水素製造法の体系的考察
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現在、国内で主に用いられているプロセスは以下の通りです。一、メタノールからの水素製造。化学工業におけるエネルギー消費を削減しコストを低減するため、「電力の浪費が激しい」とされる「水電解による水素製造」のプロセスに代わり、先進的なメタノール蒸気改質－圧力変換吸着技術を利用して純粋な水素とCO2を多く含む混合ガスを製造します。さらなる後処理を経ることで、水素と二酸化炭素の両方を得ることができます。 二、電解水による水素製造では、カリウムヒドロキシドまたはナトリウムヒドロキシドの水溶液を電解するために、陰極面に鉄、陽極面にニッケルを用いた直列型電解槽（圧搾フィルターに似た形状）が多く使用される。陽極から酸素が、陰極から水素が出る。この方法はコストが高いが、製品の純度が高く、99.7％以上の純度の水素を直接製造できる。この純度の水素ガスは、主に以下の用途で使用されます：①電子・計測機器産業における還元剤、保護ガス、パーマロイの熱処理など、②粉末冶金産業におけるタングステン、モリブデン、超硬合金などの製造用還元剤、③多結晶シリコンやゲルマニウムなどの半導体原料の製造、④油脂の水素化、⑤二重水素内冷発電機における冷却ガスなどです。北京電子管工場や科学アカデミーのガス工場では、水の電気分解法によって水素を製造している。 三、水素ガス法による水素製造 無煙炭またはコークスを原料とし、水蒸気と高温で反応させて水素ガスを得る（C+H2O→CO+H2—熱）。浄化した後、水蒸気と共に触媒を通してその中のCOをCO2に変換させる（CO+H2O→CO2+H2）。これにより水素含有率80％以上のガスが得られる。次にそのガスを水中に圧入してCO2を溶解させ、さらにアンモニウム・オキソカップラート（またはアンモニウム・ギ酸カップラート）溶液を通して残留するCOを除去することで、より純度の高い水素が得られる。この方法は水素製造コストが低く生産量も多いが、設備が多く必要で、アンモニア合成工場では主にこの方法が用いられている。COとH2を使ってメタノールを合成する場合もあり、またごく一部では、人工液体燃料として純度の低い80％水素のガスが使用されている。北京化学実験工場や、各地の小規模な窒素肥料工場などがこの方法を多く用いている。 四、石油の熱分解による合成ガスおよび天然ガスからの水素製造石油の熱分解に伴って大量の水素が生成され、これはガソリンの水素化処理や、石油化学工場、肥料工場で必要とされる水素として利用されている。この水素製造法は世界中の多くの地域で採用されており、我が国の石油化学基地、例えば慶肥肥料工場や渤海油田の石油化学基地などでもこの方法で水素が製造されている。また、アメリカのBaywayやBatan Rougoといった水素化工場などでも採用されている。 五、コークス炉ガスの冷凍による水素製造 初歩的に精製されたコークス炉ガスを冷凍・加圧し、他のガスを液化させて水素だけを残す。この方法は、ごく少数の場所で採用されている（例えば旧ソ連のケ・メポボ工場など）。 六、電解食塩水による副生水素 塩素アルカリ工業では大量の比較的純度の高い水素が副生され、塩酸の製造に使用された後も余剰が出る。この余剰水素は精製することで一般水素や純水素として生産することもできる。化学第二工場で使われる水素は、電解食塩水の副産物です。 七、醸造業の副産物として、トウモロコシを使ってプロパンやブタンを発酵させる際、発酵タンクから排出される排気ガスのうち3分の1以上が水素である。これを何度も精製することで純度97％以上の水素を製造できる。さらに、この水素を液体窒素で－100℃以下まで冷却したシリカゲル充填のチューブを通すことで、少量のN2などの不純物をさらに除去し、純度99.99％以上の純水素を得ることができる。北京の酒造会社では、このような副産物として得られる水素を利用して、石英製品の焼成や他社への供給を行っている。
メタノール分解による水素製造技術の概要 【要約】水素は工業分野で幅広く利用されている。近年、精密化学、アントラキノン法による過酸化水素製造、粉末冶金、油脂の水素化、林産物および農産物の水素化、バイオエンジニアリング、石油精製における水素化、そして水素燃料を使用するクリーンカーなどが急速に発展したことにより、純水素の需要が急増している。 メタノール蒸気変換による水素および二酸化炭素製造技術 １ 序論 水素は工業分野で広く利用されている。近年、精密化学、アントラキノン法による過酸化水素製造、粉末冶金、油脂の水素化、林産物および農産物の水素化、バイオエンジニアリング、石油精製における水素化、そして水素燃料を使用するクリーンカーなどが急速に発展したことにより、純水素の需要が急増している。 水素供給源が確保できない地域では、石油系、天然ガス、石炭を原料とする従来の製ガス法による水素分離には巨額の投資が必要となり、「合成アンモニアの半分に相当する」ため、大規模なユーザー向けにしか適用できない。中小規模のユーザーにとっては、水を電気分解することで簡単に水素を製造できるが、エネルギー消費量が非常に多く、1立方メートルの水素を製造するのに約6キロワット時の電力が必要である。また、水素の純度も理想的ではなく不純物が多く、生産規模にも制限がある。そのため、近年、従来から水の電気分解によって水素を製造していた多くの企業が技術改革を行い、メタノール蒸気変換法という新しい水素製造プロセスに切り替えている。 ２ 工程原理及びその特徴
本工程は、入手が容易なメタノールと脱塩水を原料とし、220～280℃で専用触媒の存在下で触媒反応させることにより、主に水素と二酸化炭素からなる変換ガスを生成する。その原理は以下の通りである。
主反応：
CH3OH → CO + 2H2 +90.7 KJ/mol
CO + H2O → CO2 + H2 -41.2 KJ/mol
総反応：
CH3OH + H2O → CO2 + 3H2 +49.5 KJ/mol
副反応：
2CH3OH → CH3OCH3 + H2O -24.9 KJ/mol
CO + 3H2 → CH4 + H2O +206.3 KJ/mol
上記の反応によって生成された変換ガスを冷却・凝縮すると、その組成は以下の通りとなる：
H2：73～74％
CO2：23～24.5％
CO：～1.0％
CH3OH：300ppm
水：飽和状態
この変換ガスは、圧力変化を利用した吸着技術などを用いて容易に分離し、純粋な水素を抽出することができる。 現在、国内でこの技術を導入している企業は100社近くに上り、数年間の運用を通じて、この工程技術が成熟しており、操作が簡単で、安定して稼働し、汚染もないことが証明されている。 この工程技術には以下の特徴があります：1.メタノール蒸気の分解と変換が、専用触媒上で一工程で行われる。 2. 加圧操作を採用することで、生成された変換ガスはさらなる加圧を必要とせずにそのまま変圧吸着分離装置に送り込むことができ、エネルギー消費を削減できる。 3.電解法と比較して、電力消費量は90％以上削減され、製造コストは40～50％低下し、かつ水素の純度が高い。石炭ガス化法と比較すると、本プロセス装置はシンプルで、操作も容易かつ安定している。コークスガスは原料費はやや安いものの、プロセスが長く投資額も大きく、汚染も激しく不純物も多いため、脱硫処理などが必要で、中小規模の設備には適していない。 4. 専用触媒は、活性が高く、選択性に優れ、使用温度が低く、寿命が長いという特徴を持っている。 5. 循環加熱媒体として伝熱油を使用することで、工程上の要件を満たすとともに、投資額が少なくエネルギー消費も低く、運用コストを削減できる。 ３ 工程プロセス 工程フローは図の通りです。 メタノールと脱塩水を一定の比率で混合し、熱交換器で予熱した後、気化塔に送り込む。気化した水メタノール蒸気は過熱器で過熱された後、変換器に入り、触媒層内で触媒分解および変換反応が行われる。これにより得られる変換ガスには約74％の水素と24％の二酸化炭素が含まれている。このガスは熱交換や冷却凝縮を経て水洗吸収塔に送られ、塔底では未変換のメタノールと水が回収されて再利用される。塔頂から出たガスは変圧吸着装置に送られて精製される。 製品ガスの純度や微量不純物成分に対する要件に応じて、4塔またはそれ以上のプロセスを採用することで、純度は99.9～99.999％まで達成できる。処理能力1500 Nm3/hの変換ガス、純度99.9％の圧力変化吸着装置を設計し、その水素回収率は90％以上に達する。 変換ガス中の二酸化炭素は、変圧吸着装置を用いて食品級まで精製し、飲料や酒類業界で利用することができる。これにより**製造コストを削減できます。プロセスの設定では、まず変圧吸着装置によって二酸化炭素を分離した後、水素を多く含む変換ガスを加圧して変圧吸着装置に送り、精製する。 この工程の原材料はシンプルで、必要な付帯する公共施設の要件も低く、容易に満たすことができる。長年にわたる工業化装置の運転データを集め、その原材料および動力消費量は以下の通りとなった：メタノール 0.57トン、脱塩水 0.32トン、電力 220V/380V 150度、計装用空気 80 Nm3/時。生産コスト：純水素1 Nm3あたりの工場内コストは2.0～3.0元であり、二酸化炭素を回収して販売できれば、製品コストは1.5～2.0元まで下がる。（工場のコストは、装置の規模やメタノールの市場価格の変動によって若干異なります。）５ 環境保護 5.1廃ガス：本技術は物質の内部自己循環型プロセスを採用しているため、通常の運転時にはほとんど廃棄物が排出されず、原料液タンクからわずかな量のCO2およびCH3OCH3を含むガスが放出されるのみである。1000Nm3/hの水素製造装置を例にすると、その量は1.0～1.7Nm3/hであり、ガスの組成は以下の通りである：成分 CO2 CH3OCH3 H2 CH3OH H2O 組成％ 84.03 2.66 ～1.00 3.24 11.38 ガス量が少ないため、基本的に無毒であり、直接大気中に排出することができる。 変圧吸着プロセスにおける排出ガスは、消火器を通過した後大気中に放出される。その中には大量の二酸化炭素と、少量の水素、そしてごくわずかな一酸化炭素と水蒸気が含まれているが、環境への汚染はない。 5.2廃液：本プロセスでは、蒸発塔の底部から定期的でない間隔で少量の廃水が排出されるのみであり、その中のメタノール含有量は0.5％未満である。希釈すればGB8978-88に定められた第2種汚染物質の排出基準を満たし、そのまま下水道に排出することができる。 5.3 廃棄物：断熱油ボイラー室には一定量の燃焼煤灰があり、集約して処理することができる。（石炭を燃料とする熱伝導油システムのみが廃棄物を生じる。）６ 実用化状況 現在、技術移転または一式装置を提供している機関の一覧は以下の通りです。西南化工研究院では、現在、20～5000Nm3/hの範囲で、さまざまな規模のメタノール蒸気変換水素製造装置を提供しています。設計、据付指導、人材育成、運転などの技術的業務を担当できるほか、機器や電気、計装などのハードウェア機器からなる一式のプラントも提供可能です。装置が稼働を開始した後は、長期にわたり技術フォローアップなどの運用サービスを実施し、装置の安定した稼働を確保します。 7 結論 工業化の実践により、本技術は先進的であり、技術も成熟していることが証明された；装置はシンプルで、操作が簡単、動作も安定している。この技術は、特に中小規模の水素需要者にとって、優れた市場の見通しを持っている。 この工程用の専用触媒は継続的に改良が加えられており、高い活性と選択性という利点を維持するだけでなく、触媒の寿命においても大きな進歩が見られ、広州金珠江化学有限公司で使用されている触媒の寿命は既に4年以上に達しています。 工程プロセスの説明 メタノール触媒変換ガス製造の工程プロセスは、原料液の予熱、気化、過熱、変換反応、生成ガスの冷却凝縮、生成ガスの精製という4つの工程に分けられる。 本装置は2つの完全に独立したシステムであり、以下の説明では機器、バルブ、調節弁などの呼称は省略する。システム。 1 工程プロセス 1.1 原料液の予熱、気化、過熱工程 メタノールと脱塩水を所定の比率で混合し、ポンプで加圧してシステムに送り込み、反応温度まで予熱・気化・過熱させる工程。その作業範囲は、メタノール計量タンク、循環液貯槽、原料供給ポンプ、熱交換器、気化塔、過熱器などの設備およびそれに付随する計器やバルブです。 1.2 触媒変換反応工程 反応温度および圧力のもとで、原料蒸気が変換炉内で気固相触媒変換反応を行う。作業範囲は、転換炉1台の設備およびそれに付随する計器やバルブです。この工程の目的は、化学反応を完了させ、主成分が水素と二酸化炭素からなる変換ガスを得ることである。 1.3 転換ガスの冷却・凝縮工程 転換炉の下部から出てくる高温の転換ガスを冷却・凝縮させ、40℃以下にする過程である。その作業範囲は、熱交換器、冷却器の2台の装置およびそれに付属する計器やバルブです。 1.4 転換ガス浄化工程 水素、二酸化炭素、および少量の一酸化炭素、メタノール、水を含む低温転換ガスが洗浄塔に入り、未反応のメタノールを脱塩水で吸収する工程。その作業範囲は、水洗塔、脱塩水中間タンク、ガス緩衝タンク、脱塩水供給ポンプの5台の設備およびそれに付随する計器やバルブです。 2.0 工程プロセスの主な制御指標
2.1 原料の気化過熱
2.1.1 原料メタノールの流量 1134kg/h
2.1.2 原料液の流量 ～2590Kg/h
2.1.3 気化過熱塔の入口温度 ～165℃
2.1.4 気化過熱塔の塔底圧力（表圧） 1.1 MPa
2.2 転換反応
2.2.1 入口温度 200～260℃
2.2.2 反応温度 220～280℃
2.2.3 伝熱油の温度 235～290℃
2.2.4 熱交換器出口の転換ガス温度 110～140℃
2.2.5 冷却器出口の転換ガス温度 ＜40℃
2.2.6 反応圧力（表圧） ～1.1MPa
2.3 水洗いによる分離
2.3.1 タワーへの脱塩用水量 636Kg/h
2.3.2 循環液量（タワー出口） ～1469Kg/h
循環液の組成（重量％）：メタノール 0～25％
2.3.3 タワー出口の転換ガス量 ～3135Nm3/h
転換ガスの組成（体積％）：水素 73～74.5％、二酸化炭素 23～24.5％、一酸化炭素 ～0.8％、メタノール 0.03％、メタン 0.20％
2.4 催化剤の還元
2.4.1 還元用循環ガス量 ～2100 Nm3/h
2.4.2 還元ガス中の水素含有量 0.5～10％
2.4.3 還元温度 110～230℃
2.4.4 還元圧力 ～0.05 MPa
2.5 その他
2.5.1 入力工程での冷却水圧力 0.3MPa
2.5.2 入力工程での計装用空気圧力 0.4～0.60 MPa
2.5.3 伝熱油の流量 ～160 m3/h
化学反応の原理
メタノールと水蒸気の混合物が転換炉内で加圧下で触媒を用いて転換反応が行われ、水素と二酸化炭素が生成される。反応式は以下の通りである。
主反応：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2 +49.5 KJ/mol
副反応：CH3OH＝CO＋2H2 +90.7 KJ/mol
2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O －24.90KJ/mol
CO＋3H2＝CH4＋H2O －206.3KJ/mol
主反応は吸熱反応であり、伝熱油を用いて外部から加熱する。変換ガスは冷却・凝縮された後、水洗塔に送られる。塔底では未変換のメタノールと水が回収されて再利用され、塔頂の変換ガスはバッファタンクを経由して圧力変化吸着式水素抽出装置で分離される。 原材料および製品の性質 1.1 原材料の性質 ⑴ 原材料であるメタノールの性質 化学的名称はメタノールで、別名としてメチルアルコール、キュモール、キシレンとも呼ばれる。分子式はCH3OH、分子量は32.04です。エタノールのような臭いがあり、無色透明で、可燃性かつ揮発性の高い液体です。比重は0.7915です。融点は－97.80℃、沸点は64.7℃、20℃における蒸気圧は96.3mmHg、粘度は0.5945センチポアズ、引火点は11.11℃、自然発火点は385℃であり、空気中での爆発限界は6.0～36.5％である。メタノールは最もよく使われる有機溶剤の一つで、水や多くの有機溶剤と混和可能です。 メタノールは毒性があり、**作用**を持ち、視神経に大きな影響を与え、重篤な場合は失明を引き起こすことがある。 ⑵ 原料脱塩水の性質（省略） 1.2 製品の性質 本装置で製造される製品はメタノール触媒変換ガスで、その主成分は水素と二酸化炭素であり、その性質は以下の通りです： ⑴ 水素の性質 分子式はH2、分子量は2.0158で、無色無臭の気体です。無毒で腐食性もありません。気体密度は0.0899Kg/m3、融点は-259.14℃、沸点は-252.8℃、自然発火点は400℃で、水、アルコール、エーテル、その他の各種液体にはほとんど溶けない。常温では安定しているが、高温下で触媒が存在すると非常に活発になり、極めて燃えやすく爆発しやすく、多くの非金属や金属とも反応する。 ⑵ 二酸化炭素の性質 化学名は二酸化炭素で、別名には炭酸アンヒドラーゼ、炭酸ガスがある。分子式はCO2、分子量は44.01で、無色無臭の気体です。酸性があり、気体の密度は1.977Kg/m3、融点は-56.6℃、沸点は-78.5℃（昇華）。水に溶けやすく炭酸を生成し、エタノール、メタノール、プロパン、クロロホルム、四塩化炭素、ベンゼンにも溶ける。不燃性の気体で、消火剤として使用できる。 原材料および製品の規格 2.1 原材料の規格 メタノール：国標GB338-92の一級品基準を満たしている。メタノール製造装置は30Kt/y以上の規模で製造することを推奨し、輸送過程で汚染が出ないようにする；リサイクルされたメタノールの使用は厳禁です。 脱塩水：**GB12145-89P（直流炉）の要求を満たし、かつ塩化物イオン濃度が3ppm以下である。
2.2 製品仕様
⑴ 転換ガスの組成：H2 73～74.5％、CO2 23～24.5％、CO ＜0.8％、CH3OH 300ppm、水は飽和状態
⑵ 圧力：1.1MPa
⑶ 温度：＜40℃
操作手順
1 設備起動前の準備作業
1.1 一般的な準備と点検
1. 水、電気、蒸気、軟水、計装用空気、窒素、水素、燃料などの供給状況を確認し、関連部門と連絡を取って、供給量および品質の要件を確定する。 2、すべての排出弁、スラッジ排出弁、放気弁、給料弁、サンプリング弁を閉じる。冷却水、計装空気などの工程入口用総弁を開く。 3、伝熱油ボイラー室に運転準備を通知し、運転の具体的な時間や品質・量の要件（圧力、温度、流量など）を確認するため連絡を取る。 4、分析室に生産管理分析業務の準備を通知する。 5、動力機器の状態を確認し、すべての計器の電源、空気供給、信号が正常かどうかをチェックする。 6、製品のユーザーを確保する。変換触媒のため、途中で頻繁に停止したくないので、ユーザーは急いで運転を開始しないようにしてください。 7、消防・安全設備が完備され、正常に機能しているかを確認する。 8、操作員、分析員、管理及び保守スタッフは、技術研修を受け、試験に合格した後にのみ業務に就くことができる。 2 運転手順 投料運転手順は、触媒の還元が終了した直後に行うものとし、時間的な間隔を設けない。運転の順序は一般的に、洗浄塔の起動、蒸発塔の起動、変換炉の起動、システムの昇圧となります。還元が終了したら、還元システムのバルブを閉じ、転換炉を起動し、排出配管間のすべてのバルブを開けた後、関連するバルブを閉じて、システムの運転準備を行います。 注意：運転負荷は一般的に定格負荷の30％～60％で行い、システムが安定した後に徐々に定格負荷まで増やしていきます。 2.1 準備 1、工具と防護具が揃っていて正常かを確認する。 2、動力機器が正常に動作しているかを確認し、規定通りに潤滑箇所に油を注ぎ、エンジンを数回回します。 3、各計測・制御計器が故障していないかを確認し、正確で正常な状態であることを確認した上で、計器の電源および空気供給のスイッチを入れます。 4、メタノールタンクおよび脱塩水ステーションに対し、本装置へ原料を供給するよう通知する。メタノール中間タンクおよび脱塩水中間タンクの液面を～90％にし、供給を停止する。 5、触媒還元システムの全バルブおよび計器は、起動時の状態のまま維持する。 6、伝熱油炉の工程に通知し、運転開始の準備を整える。 7、運転時の投入量を決定し、投入量と各パラメータとの関係を明確にする。 2.2 水洗塔の起動 1、脱塩水中間タンクの排出弁、脱塩水供給ポンプの入口弁、バイパス弁を開き、供給ポンプを起動して脱塩水ポンプが正常に動作するようにする。 2、ポンプ付き脱塩水供給口バルブを開き、脱塩水供給バイパスバルブを閉じ、調整バルブで戻り流量を調節して所定の値にする。 3、ウォッシュタワーのタンク内に液面ができたら、タンクの排出調節弁のバイパス弁を開き、脱塩水を循環液タンクに送る。次に調節弁の前後の弁を開いて、ウォッシュタワーの液面を30～40％に制御する。 2.3 蒸発塔の起動
1. メタノール中間タンクの出口バルブ、メタノール流量計の前後のバルブを開き、循環液タンクの出口バルブも開くことで水とメタノールを混合させる。次に、メタノール供給ポンプの入口バルブおよびバイパスバルブを開き、ポンプを起動してメタノール供給ポンプが正常に動作するようにする。 2、メタノール供給ポンプの出口バルブを開き、メタノール供給ポンプのバイパスバルブを閉じ、供給ポンプの調整ダイヤルでシステムにメタノール水溶液を送る。サンプリングポイントでサンプルを採取して分析し、原料となるメタノールの流量を調整することで、水とメタノールの比率を所定値にする。 3、蒸発塔のタンク内液面が10％に達したら、蒸発塔の頂部排気弁を開き、タンク内の熱伝導油の入口バイパス弁および前後の弁をゆっくりと開いて、調節弁を用いて蒸発塔への熱伝導油の供給量を調整する。タワー頂部の排気量が安定したら、過熱器底部のスラッジ排出バルブを開き、液体の滴りが出なくなったらバルブを閉じることで、転換炉の起動に移行できます。 2.4 転換炉の起動 1、転換炉の入口バルブを開き、気化塔の頂部排気バルブを閉じることで、水メタノール原料ガスを転換炉に供給する。 2、伝熱油炉の温度を230℃に安定させ、装置や設備、配管、バルブ、計器などが正常に動作しているかを確認し、各工程パラメータ間の関係を観察する。異常がなければ、システムの昇圧を行うことができる。 2.5システム昇圧 1、流量計の前後のバルブを開き、バイパスバルブを閉じる。システム圧力調整バルブ及びその前後のバルブを開き、バイパスバルブを閉じる。バルブをゆっくりと絞ってシステムの圧力を上げ、1.1MPaに達するまで行う。 注意：原料ガスが触媒層を適量通過するようにしなければならないため、システムの調圧弁は完全に閉じた状態にしてはならない。 2、システム圧力を安定させるために圧力調整バルブの開度を調整し、変換ガス量も安定させる。 3、原料液の供給量および水とメタノールの比率をチェックし、所定値に達するようにする；変換ガス量をチェックし、バルブを調整して下部への熱伝導油の流量を制御し、タワー底部の液面を15～40％に保つ。 4、給水洗塔の脱塩水量を安定させ、要求値に達させるよう調整し、液面を安定させる。 この時点で、システムの投入および稼働作業は完了している。システム全体の動作状況を観察し、異常がなければ、以下の操作を行ってシステムを正常に稼働させることができます。 2.6 システムの安定性 1、冷却器の冷却水量を確認し、ウォッシュタワーに入る変換ガスの温度を≤40℃に保つ。 2、バッファタンクの出口における変換ガスの組成をチェックし、水とメタノールの比率を調整して、変換ガスの出口に含まれる一酸化炭素、メタノール、水などの成分が所定の値になるように制御する。 3、システム全体の動作が安定したら、次工程のPSA-H2装置に変換ガスを送ることができる。 3 通常運転 システム全体の起動が完了したら、段階的に通常運転に移行できます。 7.3.1 正常運転状態の確立と維持 1、原料液の供給量、変換ガスの流量、水とメタノールの比率、気化塔内の液面、熱伝導油の温度、変換ガスの組成、循環液の組成、および各制御ポイントのパラメータに基づき、各制御パラメータを適切に調整し、システムが正常な範囲で運転されるようにする。 2、必要な変換ガス量および水・メタノールの比率に基づいてメタノール流量を決定し、調整弁を自動調節モードに切り替える。 3、必要な脱塩水の流量に応じて、調節弁を自動調節モードに切り替える。
4、必要な変換ガスの量および水とメタノールの比率に応じて、原料液供給ポンプの流量を調整する。 5、循環液の流量に応じて、調節弁を自動調節モードに切り替える。 6、コンバージョンガスの出口温度を40℃以下になるように、冷却器の入口弁を調整する。 7、システムの変換ガス流量が安定したら、システム圧力調整弁を自動調節モードに切り替える。 8、必要な変換ガスの量と組成に応じて、システム内の熱伝導油の温度を適切に調整する。 9、蒸発塔の下部にある排液弁を用いて少量の廃水を連続的に排出し、排出量は15.0～20.0Kg/hに制御する。 システム全体が正常かつ安定して動作しています。 システムが正常に動作している間は、定時に各種操作パラメータを記録し、各制御ポイント、機器、計器、バルブなどが正常な状態にあるかを巡回点検する。異常が発見された場合は、直ちにその原因を究明し、迅速に対処して障害を排除し、システムの正常な動作状態を維持しなければならない。 3.2 正常停止操作 1、伝熱油炉の加熱を停止し、伝熱油の循環を維持する。反応温度が200℃以下に下がったら、伝熱油炉室は製ガス装置への伝熱油の供給を停止し、すなわち伝熱油装置内の短絡弁を開く。導熱油炉の停止は、導熱油炉の停止要件に従って行う。 2、伝熱油炉の冷却と同時に、システムの圧力調整バルブを手動で調整し、システムの圧力をゆっくりと0.4Mpaまで下げる（またはガス緩衝タンクを切り離し、変換ガスを予備の変換炉で置き換え、洗浄塔の頂部排気弁を開いて圧力を下げる）。 3、変換炉のバルブを閉じ、気化塔の頂部にある排出バルブをゆっくりと開けて、気化塔前のシステムの圧力を大気圧まで下げる。 4、蒸発塔システムの圧力を下げると同時に、原料供給ポンプを停止し、システムへの供給を中止する。 5、変換炉後部のシステムで引き続き減圧し、0.2Mpaになったら、変換炉の前後のバルブおよびバイパスバルブを閉じる。 6、脱塩水ポンプを停止し、洗浄塔への脱塩水の供給を中止する。水洗塔のタンク排出弁を閉じる。 7、窒素またはガスバッファタンクからの変換ガスを用いて、変換炉の前後のセクションを順番に置換する。冷却がシステム圧力に与える影響を考慮し、システムの各セクションは窒素または水素で0.2Mpaまで加圧して保持するのが望ましい。 熱伝導油を所定の温度まで下げた後、熱伝導油循環ポンプを停止する。 長期間停車する場合は、加圧窒素を用いて熱伝達油をシステムから熱伝達油タンクに押し戻します。 8、触媒に対して保護処理または不活性化処理を行う。 3.3 緊急停止操作 1、次のいずれかの状況が発生した場合は、緊急停止操作を行うべきである：⑴ 電力供給の停止。 ⑵ 冷却水を停止する。 ⑶ 設備や配管が爆発して破損し、火災が発生する。 ⑷ 機器、配管、またはフランジからの重大な漏気・漏液が処理できない。 ⑸ 重要な制御計器が故障しました。 2、操作手順 ⑴ 緊急に伝熱油装置に加熱を停止するよう指示し、伝熱油装置内のショートバルブを開いて、ガス製造装置への伝熱油の供給を止める。 ⑵ 変換炉の前弁を閉じ、気化塔システムと反応システムを切り離す。転換炉後システムを適切に減圧する。蒸発システムは圧力を安定させることができる。 ⑶ 原料供給ポンプを停止する。 ⑷ 脱塩水供給ポンプを停止する。 ⑸ 触媒には特別な保護措置を講じる。 ⑹ 事故の原因を調査した上で、さらなる対応を行う。 CNZ-1メタノール水素製造触媒説明書 CNZ-1型触媒は、銅を活性成分とするものです。銅、亜鉛、アルミニウムなどの酸化物で構成される新型触媒。それはメタノール蒸気の変換による水素および二酸化炭素生成に対して高い活性と優れた選択性を有する。
本工程は、入手が容易なメタノールと脱塩水を原料とし、220～280℃で専用触媒の存在下で触媒反応させることにより、主に水素と二酸化炭素からなる変換ガスを生成する。その原理は以下の通りである。
主反応：
CH3OH → CO + 2H2 +90.7 KJ/mol
CO + H2O → CO2 + H2 -41.2 KJ/mol
総反応：
CH3OH + H2O → CO2 + 3H2 +49.5 KJ/mol
副反応：
2CH3OH → CH3OCH3 + H2O -24.9 KJ/mol
CO + 3H2 → CH4 + H2O +206.3 KJ/mol
上記の反応によって生成された変換ガスを冷却・凝縮すると、その組成は以下の通りとなる：
H2：73～74％
CO2：23～24.5％
CO：～1.0％
CH3OH：300ppm
水：飽和状態
この変換ガスは、圧力変化を利用した吸着技術などを用いて容易に分離し、純粋な水素を抽出することができる。 現在、国内でこの技術を導入している企業は100社近くに上り、数年間の運用を通じて、この工程技術が成熟しており、操作が簡単で、安定して稼働し、汚染もないことが証明されている。 この工程技術には以下の特徴があります：1.メタノール蒸気の分解と変換が、専用触媒上で一工程で行われる。 2. 加圧操作を採用することで、生成された変換ガスはさらなる加圧を必要とせずにそのまま変圧吸着分離装置に送り込むことができ、エネルギー消費を削減できる。 3.電解法と比較して、電力消費量は90％以上削減され、製造コストは40～50％低下し、かつ水素の純度が高い。石炭ガス化法と比較すると、本プロセス装置はシンプルで、操作も容易かつ安定している。コークスガスは原料費はやや安いものの、プロセスが長く投資額も大きく、汚染も激しく不純物も多いため、脱硫処理などが必要で、中小規模の設備には適していない。 4. 専用触媒は、活性が高く、選択性に優れ、使用温度が低く、寿命が長いという特徴を持っている。 5. 循環加熱媒体として伝熱油を使用することで、工程上の要件を満たすとともに、投資額が少なくエネルギー消費も低く、運用コストを削減できる。 ３ 工程プロセス 工程フローは図の通りです。 メタノールと脱塩水を一定の比率で混合し、熱交換器で予熱した後、気化塔に送り込む。気化した水メタノール蒸気は過熱器で過熱された後、変換器に入り、触媒層内で触媒分解および変換反応が行われる。これにより得られる変換ガスには約74％の水素と24％の二酸化炭素が含まれている。このガスは熱交換や冷却凝縮を経て水洗吸収塔に送られ、塔底では未変換のメタノールと水が回収されて再利用される。塔頂から出たガスは変圧吸着装置に送られて精製される。 製品ガスの純度や微量不純物成分に対する要件に応じて、4塔またはそれ以上のプロセスを採用することで、純度は99.9～99.999％まで達成できる。処理能力1500 Nm3/hの変換ガス、純度99.9％の圧力変化吸着装置を設計し、その水素回収率は90％以上に達する。 変換ガス中の二酸化炭素は、変圧吸着装置を用いて食品級まで精製し、飲料や酒類業界で利用することができる。これにより**製造コストを削減できます。プロセスの設定では、まず変圧吸着装置によって二酸化炭素を分離した後、水素を多く含む変換ガスを加圧して変圧吸着装置に送り、精製する。 この工程の原材料はシンプルで、必要な付帯する公共施設の要件も低く、容易に満たすことができる。長年にわたる工業化装置の運転データを集め、その原材料および動力消費量は以下の通りとなった：メタノール 0.57トン、脱塩水 0.32トン、電力 220V/380V 150度、計装用空気 80 Nm3/時。生産コスト：純水素1 Nm3あたりの工場内コストは2.0～3.0元であり、二酸化炭素を回収して販売できれば、製品コストは1.5～2.0元まで下がる。（工場のコストは、装置の規模やメタノールの市場価格の変動によって若干異なります。）５ 環境保護 5.1廃ガス：本技術は物質の内部自己循環型プロセスを採用しているため、通常の運転時にはほとんど廃棄物が排出されず、原料液タンクからわずかな量のCO2およびCH3OCH3を含むガスが放出されるのみである。1000Nm3/hの水素製造装置を例にすると、その量は1.0～1.7Nm3/hであり、ガスの組成は以下の通りである：成分 CO2 CH3OCH3 H2 CH3OH H2O 組成％ 84.03 2.66 ～1.00 3.24 11.38 ガス量が少ないため、基本的に無毒であり、直接大気中に排出することができる。 変圧吸着プロセスにおける排出ガスは、消火器を通過した後大気中に放出される。その中には大量の二酸化炭素と、少量の水素、そしてごくわずかな一酸化炭素と水蒸気が含まれているが、環境への汚染はない。 5.2廃液：本プロセスでは、蒸発塔の底部から定期的でない間隔で少量の廃水が排出されるのみであり、その中のメタノール含有量は0.5％未満である。希釈すればGB8978-88に定められた第2種汚染物質の排出基準を満たし、そのまま下水道に排出することができる。 5.3 廃棄物：断熱油ボイラー室には一定量の燃焼煤灰があり、集約して処理することができる。（石炭を燃料とする熱伝導油システムのみが廃棄物を生じる。）６ 実用化状況 現在、技術移転または一式装置を提供している機関の一覧は以下の通りです。西南化工研究院では、現在、20～5000Nm3/hの範囲で、さまざまな規模のメタノール蒸気変換水素製造装置を提供しています。設計、据付指導、人材育成、運転などの技術的業務を担当できるほか、機器や電気、計装などのハードウェア機器からなる一式のプラントも提供可能です。装置が稼働を開始した後は、長期にわたり技術フォローアップなどの運用サービスを実施し、装置の安定した稼働を確保します。 7 結論 工業化の実践により、本技術は先進的であり、技術も成熟していることが証明された；装置はシンプルで、操作が簡単、動作も安定している。この技術は、特に中小規模の水素需要者にとって、優れた市場の見通しを持っている。 この工程用の専用触媒は継続的に改良が加えられており、高い活性と選択性という利点を維持するだけでなく、触媒の寿命においても大きな進歩が見られ、広州金珠江化学有限公司で使用されている触媒の寿命は既に4年以上に達しています。 工程プロセスの説明 メタノール触媒変換ガス製造の工程プロセスは、原料液の予熱、気化、過熱、変換反応、生成ガスの冷却凝縮、生成ガスの精製という4つの工程に分けられる。 本装置は2つの完全に独立したシステムであり、以下の説明では機器、バルブ、調節弁などの呼称は省略する。システム。 1 工程プロセス 1.1 原料液の予熱、気化、過熱工程 メタノールと脱塩水を所定の比率で混合し、ポンプで加圧してシステムに送り込み、反応温度まで予熱・気化・過熱させる工程。その作業範囲は、メタノール計量タンク、循環液貯槽、原料供給ポンプ、熱交換器、気化塔、過熱器などの設備およびそれに付随する計器やバルブです。 1.2 触媒変換反応工程 反応温度および圧力のもとで、原料蒸気が変換炉内で気固相触媒変換反応を行う。作業範囲は、転換炉1台の設備およびそれに付随する計器やバルブです。この工程の目的は、化学反応を完了させ、主成分が水素と二酸化炭素からなる変換ガスを得ることである。 1.3 転換ガスの冷却・凝縮工程 転換炉の下部から出てくる高温の転換ガスを冷却・凝縮させ、40℃以下にする過程である。その作業範囲は、熱交換器、冷却器の2台の装置およびそれに付属する計器やバルブです。 1.4 転換ガス浄化工程 水素、二酸化炭素、および少量の一酸化炭素、メタノール、水を含む低温転換ガスが洗浄塔に入り、未反応のメタノールを脱塩水で吸収する工程。その作業範囲は、水洗塔、脱塩水中間タンク、ガス緩衝タンク、脱塩水供給ポンプの5台の設備およびそれに付随する計器やバルブです。 2.0 工程プロセスの主な制御指標
2.1 原料の気化過熱
2.1.1 原料メタノールの流量 1134kg/h
2.1.2 原料液の流量 ～2590Kg/h
2.1.3 気化過熱塔の入口温度 ～165℃
2.1.4 気化過熱塔の塔底圧力（表圧） 1.1 MPa
2.2 転換反応
2.2.1 入口温度 200～260℃
2.2.2 反応温度 220～280℃
2.2.3 伝熱油の温度 235～290℃
2.2.4 熱交換器出口の転換ガス温度 110～140℃
2.2.5 冷却器出口の転換ガス温度 ＜40℃
2.2.6 反応圧力（表圧） ～1.1MPa
2.3 水洗いによる分離
2.3.1 タワーへの脱塩用水量 636Kg/h
2.3.2 循環液量（タワー出口） ～1469Kg/h
循環液の組成（重量％）：メタノール 0～25％
2.3.3 タワー出口の転換ガス量 ～3135Nm3/h
転換ガスの組成（体積％）：水素 73～74.5％、二酸化炭素 23～24.5％、一酸化炭素 ～0.8％、メタノール 0.03％、メタン 0.20％
2.4 催化剤の還元
2.4.1 還元用循環ガス量 ～2100 Nm3/h
2.4.2 還元ガス中の水素含有量 0.5～10％
2.4.3 還元温度 110～230℃
2.4.4 還元圧力 ～0.05 MPa
2.5 その他
2.5.1 入力工程での冷却水圧力 0.3MPa
2.5.2 入力工程での計装用空気圧力 0.4～0.60 MPa
2.5.3 伝熱油の流量 ～160 m3/h
化学反応の原理
メタノールと水蒸気の混合物が転換炉内で加圧下で触媒を用いて転換反応が行われ、水素と二酸化炭素が生成される。反応式は以下の通りである。
主反応：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2 +49.5 KJ/mol
副反応：CH3OH＝CO＋2H2 +90.7 KJ/mol
2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O －24.90KJ/mol
CO＋3H2＝CH4＋H2O －206.3KJ/mol
主反応は吸熱反応であり、伝熱油を用いて外部から加熱する。変換ガスは冷却・凝縮された後、水洗塔に送られる。塔底では未変換のメタノールと水が回収されて再利用され、塔頂の変換ガスはバッファタンクを経由して圧力変化吸着式水素抽出装置で分離される。 原材料および製品の性質 1.1 原材料の性質 ⑴ 原材料であるメタノールの性質 化学的名称はメタノールで、別名としてメチルアルコール、キュモール、キシレンとも呼ばれる。分子式はCH3OH、分子量は32.04です。エタノールのような臭いがあり、無色透明で、可燃性かつ揮発性の高い液体です。比重は0.7915です。融点は－97.80℃、沸点は64.7℃、20℃における蒸気圧は96.3mmHg、粘度は0.5945センチポアズ、引火点は11.11℃、自然発火点は385℃であり、空気中での爆発限界は6.0～36.5％である。メタノールは最もよく使われる有機溶剤の一つで、水や多くの有機溶剤と混和可能です。 メタノールは毒性があり、**作用**を持ち、視神経に大きな影響を与え、重篤な場合は失明を引き起こすことがある。 ⑵ 原料脱塩水の性質（省略） 1.2 製品の性質 本装置で製造される製品はメタノール触媒変換ガスで、その主成分は水素と二酸化炭素であり、その性質は以下の通りです： ⑴ 水素の性質 分子式はH2、分子量は2.0158で、無色無臭の気体です。無毒で腐食性もありません。気体密度は0.0899Kg/m3、融点は-259.14℃、沸点は-252.8℃、自然発火点は400℃で、水、アルコール、エーテル、その他の各種液体にはほとんど溶けない。常温では安定しているが、高温下で触媒が存在すると非常に活発になり、極めて燃えやすく爆発しやすく、多くの非金属や金属とも反応する。 ⑵ 二酸化炭素の性質 化学名は二酸化炭素で、別名には炭酸アンヒドラーゼ、炭酸ガスがある。分子式はCO2、分子量は44.01で、無色無臭の気体です。酸性があり、気体の密度は1.977Kg/m3、融点は-56.6℃、沸点は-78.5℃（昇華）。水に溶けやすく炭酸を生成し、エタノール、メタノール、プロパン、クロロホルム、四塩化炭素、ベンゼンにも溶ける。不燃性の気体で、消火剤として使用できる。 原材料および製品の規格 2.1 原材料の規格 メタノール：国標GB338-92の一級品基準を満たしている。メタノール製造装置は30Kt/y以上の規模で製造することを推奨し、輸送過程で汚染が出ないようにする；リサイクルされたメタノールの使用は厳禁です。 脱塩水：**GB12145-89P（直流炉）の要求を満たし、かつ塩化物イオン濃度が3ppm以下である。
2.2 製品仕様
⑴ 転換ガスの組成：H2 73～74.5％、CO2 23～24.5％、CO ＜0.8％、CH3OH 300ppm、水は飽和状態
⑵ 圧力：1.1MPa
⑶ 温度：＜40℃
操作手順
1 設備起動前の準備作業
1.1 一般的な準備と点検
1. 水、電気、蒸気、軟水、計装用空気、窒素、水素、燃料などの供給状況を確認し、関連部門と連絡を取って、供給量および品質の要件を確定する。 2、すべての排出弁、スラッジ排出弁、放気弁、給料弁、サンプリング弁を閉じる。冷却水、計装空気などの工程入口用総弁を開く。 3、伝熱油ボイラー室に運転準備を通知し、運転の具体的な時間や品質・量の要件（圧力、温度、流量など）を確認するため連絡を取る。 4、分析室に生産管理分析業務の準備を通知する。 5、動力機器の状態を確認し、すべての計器の電源、空気供給、信号が正常かどうかをチェックする。 6、製品のユーザーを確保する。変換触媒のため、途中で頻繁に停止したくないので、ユーザーは急いで運転を開始しないようにしてください。 7、消防・安全設備が完備され、正常に機能しているかを確認する。 8、操作員、分析員、管理及び保守スタッフは、技術研修を受け、試験に合格した後にのみ業務に就くことができる。 2 運転手順 投料運転手順は、触媒の還元が終了した直後に行うものとし、時間的な間隔を設けない。運転の順序は一般的に、洗浄塔の起動、蒸発塔の起動、変換炉の起動、システムの昇圧となります。還元が終了したら、還元システムのバルブを閉じ、転換炉を起動し、排出配管間のすべてのバルブを開けた後、関連するバルブを閉じて、システムの運転準備を行います。 注意：運転負荷は一般的に定格負荷の30％～60％で行い、システムが安定した後に徐々に定格負荷まで増やしていきます。 2.1 準備 1、工具と防護具が揃っていて正常かを確認する。 2、動力機器が正常に動作しているかを確認し、規定通りに潤滑箇所に油を注ぎ、エンジンを数回回します。 3、各計測・制御計器が故障していないかを確認し、正確で正常な状態であることを確認した上で、計器の電源および空気供給のスイッチを入れます。 4、メタノールタンクおよび脱塩水ステーションに対し、本装置へ原料を供給するよう通知する。メタノール中間タンクおよび脱塩水中間タンクの液面を～90％にし、供給を停止する。 5、触媒還元システムの全バルブおよび計器は、起動時の状態のまま維持する。 6、伝熱油炉の工程に通知し、運転開始の準備を整える。 7、運転時の投入量を決定し、投入量と各パラメータとの関係を明確にする。 2.2 水洗塔の起動 1、脱塩水中間タンクの排出弁、脱塩水供給ポンプの入口弁、バイパス弁を開き、供給ポンプを起動して脱塩水ポンプが正常に動作するようにする。 2、ポンプ付き脱塩水供給口バルブを開き、脱塩水供給バイパスバルブを閉じ、調整バルブで戻り流量を調節して所定の値にする。 3、ウォッシュタワーのタンク内に液面ができたら、タンクの排出調節弁のバイパス弁を開き、脱塩水を循環液タンクに送る。次に調節弁の前後の弁を開いて、ウォッシュタワーの液面を30～40％に制御する。 2.3 蒸発塔の起動
1. メタノール中間タンクの出口バルブ、メタノール流量計の前後のバルブを開き、循環液タンクの出口バルブも開くことで水とメタノールを混合させる。次に、メタノール供給ポンプの入口バルブおよびバイパスバルブを開き、ポンプを起動してメタノール供給ポンプが正常に動作するようにする。 2、メタノール供給ポンプの出口バルブを開き、メタノール供給ポンプのバイパスバルブを閉じ、供給ポンプの調整ダイヤルでシステムにメタノール水溶液を送る。サンプリングポイントでサンプルを採取して分析し、原料となるメタノールの流量を調整することで、水とメタノールの比率を所定値にする。 3、蒸発塔のタンク内液面が10％に達したら、蒸発塔の頂部排気弁を開き、タンク内の熱伝導油の入口バイパス弁および前後の弁をゆっくりと開いて、調節弁を用いて蒸発塔への熱伝導油の供給量を調整する。タワー頂部の排気量が安定したら、過熱器底部のスラッジ排出バルブを開き、液体の滴りが出なくなったらバルブを閉じることで、転換炉の起動に移行できます。 2.4 転換炉の起動 1、転換炉の入口バルブを開き、気化塔の頂部排気バルブを閉じることで、水メタノール原料ガスを転換炉に供給する。 2、伝熱油炉の温度を230℃に安定させ、装置や設備、配管、バルブ、計器などが正常に動作しているかを確認し、各工程パラメータ間の関係を観察する。異常がなければ、システムの昇圧を行うことができる。 2.5システム昇圧 1、流量計の前後のバルブを開き、バイパスバルブを閉じる。システム圧力調整バルブ及びその前後のバルブを開き、バイパスバルブを閉じる。バルブをゆっくりと絞ってシステムの圧力を上げ、1.1MPaに達するまで行う。 注意：原料ガスが触媒層を適量通過するようにしなければならないため、システムの調圧弁は完全に閉じた状態にしてはならない。 2、システム圧力を安定させるために圧力調整バルブの開度を調整し、変換ガス量も安定させる。 3、原料液の供給量および水とメタノールの比率をチェックし、所定値に達するようにする；変換ガス量をチェックし、バルブを調整して下部への熱伝導油の流量を制御し、タワー底部の液面を15～40％に保つ。 4、給水洗塔の脱塩水量を安定させ、要求値に達させるよう調整し、液面を安定させる。 この時点で、システムの投入および稼働作業は完了している。システム全体の動作状況を観察し、異常がなければ、以下の操作を行ってシステムを正常に稼働させることができます。 2.6 システムの安定性 1、冷却器の冷却水量を確認し、ウォッシュタワーに入る変換ガスの温度を≤40℃に保つ。 2、バッファタンクの出口における変換ガスの組成をチェックし、水とメタノールの比率を調整して、変換ガスの出口に含まれる一酸化炭素、メタノール、水などの成分が所定の値になるように制御する。 3、システム全体の動作が安定したら、次工程のPSA-H2装置に変換ガスを送ることができる。 3 通常運転 システム全体の起動が完了したら、段階的に通常運転に移行できます。 7.3.1 正常運転状態の確立と維持 1、原料液の供給量、変換ガスの流量、水とメタノールの比率、気化塔内の液面、熱伝導油の温度、変換ガスの組成、循環液の組成、および各制御ポイントのパラメータに基づき、各制御パラメータを適切に調整し、システムが正常な範囲で運転されるようにする。 2、必要な変換ガス量および水・メタノールの比率に基づいてメタノール流量を決定し、調整弁を自動調節モードに切り替える。 3、必要な脱塩水の流量に応じて、調節弁を自動調節モードに切り替える。
4、必要な変換ガスの量および水とメタノールの比率に応じて、原料液供給ポンプの流量を調整する。 5、循環液の流量に応じて、調節弁を自動調節モードに切り替える。 6、コンバージョンガスの出口温度を40℃以下になるように、冷却器の入口弁を調整する。 7、システムの変換ガス流量が安定したら、システム圧力調整弁を自動調節モードに切り替える。 8、必要な変換ガスの量と組成に応じて、システム内の熱伝導油の温度を適切に調整する。 9、蒸発塔の下部にある排液弁を用いて少量の廃水を連続的に排出し、排出量は15.0～20.0Kg/hに制御する。 システム全体が正常かつ安定して動作しています。 システムが正常に動作している間は、定時に各種操作パラメータを記録し、各制御ポイント、機器、計器、バルブなどが正常な状態にあるかを巡回点検する。異常が発見された場合は、直ちにその原因を究明し、迅速に対処して障害を排除し、システムの正常な動作状態を維持しなければならない。 3.2 正常停止操作 1、伝熱油炉の加熱を停止し、伝熱油の循環を維持する。反応温度が200℃以下に下がったら、伝熱油炉室は製ガス装置への伝熱油の供給を停止し、すなわち伝熱油装置内の短絡弁を開く。導熱油炉の停止は、導熱油炉の停止要件に従って行う。 2、伝熱油炉の冷却と同時に、システムの圧力調整バルブを手動で調整し、システムの圧力をゆっくりと0.4Mpaまで下げる（またはガス緩衝タンクを切り離し、変換ガスを予備の変換炉で置き換え、洗浄塔の頂部排気弁を開いて圧力を下げる）。 3、変換炉のバルブを閉じ、気化塔の頂部にある排出バルブをゆっくりと開けて、気化塔前のシステムの圧力を大気圧まで下げる。 4、蒸発塔システムの圧力を下げると同時に、原料供給ポンプを停止し、システムへの供給を中止する。 5、変換炉後部のシステムで引き続き減圧し、0.2Mpaになったら、変換炉の前後のバルブおよびバイパスバルブを閉じる。 6、脱塩水ポンプを停止し、洗浄塔への脱塩水の供給を中止する。水洗塔のタンク排出弁を閉じる。 7、窒素またはガスバッファタンクからの変換ガスを用いて、変換炉の前後のセクションを順番に置換する。冷却がシステム圧力に与える影響を考慮し、システムの各セクションは窒素または水素で0.2Mpaまで加圧して保持するのが望ましい。 熱伝導油を所定の温度まで下げた後、熱伝導油循環ポンプを停止する。 長期間停車する場合は、加圧窒素を用いて熱伝達油をシステムから熱伝達油タンクに押し戻します。 8、触媒に対して保護処理または不活性化処理を行う。 3.3 緊急停止操作 1、次のいずれかの状況が発生した場合は、緊急停止操作を行うべきである：⑴ 電力供給の停止。 ⑵ 冷却水を停止する。 ⑶ 設備や配管が爆発して破損し、火災が発生する。 ⑷ 機器、配管、またはフランジからの重大な漏気・漏液が処理できない。 ⑸ 重要な制御計器が故障しました。 2、操作手順 ⑴ 緊急に伝熱油装置に加熱を停止するよう指示し、伝熱油装置内のショートバルブを開いて、ガス製造装置への伝熱油の供給を止める。 ⑵ 変換炉の前弁を閉じ、気化塔システムと反応システムを切り離す。転換炉後システムを適切に減圧する。蒸発システムは圧力を安定させることができる。 ⑶ 原料供給ポンプを停止する。 ⑷ 脱塩水供給ポンプを停止する。 ⑸ 触媒には特別な保護措置を講じる。 ⑹ 事故の原因を調査した上で、さらなる対応を行う。 CNZ-1メタノール水素製造触媒説明書 CNZ-1型触媒は、銅を活性成分とするものです。銅、亜鉛、アルミニウムなどの酸化物で構成される新型触媒。それはメタノール蒸気の変換による水素および二酸化炭素生成に対して高い活性と優れた選択性を有する。
メタノールを用いた水素製造技術は既に成熟しており、非石油化学分野ではより広く利用されるべきである。石油化学分野では、主に乾燥ガスを用いて水素を製造し、同時に燃料ガスも得られる
電解水による水素製造プロセスの説明 電解水を用いて水素と酸素を製造する技術は、かなり成熟したものです。その主要な構成要素には、電解槽、ガス水分離タンク、アルカリ添加タンク、洗浄タンク、脱水タンク、バッファータンク、冷却水タンクなどがあります。また、電気系統や計測機器、その他の付属機器には、直流電解電源（略して電解電源）、電源冷却用循環ポンプ（略して電源冷却ポンプまたは電源ポンプ）、電解液循環ポンプ（略して循環ポンプ）、電解システム冷却用循環ポンプ（略して電解冷却ポンプまたは冷却ポンプ）、補水ポンプ、電磁弁、圧力変換器、温度変換器、差圧変換器、流量計、圧力計、減圧弁、逆火防止装置、純水製造装置などがあります。 電解水による水素製造プロセスのフロー図は図1を参照。 図1 水の電気分解による水素製造工程の概略図 圧力の単位はMpaで、小数点以下は3桁表示。圧力差の単位はkPaで、小数点以下2桁を保持します。流量の単位はm3/hで、小数点以下2桁を保持します。温度の単位は℃で、小数点以下は1桁表示します。累計流量の単位はm3で、小数点以下は1桁表示します。累計作業時間の単位はhで、小数点以下は1桁表示します。 すべての電磁弁は電気で開くタイプで、通電すると開き、遮断すると閉じます。 一、電解電源DDY、電源冷却ポンプDLB、循環ポンプXHBおよび冷却ポンプLQBの制御
表1 電解システムと冷却システムの対応する入出力関係表
信号の出所 制御内容 説明
入力番号 信号の出所名 出力番号 制御対象名
AI1 (PT101) 水素圧力PH DO1 DO2（デジタル信号） 電解電源DDY 電源冷却ポンプDLB 循環ポンプXHB 冷却ポンプLQB
水素圧力PHに基づき、電解電源DDY、電源冷却ポンプDLB、および循環ポンプXHBの起動・停止を制御する。システム温度TEによって冷却ポンプLQBの起動・停止を制御する。 AI2 (TT101)システムの温度TE（電解液温度）。1、水素圧力PHは圧力変換器PT101によって4～20mAの直流信号に変換され、この水素圧力PHに基づいて電解電源DDY（電解電源DDYはスイッチ信号によって動作/停止が制御される）、電源冷却ポンプDLB、および循環ポンプXHB（電源冷却ポンプDLBと循環ポンプXHBは電解電源DDYと同期して水素圧力PHによって制御される）のオン・オフが制御される。水素圧力はタッチスクリーンで設定可能：○1水素圧力の上限設定値（略称：圧力設定上限）PHHの設定範囲は0～3.00Mpa（参考値：0.40Mpa）； ○2水素圧力下限設定値（略称：圧力設定下限）PHLの設定範囲は0～3.00MPa（参考値0.35Mpa）。 参考値とは、初めて起動して設定する際（または長期間電源が切れてデータが失われた場合）に推奨される数値です。 ○3水素圧力PHが圧力設定上限PHHを上回る場合、PH＞PHHのとき、DO1はOFFになり、電解電源DDY、電源ポンプDLB、および循環ポンプXHBは動作を停止する； ○4水素圧力PHが圧力設定下限PHLより低く、PH＜PHLの場合、DO1はONとなり、電解電源DDY、電源ポンプDLB、および循環ポンプXHBが通電して動作する。 2、電解システムの温度（実際には電解液の温度で、略して電解温度）TEは、温度変換器TT101によって4～20mAの直流信号に変換され、この電解温度TEに基づいて電解電源DDYのオン・オフが制御される。電解温度の設定値はタッチスクリーンで行うことができる：○1 電解システム温度の上限設定値（略して電解温度上限）TEHの設定範囲は55～95℃（参考値90℃）； ○2電解システムの温度下限設定値（略称：電解温度制御下限）TELの設定範囲は50～90℃（参考値85℃）。 ○3 電解システムの温度TEが電解温度制御の上限TEHを超え、TE＞TEHとなると警報信号が発せられ、DO9はONに、同時にDO1はOFFになります。電解電源DDY、電源ポンプDLB、および循環ポンプXHBは動作を停止しますが、この時点でも他のシステムは通常通り稼働し続けます。 ○4 電解システムの温度TEが電解温度制御の下限値TELより低く、TE＜TELとなると、警報は解除され、DO9はOFFになり、電解システムは正常に動作を再開する。 3. 电解温度TEに応じて冷却ポンプLQBのオン・オフを制御し、冷却温度の上下限はタッチスクリーンで設定可能：○1電解冷却温度の上限設定値（略称：冷却温度上限）TCHの設定範囲は30～90℃（参考値：90℃）； ○2電解冷却温度下限設定値（略称：冷却温控下限）TCLの設定範囲は30～90℃（参考値85℃）。 ○3 電解温度TEが冷却温度制御の上限TCHを超えると、TE＞TCHとなり、DO2はOFFになり、冷却ポンプLQBは停止します。 ○4 電解温度TEが冷却温度制御下限TCLより低い場合、TE＜TCLとなり、警報が解除され、DO9はOFFになり、電解システムは正常に動作を再開する。 電解および冷却制御のフローチャートは以下の通りです。二、ガス水分離タンクの補水制御 表2 ガス水分離タンクの補水制御における入力と出力の関係表 信号源 制御内容 説明 入力番号 信号源名 出力番号 制御対象名 DI1 (L1L) 水素加アルカリタンクの液面下限値 DO3 DO4 水素加アルカリタンク用補水用電磁弁 BV1 水素加アルカリタンク用補水用電磁弁 BV2 水素加アルカリタンクおよび酸素加アルカリタンクの液面値に基づき、BV1およびBV2の開閉を制御する DI2（L1H） 水素加アルカリタンクの液面上限値 DI3（L2L） 酸素加アルカリタンクの液面下限値 DI4（L2H） 酸素加アルカリタンクの液面上限値 水素加アルカリタンクと酸素加アルカリタンクにはそれぞれ液面センサーが設置されており、これによって補水用電磁弁BV1およびBV2が制御される。水素加アルカリタンクの液面スイッチの下限接点はL1L（デジタル入力番号はDI1に対応）、水素加アルカリタンクの液面スイッチの上限接点はL1H（DI2）であり、酸素加アルカリタンクの液面スイッチの下限接点はL2L（DI3）、酸素加アルカリタンクの液面スイッチの上限接点はL2H（DI4）です。 1、補水用電磁弁BV1、BV2の開弁条件（同時開弁） 液面スイッチL1Lが接通される（DI1がON）か、液面スイッチL2Lが接通される（DI3がON）と、DO3、DO4がON出力となり、補水用電磁弁BV1およびBV2が同時に開く。 2、補水用電磁弁BV1、BV2の遮断条件（それぞれ遮断） アルカリタンクの液面スイッチL1Hが切断された場合（DI2がOFF）、DO3がOFFとなり、補水用電磁弁BV1が遮断される。 アルカリ添加タンクの液面スイッチL2Hがオフになると（DI4がOFF）、DO4はオフになり、補水用電磁弁BV2が閉じます。 3、水素ガス・アルカリタンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL1Lが接通（DI1がON）+液面スイッチL1Hが接通（DI2がON）。 正常：液面スイッチL1Lが切断（DI1はOFF）+液面スイッチL1Hが接通（DI2はON）。 高液位：液位スイッチL1Lが切断（DI1がOFF）＋液位スイッチL1Hが切断（DI2がOFF）。 4、酸素・アルカリ添加タンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL2Lが作動（DI3がON）+液面スイッチL2Hが作動（DI4がON）。 正常：液面スイッチL2Lが切断（DI3はOFF）+液面スイッチL2Hが接通（DI4はON）。 高液位：液位スイッチL2Lが切断（DI3がOFF）+液位スイッチL2Hが切断（DI4がOFF）。 気水分離タンクの補水プロセスのフローチャートは以下の通りです：•三、補水ポンプBSBおよび補水用電磁弁BV3、BV4の制御 ハイドロゲン洗浄タンクと酸素洗浄タンクにはそれぞれ液面スイッチが設置されており、ハイドロゲン洗浄タンクの液面スイッチの下限スイッチはL3L（DI5）、上限スイッチはL3H（DI6）であり、酸素洗浄タンクの液面スイッチの下限スイッチはL4L（DI7）、上限スイッチはL4H（DI8）であり、これらによって補水ポンプBSBおよび補水用電磁弁BV3、BV4が制御されます。 表3 洗浄タンクの補水制御における入力と出力の対応関係表
信号の出所 制御内容 説明
入力番号 信号の出所名 出力番号 制御対象名
DI5（L3L） 水素洗浄タンクの液面下限値（下限は低液面）
DO5 DO6 DO7 水素洗浄タンク用補水用電磁弁BV3、酸素洗浄タンク用補水用電磁弁BV4、補水ポンプBSB
水素洗浄タンクの液面に応じて、補水ポンプBSBの起動・停止や、水素洗浄タンク用補水用電磁弁BV3、酸素洗浄タンク用補水用電磁弁BV4の開閉を制御する。
DI6（L3H） 水素洗浄タンクの液面上限値（上限は高液面）
DI7（L4L） 酸素洗浄タンクの液面下限値
DI8（L4H） 酸素洗浄タンクの液面上限値
1. ポンプの起動条件およびバルブの開放条件（ポンプと2つの補水用電磁弁が同時に作動する）
L3Lの下限スイッチ（DI5）またはL4Lの下限スイッチ（DI7）のいずれかがオンになるか、両方がオンになった場合、補水ポンプの電源が供給され（DO7がON）、同時に補水用電磁弁BV3、BV4も開く（DO5、DO6がON）。 2、バルブおよびポンプの停止条件 水素洗浄タンクの高液位接点L3H（DI6）が切断されると、補水用電磁弁BV3（DO5はOFF）が閉じる。 酸素洗浄タンクの高液位接点L4H（DI8）が切断されると、補水用電磁弁BV4（DO6はOFF）が閉じます。 2つの電磁弁BV3、BV4がすべて閉じた後、補水ポンプを停止する（DO7をOFFにする）。 3、水素洗浄タンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL3Lがオン（DI5がON）+液面スイッチL3Hがオン（DI6がON）。 正常：液面スイッチL3Lがオフ（DI5がOFF）＋液面スイッチL3Hがオン（DI6がON）。 高液位：液位スイッチL3Lが切断（DI5がOFF）+液位スイッチL3Hが切断（DI6がOFF）。 4、酸素洗浄タンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL4Lがオン（DI7がON）+液面スイッチL4Hがオン（DI8がON）。 正常：液面スイッチL4Lがオフ（DI7がOFF）+液面スイッチL4Hがオン（DI8がON）。 高液位：液位スイッチL4Lが切断（DI7がOFF）+液位スイッチL4Hが切断（DI8がOFF）。 洗浄タンクの補水プロセスのフローチャートは以下の通りです：四、圧力差調整システム（水素と酸素の圧力バランス） 酸素と水素の圧力差Pdは、圧力変換器PdT101によって4～20mAの直流信号に変換され、この圧力差Pdに基づいて酸素排出用電磁弁PV1の開閉が制御されます。 表4 酸素排出用電磁弁PV1の制御入力と出力の対応表
信号源 制御内容 説明
入力番号 信号源名 出力番号 制御対象名
AI3 酸素と水素の圧力差Pd（ΔP） DO8 減圧型酸素排出用電磁弁PV1
酸素と水素の圧力差Pdに基づき、減圧型酸素排出用電磁弁PV1の開閉を制御する。Pdは酸素圧－水素圧であり、酸素排出に必要な圧力差の上限値（略称：圧力差設定上限）PdHおよび圧力差の下限値（略称：圧力差設定下限）はタッチスクリーンで設定可能である。
○1 圧力差設定上限PdHの設定範囲は－3kPa～+3kPaで、参考値は0.50kPaである； ○2圧差設定下限PdLの設定範囲は-3kPa～+3kPaで、参考値は-0.50kPaです； ○3差圧Pdが差圧設定上限PdHを超えると、Pd＞PdHとなり、DO8はONになり、排酸電磁弁PV1が開く。 ○4差圧Pdが差圧設定下限PdLより低い場合、Pd＜PdLとなり、DO8の出力はOFFとなり、排酸用電磁弁PV1が閉じます。 ⑤警報圧差設定値PdAの設定範囲は3.00～5.00kPaで、参考値は3.50kPaです。酸素と水素の圧力差Pdの絶対値│Pd│がPdAを超えると警報信号が発せられ、DO9はON、DO1はOFFになります。 圧力差調整システムのフローチャートは以下の通りです：五、瞬間流量と累計流量 水素の流量QHは流量変換器FT101によって4～20mAの直流信号に変換され、タッチスクリーン上に瞬間流量QHと累計流量QAを表示する必要があります。 表5 水素ガス流量信号と入出力の対応関係表
信号の出所 制御内容 説明
入力番号 信号の出所名 出力番号 制御対象名
AI4 流量変換器FT101 なし なし 瞬間流量QHおよび累計流量QAを表示
六、アラームの表示、記録、および照会
タッチスクリーンにアラーム記録照会ページを設け、すべてのアラームを時間順に記録し、タッチスクリーン上で閲覧できるようにする。メモリがいっぱいになると、先頭の記録を循環的に消去する。また、このページにアラーム解除ボタンを設け、このボタンを押すとアラームが停止し、DO9はOFFになる。しかし、依然としてアラーム条件が満たされている場合は、60秒間隔で再びアラームが発報される（DO9はONになる）。 警報の臨界点に達した際のリレーの頻繁な動作や、干渉による誤警報を防ぐため、警報条件が3秒以上続いて初めて警報信号が発せられる（DO9がONになる）。また、同じ警報源では2回の警報の間に3秒の間隔が必要であり、つまり警報条件が解消されると警報も自動的に解除される。再び警報条件が満たされても、少なくとも3秒の遅延があってから再度警報が発せられる。人為的に警報を解除した場合は、同じ警報源では60秒の遅延が必要となる。 1、水素圧力PHが（PHH+0.05MPa）を超えた場合に警報が発報し、DO9はON、同時にDO1はOFFになる；警報が発報された際に表示される警報名は「水素圧力過高」です。 2、システム温度（AI1）が温度設定の上限を超えた場合に警報が発報され、警報名は「電解液温度が過度高い」です。
3、水素用アルカリ添加タンクの液面が過度に低く、同時に酸素用アルカリ添加タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報されます（DO9はON、DO1はOFF）。アルカリ添加タンクは気水分離タンクと接続されているため、両者の液面は完全に同じであり、警報名は「2つの気水分離タンクの液面差が過大（酸素高・水素低）」です。
4、酸素用アルカリ添加タンクの液面が過度に低く、同時に水素用アルカリ添加タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報されます（DO9はON、DO1はOFF）。警報名は「2つの気水分離タンクの液面差が過大（酸素低・水素高）」です。 5、水素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ酸素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、DO9はONとなり電解電源が切断され、DO1はOFFとなる。警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素高・水素低）」である。 6、酸素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ水素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、DO9はON、DO1はOFFとなり、警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素が低く水素が高い）」となる。 7、酸素と水素の圧力差Pdの絶対値が警報圧力差設定値PdAより大きくなると、│Pd│＞PdAとなり、警報信号が発せられ、DO9はON、DO1はOFFとなり、警報名は「水素・酸素の圧力差が過大です」になります。 8、高出力直流電解電源DDYに故障が発生すると、電解電源DDYは故障信号を送信し（DI13がON）、警報信号が発せられ、DO9がONになります。同時に電解電源は停止し、DO1はOFFになります。警報時に表示される警報名は「直流電解電源故障」です。 警報処理のフローチャートは以下の通りです：七、PLCのメイン画面に表示される内容 八、水素・酸素分離システムのI/Oポイント一覧 1、アナログ入力（AI）は合計4ポイントで、表5を参照してください。 表5 アナログ入力（AI）ポイント一覧
序号 数量 信号の出所と種類 設置場所 説明
1 1 圧力変換器PT101 水素ガス・水分分離器の上部 水素ガスシステムの圧力、測定範囲0～1.0MPa
2 1 温度変換器TT101 酸素ガス・水分分離器の頂部 電解システムの温度、測定範囲0～150°C
3 1 差圧変換器PdT101 2つの水分分離器の間 酸素ガスと水素ガスの圧力差、測定範囲-5kPa～+5kPa
4 1 流量変換器FT101 脱水タンク後の水素ガス配管上 水素ガスの流量、瞬間流量の測定範囲0～45m³
合計 4 すべて4～20mADCの標準信号
2 デジタル入力（DI）は合計14ポイントで、表6を参照。 表6 デジタル入力（DI）ポイント一覧
番号 数量 信号の出所 設置場所 説明
1 1 液面計L1より 水素系統のアルカリ添加タンク上 液面が低いと、低液面接点L1Lが接続される
2 1 液面計L1より 水素系統のアルカリ添加タンク上 液面が高いと、高液面接点L1Hが切断される
3 1 液面計L2より 酸素系統のアルカリ添加タンク上 液面が低いと、低液面接点L2Lが接続される
4 1 液面計L2より 酸素系統のアルカリ添加タンク上 液面が高いと、高液面接点L2Hが切断される
5 1 液面計L3より 水素系統の洗浄タンク上 液面が低いと、低液面接点L3Lが接続される
6 1 液面計L3より 水素系統の洗浄タンク上 液面が高いと、高液面接点L3Hが切断される
7 1 液面計L4より 酸素系統の洗浄タンク上 液面が低いと、低液面接点L4Lが接続される
8 1 液面計L4より 酸素系統の洗浄タンク上 液面が高いと、高液面接点L4Hが切断される
9 1 電解循環ポンプコンタクターより 制御箱内 電解循環ポンプが動作すると、コンタクターKM1の補助接点が接続される
10 1 電解冷却ポンプコンタクターより 制御箱内 電解冷却ポンプが動作すると、コンタクターKM2の補助接点が接続される
11 1 電源冷却ポンプコンタクターより 制御箱内 電源冷却ポンプが動作すると、コンタクターKM3の補助接点が接続される
12 1 補水ポンプコンタクターより 制御箱内 補水ポンプが動作すると、コンタクターKM4の補助接点が接続される
13 1 直流電解電源DDYより 直流電解電源ボックス 直流電解電源DDYに障害が発生すると、電源障害接点が接続される
14 1 流量変換器より 脱水タンク後の水素管路上 流量変換器が流量パルス信号を出力し、流量の累計に利用される
合計 14
3 アナログ出力（AO） 今回は使用していない。 4、デジタル出力（DO）は合計9点で、表7を参照。 表7、デジタル出力（DO）ポイント一覧 番号 数量 信号の用途 設置場所 説明
1 1 (1)高出力直流電解電源DDYの制御、(2)電解液循環ポンプXHBの制御、(3)電源冷却水循環ポンプ（略称：電源ポンプ）DLBの制御 直流電解電源本体に制御用接点が用意されている。循環ポンプXHBは電解液循環配管上に設置され、電源冷却ポンプDLBは電解電源DDYの水冷システムの配管上に設置される。 水素圧力（AI1）PHが圧力設定下限PHLより低い場合、電解電源DDYが動作して電解を開始し、同時に循環ポンプXHBおよび電源冷却ポンプDLBの電源が入る（DO1はON）。水素圧力が圧力設定上限を超えると、電解電源DYは電流の供給を停止し、同時に循環ポンプXHBおよび電源冷却ポンプDLBの電源が切れる（DO1はOFF）。2 1 電解冷却水循環ポンプ（略称：冷却ポンプ）LQBの制御 電解冷却水循環ポンプ（略称：冷却ポンプ）は、電解冷却水循環管路に設置されている。 電解温度（AI3）TEが冷却設定上限を超えると、DO2はONとなり冷却ポンプLQBが作動し、電解液温度が冷却設定下限未満になると、DO2はOFFとなり冷却ポンプLQBの電源が切れます。 3 1 水素ガスの水分分離タンクへの補水用電磁弁BV3。BV3は、水素ガスの水分分離タンクと水素ガス洗浄タンクをつなぐ配管上に設置されている。水素ガスの水分分離タンクおよび酸素ガスの水分分離タンクの低液位センサーのうち、1つまたは2つが同時に作動すると、BV3およびBV4が同時に開く（DO3、DO4はON状態になる）。 水素ガスの気水分離タンクの高液位接点が切断された場合、水素ガス用補水電磁弁BV3を閉じます（DO3はOFF）。酸素ガスの気水分離タンクの高液位接点が切断された場合、酸素ガス用補水電磁弁BV4を閉じます（DO4はOFF）。 4 1 酸素の気水分離タンクへの補水を制御する電磁弁BV4。BV4は、酸素の気水分離タンクと酸素ガス洗浄タンクの間の配管に取り付けられている。5 1 補水ポンプを制御するBSB。 水素および酸素洗浄タンクの補水配管に設置される。 水素および酸素洗浄タンクの低液位接点が1つまたは2つ同時に作動した場合、補水ポンプBSB、BV1、BV2が同時に起動する（DO5、DO6、DO7が同時にONになる）。 水素洗浄タンクの高液位接点が切断された場合、水素洗浄タンクの補水用電磁弁BV1を閉じる（DO6がOFF）。酸素洗浄タンクの高液位接点が切断された場合、水素洗浄タンクの補水用電磁弁BV2を閉じる（DO7がOFF）。2つの洗浄タンクの高液位接点がすべて切断された場合、補水ポンプBSBを閉じる（DO5がOFF）。 6 1 水素洗浄タンクの補水用電磁弁BV1 BV1は、水素洗浄タンクと補水ポンプの間の配管に取り付けられている。
7 1 酸素洗浄タンクの補水用電磁弁BV2 BV2は、酸素洗浄タンクと補水ポンプの間の配管に取り付けられている。
8 1 酸素の減圧排気用電磁弁PV1 酸素の減圧排気用電磁弁PV1は、酸素の気水分離器の後ろにある排気配管に取り付けられている。Pd＝酸素圧力－水素圧力。圧力差Pdが設定された上限を超えると、減圧排気用電磁弁PV1が開く（DO8がONになる）。 圧力差Pdが圧力差設定下限未満の場合、減圧排気用電磁弁PV1を閉じる（DO8はOFF）。 9 1 警報出力で、フラッシュアラームに接続し、同時にタッチスクリーンに警報の原因を表示する。警報内容は合計8種類ある。1、水素圧力が過度高い 2、電解液の温度が過度高い 3、2つのガス水分離タンクの水位差が過大（酸素が高く水素が低い） 4、2つのガス水分離タンクの水位差が過大（酸素が低く水素が高い） 5、2つの洗浄タンクの水位差が過大（酸素が高く水素が低い） 6、洗浄タンクの水位差が過大（水素水位が高い） 7、水素と酸素の圧力差が過大 8、高出力直流電解電源の故障 フラッシュアラームは水素酸素機の制御パネルに設置される。警報時はDO9がONとなり、同じフラッシュアラームに接続され、点滅しながら警報音が鳴り、同時に電解電源が切断される（DO1がOFF）。注意：タッチスクリーンに警報解除ボタンを設ける必要がある。 1、水素圧力PHが（PHH+0.05Mpa）を超えた場合に警報が発報され、警報名は「水素圧力過高」です。 2、システム温度（AI1）が温度設定の上限を超えた場合に警報が発せられ、警報名は「電解液温度が過度高い」です。
3、水素添加用アルカリタンクの液面が低すぎ、かつ酸素添加用アルカリタンクの液面が高すぎる場合に警報が発せられ、警報名は「2つのガス水分離タンクの液面差が過大（酸素が高く水素が低い）」です。 4、酸素加アルカリタンクの液面が過度に低く、同時に水素加アルカリタンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、警報名は「2つのガス水分離タンクの液面差が過大（酸素低・水素高）」となる。 5、水素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ酸素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素高・水素低）」となる。 6、酸素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ水素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素低・水素高）」となる。 7、酸素と水素の圧力差Pdの絶対値が警報圧力差設定値PdAより大きくなると、│Pd│＞PdAとなり、警報信号が発せられます。警報名は「水素・酸素の圧力差が過大です」です。 8、直流電解電源に故障が発生し、（DI13がONの）ときに警報が発せられ、警報名は「直流電解電源故障」です。 合計 9 実際に使用9ポイント。ハードウェアを設計する際は、DOを1～2ポイント、DIを2～4ポイント、AI（4～20mA）を1ポイント確保することを推奨します。 5、4つのアナログ量については、パラメータ曲線を描いて記録する必要があります。「トレンド」をクリックすると以下の画面が表示され、曲線を1回クリックするとダイアログボックスがポップアップします。図2を参照してください。 図2 アナログ値のトレンドグラフ
表1 電解システムと冷却システムの対応する入出力関係表
信号の出所 制御内容 説明
入力番号 信号の出所名 出力番号 制御対象名
AI1 (PT101) 水素圧力PH DO1 DO2（デジタル信号） 電解電源DDY 電源冷却ポンプDLB 循環ポンプXHB 冷却ポンプLQB
水素圧力PHに基づき、電解電源DDY、電源冷却ポンプDLB、および循環ポンプXHBの起動・停止を制御する。システム温度TEによって冷却ポンプLQBの起動・停止を制御する。 AI2 (TT101)システムの温度TE（電解液温度）。1、水素圧力PHは圧力変換器PT101によって4～20mAの直流信号に変換され、この水素圧力PHに基づいて電解電源DDY（電解電源DDYはスイッチ信号によって動作/停止が制御される）、電源冷却ポンプDLB、および循環ポンプXHB（電源冷却ポンプDLBと循環ポンプXHBは電解電源DDYと同期して水素圧力PHによって制御される）のオン・オフが制御される。水素圧力はタッチスクリーンで設定可能：○1水素圧力の上限設定値（略称：圧力設定上限）PHHの設定範囲は0～3.00Mpa（参考値：0.40Mpa）； ○2水素圧力下限設定値（略称：圧力設定下限）PHLの設定範囲は0～3.00MPa（参考値0.35Mpa）。 参考値とは、初めて起動して設定する際（または長期間電源が切れてデータが失われた場合）に推奨される数値です。 ○3水素圧力PHが圧力設定上限PHHを上回る場合、PH＞PHHのとき、DO1はOFFになり、電解電源DDY、電源ポンプDLB、および循環ポンプXHBは動作を停止する； ○4水素圧力PHが圧力設定下限PHLより低く、PH＜PHLの場合、DO1はONとなり、電解電源DDY、電源ポンプDLB、および循環ポンプXHBが通電して動作する。 2、電解システムの温度（実際には電解液の温度で、略して電解温度）TEは、温度変換器TT101によって4～20mAの直流信号に変換され、この電解温度TEに基づいて電解電源DDYのオン・オフが制御される。電解温度の設定値はタッチスクリーンで行うことができる：○1 電解システム温度の上限設定値（略して電解温度上限）TEHの設定範囲は55～95℃（参考値90℃）； ○2電解システムの温度下限設定値（略称：電解温度制御下限）TELの設定範囲は50～90℃（参考値85℃）。 ○3 電解システムの温度TEが電解温度制御の上限TEHを超え、TE＞TEHとなると警報信号が発せられ、DO9はONに、同時にDO1はOFFになります。電解電源DDY、電源ポンプDLB、および循環ポンプXHBは動作を停止しますが、この時点でも他のシステムは通常通り稼働し続けます。 ○4 電解システムの温度TEが電解温度制御の下限値TELより低く、TE＜TELとなると、警報は解除され、DO9はOFFになり、電解システムは正常に動作を再開する。 3. 电解温度TEに応じて冷却ポンプLQBのオン・オフを制御し、冷却温度の上下限はタッチスクリーンで設定可能：○1電解冷却温度の上限設定値（略称：冷却温度上限）TCHの設定範囲は30～90℃（参考値：90℃）； ○2電解冷却温度下限設定値（略称：冷却温控下限）TCLの設定範囲は30～90℃（参考値85℃）。 ○3 電解温度TEが冷却温度制御の上限TCHを超えると、TE＞TCHとなり、DO2はOFFになり、冷却ポンプLQBは停止します。 ○4 電解温度TEが冷却温度制御下限TCLより低い場合、TE＜TCLとなり、警報が解除され、DO9はOFFになり、電解システムは正常に動作を再開する。 電解および冷却制御のフローチャートは以下の通りです。二、ガス水分離タンクの補水制御 表2 ガス水分離タンクの補水制御における入力と出力の関係表 信号源 制御内容 説明 入力番号 信号源名 出力番号 制御対象名 DI1 (L1L) 水素加アルカリタンクの液面下限値 DO3 DO4 水素加アルカリタンク用補水用電磁弁 BV1 水素加アルカリタンク用補水用電磁弁 BV2 水素加アルカリタンクおよび酸素加アルカリタンクの液面値に基づき、BV1およびBV2の開閉を制御する DI2（L1H） 水素加アルカリタンクの液面上限値 DI3（L2L） 酸素加アルカリタンクの液面下限値 DI4（L2H） 酸素加アルカリタンクの液面上限値 水素加アルカリタンクと酸素加アルカリタンクにはそれぞれ液面センサーが設置されており、これによって補水用電磁弁BV1およびBV2が制御される。水素加アルカリタンクの液面スイッチの下限接点はL1L（デジタル入力番号はDI1に対応）、水素加アルカリタンクの液面スイッチの上限接点はL1H（DI2）であり、酸素加アルカリタンクの液面スイッチの下限接点はL2L（DI3）、酸素加アルカリタンクの液面スイッチの上限接点はL2H（DI4）です。 1、補水用電磁弁BV1、BV2の開弁条件（同時開弁） 液面スイッチL1Lが接通される（DI1がON）か、液面スイッチL2Lが接通される（DI3がON）と、DO3、DO4がON出力となり、補水用電磁弁BV1およびBV2が同時に開く。 2、補水用電磁弁BV1、BV2の遮断条件（それぞれ遮断） アルカリタンクの液面スイッチL1Hが切断された場合（DI2がOFF）、DO3がOFFとなり、補水用電磁弁BV1が遮断される。 アルカリ添加タンクの液面スイッチL2Hがオフになると（DI4がOFF）、DO4はオフになり、補水用電磁弁BV2が閉じます。 3、水素ガス・アルカリタンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL1Lが接通（DI1がON）+液面スイッチL1Hが接通（DI2がON）。 正常：液面スイッチL1Lが切断（DI1はOFF）+液面スイッチL1Hが接通（DI2はON）。 高液位：液位スイッチL1Lが切断（DI1がOFF）＋液位スイッチL1Hが切断（DI2がOFF）。 4、酸素・アルカリ添加タンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL2Lが作動（DI3がON）+液面スイッチL2Hが作動（DI4がON）。 正常：液面スイッチL2Lが切断（DI3はOFF）+液面スイッチL2Hが接通（DI4はON）。 高液位：液位スイッチL2Lが切断（DI3がOFF）+液位スイッチL2Hが切断（DI4がOFF）。 気水分離タンクの補水プロセスのフローチャートは以下の通りです：•三、補水ポンプBSBおよび補水用電磁弁BV3、BV4の制御 ハイドロゲン洗浄タンクと酸素洗浄タンクにはそれぞれ液面スイッチが設置されており、ハイドロゲン洗浄タンクの液面スイッチの下限スイッチはL3L（DI5）、上限スイッチはL3H（DI6）であり、酸素洗浄タンクの液面スイッチの下限スイッチはL4L（DI7）、上限スイッチはL4H（DI8）であり、これらによって補水ポンプBSBおよび補水用電磁弁BV3、BV4が制御されます。 表3 洗浄タンクの補水制御における入力と出力の対応関係表
信号の出所 制御内容 説明
入力番号 信号の出所名 出力番号 制御対象名
DI5（L3L） 水素洗浄タンクの液面下限値（下限は低液面）
DO5 DO6 DO7 水素洗浄タンク用補水用電磁弁BV3、酸素洗浄タンク用補水用電磁弁BV4、補水ポンプBSB
水素洗浄タンクの液面に応じて、補水ポンプBSBの起動・停止や、水素洗浄タンク用補水用電磁弁BV3、酸素洗浄タンク用補水用電磁弁BV4の開閉を制御する。
DI6（L3H） 水素洗浄タンクの液面上限値（上限は高液面）
DI7（L4L） 酸素洗浄タンクの液面下限値
DI8（L4H） 酸素洗浄タンクの液面上限値
1. ポンプの起動条件およびバルブの開放条件（ポンプと2つの補水用電磁弁が同時に作動する）
L3Lの下限スイッチ（DI5）またはL4Lの下限スイッチ（DI7）のいずれかがオンになるか、両方がオンになった場合、補水ポンプの電源が供給され（DO7がON）、同時に補水用電磁弁BV3、BV4も開く（DO5、DO6がON）。 2、バルブおよびポンプの停止条件 水素洗浄タンクの高液位接点L3H（DI6）が切断されると、補水用電磁弁BV3（DO5はOFF）が閉じる。 酸素洗浄タンクの高液位接点L4H（DI8）が切断されると、補水用電磁弁BV4（DO6はOFF）が閉じます。 2つの電磁弁BV3、BV4がすべて閉じた後、補水ポンプを停止する（DO7をOFFにする）。 3、水素洗浄タンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL3Lがオン（DI5がON）+液面スイッチL3Hがオン（DI6がON）。 正常：液面スイッチL3Lがオフ（DI5がOFF）＋液面スイッチL3Hがオン（DI6がON）。 高液位：液位スイッチL3Lが切断（DI5がOFF）+液位スイッチL3Hが切断（DI6がOFF）。 4、酸素洗浄タンクの液面状態は3種類表示される：低液面、正常、高液面。低液面：液面スイッチL4Lがオン（DI7がON）+液面スイッチL4Hがオン（DI8がON）。 正常：液面スイッチL4Lがオフ（DI7がOFF）+液面スイッチL4Hがオン（DI8がON）。 高液位：液位スイッチL4Lが切断（DI7がOFF）+液位スイッチL4Hが切断（DI8がOFF）。 洗浄タンクの補水プロセスのフローチャートは以下の通りです：四、圧力差調整システム（水素と酸素の圧力バランス） 酸素と水素の圧力差Pdは、圧力変換器PdT101によって4～20mAの直流信号に変換され、この圧力差Pdに基づいて酸素排出用電磁弁PV1の開閉が制御されます。 表4 酸素排出用電磁弁PV1の制御入力と出力の対応表
信号源 制御内容 説明
入力番号 信号源名 出力番号 制御対象名
AI3 酸素と水素の圧力差Pd（ΔP） DO8 減圧型酸素排出用電磁弁PV1
酸素と水素の圧力差Pdに基づき、減圧型酸素排出用電磁弁PV1の開閉を制御する。Pdは酸素圧－水素圧であり、酸素排出に必要な圧力差の上限値（略称：圧力差設定上限）PdHおよび圧力差の下限値（略称：圧力差設定下限）はタッチスクリーンで設定可能である。
○1 圧力差設定上限PdHの設定範囲は－3kPa～+3kPaで、参考値は0.50kPaである； ○2圧差設定下限PdLの設定範囲は-3kPa～+3kPaで、参考値は-0.50kPaです； ○3差圧Pdが差圧設定上限PdHを超えると、Pd＞PdHとなり、DO8はONになり、排酸電磁弁PV1が開く。 ○4差圧Pdが差圧設定下限PdLより低い場合、Pd＜PdLとなり、DO8の出力はOFFとなり、排酸用電磁弁PV1が閉じます。 ⑤警報圧差設定値PdAの設定範囲は3.00～5.00kPaで、参考値は3.50kPaです。酸素と水素の圧力差Pdの絶対値│Pd│がPdAを超えると警報信号が発せられ、DO9はON、DO1はOFFになります。 圧力差調整システムのフローチャートは以下の通りです：五、瞬間流量と累計流量 水素の流量QHは流量変換器FT101によって4～20mAの直流信号に変換され、タッチスクリーン上に瞬間流量QHと累計流量QAを表示する必要があります。 表5 水素ガス流量信号と入出力の対応関係表
信号の出所 制御内容 説明
入力番号 信号の出所名 出力番号 制御対象名
AI4 流量変換器FT101 なし なし 瞬間流量QHおよび累計流量QAを表示
六、アラームの表示、記録、および照会
タッチスクリーンにアラーム記録照会ページを設け、すべてのアラームを時間順に記録し、タッチスクリーン上で閲覧できるようにする。メモリがいっぱいになると、先頭の記録を循環的に消去する。また、このページにアラーム解除ボタンを設け、このボタンを押すとアラームが停止し、DO9はOFFになる。しかし、依然としてアラーム条件が満たされている場合は、60秒間隔で再びアラームが発報される（DO9はONになる）。 警報の臨界点に達した際のリレーの頻繁な動作や、干渉による誤警報を防ぐため、警報条件が3秒以上続いて初めて警報信号が発せられる（DO9がONになる）。また、同じ警報源では2回の警報の間に3秒の間隔が必要であり、つまり警報条件が解消されると警報も自動的に解除される。再び警報条件が満たされても、少なくとも3秒の遅延があってから再度警報が発せられる。人為的に警報を解除した場合は、同じ警報源では60秒の遅延が必要となる。 1、水素圧力PHが（PHH+0.05MPa）を超えた場合に警報が発報し、DO9はON、同時にDO1はOFFになる；警報が発報された際に表示される警報名は「水素圧力過高」です。 2、システム温度（AI1）が温度設定の上限を超えた場合に警報が発報され、警報名は「電解液温度が過度高い」です。
3、水素用アルカリ添加タンクの液面が過度に低く、同時に酸素用アルカリ添加タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報されます（DO9はON、DO1はOFF）。アルカリ添加タンクは気水分離タンクと接続されているため、両者の液面は完全に同じであり、警報名は「2つの気水分離タンクの液面差が過大（酸素高・水素低）」です。
4、酸素用アルカリ添加タンクの液面が過度に低く、同時に水素用アルカリ添加タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報されます（DO9はON、DO1はOFF）。警報名は「2つの気水分離タンクの液面差が過大（酸素低・水素高）」です。 5、水素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ酸素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、DO9はONとなり電解電源が切断され、DO1はOFFとなる。警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素高・水素低）」である。 6、酸素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ水素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、DO9はON、DO1はOFFとなり、警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素が低く水素が高い）」となる。 7、酸素と水素の圧力差Pdの絶対値が警報圧力差設定値PdAより大きくなると、│Pd│＞PdAとなり、警報信号が発せられ、DO9はON、DO1はOFFとなり、警報名は「水素・酸素の圧力差が過大です」になります。 8、高出力直流電解電源DDYに故障が発生すると、電解電源DDYは故障信号を送信し（DI13がON）、警報信号が発せられ、DO9がONになります。同時に電解電源は停止し、DO1はOFFになります。警報時に表示される警報名は「直流電解電源故障」です。 警報処理のフローチャートは以下の通りです：七、PLCのメイン画面に表示される内容 八、水素・酸素分離システムのI/Oポイント一覧 1、アナログ入力（AI）は合計4ポイントで、表5を参照してください。 表5 アナログ入力（AI）ポイント一覧
序号 数量 信号の出所と種類 設置場所 説明
1 1 圧力変換器PT101 水素ガス・水分分離器の上部 水素ガスシステムの圧力、測定範囲0～1.0MPa
2 1 温度変換器TT101 酸素ガス・水分分離器の頂部 電解システムの温度、測定範囲0～150°C
3 1 差圧変換器PdT101 2つの水分分離器の間 酸素ガスと水素ガスの圧力差、測定範囲-5kPa～+5kPa
4 1 流量変換器FT101 脱水タンク後の水素ガス配管上 水素ガスの流量、瞬間流量の測定範囲0～45m³
合計 4 すべて4～20mADCの標準信号
2 デジタル入力（DI）は合計14ポイントで、表6を参照。 表6 デジタル入力（DI）ポイント一覧
番号 数量 信号の出所 設置場所 説明
1 1 液面計L1より 水素系統のアルカリ添加タンク上 液面が低いと、低液面接点L1Lが接続される
2 1 液面計L1より 水素系統のアルカリ添加タンク上 液面が高いと、高液面接点L1Hが切断される
3 1 液面計L2より 酸素系統のアルカリ添加タンク上 液面が低いと、低液面接点L2Lが接続される
4 1 液面計L2より 酸素系統のアルカリ添加タンク上 液面が高いと、高液面接点L2Hが切断される
5 1 液面計L3より 水素系統の洗浄タンク上 液面が低いと、低液面接点L3Lが接続される
6 1 液面計L3より 水素系統の洗浄タンク上 液面が高いと、高液面接点L3Hが切断される
7 1 液面計L4より 酸素系統の洗浄タンク上 液面が低いと、低液面接点L4Lが接続される
8 1 液面計L4より 酸素系統の洗浄タンク上 液面が高いと、高液面接点L4Hが切断される
9 1 電解循環ポンプコンタクターより 制御箱内 電解循環ポンプが動作すると、コンタクターKM1の補助接点が接続される
10 1 電解冷却ポンプコンタクターより 制御箱内 電解冷却ポンプが動作すると、コンタクターKM2の補助接点が接続される
11 1 電源冷却ポンプコンタクターより 制御箱内 電源冷却ポンプが動作すると、コンタクターKM3の補助接点が接続される
12 1 補水ポンプコンタクターより 制御箱内 補水ポンプが動作すると、コンタクターKM4の補助接点が接続される
13 1 直流電解電源DDYより 直流電解電源ボックス 直流電解電源DDYに障害が発生すると、電源障害接点が接続される
14 1 流量変換器より 脱水タンク後の水素管路上 流量変換器が流量パルス信号を出力し、流量の累計に利用される
合計 14
3 アナログ出力（AO） 今回は使用していない。 4、デジタル出力（DO）は合計9点で、表7を参照。 表7、デジタル出力（DO）ポイント一覧 番号 数量 信号の用途 設置場所 説明
1 1 (1)高出力直流電解電源DDYの制御、(2)電解液循環ポンプXHBの制御、(3)電源冷却水循環ポンプ（略称：電源ポンプ）DLBの制御 直流電解電源本体に制御用接点が用意されている。循環ポンプXHBは電解液循環配管上に設置され、電源冷却ポンプDLBは電解電源DDYの水冷システムの配管上に設置される。 水素圧力（AI1）PHが圧力設定下限PHLより低い場合、電解電源DDYが動作して電解を開始し、同時に循環ポンプXHBおよび電源冷却ポンプDLBの電源が入る（DO1はON）。水素圧力が圧力設定上限を超えると、電解電源DYは電流の供給を停止し、同時に循環ポンプXHBおよび電源冷却ポンプDLBの電源が切れる（DO1はOFF）。2 1 電解冷却水循環ポンプ（略称：冷却ポンプ）LQBの制御 電解冷却水循環ポンプ（略称：冷却ポンプ）は、電解冷却水循環管路に設置されている。 電解温度（AI3）TEが冷却設定上限を超えると、DO2はONとなり冷却ポンプLQBが作動し、電解液温度が冷却設定下限未満になると、DO2はOFFとなり冷却ポンプLQBの電源が切れます。 3 1 水素ガスの水分分離タンクへの補水用電磁弁BV3。BV3は、水素ガスの水分分離タンクと水素ガス洗浄タンクをつなぐ配管上に設置されている。水素ガスの水分分離タンクおよび酸素ガスの水分分離タンクの低液位センサーのうち、1つまたは2つが同時に作動すると、BV3およびBV4が同時に開く（DO3、DO4はON状態になる）。 水素ガスの気水分離タンクの高液位接点が切断された場合、水素ガス用補水電磁弁BV3を閉じます（DO3はOFF）。酸素ガスの気水分離タンクの高液位接点が切断された場合、酸素ガス用補水電磁弁BV4を閉じます（DO4はOFF）。 4 1 酸素の気水分離タンクへの補水を制御する電磁弁BV4。BV4は、酸素の気水分離タンクと酸素ガス洗浄タンクの間の配管に取り付けられている。5 1 補水ポンプを制御するBSB。 水素および酸素洗浄タンクの補水配管に設置される。 水素および酸素洗浄タンクの低液位接点が1つまたは2つ同時に作動した場合、補水ポンプBSB、BV1、BV2が同時に起動する（DO5、DO6、DO7が同時にONになる）。 水素洗浄タンクの高液位接点が切断された場合、水素洗浄タンクの補水用電磁弁BV1を閉じる（DO6がOFF）。酸素洗浄タンクの高液位接点が切断された場合、水素洗浄タンクの補水用電磁弁BV2を閉じる（DO7がOFF）。2つの洗浄タンクの高液位接点がすべて切断された場合、補水ポンプBSBを閉じる（DO5がOFF）。 6 1 水素洗浄タンクの補水用電磁弁BV1 BV1は、水素洗浄タンクと補水ポンプの間の配管に取り付けられている。
7 1 酸素洗浄タンクの補水用電磁弁BV2 BV2は、酸素洗浄タンクと補水ポンプの間の配管に取り付けられている。
8 1 酸素の減圧排気用電磁弁PV1 酸素の減圧排気用電磁弁PV1は、酸素の気水分離器の後ろにある排気配管に取り付けられている。Pd＝酸素圧力－水素圧力。圧力差Pdが設定された上限を超えると、減圧排気用電磁弁PV1が開く（DO8がONになる）。 圧力差Pdが圧力差設定下限未満の場合、減圧排気用電磁弁PV1を閉じる（DO8はOFF）。 9 1 警報出力で、フラッシュアラームに接続し、同時にタッチスクリーンに警報の原因を表示する。警報内容は合計8種類ある。1、水素圧力が過度高い 2、電解液の温度が過度高い 3、2つのガス水分離タンクの水位差が過大（酸素が高く水素が低い） 4、2つのガス水分離タンクの水位差が過大（酸素が低く水素が高い） 5、2つの洗浄タンクの水位差が過大（酸素が高く水素が低い） 6、洗浄タンクの水位差が過大（水素水位が高い） 7、水素と酸素の圧力差が過大 8、高出力直流電解電源の故障 フラッシュアラームは水素酸素機の制御パネルに設置される。警報時はDO9がONとなり、同じフラッシュアラームに接続され、点滅しながら警報音が鳴り、同時に電解電源が切断される（DO1がOFF）。注意：タッチスクリーンに警報解除ボタンを設ける必要がある。 1、水素圧力PHが（PHH+0.05Mpa）を超えた場合に警報が発報され、警報名は「水素圧力過高」です。 2、システム温度（AI1）が温度設定の上限を超えた場合に警報が発せられ、警報名は「電解液温度が過度高い」です。
3、水素添加用アルカリタンクの液面が低すぎ、かつ酸素添加用アルカリタンクの液面が高すぎる場合に警報が発せられ、警報名は「2つのガス水分離タンクの液面差が過大（酸素が高く水素が低い）」です。 4、酸素加アルカリタンクの液面が過度に低く、同時に水素加アルカリタンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、警報名は「2つのガス水分離タンクの液面差が過大（酸素低・水素高）」となる。 5、水素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ酸素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素高・水素低）」となる。 6、酸素洗浄タンクの液面が過度に低く、かつ水素洗浄タンクの液面が過度に高い場合に警報が発報され、警報名は「2つの洗浄タンクの液面差が過大（酸素低・水素高）」となる。 7、酸素と水素の圧力差Pdの絶対値が警報圧力差設定値PdAより大きくなると、│Pd│＞PdAとなり、警報信号が発せられます。警報名は「水素・酸素の圧力差が過大です」です。 8、直流電解電源に故障が発生し、（DI13がONの）ときに警報が発せられ、警報名は「直流電解電源故障」です。 合計 9 実際に使用9ポイント。ハードウェアを設計する際は、DOを1～2ポイント、DIを2～4ポイント、AI（4～20mA）を1ポイント確保することを推奨します。 5、4つのアナログ量については、パラメータ曲線を描いて記録する必要があります。「トレンド」をクリックすると以下の画面が表示され、曲線を1回クリックするとダイアログボックスがポップアップします。図2を参照してください。 図2 アナログ値のトレンドグラフ
水電解による水素製造、アンモニア分解による水素製造、触媒乾ガスによる水素製造、メタノール分解による水素製造、天然ガス変換による水素製造、コークス炉ガスによる水素製造。。これを作り上げたところですが、大きなファイルは送れません
いや、暗号化されているはずだよ