JP3853632B2 - 燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器及び運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水素を含有する燃料ガスから、前記燃料ガス中に含まれる一酸化炭素を、メタン化反応を利用して低減する燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器に関し、特に供給ガス流量が減少する際の、副生メタン化反応の抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、例えば特開平５−２５１１０４号公報に示された、燃料ガス中に含まれる一酸化炭素を、メタン化反応を利用して低減する従来の一酸化炭素除去器を用いた燃料電池発電システムの構成図である。図９において、１は燃料極、２は改質器、３は一酸化炭素変成器、３Ｆは一酸化炭素変成器３で得られた改質ガス、４はメタン化反応器である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のメタン化反応を利用した燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器では、燃料電池発電装置が発電量、供給燃料ガス量を、全負荷運転に対して一時的に少なくする部分負荷運転を行う際に、燃料水素を消費して生成する副生メタン量が増大し、燃料電池発電装置の効率を低下させるという問題点があった。
【０００４】
この発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことのできる燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器及び運転方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器は、水素及び一酸化炭素を含有する燃料ガスから、メタン化反応により前記燃料ガス中に含まれる前記一酸化炭素を低減するメタン化触媒からなるメタン化触媒層を内部に備えた燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器において、前記燃料電池発電装置が前記燃料ガスの供給量を全負荷運転に対して少なくする部分負荷運転を行う際に前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限する接触量制限手段を持つことを特徴とするものであり、この接触量制限手段を用いた場合、前記燃料ガスのメタン化反応量を制限することが可能となる。
本発明の請求項２に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器は、前記接触量制限手段として、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の途中部分で前記燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して前記一酸化炭素除去器出口の下流に送るバイパス手段を持つことを特徴とするものであり、このバイパス手段を用いた場合、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限することが可能となる。
本発明の請求項３に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器は、前記接触量制限手段として、並列に接続された複数のメタン化反応器と、少なくとも一つ以上の前記メタン化反応器に対する前記燃料ガスの供給量を変化させる燃料ガス供給量変化手段とを持つことを特徴とするものであり、この燃料ガス供給量変化手段を用いた場合、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限することが可能となる。
本発明の請求項４に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器は、前記接触量制限手段として、前記メタン化触媒層の温度を相互に独立して調整する複数の温度調節手段を持つことを特徴とするものであり、この温度調節手段を用いた場合、前記メタン化触媒層の温度を変化させることが可能となる。
本発明の請求項５に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器は、前記温度調節手段の少なくとも一つが、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分に、メタン化触媒層温度調節機能を持つことを特徴とするものであり、この温度調節手段を用いた場合、前記燃料ガスの通過方向に対する限定された部分のメタン化触媒層の温度を変化させることが可能となる。
本発明の請求項６に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法は、水素及び 一酸化炭素を含有する燃料ガスから、メタン化反応により前記燃料ガス中に含まれる前記一酸化炭素を低減するメタン化触媒からなるメタン化触媒層を内部に備えた燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法において、燃料電池発電装置が前記燃料ガスの供給量を全負荷運転に対して少なくする部分負荷運転を行う際に、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限するものである。
本発明の請求項７に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法は、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の途中部分で前記燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して前記一酸化炭素除去器出口の下流に送ることで前記メタン化触媒の接触量制限を行なうものである。
本発明の請求項８に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法は、前記一酸化炭素除去器が、並列に接続された複数のメタン化反応器を持ち、少なくとも一つ以上の前記メタン化反応器に対する前記燃料ガスの供給量を制限することで前記メタン化触媒の接触量制限を行なうものである。
本発明の請求項９に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法は、温度調節手段を用いて前記メタン化触媒の温度を下げることで前記メタン化触媒の接触量制限を行なうものである。
本発明の請求項１０に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法は、前記温度調節手段が、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分の温度を下げることである。
本発明の請求項１１に係る燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法は、前記温度調節手段が、改質器に供給する原燃料流量に対する水蒸気流量比を増加させることである。この手段を用いた場合、前記メタン化触媒の温度を下げることが可能である。
本発明の請求項１２に係る燃料電池発電装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えてなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成図である。図１において、１〜４は前記従来装置と同一のものである。５はメタン化反応器４に充填されたメタン化触媒からなるメタン化触媒層の途中部分で燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器出口の下流に送るのに用いるバイパス弁、６はバイパスした燃料ガスを流す配管、７は遮断弁である。
メタン化触媒はアルミナに担持されたＲｕ触媒を用い、メタン化反応器４に充填して使用している。メタン化反応の適正な触媒動作温度は１５０℃〜３００℃である。ここで燃料ガス中の一酸化炭素は（１）式に示すメタン化反応により除去することが可能である。
【０００７】
・ＣＯ＋３Ｈ₂→ＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏ ---（１）
【０００８】
しかし、同時に（２）式に示す副生メタン化反応が生じ、改質器にて生成した水素を消費し燃料電池発電装置の効率を低下させることになる。
【０００９】
・ＣＯ₂＋４Ｈ₂→ＣＨ₄＋２Ｈ₂Ｏ ---（２）
【００１０】
表１に、実施の形態１による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器における、燃料模擬ガス（水素８０％、炭酸ガス２０%、一酸化炭素０．５％）を１０％加湿して流した場合の一酸化炭素除去性能を示す。メタン化触媒層の温度は２２５℃に設定した。ここでガス濃度はドライガス基準である。
燃料模擬ガスの供給流量は、全負荷運転を模擬した空間速度（供給しているガス流量を触媒体積で除したもの［１／ｈ］）で６０００／ｈの場合と、部分負荷運転（供給燃料ガス流量５０％）を模擬した空間速度が３０００／ｈの場合について、それぞれの反応特性を示す。
【００１１】
【表１】

【００１２】
表１より、メタン化反応を利用した従来の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器では、全負荷運転時に１．２％の副生メタン量があるのに対し、燃料ガスの供給流量を半分にした部分負荷運転時には２．３％の副生メタン量があるのが分かる。ここで副生メタンは（２）式に示す反応により生成するものであるが、燃料ガスの供給流量が減少する部分負荷時には相対的に燃料ガスに対するメタン化触媒の接触量が増加するため、副生メタン生成濃度が増加する。これにより、改質器にて生成した水素を余分に消費し、燃料電池発電装置の効率を低下させることになる。
実施の形態１による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の場合、部分負荷運転時にはバイパス弁５を開け、遮断弁７を閉じることにより、燃料ガスに対するメタン化触媒の接触量を減少させる。これにより部分負荷運転時の空間速度を定格運転時の６０００に近づけることが可能であり、副生メタン化反応を抑制する機能を持つ。
【００１３】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成図である。図２において、１〜４は前記従来装置と同一のものである。５ａ〜５ｃはメタン化反応器４に充填されたメタン化触媒からなるメタン化触媒層の途中部分で燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器出口の下流に送るのに用いるバイパス弁、６ａ〜６ｃはバイパスした燃料ガスを流す配管、７は遮断弁である。
実施の形態２による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の場合、部分負荷運転時の燃料ガス供給量に応じてバイパス弁５ａ〜５ｃを開け、遮断弁７を閉じることにより、燃料ガスに対するメタン化触媒の接触量を減少させ、空間速度を定格運転時の例えば６０００／ｈに維持することが可能となる。表２に燃料ガス供給量に対するバイパス弁の切り替え位置の関係を示す。
これにより部分負荷時に燃料ガス供給量が変化した場合でも、副生メタン化反応を一定に抑制する機能を持つ。
【００１４】
【表２】

【００１５】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成図である。図３において、１〜３は前記従来装置と同一のものである。４ａ〜４ｂはメタン化反応器、７は遮断弁である。本実施の形態では２つの独立したメタン化反応器を並列につなぎ、遮断弁７を備えていることにより、メタン化反応器４ａへの燃料ガスの供給量を制限し、燃料ガスに対するメタン化触媒の接触量を減少させることが可能となる。これにより、例えば燃料ガスの供給量が定格運転時の５０％の部分負荷運転時において空間速度を定格運転時の値(６０００／ｈ)に近づけることが可能であり、副生メタン化反応を抑制する機能を持つ。
【００１６】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成図である。図４において、１〜４は前記従来装置と同一のものである。メタン化反応器４は例えば一酸化炭素転化器３との熱交換による温度調節手段を持ち、８は追加的な温度調節手段である補助冷却部、９は例えば水等の冷却媒体を流す補助冷却配管である。
図５に、実施の形態４による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器における、燃料模擬ガス（水素８０％、炭酸ガス２０%、一酸化炭素０．５％）を１０％加湿して流した場合の一酸化炭素除去性能の温度依存性を、全負荷運転を模擬した空間速度で６０００／ｈの場合と、部分負荷運転（供給燃料模擬ガス流量５０％）を模擬した空間速度が３０００／ｈの場合について示す。
図５より、メタン化触媒層の温度を２２５℃に設定したメタン化反応を利用した従来の一酸化炭素除去器では、燃料模擬ガスの供給流量を半分にした部分負荷運転時には２．３％の副生メタン量があるのに対し、部分負荷運転時に補助冷却部により２００℃にメタン化触媒層の温度を冷却することにより、一酸化炭素を許容濃度まで除去しつつ副生メタン量を０．７％まで抑制できることが分かる。
【００１７】
実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成図である。図６において、１〜４は前記従来装置と同一のものである。８は追加的な温度調節手段である補助冷却部、９は例えば水等の冷却媒体を流す補助冷却配管である。
図６より、メタン化触媒層の温度を１５０℃以下に設定した場合、副生メタン化反応はほとんど生じないことが分かる。したがって、メタン化触媒層の一部分を補助冷却部によって１５０℃以下の温度に冷却することにより無機能化し、実質のメタン化反応の空間速度を上げることが可能である。
表３に、実施の形態５による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器における、燃料模擬ガス（水素８０％、炭酸ガス２０%、一酸化炭素０．５％）を１０％加湿して流した場合の一酸化炭素除去性能を示す。メタン化触媒層の温度は２２５℃に設定し、部分負荷時の補助冷却部のメタン化触媒層の温度は１００℃に設定した。燃料模擬ガスの供給流量は、全負荷運転を模擬した空間速度で６０００／ｈの場合と、部分負荷運転（供給燃料模擬ガス流量５０％）を模擬した空間速度が３０００／ｈの場合について、それぞれの反応特性を示す。
【００１８】
【表３】

【００１９】
表３より、メタン化反応を利用した従来の一酸化炭素除去器では、全負荷運転時に１．２％の副生メタン量があるのに対し、燃料模擬ガスの供給流量を半分にした部分負荷運転時には２．３％の副生メタン量があるのが分かる。この場合燃料電池発電装置の効率を低下させることになる。
これに対し、実施の形態５による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の場合、部分負荷運転時には補助冷却部８に冷却媒体である水を流し、メタン化触媒層を部分的に温度を下げることにより、メタン化触媒を一部無機能化することで実質の空間速度を定格運転時の６０００／ｈに近づけることが可能であり、これにより副生メタン化反応を抑制する機能を持つ。
【００２０】
実施の形態６．
図７は本発明の実施の形態６による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成図である。
図７において、１〜４は前記従来装置と同一のものである。４ａはメタン化反応器、１０は一酸化炭素燃焼部、１１は酸素含有ガス導入配管である。
メタン化反応器４ａはアルミナに担持されたＲｕ触媒からなるメタン化触媒が充填されており、それに続く一酸化炭素燃焼部１０にもＲｕ触媒が充填されている。
図８に、実施の形態６による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器における、燃料模擬ガス（水素８０％、炭酸ガス２０%、一酸化炭素０．５％）を１０％加湿して流した場合の一酸化炭素除去性能を示す。メタン化反応器のメタン化触媒層の温度は２２５℃に設定し、燃料模擬ガス流量（空間速度）を変化させた場合の反応特性を示す。
空間速度が８０００／ｈまでは酸素含有ガスである空気を導入することなく低一酸化炭素濃度まで除去することが可能である。さらに、供給ガス流量が多い場合にも、酸素含有ガス導入配管より、空気を導入（空燃比＝３）にすることによりＣＯ濃度を十分低減できることができることがわかった。すなわち、本実施の形態では、空間速度が８０００／ｈの流量までは、一酸化炭素の酸化反応を伴わないため、低流量から一酸化炭素の燃焼を伴う、従来の一酸化炭素除去器に比較し、熱効率の低下を防止することができることがわかった。一方、空間速度が８０００／ｈを越えた場合にも、空燃比を適切な値にすることにより、電池運転可能なガスを供給することができることがわかる。
本実施の形態では、メタン化、一酸化炭素により発生する熱は空気中へ放熱していたが、吸熱反応である、改質反応部と熱交換する構造の改質器では、より熱効率が向上することはいうまでもない。
本実施の形態で用いた触媒、触媒量では、空間速度が８０００にて、空気を入れ始めたが、異なる触媒、触媒充填量ではこの値が上下することはいうまでもない。さらに、出口一酸化炭素濃度や流量を検出してこれらの増加に応じた空気の導入量を制御することも有効であることはいうまでもない。
本実施の形態では、酸素含有ガスとして空気の導入の例を示したが、水蒸気はシフト反応を促進する分子であり、酸素と共に導入することにより、さらに一酸化炭素濃度を低減する効果があることはいうまでもない。
【００２１】
本発明により、メタン化反応による一酸化炭素除去の副反応により、部分負荷時に燃料水素を消費して余分に生成するメタン量を抑制することができ、燃料電池での水素利用率の上昇に伴う効率の低下を押さえられる利点がある。また、実施の形態６による場合、一定の改質ガス流量以下の時にのみメタン化による一酸化炭素除去を行う構成を取るため、メタン化触媒の使用量を少なくすることができる。そのため一酸化炭素除去装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、水素及び一酸化炭素を含有する燃料ガスから、メタン化反応により前記燃料ガス中に含まれる前記一酸化炭素を低減するメタン化触媒からなるメタン化触媒層を内部に備えた燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器において、燃料電池発電装置が前記燃料ガスの供給量を全負荷運転に対して少なくする部分負荷運転を行う際に前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限する接触量制限手段を持つことを特徴とする燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器であるので、前記燃料ガスのメタン化反応量を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２３】
請求項２の発明は、前記接触量制限手段として、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の途中部分で前記燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して前記一酸化炭素除去器出口の下流に送るバイパス手段を持つことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器であるので、前記燃料ガスのメタン化反応量を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２４】
請求項３の発明は、前記接触量制限手段として、並列に接続された複数のメタン化反応器と、少なくとも一つ以上の前記メタン化反応器に対する前記燃料ガスの供給量を変化させる燃料ガス供給量変化手段とを持つことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器であるので、前記燃料ガスのメタン化反応量を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２５】
請求項４の発明は、前記接触量制限手段として、前記メタン化触媒層の温度を相互に独立して調整する複数の温度調節手段を持つことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器であるので、前記メタン化触媒層の温度を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２６】
請求項５の発明は、前記温度調節手段の少なくとも一つは、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分に、メタン化触媒層温度調節機能を持つことを特徴とする請求項４記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器であるので、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分の温度を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２７】
請求項６の発明は、水素及び一酸化炭素を含有する燃料ガスから、メタン化反応により前記燃料ガス中に含まれる前記一酸化炭素を低減するメタン化触媒からなるメタン化触媒層を内部に備えた燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法において、燃料電池発電装置が前記燃料ガスの供給量を全負荷運転に対して少なくする部分負荷運転を行う際に、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限する燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法であるので、前記燃料ガスのメタン化反応量を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２８】
請求項７の発明は、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の途中部分で前記燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して前記一酸化炭素除去器出口の下流に送ることで前記メタン化触媒の接触量制限を行なう請求項６記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法であるので、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限することが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００２９】
請求項８の発明は、前記一酸化炭素除去器が、並列に接続された複数のメタン化反応器を持ち、少なくとも一つ以上の前記メタン化反応器に対する前記燃料ガスの供給量を制限することで前記メタン化触媒の接触量制限を行なう請求項６記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法であるので、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限することが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００３０】
請求項９の発明は、温度調節手段を用いて前記メタン化触媒の温度を下げることで前記メタン化触媒の接触量制限を行なう請求項６記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法であるので、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００３１】
請求項１０の発明は、前記温度調節手段が、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分の温度を下げることである請求項９記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法であるので、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分の温度を変化させることが可能となり、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００３２】
請求項１１の発明は、前記温度調節手段が、改質器に供給する原燃料流量に対する水蒸気流量比を増加させることである請求項９記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法であるので、部分負荷運転を行う際の副生メタン化反応を抑制し、これによる燃料電池発電装置の効率低下を防ぐことができる。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置であるので、効率低下が防止された燃料電池発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電 池発電装置の構成を説明するための図である。
【図２】 実施の形態２による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成を説明するための図である。
【図３】 実施の形態３による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成を説明するための図である。
【図４】 実施の形態４による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の一酸化炭素除去性能の温度依存性を説明するための図である。
【図５】 実施の形態４による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の反応特性を説明するための図である。
【図６】 実施の形態５による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成を説明するための図である。
【図７】 実施の形態６による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成を説明するための図である。
【図８】 実施の形態６による燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の反応特性を説明するための図である。
【図９】 メタン化反応を利用した従来の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えた燃料電池発電装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 燃料極、２ 改質器、３ 一酸化炭素変成器、３Ｆ 改質ガス、４ メタン化反応器、５ バイパス弁、６ バイパス配管、７ 遮断弁、８ 補助冷却部、９ 補助冷却配管、１０ 一酸化炭素燃焼部、１１ 酸素含有ガス導入配管。

Claims (12)

1. 水素及び一酸化炭素を含有する燃料ガスから、メタン化反応により前記燃料ガス中に含まれる前記一酸化炭素を低減するメタン化触媒からなるメタン化触媒層を内部に備えた燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器において、
   燃料電池発電装置が前記燃料ガスの供給量を全負荷運転に対して少なくする部分負荷運転を行う際に前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限する接触量制限手段を持つことを特徴とする燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器。
2. 前記接触量制限手段として、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の途中部分で前記燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して前記一酸化炭素除去器出口の下流に送るバイパス手段を持つことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器。
3. 前記接触量制限手段として、並列に接続された複数のメタン化反応器と、少なくとも一つ以上の前記メタン化反応器に対する前記燃料ガスの供給量を変化させる燃料ガス供給量変化手段とを持つことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器。
4. 前記接触量制限手段として、前記メタン化触媒層の温度を相互に独立して調整する複数の温度調節手段を持つことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器。
5. 前記温度調節手段の少なくとも一つは、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分に、メタン化触媒層温度調節機能を持つことを特徴とする請求項４記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器。
6. 水素及び一酸化炭素を含有する燃料ガスから、メタン化反応により前記燃料ガス中に含まれる前記一酸化炭素を低減するメタン化触媒からなるメタン化触媒層を内部に備えた燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法において、
   燃料電池発電装置が前記燃料ガスの供給量を全負荷運転に対して少なくする部分負荷運転を行う際に、前記燃料ガスに対する前記メタン化触媒の接触量を制限することを特徴とする燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法。
7. 前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の途中部分で前記燃料ガスを前記一酸化炭素除去器外に取り出して前記一酸化炭素除去器出口の下流に送ることで前記メタン化触媒の接触量制限を行うことを特徴とする請求項６記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法。
8. 前記一酸化炭素除去器が、並列に接続された複数のメタン化反応器を持ち、少なくとも一つ以上の前記メタン化反応器に対する前記燃料ガスの供給量を制限することで前記メタン化触媒の接触量制限を行うことを特徴とする請求項６記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法。
9. 温度調節手段を用いて前記メタン化触媒層の温度を下げることで前記メタン化触媒の接触量制限を行うことを特徴とする請求項６記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法。
10. 前記温度調節手段が、前記燃料ガスの通過方向に対する前記メタン化触媒層の限定された部分の温度を下げることであることを特徴とする請求項９記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法。
11. 前記温度調節手段が、改質器に供給する原燃料流量に対する水蒸気流量比を増加させることであることを特徴とする請求項９記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器の運転方法。
12. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池発電装置用一酸化炭素除去器を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。

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