※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語や表現の意味の説明、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、次の URL を参照してください。 www.iso .org/iso/foreword.html
この文書は、技術委員会 ISO/TC 197, 水素技術によって作成されました。
1 スコープ
この文書は、水素の分離と精製のための圧力スイング吸着システムの設計、試運転、操作に使用される安全対策と適用可能な設計機能を特定します。これは、あらゆる種類の不純水素流を供給物として処理する水素圧力スイング吸着システムに適用されます。これには、商用または産業用途での水素の分離と精製のための定置型およびスキッドマウント型の両方の圧力スイング吸着システムが含まれます。この文書は、現地の規制で許可されているここで, 内に設置される小規模 PSA 水素システムにも適用されます。
この文書の範囲には、図 1 の破線内に示されている機器が含まれます。
図1 ｜水素分離精製用PSAシステムの代表的な装置例
2 規範的参照
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 4126-1, 過大な圧力に対する保護のための安全装置 — Part 1: 安全弁
- ISO 11114-1, ガスシリンダー — シリンダーおよびバルブの材質とガス内容物の適合性 — Part 1: 金属材料
- ISO 11114-2, ガスシリンダー — シリンダーおよびバルブの材質とガス内容物の適合性 — Part 2: 非金属材料
- ISO 11114-4, 可搬性ガスシリンダー - シリンダーおよびバルブの材質とガス内容物の適合性 - Part 4: 水素脆化に対する耐性のある金属材料を選択するための試験方法
- IEC 60079-0, 爆発性雰囲気 — Part 0: 機器 — 一般要件
- IEC 60079-10-1, 爆発性雰囲気 - Part 10-1: エリアの分類 - 爆発性ガス雰囲気
- IEC 60079-14, 爆発性雰囲気 - Part 14: 電気設備の設計、選択、および設置
- IEC 60204-1, 機械の安全性 - 機械の電気機器 - Part 1: 一般要件
- IEC 60529, エンクロージャによって提供される保護の程度 (IP コード)
- IEC 60364-4, 低電圧電気設備 - Part 4: 安全のための保護
- NFPA 56, 可燃性ガス配管システムの洗浄およびパージ中の火災および爆発の防止に関する規格
3 用語と定義
この文書の目的上、次の用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
3.1
圧力スイング吸着法
PSA法
さまざまなガスに対する固体 吸着剤 (3.5) の選択的吸着と、高圧ではより多くの不純物を吸着し、低圧では不純物を除去する固体吸着剤の能力を利用するガス分離方法。
注記 1: PSA は、商業的に実施されているように、ガス流を連続的に精製するために複数の吸着剤を充填した容器を利用するバッチプロセスである。
3.2
真空圧力スイング吸着
システムの性能を向上させるために、大気圧以下の圧力での脱着（真空ポンプを使用して実現）に依存する水素の分離および精製システム。
3.3
水素の分離と精製のための圧力スイング吸着システム
圧力スイング吸着プロセスを通じて不純な水素流から水素を分離および精製する水素生成システム
3.4
吸着剤
水素の分離と精製に使用される 吸着剤（3.5） が入っている容器。垂直容器であってもよい
3.5
吸着剤
不純な水素流からガス不純物を吸着するために使用される固体材料。これにより、他のガスからの水素の分離が実現される。
3.6
プロセス制御バルブ
制御システムからの信号に応じて開閉して流量を調整できる操作装置 (3.7)
3.7
制御システム
プロセス制御バルブの開閉 (3.6) 、システムのトラブルシューティング、製品の品質管理、プロセス パラメーターの最適化などの操作を実行するシステム。
3.8
テールガス
不純な水素混合物が PSA システムを通じて精製された後に残るガス
注記 1:テールガスの別の名前は、脱離ガス、パージガス、またはオフガスです。
3.9
水素分離および精製用の定置型 PSA システム
すべての機器と配管が機器の基礎と配管支持構造に恒久的に取り付けられる PSA システム
3.10
水素の分離と精製のためのスキッドマウント型 PSA システム
機器および配管の一部またはすべてが 1 つまたは複数のスキッドまたは可動ベースに固定されている PSA システム
3.11
防火距離
PSA システムから近くの建物への火災の延焼を防ぐために必要な、PSA システムと近隣の 建物の間の距離 (3.15)
3.12
バッファタンク
吸着器 (3.4) (PSA システム) または 真空ポンプ (3.13) (VSA システム) から脱着ガスを受け取り、脱着ガスの組成と圧力の変動を最小限に抑える容器
注記 1:バッファタンクはサージドラムとも呼ばれます。
3.13
真空ポンプ
脱着段階で 吸着剤 (3.4) を排気するために使用される装置。これにより、 吸着剤 (3.5) が 大気圧以下の圧力で脱着および再生され、PSA システムの性能が向上します。
3.14
容器
特定の環境および気候条件の影響を回避したり、小型水素 PSA システムの危険なコンポーネントとの偶発的な接触から人員や家畜を保護したりするために製造された密閉構造または支持構造
3.15
建物
屋根と壁を持ち、水素 PSA システムまたは水素 PSA システムのコンポーネント用の コンテナ (3.14) と同様の機能を持つ構造物
3.16
水素脆化
水素環境の存在による金属材料の特性の劣化
参考文献
| 1 | ISO 3834-1, 金属材料の溶融溶接の品質要件 - Part 1: 適切なレベルの品質要件の選択基準 |
| 2 | ISO 3834-2, 金属材料の溶融溶接の品質要件 - Part 2: 包括的な品質要件 |
| 3 | ISO 5817, 溶接 — 鋼、ニッケル、チタンおよびそれらの合金の溶融溶接継手 (ビーム溶接は除く) — 欠陥の品質レベル |
| 4 | ISO 15649, 石油および天然ガス産業 - 配管 |
| 5 | ISO/TR 15916, 水素システムの安全性に関する基本的な考慮事項 |
| 6 | ISO 16110-1, 燃料処理技術を使用した水素発生装置 — Part 1: 安全性 |
| 7 | ISO 16528-1, ボイラーおよび圧力容器 - Part 1: 性能要件 |
| 8 | ISO 17636-1, 溶接部の非破壊検査 — 放射線検査 — Part 1: フィルムを使用した X 線およびガンマ線技術 |
| 9 | IEC 60079-2, 爆発性雰囲気 - Part 2: 加圧エンクロージャ「p」による機器の保護 |
| 10 | IEC 61508, 電気/電子/プログラム可能な電子安全関連システムの機能安全 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 197, Hydrogen technologies.
1 Scope
This document identifies safety measures and applicable design features that are used in the design, commissioning, and operation of pressure swing adsorption systems for hydrogen separation and purification. It applies to hydrogen pressure swing adsorption systems that process all kinds of impure hydrogen streams as feed, including both stationary and skid-mounted pressure swing adsorption systems for hydrogen separation and purification in commercial or industrial use. This document also applies to small-scale PSA hydrogen system installed within containers ここで, allowed by local regulations.
The scope of this document includes the equipment depicted within the dashed lines in Figure 1.
Figure 1 — Example of typical equipment in PSA system for hydrogen separation and purification
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 4126-1, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 1: Safety valves
- ISO 11114-1, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 1: Metallic materials
- ISO 11114-2, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 2: Non-metallic materials
- ISO 11114-4, Transportable gas cylinders - Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 4: Test methods for selecting metallic materials resistant to hydrogen embrittlement
- IEC 60079-0, Explosive atmospheres — Part 0: Equipment — General requirements
- IEC 60079-10-1, Explosive atmospheres — Part 10-1: Classification of areas — Explosive gas atmospheres
- IEC 60079-14, Explosive atmospheres — Part 14: Electrical installations design, selection and erection
- IEC 60204-1, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
- IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
- IEC 60364-4, Low-voltage electrical installations — Part 4: Protection for safety
- NFPA 56, Standard for Fire and Explosion Prevention during Cleaning and Purging of Flammable Gas Piping Systems
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
pressure swing adsorption method
PSA method
gas separation method that takes advantage of the selective adsorption of a solid adsorbent (3.5) for different gases and the ability of solid adsorbents to adsorb more impurities at high pressure and to reject impurities at low pressure
Note 1 to entry: PSA, as practiced commercially, is a batch process utilizing multiple adsorbent-loaded vessels for the continuous purification of a gas stream.
3.2
vacuum pressure swing adsorption
system for hydrogen separation and purification that relies on desorption at sub-atmospheric pressure (achieved with vacuum pumps) to improve the performance of the system
3.3
pressure swing adsorption system for hydrogen separation and purification
hydrogen generation system that separates and purifies hydrogen from an impure hydrogen stream through the pressure swing adsorption process
3.4
adsorber
vessel in which the adsorbent (3.5) used for hydrogen separation and purification is contained, which can be vertical vessels
3.5
adsorbent
solid materials used to adsorb gas impurities from the impure hydrogen streams, thereby realizing the separation of the hydrogen from the other gases
3.6
process control valves
operational devices that can open or close to regulate flow in response to a signal from the control system (3.7)
3.7
control system
system that performs operations such as opening and closing process control valves (3.6) , system troubleshooting, product quality control, or optimization of process parameters
3.8
tail gas
gas remaining after the impure hydrogen mixture is purified through the PSA system
Note 1 to entry: Other names for tail gas are desorbed gas, purge gas, or off gas.
3.9
stationary PSA system for hydrogen separation and purification
PSA system in which all equipment and piping are permanently mounted to the equipment foundation(s) and piping support structure
3.10
skid-mounted PSA system for hydrogen separation and purification
PSA system in which some or all of the equipment and piping are affixed to one or more skids, or moveable bases
3.11
fire separation distance
distance between the PSA system and nearby buildings (3.15) that is required in order to prevent fire from spreading from a PSA system to nearby buildings
3.12
buffer tank
vessel that receives the desorbed gas from the adsorbers (3.4) (PSA system) or from the vacuum pumps (3.13) (VSA system) and minimizes the composition and pressure variation of the desorbed gas
Note 1 to entry: A buffer tank may also be referred to as a surge drum.
3.13
vacuum pump
device used for evacuating the adsorbers (3.4) during the desorption stage, allowing the adsorbents (3.5) to be desorbed and regenerated at sub-atmospheric pressure to improve performance of a PSA system
3.14
container
enclosed construction or bracing structure fabricated to avoid the effects of specific environmental and climatic conditions, or protect personnel and livestock from accidental contact with the dangerous components of a small hydrogen PSA system
3.15
building
structure that has a roof and walls, with the similar function as a container (3.14) for a hydrogen PSA system or the components of a hydrogen PSA system
3.16
hydrogen embrittlement
degradation of metal material properties due to the presence of a hydrogen environment
Bibliography
| 1 | ISO 3834-1, Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 1: Criteria for the selection of the appropriate level of quality requirements |
| 2 | ISO 3834-2, Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 2: Comprehensive quality requirements |
| 3 | ISO 5817, Welding — Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding excluded) — Quality levels for imperfections |
| 4 | ISO 15649, Petroleum and natural gas industries — Piping |
| 5 | ISO/TR 15916, Basic considerations for the safety of hydrogen systems |
| 6 | ISO 16110-1, Hydrogen generators using fuel processing technologies — Part 1: Safety |
| 7 | ISO 16528-1, Boilers and pressure vessels — Part 1: Performance requirements |
| 8 | ISO 17636-1, Non-destructive testing of welds — Radiographic testing — Part 1: X- and gamma-ray techniques with film |
| 9 | IEC 60079-2, Explosive atmospheres — Part 2: Equipment protection by pressurized enclosure"p" |
| 10 | IEC 61508, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems |