＴ）プロセス及び装置が開示されている。また、水素の生成に使用する場合、ＥＲＴプロセスは燃料脱炭プロセスとも称される。このプロセスは、選択的な炭化水素の分解に適応し得る電気抵抗ヒータ、及び大量の炭素の装填の下で効果的なろ過／分離が可能なろ過／分離装置を使用する。
【００１７】
電気の供給源を環境に配慮したものにするため、このようなプラントを経済的且つ環境に配慮した風力発電装置の近くに設置して必要な電気を生成できる。従来の化石燃料の技術と比較して、これらのプロセスのいずれからも二酸化炭素又は他の温室ガスの発生がほとんどなく又は全くない。
【００１８】
燃料脱炭としても知られている炭化水素の分解は、市販の水素及び炭素固体の製造のための可能性のある手段として、さらには地球温暖化を和らげるプロセスとして顧みられてはいない。また、天然ガス中の最大の構成成分であるメタンは、炭素水素比が最も高い炭化水素である。このため、他の炭化水素よりも比較的より多くの水素を生成する可能性を有する。メタンの分解は、単純な一段階の化学反応であり；化学反応に１１．３Ｋｃａｌ／ｍｏｌの水素のみを要する点で優れた熱力学を有し、生成される水素の単位量当たりのエネルギ消費が低いプロセスであることが知られている。
【００１９】
加熱によるメタンの分解：（単一の非触媒段階）
メタンの分解  ＣＨ４→Ｃ＋２Ｈ２
プロセスエネルギ／単位水素  ＋１１．３Ｋｃａｌ／ｍｏｌ水素
【００２０】
これは、１８．８Ｋｃａｌ／ｍｏｌ水素を要する２つの段階からなる２つの触媒プロセスを具える水蒸気によるメタンの改質よりも勝る。
【００２１】
水蒸気によるメタンの改質：（２つの触媒処理段階）
水蒸気改質  ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２
水性ガスシフト  ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２
反応全体  ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２
プロセスエネルギ／単位水素  ＋１８．８Ｋｃａｌ／ｍｏｌ水素
【００２２】
第１の反応（水蒸気改質）は高い吸熱性であり、生成物のモル数が反応物のモル数を上回っているため、反応が高温且つ低圧で完了する。第２の反応（水性ガスシフト）は、弱い発熱反応であり、低温を好むが圧力の影響を受けない。生成物の組成は、平衡状態へのアプローチを決定する触媒床を通過する速度とともに、温度、圧力、及び過剰な蒸気を含むプロセスの状態に依存する。他の提案されたプロセス全ては、例えば、約＋１０６Ｋｃａｌ／ｍｏｌの水素を要する電解プロセスといったかなり劣った熱力学を有する。
【００２３】
他の者によって提案されて実施されているメタンの分解法は、高温設備の設計の複雑さから生ずる非常に高い資本コストを有しており、又は工業規模で確実に実施できない。このため、業界が「故意の」水素生成の大部分として水蒸気によるメタンの改質を展開する理由が明らかである。
【００２４】
水素は、化学工業及び石油産業にとって、長い間重要な気体原料となっている。メタンの水蒸気改質は、世界の水素生成の９０％以上の基盤となっている。現在のところ、このようなプラントは、１００ＭＭのＳＣＦＤの水素を生成するのに約１億ドルのコストがかかる。開示されたメタン分解のプラントの特定の実施例は、考え方が非常に単純で、実質的にコストがかからないと見込まれる。１００万カロリー当たり４．５ドルでの供給原料及び燃料及び炭素固体の差益分析を実行することで、開示されたプロセスはメガワット時当たり９５．５０ドル程の価格の電気で採算が取れることを示している。逆に言えば、１００万カロリー当たり４．５ドルにとどまっている供給原料及び燃料、及びメガワット時当たり４０ドルで利用できる電気で、１００万カロリー当たり５．７８ドル程度の採算で水素を生成し得る。
【００２５】
タイヤ工業が加硫ゴムを生成するのにカーボンブラックが主に使用されるが；それは、インク及び塗料の黒色色素としても使用される。カーボンブラックの世界的な需要は、２００８年に年間で４％増加するものと予測されている。５０，０００ｍｔｐａのカーボンブラックを生成する仮想のプロジェクトに関して、以下の見積もりが適用される：
原料としての天然ガス        １日当たり１０５０万立方フィート
電力消費                    １８．３メガワット
９７．３モル％の水素生成    １時間当たり５，５７５ポンド
特定の電力消費              カーボンブラック１キログラム当たり２．９１ｋＷｈ；又                            は、水素１０００ＳＣＦ当たり２０．８ｋＷｈ
有益なことに、開示した発明の特定の実施例は、以下のことを提供する：
・低い資本コスト
・設計、作動及びメンテナンスの簡単さ
・電力、水素及びカーボンブラックの市場と損益コスト間の利益
・他の炭化水素からの生成物に当てはまる類似した利点
【００２６】
ここで、ＥＲＴプロセスの基本的な原理を説明することとする。メタン（又は天然ガス又は他の炭化水素）をある温度よりも高く加熱すると、メタンが水素ガス及び炭素固体に分解し、上記の化学式に示すように反応熱を吸収する。しかしながら、分解の程度は、温度レベルに依存する平衡レベルに達する。ＥＲＴ内の電気的に加熱するスクリーンがガスを熱した後に、分解が生じてガス／炭素混合物を冷却する。分解時間と比較して加熱時間が非常に短いため、各加熱段階の後に生じる反応のための間隔が考慮される。ＥＲＴプロセスは、好適には、複数の加熱段階及び反応段階で構成されている。
【００２７】
以下は、様々な設計上の制約を具えて構成された具体的態様である。それぞれの記載は、各々に要する装置の様々な態様の間の主要な差異を単に強調する。本書に記載された具体的態様は、炭素／ガス混合物の生成物の任意の急冷を特徴とする。いくつかの態様は、任意の予熱を特徴としており、高温に天然ガス供給を加熱して反応速度を高め、これにより炭素及び水素の生成速度を高める；また、予熱は化学反応を行わせる熱を与える消費電力を最小限にするよう作用する。ＥＲＴユニットの中に炭素粒子が蓄積することに対する懸念により、断面の流量範囲及び流速を選択して、設計上条件を満たす安全範囲の中に流速を維持する。
【００２８】
図１，３及び５に示されている本発明の実施態様は、垂直方向に設置されたＥＲＴユニットを示している。また、このユニットは、水平方向に又は垂直方向に対してある角度をなして設置してもよい。
【００２９】
本発明の実施態様では、ＥＲＴユニットが、ＥＲＴに約２００ＫＷが入力されるよう設定されている。好適な実施例では、ＥＲＴは栓流反応器で、４つの別々の加熱ゾーンから成り、各ゾーンが４つのスクリーンヒータ・ステーションを含んでいる。これは、Ｆｕｌｌ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ構成と称されており、以下に詳細に説明する。
【００３０】
図１は、「Ｓｔａｇｅｗｉｓｅ構成」と称される本発明の具体的な態様を示す。このＳｔａｇｅｗｉｓｅの脱炭構成は、いくつかの反応終了チャンバ１０４，１０６，１０８，１１０，１１２とともに、その中心を成す１つのＥＲＴユニット１０２を特徴とする。ＥＲＴユニットは単一通過構成であるため、生成物は本プロセスに戻されて再循環されない。このような構成は、生成物を利用して新たな天然ガス供給１１４を加熱しつつ、断熱的に反応を行わせることに基づいている。純度９５．１％の水素が、このような特定の構成で潜在的に達成可能である。このような構成を形成する際に考慮された主要な設計上の制約は、各加熱スクリーンステーションを出る炭素／ガスの混合物の温度を扱うことであった。目的は、各加熱ゾーンから離れる炭素／ガスの混合物の温度が平衡温度に対して約５０Ｆ°に近付いて保持される構成を見付けることであり、これにより、出口温度が対応する水素の出口濃度での平衡温度よりも少なくとも約５０Ｆ°高くなるような方法で、各反応チャンバを設計した。平方インチ当たり公称３００ポンドのシステム圧力での計算データが表１に与えられている。このデータは、本書に記載の全ての具体的な態様に共通している。本書に記載の本方法及びシステムは、当業者による各使用例に関して選択される高圧及び低圧で適用可能である。
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【００３１】
天然ガス供給が、好適には約９０Ｆ°の温度で予熱器１１６に入り、好適には約４００Ｆ°の温度で予熱器を出る。そして、天然ガス供給が、供給／生成物交換器１１８を通過する。これは、ヘッド・トゥ・テイル（ｈｅａｄ  ｔｏ  ｔａｉｌ）ヒータであり、炭素／ガス混合物の生成物の熱を利用して天然ガス供給を、好適には約１０００Ｆ°の温度に加熱する。天然ガス供給は、ＥＲＴユニットの第１の加熱スクリーンステーション１２０に中に進む。スクリーンステーションは、１又はそれ以上のスクリーンを有してもよい。また、「ゾーン」という用語を本書で使用する。ゾーンは、１又はそれ以上のスクリーンステーションを有しており、別々の電源を特徴とする。第１の加熱ゾーン１２０を離れると、炭素／ガス混合物が、好適には、約２２５０°Ｆを上回って温度上昇する。各加熱ゾーン１２０，１２２，１２４，１２６，１２８を通過した後に、炭素／ガス混合物は、反応及び炭素除去チャンバ１０４，１０６，１０８，１１０，１１２をそれぞれ通過する。これらの炭素生成物除去チャンバは、ＥＲＴユニット全体で形成される炭素の簡単な採取を可能とする。後に続くそれぞれの加熱ゾーンステーションは、残っている炭素／ガス混合物を徐々に加熱して反応速度を増加させることで、炭素及び水素が生成される速度が増加する。ＥＲＴユニットを通る流れは貫流ということができ、ＥＲＴユニットを離れた後に生成物は本システムに戻されて再循環しない。第５の加熱スクリーンステーション１２８を通過した後、炭素／ガス混合物は、好適には、約２２５０°Ｆの温度でＥＲＴユニットを出て、最終チャンバ１１２を通過してそこで約２１６０°Ｆに自動的に冷却される。そして、炭素／ガス混合物は装置のいくつかの追加の構成要素又は終了ステージ１３０を通過する。
【００３２】
このような具体例では、各ＥＲＴユニットの流路は約５フィートの長さで、約２００ｋＷの入熱総量を供給する５つの加熱ゾーン１２０，１２２，１２４，１２６，１２８を具えている。Ｓｔａｇｅｗｉｓｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｒｅｍｏｖａｌ構成は、好適には、それぞれ個別の加熱ゾーンの直後に大きな炭素除去チャンバ１０４，１０６，１０８，１１０，１１２が配置されるような方法で組み立てられる。５つのＥＲＴユニットのそれぞれは、好適には、単一の加熱スクリーンステーションから成り、各々はシステムに様々な熱負荷を供給する。それぞれのＥＲＴゾーンは独立したユニットであるため、これにより電気的な構成及び制御を簡易化する。それぞれのＥＲＴユニット１２０，１２２，１２４，１２６，１２８の直後に、反応体積及び生成した炭素の集積場所を提供する炭素除去チャンバ１０４，１０６，１０８，１１０，１１２がある。各除去チャンバは、耐火物及びウォーター・ジャケットで覆われ連続的な炭素の冷却及び除去を特徴とする。炭素を生成した直後にシステムの熱負荷からカーボンを除去することでエネルギ入力を減らす。それぞれのＥＲＴユニットの各加熱ゾーンは、システムに変化する熱量を供給する。この場合も、このような値は設計上の制約に基づいて決定される。
【００３３】
終了ステージは、炭素／ガス混合物が冷却且つ分離される場所である。本発明の具体例では、まず最初に、炭素／ガス混合物がヘッド・トゥー・テイル熱交換器を通過する際に、炭素／ガス混合物が冷却される。生成物は、好適には、約５００Ｆ°の温度で熱交換器を出る。そして、生成物は、ベンチュリースクラバといった相分離装置１３４を通過し、ここで水１３６を加えることで生成物を冷却してスラリーを生成する。炭素が本装置の下部に堆積してスラリー１３８として排出する。そして、生成した炭素スラリーを乾燥して最終炭素生成物として送る前に、サンプルを取ることが可能である。相分離装置の上部を離れる残りのガスは、水素生成物を具えている。
【００３４】
５つに分かれたＳｔａｇｅｗｉｓｅ炭素除去構成についての、計算した体積流量、熱負荷、滞留時間、反応チャンバ出口温度及び出口ガス組成を表２に示す。関連する平衡及び動作曲線を図２に示す。
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Ｓｔａｇｅｗｉｓｅ炭素除去構成にいくつかの潜在的利点を有する：
・高純度の水素を達成可能。
・それぞれ個別の加熱スクリーンステーションの後で炭素を除去することで、各ＥＲＴユニットに要する入熱を減らす。
【００３５】
このような特別の形態は、単に５つの加熱スクリーンステーションから成り；このような形態を拡張して６又はそれ以上の加熱スクリーンステーションを含めることができる。また、これよりも少ない加熱スクリーンを使用して全体として低純度の水素を生成できる。計算によれば、図２に示すような５つのステーションで９５％の純度の水素を潜在的に達成可能である。
【００３６】
次の具体例は、図３に示すような「Ｒｅｃｙｃｌｅ構成」と称される。Ｒｅｃｙｃｌｅ構成３００は、ＥＲＴユニットの供給端に戻る反応設備の排水の一部を再循環させることに基づいている。これは、「ＥＲＴ処理の最終ステージ」として動作する単一の加熱ゾーンを使用可能である。簡単なＥＲＴ構成を使用して、所望の結果を得てもよい。Ｒｅｃｙｃｌｅ構成は、ＥＲＴユニット３０２と、反応チャンバ３０４と、再循環システム３０６とから成る。このような構成により９５．５％の純度の水素を潜在的に達成可能である。主要な設計上の制約は、それぞれの加熱スクリーンステーションから出る炭素／ガス混合物の温度制御を取り扱うことであった。
【００３７】
以下は、本発明に係る具体例による再循環構成の説明である。Ｒｅｃｙｃｌｅ構成はループ設計を特徴とする。天然ガス供給３０８が、好適には約９０°Ｆの温度でシステムに入り、供給／生成物交換器３１４の供給側入口３１２で再循環流の中に注入される。交換器３１４は、再循環混合ガスの熱を利用して、好適には約１０００°Ｆの温度に天然ガス供給及び再循環ガス／再循環混合物を加熱する。混合した供給ガスは、ＥＲＴユニットの第１の加熱スクリーン３１６ステーションに進入する。第１のステーション３１６から離れると、炭素／ガス混合物が好適には１６００°Ｆを上回る温度に上昇する。後に続くそれぞれの加熱スクリーンステーション３１８，３２０，３２２は、もっと高い温度に炭素／ガス混合物を徐々に加熱して反応速度を増加させる。第５の加熱スクリーンステーション３２２を通過した後に、炭素／ガス混合物が好適には２７００°Ｆ付近の温度でＥＲＴユニット３０２を出て、反応チャンバに流れてそこで約２２００°Ｆに自動的に冷却される。
【００３８】
このような具体例では、ＥＲＴユニット３０２そのものは１２フィートの長さであり、４つの加熱スクリーンステーション３１６，３１８，３２０，３２２から成り、好適には約８０ｋＷの総入熱を供給する。ＲｅｃｙｃｌｅＥＲＴユニットは、好適には略垂直であり、気体がＥＲＴユニット３０２を流れて炭素を運ぶことができ、ＥＲＴユニット３０２のスクリーン又は壁に炭素が蓄積するのを防止又は最小限にする。ＥＲＴユニット３０２は、好適には、予熱が起きる第１の加熱スクリーンステーション３１６と、反応が起きる３つの追加的な加熱スクリーンステーション３１８，３２０，３２２とを有している。第１の加熱スクリーンステーション３１６の主要な機能は、混合気体供給を加熱して反応速度を増加させることである。遅い反応速度によりこのような段階で最小限の量の炭素及び水素を生成する。このため、第１のスクリーンステーション３１６と第１のスクリーンステーション３１８との間の間隔は、あまり大きくする必要はないが、設計上の制約により、水素の純度を最大限にしようと試みるとともに、第１及び第２のスクリーンステーション３１６，３１８間の間隔は、好適には適度な大きさである。炭素／ガス混合物が１５００Ｆ°を上回る温度に達すると、かなりの量の炭素及び水素を生成する：これにより、残りの加熱スクリーンステーション３１８，３２０，３２２が、好適には、それらの間により大きな間隔を有する。好適には、それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱は変化しない；すなわち、予熱領域及び反応領域の双方の各加熱スクリーンステーションは、このような特定の実施例では、理想的にはシステムに２０ｋＷを供給する。ＥＲＴユニット３０２全体にわたって各加熱スクリーンステーション間のスクリーンの間隔を変えることによって、より純度の高い水素を達成できる可能性がある。
【００３９】
ＥＲＴユニット３０２からの反応混合物は、反応チャンバ３０４に流れる。チャンバ３０４は、達成すべき高純度の水素に必要な滞留時間を増す。この時間までに、ガスは反応チャンバ３０４を離れて、炭素／ガス混合物の温度が好適には約２２００°Ｆに低下する。そして、炭素／ガス混合物は分配器（図示しないが符号３２４で表示する）を通って流れ、そこで生成物流が分離される。そして、本発明に係る具体例では、約４０％の生成物及び混合物が、それらを好適には急冷水で約５００°Ｆに冷却する急冷システム３２６を通って送られる。そして、生成物はベンチュリースクラバといった相分離装置３２８を通過し、そこで循環する水及び炭素のスラリーと接触することによって炭素／ガス混合物がさらに冷却される。補給水３３０が相分離システム３２８に加えられることで、生成物を冷却してスラリーを形成する。他の互換性のある冷却及び分離システムが、本発明の精神及び範囲内にある。生成炭素は装置の下部に溜まってスラリーとして出口領域３３２から排出する。そして、乾燥のため及び最終炭素生成物として生成炭素スラリーを送る前にサンプルを採取することができる。相分離装置の上部を離れる残っている「清浄ガス」は実質的に炭素を含まず、メタン及び水素の混合物を含み、水素生成物を具えている。
【００４０】
反応チャンバから流れ出る残りの６０％は再循環ガスである。それは供給／生成交換器３１４を通過し、そこで再循環ガスが好適には約９００°Ｆに供給及び再循環混合流によって冷却される。（約２００°Ｆの）温度の大きな低下は、生成物流の熱を使用して供給流を加熱するという事実による。そして、再循環混合物は空気冷却器３３４を通過し、再循環混合物が圧縮機３３６を通過して所望の供給入口圧に圧縮される前に、そこで好適には約２００°Ｆに冷却される。そして、圧縮機３３６を通過した後に炭素／ガス循環混合物に新たな天然ガスを注入する。
【００４１】
表３は、４つのセクションからなるＲｅｃｙｃｌｅ構成システムついての計算した体積、熱負荷、滞留時間、出口温度及び組成示す。関連する平衡及び動作曲線を図４に示す。
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【００４２】
Ｒｅｃｙｃｌｅ構成は、いくつかの潜在的利点を有する：
・非常に高温でＥＲＴユニットに入り既に水素を含んでいる混合気体により、非常に高純度の水素を達成し得る。また、ＥＲＴユニットの端部の最終反応チャンバが潜在的に達成し得る高純度の水素に寄与する。大きな最終反応チャンバがシステムに滞留時間を加えることで、処理のための反応時間が長くなり、より多くの変化をもたらす。
・ＥＲＴユニットそのものを適度な大きさ及び価格にできる。
・それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される一様な熱が、電気的制御を簡単化することに寄与するため、可変の入熱構成と比較してコストを減らす。
・Ｒｅｃｙｃｌｅ構成は、再循環比及び全体の入熱を変えることで所望の広範囲の出口状態にわたって動作し得る。
【００４３】
図５は、「Ｆｕｌｌ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ構成」と称されるシステムの具体例を示す。Ｆｕｌｌ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ構成は、単一の大きなＥＲＴユニット５０２を特徴としており、流れ又は反応物又は反応混合物が１回通過することで、生成物はプロセスに戻って再循環しない。このような構成は、（２５００°Ｆを上回る）高い反応温度に素早く到達させて、大部分の反応を出来る限りほぼ等温状態で行わせることで、反応時間及びその結果として反応体積を最小限にする概念に基づいている。９７．２モル％の純度の水素が、このような特定の構成により潜在的に到達可能である。主な設計上の制約は、各加熱スクリーンステーションを出る炭素／ガス混合物温度を扱うことであった。好適には、各加熱スクリーンステーションを離れる炭素／ガス混合物の温度範囲は、加熱スクリーンステーション（約１５０°Ｆ）に入る炭素／ガス混合物の狭い温度範囲内である。高温を保持することによって、反応速度を最大限にして滞留時間を最小限にする。
【００４４】
システム全体の構成は、比較的簡単にすることができる。天然ガス供給５０４は、好適には約９０°Ｆの温度で小さな予熱器５０６に入り、好適には約４００°Ｆの温度に加熱される。天然ガス供給は、ＥＲＴユニット５０２の中に入る。加熱ゾーン５０８の中の第１のスクリーンステーションを離れると、炭素／ガス混合物は、好適には１０００°Ｆを超える温度に上昇する。ゾーン５０８における後にあるそれぞれの加熱スクリーンステーションは、２２００°Ｆから２５００°Ｆの標的等温帯域温度範囲に炭素／ガス混合物を徐々に加熱して反応速度を増加させることで、炭素及び水素が生成する速度が増加する。最後の加熱スクリーンステーションを通過した後に、炭素／ガス混合物は、好適には約２６００°Ｆの温度でＥＲＴユニット５０２を出て終了ステージに流れる。適切な平衡近傍到達時間がＥＲＴ出口及び相互接続管に設けられている。
【００４５】
ＥＲＴユニット５０２は、約４０フィートの長さで、約２６０ｋＷの総入熱を供給する１６個の加熱スクリーンステーション（図示せず）から成る。Ｆｕｌｌ  ＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＥＲＴユニット５０２は、好適には垂直型であり、ＥＲＴを通って流れるガスがその圧力で炭素を運ぶことが可能で、ＥＲＴのスクリーン上又は壁の上への炭素の蓄積を防止又は最小限にする。ＥＲＴユニットは、好適には、４つの加熱スクリーンステーション（図示せず）をそれぞれ具えた４つのゾーン５０８，５１０，５１２，５１４を有する。第１のゾーン５０８の主要な機能は天然ガス供給５０４を加熱して、反応速度を増加させることである。低温での遅い反応速度により、このような段階の間で必要最低限量の炭素及び水素を生成する；これにより、それぞれの加熱スクリーンステーション間の間隔があまり大きくなくてもよく、ゾーンの方向にわたって変化する必要がない。炭素／ガス混合物が１５００°Ｆを超える温度に達すると反応速度が増加して、顕著な量の炭素及び水素を生成する：この結果、残りの３つのゾーン５１０，５１２，５１４は、第１のゾーンよりもそれぞれの加熱スクリーンステーション間に大きな間隔を有する。好適には、それぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱は、各ゾーンの中で一定のままであり、ＥＲＴユニット５０２を設計する際に簡単化し得る。第１のゾーンのそれぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱は、好適には３０ｋＷである。後のそれぞれのゾーンによって供給されるトータルの熱負荷は、好適には減少する。第２のゾーン５１０のそれぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱は、好適には２２．５ｋＷであり、一方、第３のゾーン５１４によって供給されるトータルの熱負荷は、５１２ｋＷである。最後のゾーン５１４のそれぞれの加熱スクリーンステーションによって供給される熱負荷は、わずかに２．４ｋＷである。水素及び炭素への所望の変換に達するのに必要な反応速度及び滞留時間は、少なくとも部分的に、加熱スクリーンステーションの間隔に依存する。好適には、加熱スクリーンステーションの間隔は、第１のゾーン５０８の後で連続的に変化して、等温に近い状態を保持する。
【００４６】
終了ステージは、炭素／ガス混合物を冷却及び分離する。まず、炭素／ガス混合物が急冷システム５１６を通過し、そこで急冷水５１８を注入する。生成物は、好適には約５００°Ｆの温度で急冷システムを出る。そして、生成物は、ベンチュリースクラバといった相分離装置５２０を通過し、そこで、水及び炭素の循環スラリーに接触することによって炭素／ガス混合物がさらに冷却される。補給水５２２が相分離システム５２４に加えられることで、生成物を冷却してスラリーを形成する。炭素が装置の下部に蓄積してスラリーとして排出する。そして、乾燥のため及び最終炭素生成物として生成炭素スラリーを送る前にサンプルを採取することができる。相分離装置の上部を離れる残っている「清浄ガス」は実質的に炭素を含まず、メタン及び水素の混合物を含んでおり、水素生成物を具えている。
【００４７】
表４は、６つのセクションからなる単一パス構成についての計算した体積、熱負荷、滞留時間、出口温度及び出口組成を示す。関連する平衡及び動作曲線を図６に示す。
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【００４８】
Ｆｕｌｌ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ構成は、いくつかの潜在的利点を有する。
・非常に高純度の水素をこのような特別の構成で達成し得る可能性がある。
・このような特別なシステムの反応は、高温及び長い滞留時間の双方を好み、高純度の水素を達成する。
・Ｆｕｌｌ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ構成は、ほぼ等温の高温を使用して滞留時間を最小限にし得る。
・本構成の特定の実施例に最低限の機器のみを要する。
・炭素／ガス生成物を冷却するのに使用する急冷システムは、より複雑で高価な再循環システムと比較して比較的安価である。
・このような特定の構成の実施例は、本格的な工業的プロセスで生産される生産量当たりのエネルギ入力の点から見て高効率である。
【００４９】
様々な方法、例えば、システム、方式、装置等で本発明を実施してもよい。
【００５０】
本発明の実施例によって生成し得る高レベルの熱エネルギを、他の電気的又は化学的プロセスと一体化することができる。従って、本発明は上記のような使用に限定されない。例として、固体酸化物燃料電池の熱源として排水を使用できる。
【００５１】
さらに、生成する炭素を様々な適用に使用できる。例えば、生成する炭素を溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）に使用できる。ＭＣＦＣは、炭素又は炭素前駆体を塩と混合することによって形成される溶融炭酸塩から成る電解質を使用する。
【００５２】
上記のように、エタン、メタン、プロパン、ブタン、ナフサ、又は気化し得る炭化水素原料といった、炭化水素の熱分解にＥＲＴ装置を使用できる。具体的な実施例では、図５に示されているのと似ているＥＲＴ装置を使用して炭化水素ガスを熱分解する。炭化水素原料は、好適には、約４００°Ｆに予熱され、その後ＥＲＴシステムに供給される。ＥＲＴシステムによって発生する熱が炭化水素原料を熱分解する。そして、熱分解ガスが、好適にはＥＲＴ装置の出口の直後にある急冷システムを通過する。そして、生じた分解ガス生成物は、従来の分離方法を用いた分離が行われる。水素、メタン、及び様々なＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５及び重質成分を分離して熱回収が可能である。分離した水素をシステムの中で再循環できる。好適な実施例では、脱炭のために使用する本システムよりも低圧且つ短い滞留時間のための熱分解システムを設計し、脱炭システムなどの場合にガスのための延長時間が平衡に達し得るよりは、ＥＲＴを出るガスの急冷を最小滞留時間のために構成して遊離基（フリーラジカル）化学反応を停止させる。さらに、ガスを処理する時間−温度関係を熱分解モードで管理して、分解ガス生成範囲を経済的に最適化できる。熱分解動作では、蒸気が炭化水素の分圧を減らすよう機能することで生産分布を促進し炭素形成の傾向を減らすため、原料に蒸気を加えてもよい。最小限の一酸化炭素及び二酸化炭素が生成するであろうが、短い滞留時間が炭化水素原料の多くの水蒸気改質を無くす傾向になるであろう。
【００５３】
具体例のＥＲＴ装置は約６フィートの長さで、約１６個のスクリーンを有しており、それぞれがほぼ４インチに分けられている。
【００５４】
具体例によって本発明を説明したが、さらなる利点及び変更を当業者が思い当たるであろう。このため、広い態様の本発明は本書で図示及び説明する特定の詳細に限定されない。例えば、使用する特定の圧力及び温度の変更；数、大きさ及びスクリーン構成及びＥＲＴユニットの変更；又は相分離、洗浄、ろ過、及び乾燥システムのタイプの変更を、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに行ってもよい。従って、本発明は特定の具体例に限定されず、説明した発明の全面的な精神及び範囲内であると解釈されると意図するものである。さらに、これらの具体的な形態の各々の記載は、それ自身特定の形態の具体例であることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の具体例に係るステージ状の水素生成システムを示す。
【図２】図２は、本発明の具体例に係るステージ状の水素生成システムについての平衡及び動作曲線を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の具体例に係る再循環構成を有する水素生成システムを示す。
【図４】図４は、本発明の具体例に係る再循環構成を有する水素生成システムについての平衡及び動作曲線を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の具体例に係る単一パス水素生成システムを示す。
【図６】図６は、本発明の具体例に係る単一パス構成を有する水素生成システムについての平衡及び動作曲線を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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