JP2009249203A - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の常温脱硫方式、水添脱硫方式で生じる問題点を解決する。
【解決手段】常温脱硫器と水添脱硫器とを並列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、原燃料導入管を分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、常温脱硫器に連結した一方の分岐管に第1の開閉弁を配置するとともに、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁を配置した脱硫済み原燃料導出管を配置し、且つ、水添脱硫器に連結した他方の分岐管に第3の開閉弁を配置するとともに、水添脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に第4の開閉弁を配置してなり、起動時以降、温度が低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器に供給して脱硫するようにしてなる燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム。
【選択図】図1

Description

本発明は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムに関し、より具体的には燃料電池に供給する燃料である水素を製造するための水蒸気改質器、CO変成器及びCO除去器を含む水素製造システムにおいて、水蒸気改質器に供給する原燃料を脱硫するためのシステムに関する。
燃料電池、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)の燃料である水素は、炭化水素やアルコール類やエーテル類、あるいはそれらの混合物などの原燃料を水蒸気改質法や部分酸化法により改質することで製造される。このうち水蒸気改質法は、原燃料を水蒸気により改質して水素リッチな改質ガスを生成させる方法である。水蒸気改質法では改質器における接触反応によりそれら原燃料が水素リッチな改質ガスへ変えられる。
水蒸気改質器は、概略、バーナあるいは白金等の燃焼触媒を配置した燃焼部(加熱部)と改質触媒を配置した改質部とにより構成される。改質部では原燃料を水蒸気と反応させて水素リッチな改質ガスが生成される。改質部で起こる反応は大きな吸熱を伴うので、反応の進行のためには外部からの熱が必要であり、600℃程度以上の温度が必要である。このため燃焼部での燃料ガスの空気による燃焼により発生した燃焼熱(ΔH)が改質部に供給される。改質触媒としてはNi系、Ru系等の触媒が用いられる。
図6は、上記のような水蒸気改質器を用い、原燃料の処理からPEFCに至るまでの態様例を説明する図である。都市ガスやLPガス、あるいはガソリン、灯油などにはメルカプタン類、サルファイド類、あるいはチオフェンなどの硫黄化合物が付臭剤として添加されている。改質触媒は、それらの硫黄化合物により被毒し性能劣化を来すので、それらの硫黄化合物を除去するために脱硫器へ導入される。次いで、別途設けられた水蒸気発生器からの水蒸気を添加、混合して改質器へ導入し、改質器中での原燃料の水蒸気による改質反応により水素リッチな改質ガスが生成される。
原燃料がメタンである場合の改質反応は「CH4+2H2O→CO2+4H2」で示される。生成する改質ガス中には未反応のメタン、未反応の水蒸気、炭酸ガスのほか、一酸化炭素(CO)が副生して8〜15%(容量%、以下%について同じ)程度含まれている。このため改質ガスは、副生COを炭酸ガスへ変えて除去するためにCO変成器にかけられる。CO変成器では銅ー亜鉛系や白金触媒等の触媒が用いられるが、その触媒を機能させるには200〜250℃程度の温度が必要である。CO変成器中での反応は「CO+H2O→CO2+H2」で示され、この反応で必要な水蒸気としては改質器において未反応の残留水蒸気が利用される。
CO変成器から出る改質ガスは、未反応のメタンと余剰水蒸気を除けば、水素と炭酸ガスとからなっている。このうち水素が目的とする成分であるが、CO変成器を経て得られる改質ガスについても、COは完全には除去されず、微量のCOが含まれている。PEFCに供給する燃料水素中のCO含有量は100ppm(容量ppm、以下ppmについて同じ)程度が限度であり、これを越えると電池性能が著しく劣化するので、CO成分はPEFCへ導入する前にできる限り除去する必要がある。
このため、改質ガスはCO変成器によりCO濃度を1%程度以下まで低下させた後、CO酸化器にかけられる。ここで空気等の酸化剤ガスが添加され、COの酸化反応(CO+1/2O2=CO2)により、COを100ppm程度以下、好ましくは50ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下というように低減させる。CO酸化器の作動温度は100〜150℃程度である。こうして精製された水素がPEFCの燃料極に供給される。
本明細書中、水蒸気改質器、CO変成器及びCO酸化器を含む水素製造装置、すなわちそれら機器を含む水素製造システムを“改質器系”と称し、水蒸気改質器での改質用に水蒸気改質器に供給する燃料を“原燃料”と称している。
原燃料としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、都市ガス、LPガス、天然ガス、ガソリン、灯油、その他の炭化水素(2種以上の炭化水素の混合物を含む)やメタノール等のアルコール類やエーテル類、それらの混合物が使用される。
改質器系の水蒸気改質器に供給する原燃料中の硫黄化合物を除去する方法として脱硫剤による常温脱硫方式と水添触媒による水添脱硫方式の2通りがあることが一般的に知られている。常温脱硫方式では、常温で原燃料を脱硫剤に流通させるだけで硫黄化合物を除去できるためシステムフローが簡素化される。しかしその一方で、脱硫剤の吸着容量〔3wt%−S(=硫黄分としての吸着量)〕は、水添触媒の吸着容量〔20wt%−S(=水添触媒→吸着剤による硫黄分としての吸着量)〕と比較して小さいことから、燃料電池システムを長期間運転する際には、水蒸気改質器に供給する原燃料に硫黄化合物が流出する前に脱硫剤を交換して対応する必要がある。
水添脱硫方式では、硫黄分の吸着容量が大きいことから長期間運転でも交換の必要がなく、化学反応によって安定して脱硫することが可能である。しかし、その一方で、水添脱硫方式での脱硫反応には水素が必要であり、しかも水添触媒の作動温度の観点から、水添触媒の種類にもよるが、少なくとも200℃程度の温度、200〜400℃程度の高温状態にする必要がある。このため、常温に比べて余分なライン、すなわち余分な配管系が必要になり、またそのような高温状態にする必要があることから加熱が必要である。
水添脱硫方式においては、通常、硫黄化合物を水素により硫化水素に変える水添触媒層(X)と生成硫化水素を吸着する第1吸着剤層(Y)との2種の層の組み合わせで構成されるが、PEFCなどの燃料水素製造用の原燃料の脱硫システムのように特に微量の硫黄分をも除去する必要があるシステムにおいては、第1吸着剤からリークする僅かな硫化水素を低濃度まで抑える(低減させる)第2吸着剤層(Z)を加えた3種の層から構成される。200℃までの昇温中にも硫黄分をリークさせないように脱硫可能な第2吸着剤層を余分に積み増しておくことにより対応することもあるが、起動−停止回数が多い燃料電池システムにおいては第2吸着剤層が大容量化してしまうという問題が生じる。また、起動−停止の繰り返しによる温度変動によってその吸着剤(脱硫剤)からの硫黄分の脱離、リークも懸念されるため、更に第2吸着剤を積み増す必要がある。
本発明は、常温脱硫方式、水添脱硫方式で生じる以上の問題点を、改質器系の水蒸気改質器に供給する原燃料中の硫黄化合物を除去するのに常温脱硫方式と水添脱硫方式のそれぞれのメリットを生かして併用することにより解決してなる燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムを提供することを目的とするものである。
なお、常温脱硫方式と水添脱硫方式を併用するものとして特開2002−60204号公報、特開2006−8459号公報などが提案され、常温脱硫方式と高温脱硫方式を併用するものとして特開2006−111766号公報などが提案されているが、これらは本発明とは内容的に異なるものである。
特開2002−60204号公報 特開2006−8459号公報 特開2006−111766号公報
本発明(1)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
(A)常温脱硫器と水添脱硫器とを並列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
(B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、
(C)常温脱硫器に連結した前記一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置するとともに、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管を配置し、
(D)水添脱硫器に連結した前記他方の分岐管に、第3の開閉弁cを配置するとともに、第5の開閉弁eを配置した水素供給管を配置し、水添脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に第4の開閉弁dを配置した脱硫済み原燃料導出管を配置し、且つ、
(E)常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側導管を第4の開閉弁dに続く導管に配置してなり、
(F)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムである。
本発明(2)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
(A)常温脱硫器と水添脱硫器とを直列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
(B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結し、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結するとともに、水添脱硫器の出口側に脱硫済み原燃料の導出管を連結し、
(C)前記分岐した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管に第2の開閉弁bを配置し、前記分岐した他方の分岐管に、第3の開閉弁cを配置するとともに、第4の開閉弁eを配置した水素供給管を配置し、且つ、
(D)前記第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管を前記第3の開閉弁cと水添脱硫器との間の導管に配置してなり、
(E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムである。
本発明(3)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
(A)常温脱硫器と水添脱硫器とを直列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
(B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結し、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結するとともに、常温脱硫器の出口側に脱硫済み原燃料の導出管を連結し、
(C)常温脱硫器に連結した前記分岐した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、水添脱硫器に連結した前記分岐した他方の分岐管に、第2の開閉弁bを配置するとともに、第4の開閉弁eを配置した水素供給管を配置し、且つ、
(D)水添脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管に第3の開閉弁cを配置し、前記水添脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管を前記第1の開閉弁aから常温脱硫器に至る導管に配置してなり、
(E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムである。
本発明(4)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
(A)常温脱硫器を改質器系外に配置し、水添脱硫器を改質器系内に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
(B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、
(C)常温脱硫器に連結した前記一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側導管に第2の開閉弁bを配置するとともに、前記出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結し、且つ、
(D)前記水添脱硫器に連結した他方の分岐管に、第3の開閉弁cを配置するとともに、第5の開閉弁eを配置した水素供給管を配置してなり、
(E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムである。
本発明(5)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
(A)常温脱硫器を改質器系外に配置し、水添脱硫器を改質器系内に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
(B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、
(C)常温脱硫器に連結した前記一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側導管に第2の開閉弁bを配置し、水添脱硫器に連結した前記他方の分岐管に第3の開閉弁cを配置し、且つ、
(D)前記第3の開閉弁cから水添脱硫器に至る導管に、前記第2の開閉弁bを配置した常温脱硫器からの出口側導管を配置するとともに、第4の開閉弁eを配置した水素供給管を配置してなり、
(E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムである。
本発明(1)〜(5)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムは、特に、PEFCに燃料水素を供給するための水素製造用燃料の脱硫システムとして適用されるが、固体酸化物形燃料電池(SOFC)に燃料水素を供給するための水素製造用燃料の脱硫システムとしても適用可能である。
本発明によれば下記(ア)〜(ウ)の効果が得られる。
(ア)本発明の脱硫システムによれば、常温脱硫方式の課題である長時間運転で必要な脱硫剤の交換に関して、その交換が必要でないシステムとすることができる。すなわち、常温脱硫器は、脱硫システムの起動開始時から水添脱硫器の水添脱硫触媒の温度が作動温度に達する時点まで利用するだけであるので、常温脱硫器中の脱硫剤の交換が長時間にわたり必要でないシステムとすることができる。
(イ)本発明の脱硫システムによれば、水添脱硫方式の課題である第2吸着剤の大容量化が抑えられ、その吸着剤を積み増す必要もなくなる。すなわち、水添脱硫器をその作動温度に達した時点以降で利用するので、第2吸着剤層が大容量化することがない。
(ウ)本発明の脱硫システムによれば、温度変動による第2吸着剤からの硫黄分の脱離すなわち硫黄分リークの懸念もなくなる。すなわち、水添脱硫器をその作動温度に達した時点以降で利用するので、起動−停止の繰り返しに伴う温度変動による第2吸着剤からの硫黄分のリークの懸念がなくなる。
(エ)以上(ア)〜(ウ)の結果として、全体的に脱硫システムの大容量化を抑え、低コスト且つメンテナンスフリーな燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムとすることができる。
本発明(1)〜(5)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムである。以下、本発明の前提となる技術との関連を含めて本発明を順次説明する。
原燃料の脱硫器、改質器系、燃料電池を含むシステムにおける、その改質器系としては円筒式水蒸気改質器、その他各種形式、構造の水蒸気改質器があり、円筒式水蒸気改質器にも各種形式、構造のものがあるが、本発明(1)〜(5)は、それらいずれの改質器系における原燃料の脱硫システムとしても適用される。
ここでは、円筒式水蒸気改質器のうち、その一例を基に説明するが、他の改質器系についても同様である。図7は、その円筒式水蒸気改質器を配したシステムについ説明する図で、縦断面を示している。この円筒式水蒸気改質器は本発明と相前後して開発したものである〔特願2008−028234(出願日:平成20年2月7日)〕。
図7のとおり、直径を順次大きくした、第1円筒体1、第2円筒体2及び第3円筒体3が中心軸を同一にして間隔を置いて配置され、第3円筒体3の上部には第3円筒体3より直径を大きくした第4円筒体4が配置されている。図7中、一点鎖線はその中心軸を示し、矢印はその中心軸の方向、すなわち軸方向を示している。第1円筒体1の内側には中心軸を同じくして、第1円筒体1より直径の小さい円筒状の伝熱隔壁すなわち輻射筒5が配置され、輻射筒5内にはバーナ6が配置されている。バーナ6は、中心軸部に配置され、輻射筒5の内側に上蓋兼バーナ取付台7を介して取り付けられている。
輻射筒5は、その下端と第1円筒体1の底板8の間に間隔を設けて配置してあり、この間隙と、これに連なる輻射筒5と第1円筒体1の間の空隙とがバーナ6からの燃焼排ガスの排気通路9を形成している。底板8は第1円筒体1の直径に対応した直径で円盤状に構成されている。排気通路9は、その上部で排気通路9の上蓋(上蓋兼バーナ取付台7の下面)と隔壁10(CO除去触媒層36の上蓋)と隔壁61との間の間隙が予熱層14へ連なる構造となっている。
符号61は、CO除去触媒層36の上部の隔壁10に対して間隔を置いて配置された、第1円筒体1の上端部から第4円筒体4に至る隔壁である。当該隔壁61は、第1円筒体1の直径に相当する部分内にはバーナ6による燃焼室、輻射筒5、燃焼排ガスの排気通路9が配置されているので、ドーナツ状の板体である。
符号12は原燃料の供給管である。図示のとおり、原燃料供給管12には脱硫器が配置されている。第1円筒体1と第2円筒体2の間の空間内には、その上部に予熱層14、予熱層14に続く下部に改質触媒層16が設けられている。予熱層14の内部に棒材(丸棒、角棒等)15が螺旋状に配置され、これにより予熱層14の内部に連続した螺旋状のガス通路が形成されている。棒材は一つでも複数でもよく、複数の場合には複数の螺旋状の通路が形成される。改質触媒層16の改質触媒は、その下端部で多孔板、網目体等の支持体17で支持されている。
供給管12から供給された原燃料には、水供給管26から供給される水(水蒸気)が混合され、予熱層14を経て、改質触媒層16に導入され、混合ガス中の原燃料が下降しながら水蒸気により改質される。改質触媒層16における改質反応は吸熱反応であり、バーナ6で発生する燃焼熱を吸収して改質反応が進行する。すなわち、バーナ6での燃焼ガスが輻射筒5と第1円筒体1の間の排気通路9を流通して通過するときに、燃焼ガスの熱が改質触媒層16に吸収され、改質反応が進行する。
第2円筒体2の下端は第3円筒体3の底板18との間に間隔を置いて配置してあり、第2円筒体2と第3円筒体3の間は、改質ガスの流通路19を構成している。底板18は第3円筒体3の直径に対応した直径で円盤状に構成されている。改質ガスは、第2円筒体2の下端と第3円筒体3の底板18の間で折り返して第2円筒体2と第3円筒体3の間で形成された流通路19を流通する。第3円筒体3の上部には第3円筒体3より直径を大きくした第4円筒体4が配置され、第2円筒体2と第4円筒体4の間にCO変成触媒層22が設けられている。
第3円筒体3の上端部と第4円筒体4の下端部には板体20(第3円筒体3の直径に相当する部分は第3円筒体3で占められるので、ドーナツ状の板体)が配置され、板体20の上に、間隔を置いてガス流通用の複数の孔を有する支持板21(第2円筒体2の直径に相当する部分は第2円筒体2で占められるので、ドーナツ状の支持板)が配置されている。CO変成触媒層22は、支持板21とガス流通用の複数の孔を有する仕切板23(第2円筒体2の直径に相当する部分は第2円筒体2で占められるのでドーナツ状の仕切板、CO変成触媒層22の上部)の間に設けられている。
支持板21、仕切板23は金属製等の網目体で構成してもよく、この場合には網目体の網目がガス流通孔となる。流通路19を流通した改質ガスは、支持板21の孔を経てCO変成触媒層22に供給される。CO変成触媒層22では、CO変成反応「CO+H2O→CO2+H2」により、改質ガス中のCOが二酸化炭素に変成され、併せて水素が生成する。
ここで、CO変成触媒層から出る改質ガスは、未反応の原燃料(メタン等)と余剰水蒸気を除けば、水素と二酸化炭素からなっている。このうち水素が燃料電池(PEFC)の燃料となるが、CO変成触媒層22を経て得られる改質ガスについても、COは完全には除去されず、1%(容量%)程度以下ではあるが、尚COが含まれている。
PEFCに供給する水素中のCOの許容濃度は10ppm(ppm=容量ppm、以下同じ)程度であり、これを超えると電池性能が著しく劣化する。このため、改質ガスはCO変成触媒層22によりCO濃度を1%程度以下まで低下させた後、CO除去触媒層36に供給される。CO除去触媒層36では酸化剤ガスが添加され、COの酸化反応によりCOをCO2に変えることでCOを除去し、CO濃度を10ppm以下、あるいは5ppm以下というように低減させる。なお、酸化剤ガスとしては空気、酸素富化空気、酸素などが使用されるが、通常は空気であるので、以下空気と記載する。
CO除去触媒層36には、CO除去触媒(PROX触媒とも呼ばれる)が充填してあり、PROX触媒によりCO除去反応、すなわちCOの選択的酸化反応によりCOをCO2に変えることでCOを除去し、CO濃度をppmレベルにまで低減させる。COを除去した改質ガスは、その上蓋である仕切板38に設けられた複数個の孔39から排出され、仕切板38と隔壁10の間の間隙から改質ガス取出管40を経て、PEFCの燃料水素として供給される。
CO変成触媒層22の上部の仕切板23との間に間隔を置いて、1個の改質ガス流通孔52を有する第1の仕切板51が配置され、その上部に、当該第1の仕切板51との間に間隔を置いて1個の改質ガス流通孔55を有する第2の仕切板54を配置し、その上部に、当該第2の仕切板54との間に間隔を置いてCO除去触媒層36が位置するように配置されている。
そして、第1の仕切板51の改質ガス流通孔52と第2の仕切板54の改質ガス流通孔55とが周方向に相対する位置、すなわち周方向に反対側に位置するように配置する。図7には、改質ガス流通孔52と改質ガス流通孔55とを周方向に180°反対側の位置に配置した場合を示している。上記周方向に相対する位置は、周方向に180°の反対側の位置であるのが最もよいが、±10°を限度にずれた位置でもよい。
そのように形成されたCO変成触媒層22の上部の仕切板23と第1の仕切板51との間の隙間に空気を供給するようにする。空気は、空気供給管30により供給され、CO変成触媒層22から、その上部に配置された、ガス流出用の複数の孔60を有する仕切板23から流出するCO変成済み改質ガスと混合しながら、第1の仕切板51の改質ガス流通孔52を介して、第1の仕切板51と第2の仕切板54との間の隙間に流入する。
空気とCO変成済み改質ガスは、第1の仕切板51と第2の仕切板54との間の隙間でさらに混合しながら、第2の仕切板54の改質ガス流通孔55に至り、当該改質ガス流通孔55を介して、第2の仕切板54とCO除去触媒層22との間の隙間に流入する。
改質ガス流通孔54は、改質ガス流通孔52に対して、周方向に反対側に配置されているので、空気とCO変成済み改質ガスは、第1の仕切板51と第2の仕切板54との間の隙間で混合しながら、改質ガス流通孔52側から改質ガス流通孔55へ向けて流れる。第2の仕切板54とCO除去触媒層36との間の隙間に流入した空気とCO変成済み改質ガスは、支持板34の複数個の孔35からCO除去触媒層36へ流入し、CO除去触媒層36でCO変成済み改質ガス中のCOを除去する。
本発明(1)〜(5)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムは、例えば、以上に記載した改質器系における脱硫器の箇所に配置して使用される。
〈本発明(1)〜(5)に共通する態様〉
本発明(1)〜(5)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムは、常温脱硫器と水添脱硫器と改質器系を備え、燃料電池の燃料である水素製造用の原燃料から硫黄化合物を除去するための脱硫システムである。
常温脱硫器は、容器に脱硫剤を充填することで構成される。充填した脱硫剤により、原燃料である都市ガスやガソリン、灯油、その他の原燃料に含まれるメルカプタン類、サルファイド類、あるいはチオフェン類などの硫黄化合物を吸着除去する。脱硫剤には活性炭、金属化合物、ゼオライト、金属担持のゼオライト(ゼオライトにAg、Cu、Zn、Fe、Co、Niなどの金属を担持したもの)、その他各種あるが、いずれも使用される。
それらの脱硫剤には常温域はもちろん、それより高い温度でも有効な脱硫剤も含まれる。一例としてAgなどの金属担持のゼオライトの場合、常温域から70℃程度の温度まで有効である。本発明においてはそれらの脱硫剤を常温脱硫器に充填して使用する。本明細書中、常温脱硫器における“常温”とは、水添触媒の作動温度との関係で使用しており、常温域から使用脱硫剤が脱硫剤として有効に機能する温度までを含む意味である。
水添脱硫器は、容器に順次、硫黄化合物を水素により硫化水素に変える水添触媒層、硫化水素を吸着する第1吸着剤層、第1吸着剤からリークする僅かな硫化水素を低濃度まで抑える第2吸着剤層を配置することで構成される。水添触媒は、有機硫黄化合物を水素と反応させて、有機硫黄化合物中の硫黄分を硫化水素に変化させるNi−Mo系、Co−Mo系などからなる触媒である。水添触媒により、有機硫黄化合物は200℃程度以上の温度で、その中のS分が水素と置換して離脱し、離脱したS分は硫化水素となる。吸着剤は、生成硫化水素を吸着除去するZnOなどからなる吸着剤である。ZnOは反応:ZnO+H2S→ZnS+H2Oにより、硫化水素のS分を吸着する。
〈本発明(1)の態様〉
図1は本発明(1)の態様を説明する図である。図1のとおり、常温脱硫器と水添脱硫器とを並列に配置する。原燃料導入管1を二つに分岐し、分岐した一方の分岐管2を常温脱硫器に連結するとともに、分岐した他方の分岐管4を水添脱硫器に連結する。常温脱硫器に連結した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置するとともに、常温脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管3を配置する。
なお、常温脱硫器は容器内に脱硫剤を充填することで構成され、水添脱硫器は容器内に水添触媒、第1吸着剤及び第2吸着剤をこの順に充填することで構成されるが、図1中、容器の記載は省略している。この点、図2〜5についても同様である。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4に第3の開閉弁cを配置するとともに、水添脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第4の開閉弁dを配置した脱硫済み原燃料導出管5を配置する。常温脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管3は、水添脱硫器からの原燃料導出管5における第4の開閉弁dの配置箇所に続く位置に連結する。原燃料導出管3を連結した箇所に続く導管6は、改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管であり、前述図7の円筒式水蒸気改質器で言えば原燃料供給管12に相当している。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4には第4の開閉弁eを配置した水素供給管7を配置する。分岐管4に対する水素供給管7の配置箇所は、分岐管4の原燃料導入管1からの分岐位置から水添脱硫器の入口部までの間のいずれの位置でもよいが、好ましくは第3の開閉弁cの後に連結する。図1(a)にはその場合を示している。
本発明(1)に係る燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムにおいて、その起動時以降、水添脱硫器の温度がその作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、その間水添脱硫器を加熱する。そして、水添脱硫器の水添脱硫触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器に供給して脱硫するようにする。これら過程における各開閉弁a〜eの弁操作を図1(b)に示している。
起動開始時には、開閉弁a、bを開、開閉弁c、d、eを閉とし、原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫する。この間、水添脱硫器を加熱手段〔図1(a)では昇温ヒータと表示〕で加熱し、温度センサ等の温度検出手段により水添触媒の温度を計測し、監視する。この計測、監視を水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達するまで続ける。この時点までは、脱硫済み原燃料は導管3、開閉弁bを経て導管6(図7で言えば12)を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度にまで昇温したら、開閉弁a、bを閉に切り替え、開閉弁c、d、eを開に切り替える。それら開閉弁の切り替え後は、原燃料は水添脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管5、開閉弁d、導管6を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
水添脱硫器の加熱手段は、電気ヒータなどの加熱源でもよく、改質器系の燃焼排ガスなど「燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム」内の熱源を利用してもよい。また、水素供給管7を介して供給する水素は別途用意した水素ボンベ等から供給してもよく、「燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム」内の改質器系で製造した水素を利用してもよい。これらの点は本発明(2)〜(5)についても同様である。
〈本発明(2)の態様〉
図2は本発明(2)の態様を説明する図である。図2のとおり、常温脱硫器と水添脱硫器とを、この順に直列に配置する。原燃料導入管1を二つに分岐し、分岐した一方の分岐管2を常温脱硫器に連結し、分岐した他方の分岐管4を水添脱硫器に連結する。常温脱硫器に連結した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管3を配置する。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4に第3の開閉弁cを配置し、水添脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に脱硫済み原燃料導出管5を配置する。常温脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管3は、水添脱硫器への原燃料導入管4における第3の開閉弁cの配置箇所に続く位置に連結する。分岐管4は、水添脱硫器への原燃料導入管に相当するが、原燃料導出管3が連結された箇所以降は常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の導出管を兼ねている。水添脱硫器からの原燃料導出管5は、改質器系の水蒸気改質器への脱硫済み原燃料の供給管であり、前述図7の円筒式水蒸気改質器で言えば原燃料供給管12に相当している。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4には第4の開閉弁eを配置した水素供給管7を配置する。分岐管4に対する水素供給管7の配置箇所は、分岐管4の原燃料導入管1からの分岐位置から水添脱硫器の入口部までの間のいずれの位置でもよいが、好ましくは第3の開閉弁cに続く導管のうち、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管3の配置箇所以降にに連結する。図2(a)にはその場合を示している。
本発明(2)に係る燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムにおいて、その起動時以降、水添脱硫器の温度が低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、その間水添脱硫器を加熱する。水添脱硫器の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器に供給して脱硫するようにする。これら過程における各開閉弁a〜c、eの弁操作を図2(b)に示している。
起動開始時には、開閉弁a、bを開、開閉弁c、eを閉とし、原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫する。この間、水添脱硫器を加熱手段〔図2(a)では昇温ヒータと表示〕で加熱し、温度検出手段により水添触媒の温度を計測、監視する。この状態を水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達するまで続ける。この時点までは、脱硫済み原燃料は導管3、開閉弁bを経て導管4(開閉弁cに続く導管)、水添脱硫器を経て導管5(図7で言えば12)を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度にまで昇温したら、開閉弁a、bを閉に切り替え、開閉弁c、eを開に切り替える。切り替え後は、原燃料は水添脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管5を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
〈本発明(3)の態様〉
図3は本発明(3)の態様を説明する図である。図3のとおり、水添脱硫器と常温脱硫器とを、この順に直列に配置する。前述本発明(2)との対比で言えば、水添脱硫器と常温脱硫器の両脱硫器を直列に配置する点では同じであるが、本発明(3)では、原燃料の流れ方向でみて、水添脱硫器を先に配置し、これに続き常温脱硫器を配置する点で本発明(2)とは異なる。
原燃料導入管1を二つに分岐し、分岐した一方の分岐管2を常温脱硫器に連結し、分岐した他方の分岐管4を水添脱硫器に連結する。常温脱硫器に連結した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器の出口側に導管5を配置する。導管5は、改質器系の水蒸気改質器への脱硫済み原燃料の供給管であり、前述図7の円筒式水蒸気改質器で言えば原燃料供給管12に相当している。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4に第2の開閉弁bを配置し、水添脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第3の開閉弁cを配置した脱硫済み原燃料導出管4を配置する。水添脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管4は、常温脱硫器への原燃料導入管2における第1の開閉弁aの配置箇所に続く位置に連結する。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管3には第3の開閉弁eを配置した水素供給管7を配置する。分岐管3に対する水素供給管7の配置箇所は、分岐管3の原燃料導入管1からの分岐位置から水添脱硫器の入口部までの間のいずれの位置でもよいが、好ましくは第2の開閉弁bの後に連結する。図3(a)にはその場合を示している。
本発明(3)に係る燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムにおいて、その起動時以降、水添脱硫器の温度が低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、その間水添脱硫器を加熱する。水添脱硫器の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器に供給して脱硫するようにする。これら過程における各開閉弁a〜eの弁操作を図3(b)に示している。
起動開始時には、開閉弁aを開、開閉弁b、c、eを閉とし、原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫する。この間、水添脱硫器を加熱手段〔図3(a)では昇温ヒータと表示〕により加熱し、温度検出手段により水添触媒の温度を計測、監視する。この状態を水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達するまで続ける。この間、原燃料は常温脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管5(図7で言えば12)を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度にまで昇温したら、開閉弁aを閉に切り替え、開閉弁b、c、eを開に切り替える。切り替え後は、原燃料は水添脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管4、開閉弁c、常温脱硫器を経て、導管5を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
〈本発明(4)の態様〉
図4は本発明(4)を説明する図である。図4のとおり、常温脱硫器を改質器系外に配置し、水添脱硫器を改質器系の下部に配置する。これを前述図7の例にして言えば、改質触媒部Aの下部に配置する。作動時に改質触媒部Aは600℃程度以上の温度であるので、水添脱硫器を第3円筒体3の底板18の下部に配置することにより、その熱を水添脱硫器の加熱に利用することができる。
原燃料導入管1を二つに分岐し、分岐した一方の分岐管2を常温脱硫器に連結し、分岐した他方の分岐管5を水添脱硫器に連結する。常温脱硫器に連結した一方の分岐管2に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管3、4を配置する。以下での説明の便のため、第2の開閉弁bに続く導管を原燃料導出管4としている。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管5に第3の開閉弁cを配置する。分岐管5は水添脱硫器への原燃料導入管に相当する。水添脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第4の開閉弁dを配置した脱硫済み原燃料導出管6を配置する。原燃料導出管6は第2の開閉弁bの位置に続く原燃料導出管4に連結する。原燃料導出管4は、改質器系の水蒸気改質器への脱硫済み原燃料の供給管であり、前述図7の円筒式水蒸気改質器で言えば原燃料供給管12に相当している。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管5には第5の開閉弁eを配置した水素供給管7を配置する。分岐管5に対する水素供給管7の配置箇所は、分岐管5の原燃料導入管1からの分岐位置から水添脱硫器の入口部までの間のいずれの位置でもよいが、好ましくは第5の開閉弁cの後に連結する。図4(a)にはその場合を示している。
本発明(4)に係る燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムにおいて、その起動時以降、水添脱硫器の温度が低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、その間水添脱硫器を加熱する。水添脱硫器の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器に供給して脱硫するようにする。このら過程における各開閉弁a〜eの弁操作を図4(b)に示している。
起動開始時には、開閉弁a、bを開、開閉弁c、d、eを閉とし、原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫する。この間、水添脱硫器を改質器系により加熱し、温度検出手段により水添触媒の温度を計測し、監視する。この状態を水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達するまで続ける。この間、原燃料は常温脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管3、開閉弁bを経て、導管4を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度にまで昇温したら、開閉弁a、bを閉に切り替え、開閉弁c、d、eを開に切り替える。切り替え後は、原燃料は水添脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管6、開閉弁dを経て、導管4(図7で言えば12)を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
本発明(4)の脱硫システムにおいては、水添脱硫器の加熱に必要な熱として改質器系の余熱を利用するので、前述本発明(1)〜(3)の脱硫システムにおいては別途必要な加熱手段(図1〜3では昇温ヒータと表示)を省略することができる。
〈本発明(5)の態様〉
図5は本発明(5)を説明する図である。図5のとおり、常温脱硫器を改質器系外に配置し、水添脱硫器を改質器系の下部に配置する。これを前述図7の例にして言えば、改質触媒部Aの下部に配置する。改質触媒部Aは600℃程度以上の温度であるので、水添脱硫器を第3円筒体3の底板18の下部に配置することにより、その熱を水添脱硫器の加熱に利用することができる。
原燃料導入管1を二つに分岐し、分岐した一方の分岐管2を常温脱硫器に連結し、分岐した他方の分岐管4を水添脱硫器に連結する。常温脱硫器に連結した一方の分岐管2に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器の脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管3を配置する。原燃料導出管3は分岐管4に連結する。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4に第3の開閉弁cを配置する。分岐管4は、水添脱硫器への原燃料導入管に相当するが、原燃料導出管3が連結された箇所以降は常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の導出管を兼ねている。水添脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に脱硫済み原燃料導出管5を配置する。原燃料導出管5は、改質器系の水蒸気改質器への脱硫済み原燃料の供給管であり、前述図7の円筒式水蒸気改質器で言えば原燃料供給管12に相当している。
水添脱硫器に連結した他方の分岐管4には第4の開閉弁eを配置した水素供給管7を配置する。分岐管4に対する水素供給管7の配置箇所は、原燃料導入管1からの分岐管4の分岐位置から水添脱硫器の入口部までの間のいずれの位置でもよいが、好ましくは分岐管4に対する原燃料導出管3の連結部に続く導管に連結する。図5(a)にはその場合を示している。
本発明(5)に係る燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムにおいて、その起動時以降、水添脱硫器の温度が低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、その間水添脱硫器を加熱する。水添脱硫器の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器に供給して脱硫するようにする。このら過程における各開閉弁a〜c、eの弁操作を図5(b)に示している。
起動開始時には、開閉弁a、bを開、開閉弁c、eを閉とし、原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫する。この間、水添脱硫器を改質器系により加熱し、温度検出手段により水添触媒の温度を計測、監視する。この状態を水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達するまで続ける。この間、原燃料は常温脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管3、開閉弁b、分岐管4のうち開閉弁cに続く導管、水添脱硫器を経て、導管5(図7で言えば12)を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度にまで昇温したら、開閉弁a、bを閉に切り替え、開閉弁c、eを開に切り替える。切り替え後は、原燃料は水添脱硫器による脱硫となり、脱硫済み原燃料は導管5を介して改質器系の水蒸気改質器に供給される。
本発明(5)の脱硫システムにおいては、本発明(4)と同様、水添脱硫器の加熱に必要な熱を改質器系の余熱を利用するので、本発明(1)〜(3)の脱硫システムにおいては別途必要な加熱手段(図1〜3では昇温ヒータと表示)を省略することができる。
本発明(1)の態様を説明する図 本発明(2)の態様を説明する図 本発明(3)の態様を説明する図 本発明(4)の態様を説明する図 本発明(5)の態様を説明する図 水蒸気改質器を用い、原燃料の処理からPEFCに至るまでの態様例を説明する図 本発明を適用する改質器系の一例を説明する図
符号の説明
1 第1円筒体
2 第2円筒体
3 第3円筒体
4 第4円筒体
5 輻射筒
6 バーナ
7 上蓋兼バーナ取付台
8 底板
9 燃焼排ガスの排気通路
10 隔壁(後述予熱層14の上蓋)
11 燃焼排ガスの排出口
12 原燃料供給管
22 CO変成触媒層
26 水供給管
36 CO除去触媒層
30 空気供給管
40 改質ガス取出管(導出管)
51 第1の仕切板
52 1個の改質ガス流通孔
54 第2の仕切板
55 1個の改質ガス流通孔
61 隔壁

Claims (5)

  1. 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
    (A)常温脱硫器と水添脱硫器とを並列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
    (B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、
    (C)常温脱硫器に連結した前記一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置するとともに、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管を配置し、
    (D)水添脱硫器に連結した前記他方の分岐管に、第3の開閉弁cを配置するとともに、第5の開閉弁eを配置した水素供給管を配置し、水添脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側に第4の開閉弁dを配置した脱硫済み原燃料導出管を配置し、且つ、
    (E)常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側導管を第4の開閉弁dに続く導管に配置してなり、
    (F)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
    ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム。
  2. 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
    (A)常温脱硫器と水添脱硫器とを直列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
    (B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結し、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結するとともに、水添脱硫器の出口側に脱硫済み原燃料の導出管を連結し、
    (C)前記分岐した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管に第2の開閉弁bを配置し、前記分岐した他方の分岐管に、第3の開閉弁cを配置するとともに、第4の開閉弁eを配置した水素供給管を配置し、且つ、
    (D)前記第2の開閉弁bを配置した脱硫済み原燃料導出管を前記第3の開閉弁cと水添脱硫器との間の導管に配置してなり、
    (E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
    ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム。
  3. 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
    (A)常温脱硫器と水添脱硫器とを直列に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
    (B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結し、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結するとともに、常温脱硫器の出口側に脱硫済み原燃料の導出管を連結し、
    (C)常温脱硫器に連結した前記分岐した一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、水添脱硫器に連結した前記分岐した他方の分岐管に、第2の開閉弁bを配置するとともに、第4の開閉弁eを配置した水素供給管を配置し、且つ、
    (D)水添脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管に第3の開閉弁cを配置し、前記水添脱硫器からの脱硫済み原燃料導出管を前記第1の開閉弁aから常温脱硫器に至る導管に配置してなり、
    (E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
    ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム。
  4. 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
    (A)常温脱硫器を改質器系外に配置し、水添脱硫器を改質器系内に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
    (B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、
    (C)常温脱硫器に連結した前記一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側導管に第2の開閉弁bを配置するとともに、前記出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結し、且つ、
    (D)前記水添脱硫器に連結した他方の分岐管に、第3の開閉弁cを配置するとともに、第5の開閉弁eを配置した水素供給管を配置してなり、
    (E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
    ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム。
  5. 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システムであって、
    (A)常温脱硫器を改質器系外に配置し、水添脱硫器を改質器系内に配置するとともに、原燃料導入管を二つに分岐し、
    (B)前記分岐した一方の分岐管を常温脱硫器に連結するとともに、前記分岐した他方の分岐管を水添脱硫器に連結し、
    (C)常温脱硫器に連結した前記一方の分岐管に第1の開閉弁aを配置し、常温脱硫器からの脱硫済み原燃料の出口側導管に第2の開閉弁bを配置し、水添脱硫器に連結した前記他方の分岐管に第3の開閉弁cを配置し、且つ、
    (D)前記第3の開閉弁cから水添脱硫器に至る導管に、前記第2の開閉弁bを配置した常温脱硫器からの出口側導管を配置するとともに、第4の開閉弁eを配置した水素供給管を配置してなり、
    (E)その起動時以降、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度より低い状態では原燃料を常温脱硫器に供給して脱硫し、水添脱硫器の水添触媒の温度が作動温度に達した時点で原燃料を水添脱硫器のみに供給して脱硫するようにしてなる
    ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム。
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