導入
天然ガスからの水素製造プロセスは、主に原料ガスの前処理、天然ガスの水蒸気変換、一酸化炭素変換、水素精製の4つのプロセスから構成される。
最初のステップは原料の前処理です。ここでの前処理とは、主に原料ガスの脱硫を指します。実際のプロセスでは、一般的に天然ガス中の有機硫黄を無機硫黄に変換して除去するために、天然ガスコバルトモリブデン水素化系酸化亜鉛が脱硫剤として使用されます。ここで処理される原料天然ガスの流量は大きいため、高圧の天然ガス源を使用するか、天然ガス圧縮機を選定する際には十分な余裕を持たせる必要があります。
第2段階は、天然ガスの水蒸気変換です。改質器ではニッケル触媒を用いて、天然ガス中のアルカンを、主成分が一酸化炭素と水素である原料ガスに変換します。
次に、触媒の存在下で一酸化炭素を水蒸気と反応させて水素と二酸化炭素を生成し、水素と二酸化炭素を主成分とする変換ガスを得る。変換温度の違いにより、一酸化炭素の変換プロセスは中温変換と高温変換の2種類に分けられる。高温変換温度は約360℃、中温変換プロセスは約320℃である。近年、技術対策の発展に伴い、一酸化炭素の高温変換と低温変換の2段階プロセス設定が採用されており、資源消費をさらに節約できる。ただし、変換ガス中の一酸化炭素含有量が高くない場合は、中温変換のみを採用できる。
最後の工程は水素の精製です。現在、最も一般的に使用されている水素精製システムはPASシステム（PSA精製分離システムとも呼ばれる）です。このシステムは、エネルギー消費量が少なく、プロセスがシンプルで、高純度の水素を生成できます。最高で99.99%の純度に達することが可能です。
主要プロセス機器
| シリアル番号 | 機器名 | 主な仕様 | 主な材料 | 単位重量トン | 数量 | 備考 |
| Ⅰ | 天然ガス蒸気変換セクション | |||||
| 1 | 改質炉 | 1セット | ||||
| 熱負荷 | 放射率：0.6mW | |||||
| 対流部：0.4mW | ||||||
| バーナー | 発熱量：1.5MW/セット | 複合材料 | 1 | |||
| 高温改質管 | HP-Nb | |||||
| 上のおさげ髪 | 304SS | 1セット | ||||
| 下側の三つ編み | インコロイ | 1セット | ||||
| 対流部熱交換器 | ||||||
| 混合原料の予熱 | 304SS | 1グループ | ||||
| 供給ガスの予熱 | 15CrMo | 1グループ | ||||
| 排ガス廃ボイラー | 15CrMo | 1グループ | ||||
| 多様体 | インコロイ | 1グループ | ||||
| 2 | 煙突 | DN300 H=7000 | 20ポンド | 1 | ||
| 設計温度：300℃ | ||||||
| 設計圧力：周囲圧力 | ||||||
| 3 | 脱硫塔 | Φ400 H＝2000 | 15CrMo | 1 | ||
| 設計温度：400℃ | ||||||
| 設計圧力：2.0MPa | ||||||
| 4 | ガス廃ボイラーの改造 | Φ200/Φ400 H＝3000 | 15CrMo | 1 | ||
| 設計温度：900℃ / 300℃ | ||||||
| 設計圧力：2.0MPa | ||||||
| 熱負荷：0.3mW | ||||||
| 高温側：高温変換ガス | ||||||
| 冷水側：ボイラー水 | ||||||
| 5 | ボイラー給水ポンプ | Q=1m3/h | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
| 設計温度：80℃ | ||||||
| 入口圧力：0.01MPa | ||||||
| 出口圧力：3.0MPa | ||||||
| 防爆モーター：5.5kW | ||||||
| 6 | ボイラー給水予熱器 | Q=0.15MW | 304SS/20R | 1 | ヘアピン | |
| 設計温度：300℃ | ||||||
| 設計圧力：2.0MPa | ||||||
| 高温側：変換ガス | ||||||
| 冷水側：脱塩水 | ||||||
| 7 | 改質ガス水冷器 | Q=0.15MW | 304SS/20R | 1 | ||
| 設計温度：180℃ | ||||||
| 設計圧力：2.0MPa | ||||||
| 高温側：変換ガス | ||||||
| 冷側：循環冷却水 | ||||||
| 8 | ガス水分離器の改質 | Φ300 H＝1300 | 16MnR | 1 | ||
| 設計温度：80℃ | ||||||
| 設計圧力：2.0MPa | ||||||
| デミスター：304SS | ||||||
| 9 | 投与システム | リン酸塩 | Q235 | 1セット | ||
| 脱酸素剤 | ||||||
| 10 | 脱塩タンク | Φ1200 H＝1200 | Q235 | 1 | ||
| 設計温度：80℃ | ||||||
| 設計圧力：周囲圧力 | ||||||
| 11 | 天然ガス圧縮機 | 排気量：220m³3 / h | ||||
| 吸引圧力：0.02MPa | ||||||
| 排気圧力：1.7mpg | ||||||
| オイルフリー潤滑 | ||||||
| 防爆モーター | ||||||
| モーター出力：30kW | ||||||
| 12 | 天然ガス緩衝タンク | Φ300 H＝1000 | 16MnR | 1 | ||
| 設計温度：80℃ | ||||||
| 設計圧力：0.6MPa | ||||||
| Ⅱ | PSAパート | |||||
| 1 | 吸着塔 | DN700 H=4000 | 16MnR | 5 | ||
| 設計温度：80℃ | ||||||
| 設計圧力：2.0MPa | ||||||
| 2 | 脱着ガス緩衝タンク | DN2200 H=10000 | 20R | 1 | ||
| 設計温度：80℃ | ||||||
| 設計圧力：0.2MPa |
