(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器と、
電力供給により発熱する抵抗線と、前記抵抗線の側部を覆う筒部と、前記筒部の側部の少なくとも一部を覆う触媒被覆部と、前記筒部と前記触媒被覆部の間に設けられ脱水素反応を活性化させる触媒とを有する触媒保持装置とを備えた脱水素システムであって、
前記反応容器における前記触媒保持装置の上方から原料が供給され、
前記触媒被覆部は、触媒を通さず、前記原料と、脱水素反応により発生した水素と前記原料から水素が脱離した物質を通す孔を有し、
前記触媒被覆部が、前記反応容器の内側に位置し、前記抵抗線の端子の一部が前記反応容器の外側に露出した状態で、前記反応容器は前記触媒保持装置を保持する、脱水素システム。
【請求項２】
前記筒部には、放熱用のフィンが設けられ、
前記フィンは、前記触媒被覆部に覆われる、請求項１に記載の脱水素システム。
【請求項３】
前記触媒被覆部は、取り外し可能な状態で、前記筒部に取り付けられる、請求項１または２に記載の脱水素システム。
【請求項４】
前記反応容器に収容され、前記原料を霧状に散布する噴霧部を更に備える、請求項１〜３のいずれかに記載の脱水素システム。
【請求項５】
前記噴霧部は、前記原料を上方向または斜め上方向に噴霧する、請求項４に記載の脱水素システム。
【請求項６】
前記反応容器で発生した水素を他の物質と分離するための水素抽出部を更に備え、
前記水素抽出部は、水素分離膜を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の脱水素システム。
【請求項７】
前記水素抽出部は、前記反応容器から排出された気体を冷却した後に気体と液体とに分離する気液分離器を有し、
前記気液分離器から排出された気体について、水素を他の物質と分離するように、前記水素分離膜は、前記気液分離器に対して気体の流れの下流に配置される、請求項６に記載の脱水素システム。
【請求項８】
前記反応容器の気体を吸引し、前記水素抽出部へ誘導する吸引ポンプを更に備える、請求項６または７に記載の脱水素システム。
【請求項９】
前記反応容器と前記水素抽出部とを連通する気体排出管を更に備え、
前記気体排出管は、前記反応容器の気体排出口から斜め方向に延びる勾配部を有する、請求項８に記載の脱水素システム。
【請求項１０】
前記筒部は、円筒形状を有し、
前記筒部は、回転可能な状態で前記反応容器を構成する壁に取り付けられる、請求項１〜９のいずれかに記載の脱水素システム。
【請求項１１】
第２の反応容器を更に備え、
前記第２の反応容器における前記触媒保持装置の上方から、前記反応容器から排出された前記原料と前記原料から水素が脱離した物質が供給される、請求項１〜１０のいずれかに記載の脱水素システム。
【請求項１２】
前記反応容器を構成する壁は、前記触媒保持装置を取り付けする際に、前記触媒保持装置を通すための開口孔を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の脱水素システム。
【請求項１３】
電力供給により発熱する抵抗線と、
前記抵抗線の側部を覆う筒部と、
前記筒部の側部の少なくとも一部を覆う触媒被覆部と、
前記筒部と前記触媒被覆部の間に設けられる触媒とを備えた触媒保持装置であって、
反応容器における前記触媒保持装置の上方から原料が供給され、
前記触媒被覆部は、触媒を通さず、前記原料と、脱水素反応により発生した水素と前記原料から水素が脱離した物質を通す孔を有し、
前記抵抗線の端子の一部が前記反応容器の外側に露出した状態で、前記触媒保持装置は、前記反応容器に保持される、触媒保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱水素システムなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１のように、脱水素システムを含む装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、脱水素反応を活性化させる触媒や触媒を温めるヒーターのメンテナンスについては、特に考慮されていなかった。
【０００５】
したがって本発明の目的は、触媒やヒーターのメンテナンスを容易にする脱水素システムなどを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る脱水素システムは、反応容器と、電力供給により発熱する抵抗線と、抵抗線の側部を覆う筒部と、筒部の側部の少なくとも一部を覆う触媒被覆部と、筒部と触媒被覆部の間に設けられ脱水素反応を活性化させる触媒とを有する触媒保持装置とを備える。反応容器における触媒保持装置の上方から原料が供給される。触媒被覆部は、触媒を通さず、原料と、脱水素反応により発生した水素と原料から水素が脱離した物質を通す孔を有する。触媒被覆部が、反応容器の内側に位置し、抵抗線の端子の一部が反応容器の外側に露出した状態で、反応容器は触媒保持装置を保持する。【０００７】
脱水素システムにおいて、触媒保持装置を容易に反応容器から取り外しでき、触媒保持装置における触媒やヒーター（抵抗線など）のメンテナンスを容易に出来る。
また、電流が流れる抵抗線と端子が、有機ハイドライドなどの原料や芳香族化合物などの原料から水素が脱離した物質や水素と接しない領域に設けられるため、抵抗線や端子を劣化しにくく出来る。【０００８】
好ましくは、筒部には、放熱用のフィンが設けられる。フィンは、触媒被覆部に覆われる。【０００９】
さらに好ましくは、触媒被覆部は、取り外し可能な状態で、筒部に取り付けられる。【００１０】
触媒被覆部が取り外し可能な状態で、筒部に取り付けられた場合には、触媒被覆部を筒部から取り外し、触媒を補充したり入れ替えたり、触媒被覆部を取り替えたりすることも容易に出来る。【００１１】
さらに好ましくは、脱水素システムは、反応容器に収容され、原料を霧状に散布する噴霧部を更に備える。【００１２】
原料を噴霧させることで、触媒被覆部の孔を通りやすく出来、広い範囲に原料を供給させながら反応容器の内部に供給する原料の量を調整しやすく出来る。【００１３】
さらに好ましくは、噴霧部は、原料を上方向または斜め上方向に噴霧する。【００１４】
上方や斜め上方に向けて原料を噴霧する形態の場合には、下方に向けて原料を噴霧する形態に比べて、一旦上方に噴霧される分だけ、緩やかに且つ反応容器の内部の広範囲に原料を散布することが可能になる。【００１５】
さらに好ましくは、脱水素システムは、反応容器で発生した水素を他の物質と分離するための水素抽出部を更に備える。水素抽出部は、水素分離膜を有する。【００１６】
さらに好ましくは、水素抽出部は、反応容器から排出された気体を冷却した後に気体と液体とに分離する気液分離器を有する。気液分離器から排出された気体について、水素を他の物質と分離するように、水素分離膜は、気液分離器に対して気体の流れの下流に配置される。【００１７】
気液分離器と、水素分離膜とによる２段階の水素抽出処理により、気液分離器と水素分離膜の一方だけを使った形態に比べて、不純物が少なく純度が高い水素を抽出することが可能になる。【００１８】
さらに好ましくは、脱水素システムは、反応容器の気体を吸引し、水素抽出部へ誘導する吸引ポンプを更に備える。【００１９】
さらに好ましくは、脱水素システムは、反応容器と水素抽出部とを連通する気体排出管を更に備える。気体排出管は、反応容器の気体排出口から斜め方向に延びる勾配部を有する。【００２０】
さらに好ましくは、筒部は、円筒形状を有する。筒部は、回転可能な状態で反応容器を構成する壁に取り付けられる。【００２１】
触媒保持装置を回転させて、筒部と触媒被覆部の間に充填された触媒を攪拌させたり、噴霧された原料が侵入する部位を調整したりすることが可能になる。【００２２】
さらに好ましくは、脱水素システムは、第２の反応容器を更に備える。第２の反応容器における触媒保持装置の上方から、反応容器から排出された原料と原料から水素が脱離した物質が供給される。【００２３】
さらに好ましくは、反応容器を構成する壁は、触媒保持装置を取り付けする際に、触媒保持装置を通すための開口孔を有する。【００２４】
本発明に係る触媒保持装置は、電力供給により発熱する抵抗線と、抵抗線の側部を覆う筒部と、筒部の側部の少なくとも一部を覆う触媒被覆部と、筒部と触媒被覆部の間に設けられる触媒とを備える。反応容器における触媒保持装置の上方から原料が供給される。触媒被覆部は、触媒を通さず、原料と、脱水素反応により発生した水素と前記原料から水素が脱離した物質を通す孔を有する。抵抗線の端子の一部が反応容器の外側に露出した状態で、触媒保持装置は、反応容器に保持される。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、触媒やヒーターのメンテナンスを容易にする脱水素システムなどを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態における脱水素システムの構成図である。
【図２】触媒保持装置の断面構成図である。
【図３】開口を介して触媒を充填する際の触媒保持装置の断面構成図である。
【図４】本実施形態の変形例で、上方向に噴霧させる噴霧部と、反応容器から斜め上方向に延びる勾配部を含む脱水素システムの構成図である。
【図５】第２の反応容器を更に設けた脱水素システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、第１実施形態について、図を用いて説明する。
なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。
【００２８】
本実施形態における脱水素システム１は、メチルシクロヘキサンなどの有機ハイドライド（飽和縮合環炭化水素）から水素を取り出し、当該水素を外部の電力発生装置（不図示）などに供給する装置である。
脱水素システム１は、原料（有機ハイドライド）タンク５、脱水素反応器１０、気体排出管５０、液体排出管５２、吸引ポンプ６０、水素抽出部７０、水素タンク８１、分離液タンク８２、検知部９１、制御部９３を備える（図１参照）。
【００２９】
（原料タンク５）
原料タンク５は、有機ハイドライドを貯蔵するタンクで、原料タンク５に貯蔵された有機ハイドライドは、原料ポンプ（不図示）を介して、脱水素反応器１０の噴霧部４３に供給され、脱水素反応器１０における脱水素反応で、トルエンなどの芳香族化合物と水素に分離される。
【００３０】
（脱水素反応器１０）
脱水素反応器１０は、触媒保持装置２０、反応容器４１、噴霧部４３を有する。
【００３１】
（触媒保持装置２０）
触媒保持装置２０は、反応容器４１に保持される状態で、複数設けられる。
触媒保持装置２０は、触媒３１を保持しながら、電気加熱で触媒３１を温める装置で、反応容器４１に保持される。
触媒保持装置２０は、抵抗線２１、コーキング２２、端子（ボビン）２３、絶縁粉末２４、絶縁部材２５、ナット２６、筒部（ヒーターパイプ）２７、フィン２９、抵抗器固定部材３０、触媒３１、触媒被覆部３３、被覆部固定部材３５を有する（図２参照）。
【００３２】
抵抗線２１は、ニクロム線などコイル状を有し、電力供給により発熱する。
【００３３】
端子２３は、抵抗線２１と電気的に接続され、抵抗線２１の両端に設けられる。
端子２３は、第１端部２３ａ、第２端部２３ｂ、中間部２３ｃを有し、第１端部２３ａと中間部２３ｃと第２端部２３ｂが、一体的に構成される。
第１端部２３ａは、ナット２６との螺合のために雄ネジ形状を有し、一部が筒部２７から露出する。
第２端部２３ｂは、略円柱形状を有する。
抵抗線２１の一部は、第２端部２３ｂに巻き付けられ、スポット溶接などで固定される。
中間部２３ｃは、第１端部２３ａと第２端部２３ｂに挟まれる。
【００３４】
端子２３の筒部２７から露出する部分は、反応容器４１を構成する壁から外側に露出する。
端子２３の筒部２７から露出する部分は、商用電源からの電力供給線（ケーブルなど）と接続される。
抵抗線２１と端子２３は、当該商用電源などから電力供給を受ける。
ただし、電力供給源は、商用電源に限るものではなく、発電装置や蓄電装置であってもよい。
【００３５】
筒部２７は、絶縁部材２５を介して端子２３を保持する。
また、筒部２７は、端子２３の一部と抵抗線２１の側面を覆う。
筒部２７に覆われる端子２３の一部は、反応容器４１を構成する壁から外側に露出しない部分である。
【００３６】
なお、図２や図３の断面構成図は、抵抗線２１と端子２３とナット２６以外の部分の断面を示し、抵抗線２１と端子２３とナット２６の側面を示す。
【００３７】
筒部２７の側面には、放熱用のフィン２９が設けられる。
フィン２９は、筒部２７の側面に着脱可能な状態で取り付けられるのが望ましい。
フィン２９は、抵抗線２１で発した熱を放射し、近接する触媒３１を温めて、脱水素反応を活性化させる。
【００３８】
筒部２７の内部は、マグネシアなどの絶縁粉末２４が充填され、圧縮と熱によって固められる。
絶縁粉末２４は、第１端部２３ａの一部と、第２端部２３ｂの全部と、中間部２３ｃの全部を覆うように充填される。
絶縁粉末２４における絶縁部材２５と対向する部分、すなわち、絶縁粉末２４と絶縁部材２５の境界部分や、第１端部２３ａの雄ネジ形状部分の一部は、シリコーンなどでコーキング２２が施される。
コーキング２２を介して、第１端部２３ａの雄ネジ形状部分の一部と絶縁粉末２４が固定された状態になる。
【００３９】
絶縁部材２５と筒部２７を間に挟んだ状態で、ナット２６が第１端部２３ａに螺合される。
【００４０】
触媒保持装置２０における端子２３と導通しない箇所が、抵抗器固定部材３０を介して、反応容器４１を構成する壁に保持される。
触媒保持装置２０における端子２３と導通しない箇所は、絶縁部材２５を介して、端子２３を保持する筒部２７の両端近傍などが考えられる。
抵抗器固定部材３０は、少なくとも筒部２７と接する領域が絶縁部材で構成され、筒部２７の筒を挟むようにして保持する。
抵抗器固定部材３０は、ネジなどを介して、反応容器４１を構成する壁における第１開口孔４１ａや第２開口孔４１ｂを塞ぐように、当該壁に固定され、反応容器４１と触媒保持装置２０との間を密閉する。
【００４１】
抵抗器固定部材３０による端子２３の反応容器４１への固定を緩めたときに、端子２３を抵抗線２１が延びる軸周りに回転が出来るように、筒部２７が円筒形状を有し、触媒保持装置２０は、回転可能な状態で反応容器４１に保持されるのが望ましい。
この場合、触媒保持装置２０を回転させて、筒部２７と触媒被覆部３３の間に充填された触媒３１を攪拌させたり、噴霧された有機ハイドライドが侵入する部位を調整したりすることが可能になる。
【００４２】
（触媒３１、触媒被覆部３３、被覆部固定部材３５）
触媒３１は、脱水素反応を促進させる白金や白金塩などで構成される。
図２と図３における×印をつけた領域が、触媒３１が充填された領域であるとして説明する。
【００４３】
触媒被覆部３３が反応容器の内側に位置するように、触媒被覆部３３は、筒部２７の反応容器４１に保持される両端の間で、筒部２７の周囲に配置される。
触媒被覆部３３は、筒部２７の一部と、筒部２７に取り付けられたフィン２９と、触媒３１を覆う。
触媒３１は、筒部２７の外壁と、触媒被覆部３３の内壁の間に保持される。
触媒被覆部３３は、触媒３１（の粒）を通さず、有機ハイドライドと芳香族化合物と水素を通す孔を有する。
触媒被覆部３３は、例えば、シート状の多孔質膜で構成される。
【００４４】
触媒被覆部３３は、被覆部固定部材３５によって、取り外し可能な状態で、筒部２７に取り付けられるのが望ましい。
被覆部固定部材３５による触媒被覆部３３の筒部２７への取り付けは、結束バンドによる締結や、ろう付けなどの溶着が考えられる。
【００４５】
このため、被覆部固定部材３５による触媒被覆部３３の筒部２７への取り付けを解除することにより、触媒保持装置２０の触媒３１と触媒被覆部３３と被覆部固定部材３５を除く部分をそのままにして、触媒３１と触媒被覆部３３と被覆部固定部材３５の少なくとも１つを新しいものに交換することが可能になる。
【００４６】
触媒保持装置２０は、抵抗線２１を含む抵抗器に、被覆部固定部材３５を介して、触媒３１と触媒被覆部３３が取り付けられた構成である。
【００４７】
（触媒３１の充填手順）
触媒被覆部３３と筒部２７の間への触媒３１の充填は、以下の手順などで進められる。
触媒被覆部３３の一方の端部が、被覆部固定部材３５を使って、筒部２７の端部の一方（フィン２９と絶縁部材２５の間の一方）に取り付けられる（図３参照）。
このとき、筒部２７の端部の他方（フィン２９と絶縁部材２５の壁の間の他方）には、被覆部固定部材３５を使った取り付けが行われず、触媒被覆部３３と筒部２７との間に触媒投入用開口ＯＰが出来た状態となる。
当該触媒投入用開口ＯＰが略上方向を向くように、触媒被覆部３３や筒部２７を保持した状態で、当該触媒投入用開口ＯＰを介して、触媒被覆部３３と筒部２７の間に、触媒３１が投入される。
筒部２７や触媒被覆部３３を振動させたり回転させたりして、筒部２７と触媒被覆部３３の間に均一に触媒３１が配置されるようにするのが望ましい。
触媒３１の投入完了後、被覆部固定部材３５の他方の端部が、筒部２７の端部の他方（フィン２９と絶縁部材２５の間の他方）に取り付けられる。
これにより、触媒３１は、フィン２９と接触可能な状態で、筒部２７と触媒被覆部３３の間に保持される。
【００４８】
（反応容器４１）
反応容器４１は、噴霧部４３から噴霧された原料（有機ハイドライド）について、触媒保持装置２０を介して、水素と芳香族化合物に分離させる脱水素反応を促進する容器である（図１参照）。
反応容器４１を構成する壁は、複数の触媒保持装置２０を保持する。
反応容器４１を構成する壁は、第１開口孔４１ａ、第２開口孔４１ｂを有する。
触媒保持装置２０を当該壁に取り付けする際に、触媒保持装置２０を通すため、第１開口孔４１ａは、触媒保持装置２０の最大径部分よりも大きい孔形状を有する。本実施形態では、第１開口孔４１ａは、当該最大径部分に相当する触媒被覆部３３が通る孔形状を有する。
第２開口孔４１ｂは、筒部２７を保持するため、筒部２７の外形と略同じ形状を有する。
【００４９】
また、噴霧部４３は、反応容器４１の内側に保持される。
また、反応容器４１を構成する壁の側方には、脱水素反応で得られる気体を排出するための開口（気体排出口４５）が設けられる。
また、反応容器を構成する壁の下方には、液体を排出するための開口（液体排出口４７）が設けられる。
なお、気体排出口４５は、反応容器４１を構成する壁の上面に設けられても良い。
【００５０】
（噴霧部４３）
噴霧部４３は、反応容器４１の内部に設けられ、原料タンク５から供給された原料（有機ハイドライド）を霧状で噴射させる。
噴霧部４３は、下方に向けて原料を噴霧する形態であってもよいが、図４に示すように上方や斜め上方に向けて原料を噴霧する形態であってもよい。
上方や斜め上方に向けて原料を噴霧する形態の場合には、下方に向けて原料を噴霧する形態に比べて、一旦上方に噴霧される分だけ、緩やかに且つ反応容器４１の内部の広範囲に原料を散布することが可能になる。
噴霧部４３の下方に、複数の触媒保持装置２０が配置される。
【００５１】
有機ハイドライドを噴霧させることで、触媒被覆部３３の孔を通りやすく出来、広い範囲に有機ハイドライドを供給させながら反応容器４１の内部に供給する有機ハイドライドの量を調整しやすく出来る。
ただし、触媒保持装置２０の上方からの有機ハイドライドの供給は、噴霧部４３を使った噴霧に限るものではなく、触媒保持装置２０の上方から、有機ハイドライドを流し込む形態であってもよい。
【００５２】
（気体排出管５０）
気体排出管５０の一方の端部は、気体排出口４５と連通する。
気体排出管５０の他方の端部は、水素抽出部７０と連通する。
気体排出管５０には、反応容器４１から気体を吸引し、水素抽出部７０に誘導するための吸引ポンプ６０が設けられる。
気体排出管５０の一方の端部は、吸引ポンプ６０で吸引された水素などの気体が流れやすいように、斜め方向の勾配部５０ａが設けられるのが望ましい。
図１は、気体排出口４５から斜め下方向の勾配部５０ａが設けられた気体排出管５０の例を示す。
図４は、気体排出口４５から斜め上方向の勾配部５０ａが設けられた気体排出管５０の例を示す。
反応容器４１で発生した気体は、吸引ポンプ６０の吸引により、気体排出管５０を通って、水素抽出部７０に供給される。
反応容器４１で発生した気体には、水素、気化した有機ハイドライド、及び気化した芳香族化合物などが含まれる。
【００５３】
吸引ポンプ６０は、図１や図４に示すように、反応容器４１と第１分離部７１の間に設けられる形態であってもよいし、第１分離部７１と第２分離部７２の間や、第２分離部７２と水素タンク８１の間に設けられる形態であってもよい。また、吸引ポンプ６０が、反応容器４１と第１分離部７１の間、第１分離部７１と第２分離部７２の間、第２分離部７２と水素タンク８１の間の２箇所以上に設けられる形態であってもよい。
【００５４】
（液体排出管５２）
液体排出管５２の一方の端部は、液体排出口４７と連通する。
液体排出管５２の他方の端部は、分離液タンク８２と連通する。
反応容器４１において、触媒保持装置２０の下方に流れた液体は、液体排出管５２を通って、分離液タンク８２に供給される。
【００５５】
（水素抽出部７０）
水素抽出部７０は、第１分離部７１、第２分離部７２を有する。
【００５６】
第１分離部７１は、冷却装置と、気液分離器を含む。
第１分離部７１の冷却装置は、チラーなどで構成され、反応容器４１からの気体を冷却する。
第１分離部７１の気液分離器は、第１分離部７１の冷却装置で冷却された物質を液体と気体とに分離する。
第１分離部７１で分離された液体（液化した有機ハイドライド、及び液化した芳香族化合物）は、分離液タンク８２に供給される。
第１分離部７１で分離された気体（水素、液化していない有機ハイドライド、液化していない芳香族化合物、及び不純物）は、第２分離部７２に供給される。
【００５７】
第２分離部７２は、水素と、水素以外の他の物質とを分離するための水素分離膜を有する。
第１分離部７１の気液分離器から排出された気体について、水素を他の物質と分離するように、第２分離部７２の水素分離膜は、第１分離部７１の気液分離器に対して気体の流れの下流に配置される。
第２分離部７２で分離された水素、すなわち水素分離膜を通過した水素は、水素タンク８１に供給される。
第２分離部７２で分離された水素以外の物質、すなわち水素分離膜を通過しなかった物質は、分離液タンク８２もしくは、他のタンク（不図示）に供給される。
【００５８】
第１分離部７１の気液分離器と、第２分離部７２の水素分離膜とによる２段階の水素抽出処理により、気液分離器と水素分離膜の一方だけを使った形態に比べて、不純物が少なく純度が高い水素を抽出することが可能になる。
【００５９】
（水素タンク８１）
水素タンク８１は、反応容器４１で生成され、水素抽出部７０で抽出された水素を貯蔵する。
水素タンク８１は、水素を供給可能な状態で電力発生装置（不図示）と連通してもよい。
当該電力発生装置は、水素タンク８１から供給された水素に基づいて電力を発生させ、蓄電装置（不図示）や電気機器（不図示）に電力を供給する。
また、水素タンク８１を設けずに、水素抽出部７０で抽出された水素が、直接電力発生装置に供給される形態であってもよい。
【００６０】
（分離液タンク８２）
分離液タンク８２は、反応容器４１から排出された水素以外の物質（有機ハイドライド、芳香族化合物など）を貯蔵する。
【００６１】
（検知部９１、制御部９３）
検知部９１は、温度センサなどで、反応容器４１の内部であって、触媒保持装置２０の近傍に設けられ、触媒保持装置２０の近傍の温度に関する情報を取得する。
制御部９３は、触媒保持装置２０、噴霧部４３、吸引ポンプ６０など、脱水素システム１を構成する電気機器を制御する。
特に、制御部９３は、検知部９１で得られた触媒保持装置２０の近傍の温度に関する情報に基づいて触媒保持装置２０への電力供給を調整する。
触媒保持装置２０への電力供給の調整により、抵抗線２１からの発熱量が調整される。
これにより、脱水素反応が活性化した状態で、原料（有機ハイドライド）を噴霧部４３から散布する量やタイミング、吸引ポンプ６０で気体を吸引させる量やタイミングを調整することが可能になる。
【００６２】
（水素抽出手順）
次に、本実施形態における脱水素システム1を使った水素の抽出手順を説明する。
予め、反応容器４１には、触媒保持装置２０や噴霧部４３が取り付けられている。
原料タンク５は、噴霧部４３と連通されている。
反応容器４１の気体排出口４５には、気体排出管５０が取り付けられ、反応容器４１の液体排出口４７には、液体排出管５２が取り付けられている。
気体排出管５０には、吸引ポンプ６０と水素抽出部７０と水素タンク８１が取り付けられている。
液体排出管５２には、分離液タンク８２が取り付けられている。
【００６３】
制御部９３は、商用電源などに、触媒保持装置２０に電力供給を行わせる。
これにより、抵抗線２１が発熱し、絶縁粉末２４と筒部２７を介して、フィン２９に抵抗線２１の熱が伝えられる。
触媒３１は、筒部２７やフィン２９からの熱で温められる。
触媒３１が所定の温度（例えば、３５０℃）になると、脱水素反応が活性化可能な状態となる。
検知部９１からの情報、若しくは、触媒保持装置２０への電力供給が開始された後の経過時間などから、触媒３１が当該所定の温度になったと制御部９３が判断した場合に、制御部９３は、噴霧部４３による有機ハイドライドの噴霧を開始させる。
噴霧部４３による有機ハイドライドの噴霧が開始された後、所定の時間が経過した後、制御部９３は、吸引ポンプ６０の動作が開始させる。
噴霧部４３から噴霧された有機ハイドライドの一部は、触媒保持装置２０の触媒被覆部３３の孔を通って、触媒３１と接触する。
このときに、脱水素反応により、有機ハイドライドは、水素と芳香族化合物に分離される。
触媒保持装置２０における、筒部２７と触媒被覆部３３の間から、触媒被覆部３３の孔を通って、有機ハイドライドと芳香族化合物と水素が排出される。
触媒被覆部３３から排出された物質などのうち、反応容器４１内の気体は、吸引ポンプ６０による吸引により、気体排出管５０を介して、水素抽出部７０に送られる。
触媒被覆部３３から排出された物質などのうち、反応容器内の液体は、液体排出管５２を介して、分離液タンク８２に送られる。
【００６４】
水素抽出部７０の第１分離部７１では、気体が冷却された後、気体（主に水素）と液体（主に有機ハイドライドと芳香族化合物）に分離される。
第１分離部７１で分離された気体は、第２分離部７２に送られる。
第１分離部７１で分離された液体は、分離液タンク８２に送られる。
【００６５】
水素抽出部７０の第２分離部７２では、水素分離膜を通った水素と、水素分離膜を通らなかった他の物質とに分離される。
第２分離部７２で分離された水素は、水素タンク８１に送られる。
第２分離部７２で分離された水素以外の物質は、分離液タンク８２（若しくは他のタンク）に送られる。
【００６６】
水素タンク８１には、反応容器４１で発生した水素が貯蔵される。
分離液タンク８２には、有機ハイドライドや芳香族化合物が貯蔵される。
【００６７】
（効果）
触媒３１が筒部２７と触媒被覆部３３の間に保持され、端子２３の一部（第１端部２３ａの一部）が反応容器４１から露出した状態で、触媒保持装置２０が反応容器４１に保持される。
このため、脱水素システム１において、触媒保持装置２０を容易に反応容器４１から取り外しでき、触媒保持装置２０における触媒やヒーター（抵抗線２１など）のメンテナンスを容易に出来る。
また、電流が流れる抵抗線２１と端子２３が、有機ハイドライドや芳香族化合物や水素と接しない領域に設けられるため、抵抗線２１や端子２３を劣化しにくく出来る。
また、フィン２９が設けられた場合には、筒部２７とフィン２９と触媒被覆部３３の間に触媒３１が配置され、フィン２９を設けない形態に比べて、筒部２７と触媒被覆部３３の間の領域にまんべんなく触媒３１を配置させやすく、且つまんべんなく触媒３１に熱を伝達させやすく出来る。
触媒被覆部３３が取り外し可能な状態で、筒部２７に取り付けられた場合には、触媒被覆部３３を筒部２７から取り外し、触媒３１を補充したり入れ替えたり、触媒被覆部３３を取り替えたりすることも容易に出来る。
【００６８】
なお、本実施形態では、反応容器４１が１つだけ設けられる形態を説明したが、２つ以上設けられる形態であってもよい（図５参照）。
具体的には、分離液タンク８２の後段に反応容器（第２の反応容器）４１などが設けられ、分離液タンク８２に貯まった物質（有機ハイドライドと芳香族化合物）を原料として、脱水素反応が行われる。すなわち、第２の反応容器における触媒保持装置２０の上方から、前段の反応容器４１から排出された原料と原料から水素が脱離した物質が供給される。なお、図５では、第２の反応容器４１の後段に設けられる水素タンク８１や分離液タンク８２の図示を省略している。
さらに、２回目の脱水素反応が行われた後の分離液タンク８２に貯まった物質（有機ハイドライドと芳香族化合物）に３回目の脱水素反応を行わせる反応容器（第３の反応容器）４１を設けても良い。
複数回に分けて、脱水素反応を行うことにより、各反応容器４１の内部の水素発生量を抑え、気体排出管５０から水素を含む気体が排出されやすく出来る。
【００６９】
また、本実施形態では、脱水素システム１の原料が環炭化水素で、水素が脱離した物質が芳香族化合物であるとして説明したが、触媒３１を用いて水素を脱離させる他の物質（水素を含む化合物）を原料として用いても良い。
例えば、エタノール、メタノール、鎖状炭化水素などが、脱水素システム１の原料として用いられてもよいし、アンモニアが、脱水素システム１の原料として用いられても良い。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１  脱水素システム
５  原料（有機ハイドライド）タンク
１０  脱水素反応器
２０  触媒保持装置
２１  抵抗線
２２  コーキング
２３  端子（ボビン）
２３ａ  第１端部
２３ｂ  第２端部
２３ｃ  中間部
２４  絶縁粉末
２５  絶縁部材
２６  ナット
２７  筒部
２９  フィン
３０  抵抗器固定部材
３１  触媒
３３  触媒被覆部
３５  被覆部固定部材
４１  反応容器
４１ａ  第１開口孔
４１ｂ  第２開口孔
４３  噴霧部
４５  気体排出口
４７  液体排出口
５０  気体排出管
５０ａ  勾配部
５２  液体排出管
６０  吸引ポンプ
７０  水素抽出部
７１  第１分離部
７２  第２分離部
８１  水素タンク
８２  分離液タンク
９１  検知部
９３  制御部
ＯＰ  触媒投入用開口
【要約】
触媒やヒーターのメンテナンスを容易にする脱水素システムなどを提供する。
脱水素システムは、反応容器と、電力供給により発熱する抵抗線２１と、抵抗線２１の側部を覆う筒部２７と、筒部２７の側部の少なくとも一部を覆う触媒被覆部３３と、筒部２７と触媒被覆部３３の間に設けられ脱水素反応を活性化させる触媒３１とを有する触媒保持装置２０とを備える。触媒保持装置２０の上方から有機ハイドライドが供給される。触媒被覆部３３は、触媒３１を通さず、有機ハイドライドと、脱水素反応により発生した芳香族化合物と水素を通す孔を有する。触媒被覆部３３が、反応容器の内側に位置し、抵抗線２１の端子２３の一部が反応容器の外側に露出した状態で、反応容器は触媒保持装置２０を保持する。【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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