JP2000143210A - 一酸化炭素変成器 - Google Patents
一酸化炭素変成器Info
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- JP2000143210A JP2000143210A JP10317805A JP31780598A JP2000143210A JP 2000143210 A JP2000143210 A JP 2000143210A JP 10317805 A JP10317805 A JP 10317805A JP 31780598 A JP31780598 A JP 31780598A JP 2000143210 A JP2000143210 A JP 2000143210A
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- Japan
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- hydrogen
- carbon monoxide
- catalyst bed
- hydrogen separation
- reforming catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】水素製造システムや燃料電池システムにおい
て、コンパクト化された性能の良好な一酸化炭素変成器
を提供すること。 【解決手段】水素製造用燃料の水蒸気改質等によって得
られた改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減す
るための一酸化炭素変成器において、一酸化炭素変成触
媒層中に水素分離室を設け、該水素分離室と前記一酸化
炭素変成触媒層との境界面に水素分離膜を介在させた。
て、コンパクト化された性能の良好な一酸化炭素変成器
を提供すること。 【解決手段】水素製造用燃料の水蒸気改質等によって得
られた改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減す
るための一酸化炭素変成器において、一酸化炭素変成触
媒層中に水素分離室を設け、該水素分離室と前記一酸化
炭素変成触媒層との境界面に水素分離膜を介在させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一酸化炭素変成器に
関する。
関する。
【０００２】
【従来技術】水素製造システムや燃料電池システムにお
いて、炭化水素等から水素リッチなガスを製造する際、
改質器によって改質されたガス中に含まれる一酸化炭素
の濃度を低減させるために一酸化炭素変成器が使用され
ている。
いて、炭化水素等から水素リッチなガスを製造する際、
改質器によって改質されたガス中に含まれる一酸化炭素
の濃度を低減させるために一酸化炭素変成器が使用され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】改質器、一酸化炭素変
成器の後段に水素精製器を設置して純水素を製造してい
る水素製造システムにおいては、水素精製装置の占有面
積が大きくなり且つ作業工程が多い欠点がある。
成器の後段に水素精製器を設置して純水素を製造してい
る水素製造システムにおいては、水素精製装置の占有面
積が大きくなり且つ作業工程が多い欠点がある。
【０００４】低温作動型の燃料電池例えば固体高分子型
燃料電池等のシステムにおいては、燃料である水素中に
或るレベル以上の一酸化炭素が含まれている場合、電極
に用いている白金が被毒され、電池の性能が低下してし
まう。そのため、一酸化炭素濃度を１０ｐｐｍ以下にす
る必要があるといわれている。しかしながら、一酸化炭
素変成反応による方法では、ＣＯ濃度を０．１％以下に
するのは困難である。そのため、改質ガス中に酸素を含
むガスを添加し、触媒を用いて選択的にＣＯをＣＯ2に
変換する方法（ＣＯの選択的除去方法と称する）が例え
ば、特開平８−３４６０１や特開平８−１３３７０２等
に提案されている。しかし、これらの方法は工程が複雑
である。
燃料電池等のシステムにおいては、燃料である水素中に
或るレベル以上の一酸化炭素が含まれている場合、電極
に用いている白金が被毒され、電池の性能が低下してし
まう。そのため、一酸化炭素濃度を１０ｐｐｍ以下にす
る必要があるといわれている。しかしながら、一酸化炭
素変成反応による方法では、ＣＯ濃度を０．１％以下に
するのは困難である。そのため、改質ガス中に酸素を含
むガスを添加し、触媒を用いて選択的にＣＯをＣＯ2に
変換する方法（ＣＯの選択的除去方法と称する）が例え
ば、特開平８−３４６０１や特開平８−１３３７０２等
に提案されている。しかし、これらの方法は工程が複雑
である。
【０００５】また、一酸化炭素変成反応は発熱反応であ
るため、低温であるほど反応が進み易いが、反応温度を
低くすると、反応速度が遅くなる欠点があった。
るため、低温であるほど反応が進み易いが、反応温度を
低くすると、反応速度が遅くなる欠点があった。
【０００６】本発明は上述の点にかんがみてなされたも
ので、水素製造システムや燃料電池システムにおいて、
コンパクト化された性能の良好な一酸化炭素変成器を提
供することを目的とする。
ので、水素製造システムや燃料電池システムにおいて、
コンパクト化された性能の良好な一酸化炭素変成器を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は水素製造用燃料の水蒸気改質等によって得
られた改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減す
るための一酸化炭素変成器において、一酸化炭素変成触
媒層中に水素分離室を設け、該水素分離室と前記一酸化
炭素変成触媒層との境界面に水素分離膜を介在させたこ
とを特徴とする。
め、本発明は水素製造用燃料の水蒸気改質等によって得
られた改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減す
るための一酸化炭素変成器において、一酸化炭素変成触
媒層中に水素分離室を設け、該水素分離室と前記一酸化
炭素変成触媒層との境界面に水素分離膜を介在させたこ
とを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【０００９】図１は本発明による一酸化炭素変成器の斜
視図、図２は図１の II − II 面上垂直断面図である。
視図、図２は図１の II − II 面上垂直断面図である。
【００１０】図に示す本発明の一酸化炭素変成器は、立
方形の筐体１０の中に封入され、扁平な一酸化炭素変成
触媒層１の上下に密着してウオータジャケット３、３な
どの冷却装置が配置されている。一酸化炭素変成触媒層
１は鉄・クロム系の一酸化炭素変成触媒からなる水平な
扁平な層であり、この変成触媒層１の中に水素分離室８
を設け、該水素分離室８と前記一酸化炭素変成触媒層１
との境界面に水素分離膜２を介在させている。水素分離
膜２はパラジウムまたはパラジウム系合金の薄膜からな
る。ウオータジャケット３、３の内部を冷却水が循環し
て変成触媒層１の温度を調節するように構成されてい
る。改質ガス入口４、純水素出口５、冷却水入口６およ
び冷却水出口７が筐体１０の外側に設けられている。
方形の筐体１０の中に封入され、扁平な一酸化炭素変成
触媒層１の上下に密着してウオータジャケット３、３な
どの冷却装置が配置されている。一酸化炭素変成触媒層
１は鉄・クロム系の一酸化炭素変成触媒からなる水平な
扁平な層であり、この変成触媒層１の中に水素分離室８
を設け、該水素分離室８と前記一酸化炭素変成触媒層１
との境界面に水素分離膜２を介在させている。水素分離
膜２はパラジウムまたはパラジウム系合金の薄膜からな
る。ウオータジャケット３、３の内部を冷却水が循環し
て変成触媒層１の温度を調節するように構成されてい
る。改質ガス入口４、純水素出口５、冷却水入口６およ
び冷却水出口７が筐体１０の外側に設けられている。
【００１１】上記構成になる一酸化炭素変成器は次のよ
うに作動する。
うに作動する。
【００１２】各種の水素製造用燃料の水蒸気改質等によ
って得られた改質ガスが、図２に示すように改質ガス入
口４から変成触媒層１に流入して水素に転化する。この
時の反応温度は３２０〜４５０℃程度である。この反応
温度は、冷却水入口６から流入しウオータジャケット
３、３の内部を循環して冷却水出口７から流出する冷却
水により制御して最適温度領域にすることができる。生
成水素は水素分離室２の中に矢印Ｈ方向に透過侵入し、
選択的に分離、収集されて出口５から流出する。変成触
媒層１を通過した改質ガスはオフガス出口（図示せず）
から系外に流出する。
って得られた改質ガスが、図２に示すように改質ガス入
口４から変成触媒層１に流入して水素に転化する。この
時の反応温度は３２０〜４５０℃程度である。この反応
温度は、冷却水入口６から流入しウオータジャケット
３、３の内部を循環して冷却水出口７から流出する冷却
水により制御して最適温度領域にすることができる。生
成水素は水素分離室２の中に矢印Ｈ方向に透過侵入し、
選択的に分離、収集されて出口５から流出する。変成触
媒層１を通過した改質ガスはオフガス出口（図示せず）
から系外に流出する。
【００１３】上記実施例では変成触媒層、水素分離室や
水素分離膜を水平に配置するように説明したが、縦方向
に配置することもできる。
水素分離膜を水平に配置するように説明したが、縦方向
に配置することもできる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば水
素製造用燃料の水蒸気改質等によって得られた改質ガス
中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減するための一酸化
炭素変成器において、一酸化炭素変成触媒層中に水素分
離膜を設置したので、次のような極めて優れた効果が得
られるようになった。 （１）水素製造システムにおいては、水素精製器が不要
となる。すなわち、水素製造システムの簡素化が可能と
なる。 （２）燃料電池システムにおいては、ＣＯ選択的酸化装
置が不要となる。すなわち、水素製造システムの簡素化
が可能となる。 （３）ＣＯ濃度を１０ｐｐｍとすることが可能となる。 （４）水素分離膜を使用することにより、改質ガス中よ
り水素を選択的に分離することができる。そのため、反
応平衡を崩して反応を促進させることができる。
素製造用燃料の水蒸気改質等によって得られた改質ガス
中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減するための一酸化
炭素変成器において、一酸化炭素変成触媒層中に水素分
離膜を設置したので、次のような極めて優れた効果が得
られるようになった。 （１）水素製造システムにおいては、水素精製器が不要
となる。すなわち、水素製造システムの簡素化が可能と
なる。 （２）燃料電池システムにおいては、ＣＯ選択的酸化装
置が不要となる。すなわち、水素製造システムの簡素化
が可能となる。 （３）ＣＯ濃度を１０ｐｐｍとすることが可能となる。 （４）水素分離膜を使用することにより、改質ガス中よ
り水素を選択的に分離することができる。そのため、反
応平衡を崩して反応を促進させることができる。
【００１５】
【図１】図１は本発明による一酸化炭素変成器の概略構
成を説明する斜視図である。
成を説明する斜視図である。
【図２】図１の II − II 面上垂直断面図である。
１ 一酸化炭素変成触媒層 ２ 水素分離膜 ３ ウオータジャケット ４ 改質ガス入口 ５ 純水素出口 ６ 冷却水入口 ７ 冷却水出口 ８ 水素分離室 １０ 筐体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白崎 義則 東京都墨田区緑２−13−７−604 (72)発明者 今井 哲也 広島県広島市西区観音新町４−６−22 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 小林 一登 広島県広島市西区観音新町４−６−22 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 藤本 芳正 広島県広島市西区観音新町４−６−22 三 菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4G040 FA02 FB04 FC01 FC07 FE01 4G069 AA02 BC58A BC66A CB07 CC32 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17
Claims (1)
- 【請求項１】水素製造用燃料の水蒸気改質等によって得
られた改質ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減す
るための一酸化炭素変成器において、一酸化炭素変成触
媒層中に水素分離室を設け、該水素分離室と前記一酸化
炭素変成触媒層との境界面に水素分離膜を介在させたこ
とを特徴とする一酸化炭素変成器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10317805A JP2000143210A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 一酸化炭素変成器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10317805A JP2000143210A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 一酸化炭素変成器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000143210A true JP2000143210A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18092245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10317805A Pending JP2000143210A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 一酸化炭素変成器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000143210A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009179555A (ja) * | 2002-02-27 | 2009-08-13 | Volvo Technology Corp | 燃料電池用水素燃料発生システム |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP10317805A patent/JP2000143210A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009179555A (ja) * | 2002-02-27 | 2009-08-13 | Volvo Technology Corp | 燃料電池用水素燃料発生システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060619 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |