JPH02302302A

JPH02302302A - 燃料電池発電システム

Info

Publication number: JPH02302302A
Application number: JP1123575A
Authority: JP
Inventors: Osamu Okada; 治岡田; Takeshi Tabata; 健田畑; Masataka Masuda; 正孝増田; Susumu Takami; 晋高見; Masamichi Ipponmatsu; 正道一本松
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1990-12-14
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JP2765950B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は燃料電池発電システムに関する。さらに詳細に
は、燃料極に供給される燃料ガス系を改良した燃料電池
発電システムに関する。

〈従来の技術〉従来、燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネルギ
ーに変換するシステムとして燃料電池が知られている。

この燃料電池は、通常、電解質を保持した電解質層を挾
んで燃料極と酸化剤極とからなる一対の多孔質電極を対
向させて燃料電池を形成し、燃料極の背面に水素等の燃
料ガスを接触させ、また酸化剤極の背面に空気等の酸化
剤を接触させることにより、このときに生ずる電気化学
反応を利用して、上記の両極間から電気エネルギーを取
り出すようにしたものである。燃料ガスと酸化剤が供給
されている限り、高い変換効率で電気エネルギーを取り
出すことができ、また省エネルギー、環境保全等で有利
なため実用化研究が活発に行われている。

この種の燃料電池においては、燃料として水素が汎用さ
れ、この水素は、通常、メタン、エタン、プロパン、ブ
タン、天然ガス、ナフサ、灯油、軽油、液化石油ガス（
ＬＰＧ）、都市ガス等の原燃料を水蒸気改質反応に付し
て、水素を主成分とする燃料ガスに変換することにより
得られている。

上記の原燃料中の硫黄成分は、水蒸気改質触媒（例えば
、Ｒｕ系触媒、Ｎｉ系触媒等）を被毒し、例えば、原燃
料中の硫黄含有量が０．ｌｐｐｍ程度の状態であっても
Ｒｕ触媒又はＮｉ触媒の表面の約９０％が短時間に硫黄
で覆われてしまい、触媒活性が著しく劣化する。かかる
状況から、水蒸気改質反応に付される前に原燃料は脱硫
反応に付される。

従来、原燃料の水蒸気改質に先立って行われている代表
的な脱硫方法は、Ｎｉ−Ｍｏ系又はＣ〇−Ｍｏ系触媒の
存在下、３５０〜４００℃にて、原燃料中の有機硫黄を
水添分解した後、生成するＨ２　Ｓを、３５０〜４００
℃にてＺｎＯに吸着させて除去する水添脱硫法である。

第２図は、水添脱硫法による脱硫装置及び水蒸気改質装
置を有する燃料電池発電システムの代表的な例の基本的
構成の概要を示すシステム図である。同図において、原
燃料１は、後記−酸化炭素変成器５から導かれる水素を
主成分とする燃料ガスと混合されて、水添脱硫器２ａに
導入される。

水添脱硫器２ａは、原燃料１の入口側から順に、Ｎｉ−
Ｍｏ系、Ｃｏ　−Ｍ　ｏ系触媒等が充填された水素添加
層と、ＺｎＯ等の吸着脱硫剤が充填された吸着層とで構
成される。原燃料１は加熱器で３５０〜４００℃に加熱
された後、水素添加層で水素添加されて原燃料中の硫黄
成分をＨ２Ｓに変換し、次いで生成したＨ２　Ｓは吸着
層で吸着除去され、原燃料１が脱硫される。脱硫された
原燃料１は混合器３で水蒸気と混合されて水蒸気改質装
置４に導入され、水蒸気改質反応により水素を主成分と
する燃料ガスに変換されて排出される。排出された燃料
ガスは、含有する一酸化炭素が燃料極７の触媒を被毒す
ること又水素への変換効率を高めるため、変成触媒が充
填された一酸化炭素変成器５に導入され、−酸化炭素は
水素と二酸化炭素に変換される。−酸化炭素変成器５か
ら排出された燃料ガスは、一部が前記の水添脱硫器２ａ
に送られ、残りは燃料電池本体６の燃料極７に送られて
燃料として使用される。燃料極７に流入した燃料ガ′ス
中の水素は、コンプレッサー８により酸化剤極１０に流
入している空気９中の酸素と電気化学的反応を行ない、
その結果燃料ガスの一部が消費されて電気エネルギーが
得られ、水が副生する。

燃料極７から排出された燃料ガスは、水蒸気改質装置４
のバーナー１１に送られると共にコンプレッサー８より
供給される空気９と合流し、バーナー１１で燃焼されて
、水蒸気改質装置４の加熱源として利用される。バーナ
ー１１から排出された水蒸気を含む排ガスは、熱交換器
１２を経た後、凝縮器１３で気水分離され、分離された
ガスは排気される。また、凝集した水は給水ライン１４
と合流し、給水ポンプ１５及び冷却水ポンプ１６を経て
、燃料電池本体６へ送られ、その冷却に使用される。燃
料電池本体６から排出された冷却水は、熱交換器１７を
経て、気水分離器１８に送られ、水と水蒸気に分離され
る。分離された水は冷却水ポンプ１６を経て、燃料電池
本体６の冷却に循環使用され、また水蒸気は前記混合器
３に送られ、脱硫された原燃料１と混合された後、水蒸
気改質装置４に送られて水蒸気改質反応に利用される。

このような燃料電池発電システムにおいては、原燃料の
脱硫工程に多くの問題点がある。即ち、水添脱硫工程に
おいて、原燃料中に一定量以上の有機硫黄、特にチオフ
ェンなどの難分解性の有機硫黄が含まれている場合には
、未分解のものがスリップして、ＺｎＯに吸着されるこ
となく、素通りする。また、吸着脱硫に際しては、例え
ば、Ｚ　ｎ　Ｏ＋Ｈ２Ｓ：ｌ；Ｚ　ｎ　Ｓ　＋Ｈ２０Ｚ
ｎＯ＋ＣＯ８：：ＺｎＳ、＋ＣＯｚで示される平衡のため、Ｈ２Ｓ、ＣＯ８などの量も一定
値以下とはならない。特に、Ｈ２ＯおよびＣＯ２が存在
する場合には、この傾向は著しい。

さらに、装置のスタートアップ、シャットダウンなどに
際して脱硫系が不安定である場合には、吸着脱硫触媒か
ら硫黄が飛散して、原燃料中の硫黄濃度が増大すること
もある。従って、現在の脱硫工程は、精製後の原燃料中
の硫黄濃度が数ｐｐｍ乃至０．ｌｐｐｍとなるようなレ
ベルで行われて′　おり、水蒸気改質触媒の被毒を十分
に抑制することはできず、燃料電池を長時間安定的に運
転することができないという問題がある。

本発明は上記の従来技術の問題を解消すべく創案された
もので、燃料極に供給される燃料ガス系を改良すること
により、長時間、安定的に運転することができる燃料電
池発電システムを提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段及び作用〉上記の課題を解
決すべくなされた、本発明の燃料電池発電システムは、
原燃料を脱硫する脱硫装置と、脱硫された原燃料を水素
を主成分とする燃料ガスに改質する水蒸気改質装置とを
少なくとも有する燃料電池発電システムにおいて、脱硫
装置が水添脱硫器と銅−亜鉛系脱硫剤を充填した脱硫器
とで構成されることを特徴とするものである。

なお、本発明において、銅−亜鉛系脱硫剤とは、銅と亜
鉛成分（例えば、酸化亜鉛等）とを少なくとも含有し、
さらにアルミニウム成分（例えば、酸化アルミニウム等
）、クロム成分（例えば、酸化クロム等）等のその他の
成分を含有していてもよい脱硫剤を意味する。

本発明の燃料電池発電システムでは、原燃料は水添脱硫
器により一次脱硫された後、銅−亜鉛系脱硫剤が充填さ
れた脱硫器（以下、銅−亜鉛系脱硫器という）でさらに
脱硫される。該銅−亜鉛系脱硫剤は、−次脱硫された原
燃料中の硫黄含有量を５ｐｐｂ　（硫黄として、以下同
じ）以下、通常０．１ｐｐｂ以下とすることがでやる。

従って、後続の水蒸気改質反応における水蒸気改質触媒
の被毒が抑制され、触媒活性を長時間維持することがで
き、燃料電池の安定した運転が可能となる。

上記の構成からなる本発明において、原燃料はまず水添
脱硫器で水添脱硫に付される。水添脱硫器は従来の水添
脱硫器と同様に、Ｎｔ−Ｍｏ系、Ｃｏ　−Ｍ　ｏ系触媒
等が充填された水素添加層とＺｎＯ等の吸着脱硫剤が充
填された吸着層とで構成され、・水添脱硫も従来の方法
と同様に行われる。

また、本発明においては、上記の水添脱硫器で脱硫され
た原燃料はさらに銅−亜鉛系脱硫器を用′　いて脱硫さ
れる。該銅−亜鉛系脱硫器に充填されている銅−亜鉛系
脱硫剤としては、例えば、特願昭６２−２７９８６７号
及び特願昭６２−２７９８６８号に開示された銅−亜鉛
系脱硫剤が挙げられ、同公報には、それぞれ銅と酸化亜
鉛を主成分とする脱硫剤（以下、銅−亜鉛脱硫剤という
）及び銅と酸化亜鉛と酸化アルミニウムを主成分とする
脱硫剤（以、下、銅−亜鉛−アルミニウム脱硫剤という
）が開示されている。より詳細には、これらの脱硫剤は
次のような方法により調製される。

（１）銅−亜鉛脱硫剤銅化合物（例えば、硝酸銅、酢酸銅等）及び亜鉛化合物
（例えば、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛等）を含む水溶液とアル
カリ物質（例えば、炭酸ナトリウム等）の水溶液を使用
して、常法による共沈法により沈澱を生じさせる。生成
した沈澱を乾燥、焼成（３００℃程度）して酸化銅−酸
化亜鉛混合物（原子比で、通常、銅：亜鉛−１＝約０．
３〜１０、好ましくは１：約０．５〜３、より好ましく
は１：約１〜２．３）を得た後、水素含有ｆ１６容量％
以下、より好ましくは０．５〜４容量％程度となるよう
に不活性ガス（例えば窒素ガス等）により希釈された水
素ガスの存在下に、１５０〜３００℃程度で上記混合物
を還元処理する。このようにして得られた銅−亜鉛脱硫
剤は、他の成分、例えば、酸化クロム等を含有していて
もよい。

■銅−亜鉛−アルミニウム脱硫剤銅化合物（例えば、硝酸銅、酢酸銅等）、亜鉛化合物（
例えば、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛等）及びアルミニウム化合
物（例えば、硝酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム
等）を含む水溶液とアルカリ物質（例えば、炭酸ナトリ
ウム等）の水溶液を使用して、常法による共沈法により
沈澱を生じさせる。生成した沈澱を乾燥、焼成（３００
℃程度）して、酸化鋼−酸化亜鉛−酸化アルミニウム混
合物（原子比で、通常、銅：亜鉛ニアルミニウム−１：
約０．３〜１０：約０．０５〜２、好ましくは１：約０
．６〜３：約０．３〜１）を得た後、水素含有量６容量
％以下、より好ましくは０．５〜４容量％程度となるよ
うに不活性ガス（例えば、′窒素ガス等）により希釈さ
れた水素ガスの存在下に、１５０〜３００℃程度で上記
混合物を還元処理する。このようにして得られた銅−亜
鉛−アルミニウム脱硫剤は、他の成分、例えば、酸化ク
ロム等を含有していてもよい。

上記（１）及び（りの方法で得られた銅−亜鉛系脱硫剤
は、大きな表面積を有する微粒子状の銅が、酸化亜鉛（
及び酸化アルミニウム）中に均一に分散しているととも
に、酸化亜鉛（及び酸化アルミニウム）との化学的な相
互作用により高活性状態となっている。従って、これら
の脱硫剤を使用すると、原燃料中の硫黄含有量を確実に
５ｐｐｂ以下、通常０．１ｐｐｂ以下とすることができ
、またチオフェン等の難分解性の硫黄化合物も確実に除
去することができる。

本発明において、使用される原燃料としては、メタン、
エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ナフサ、灯油、
軽油、ＬＰＧ、都市ガス及びこれらの混合物等が挙げら
れる。また、燃料電池の種類は特に限定されず、低温燃
料電池（例えば、リン酸電解液燃料電池、固体高分子電
解質燃料電池、超強酸電解質燃料電池、アルカリ性電解
液燃料電池等）及び高温燃料電池（例えば、溶融炭酸塩
燃料電池、固体酸化物電解質燃料電池等）のいずれであ
ってもよい。

〈実施例〉以下、実施例を示す添付図面によって、本発明の詳細な
説明する。

第１図は、本発明の燃料電池発電システムの一実施例の
概略を示すシステム図であり、第２図と同一の部分には
同一の符号を付して示した。同図において、脱硫装置は
、水添脱硫器２ａと銅−亜鉛系脱硫器２ｂとで構成され
、この例においては、原燃料１の入口側から順に、水素
添加触媒、吸着脱硫剤及び銅−亜鉛系脱硫剤が充填され
た脱硫管が用いられている。

第１図の発電システムにおいて、原燃料１は、−酸化炭
素変成器５から導かれる水素を主成分とする燃料ガスと
適宜な混合比に混合されて、水添脱硫器２ａに導入され
る。水添脱硫器２ａは、上′記のように原燃料１の入口
側から順に、例えば、Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｃｏ　−Ｍ　ｏ系
触媒等が充填された水素添加層と、例えば、ＺｎＯ等の
吸着脱硫剤が充填された吸着層とで構成される。上記の
水素添加層において、原燃料１は、例えば、温度３５０
〜４００℃程度、圧力０〜１０ｋｇ／ｃ−・Ｇ程度、Ｇ
　ＨＳ　Ｖ　（Ｇａｓｅｏｕｓ　Ｈｏｕｒｌｙ　５ｐａ
ｃｅ　Ｖｅｌｏｃｌｔｙ）　３０００程度の条件下に水
素添加される。水素添加された原燃料１は、吸着層にお
いて、例えば、温度３５０〜４００℃程度、圧力０〜１
０ｋｇ／ｃ−・Ｇ程度、ＧＨ３Ｖ１００Ｏ程度の条件下
で吸着脱硫され、−次脱硫が行われる。なお、上記の水
素添加及び吸着脱硫の条件はこれらに限定されるもので
はない。

次いで、−次脱硫された原燃料１は、銅−亜鉛系脱硫器
２ｂに導入され、更に脱硫される。銅−亜鉛系脱硫器２
ｂにおける脱硫は、例えば、温度ｌＯ〜４００℃程度、
好ましくは１５０〜４００℃程度、圧力０〜１０ｋｇ／
ｃ−・Ｇ程度、ＧＨ３Ｖ１０００〜５０００程度にて行
われるが、この条件に限定されるものではない。該脱硫
器２ｂから排出された原燃料１は硫黄含有量が５ｐｐｂ
以下、通常はｏ、１ｐｐｂ以下に脱硫器れている。

斯くして脱硫された原燃料１は混合器３で水蒸気と適宜
の混合比で混合された後、水蒸気改質装置４に導入され
、水蒸気改質反応に付されて水素を主成分とする燃料ガ
スに変換される。水蒸気改質装置４は、従来の燃料電池
の水蒸気改質装置と同様に、例えば、Ｒｕ触媒、Ｎｉ触
媒等が充填された水蒸気改質装置が用いられる。水蒸気
改質装置４から排出される水素を主成分とする燃料ガス
は、従来と同様に一酸化炭素変成器５に送られ、−酸化
炭素含有量を減少させると共に水素含有量が高められる
。次いで、−酸化炭素変成器５から排出された燃料ガス
は燃料電池本体６の燃料極７に送られ、コンプレッサー
８により酸化剤極１０に流入している空気９中の酸素と
電気化学的反応を行ない、その結果燃料ガスの一部が消
費されて電気エネルギーが得られ、水が副生する。

なお、燃料極７から排出された燃料ガスの処理（例えば
、バーナー１１に送り、燃焼させて水蒸気改質装置４の
加熱源として利用する等）、酸化剤極１０から排出され
た排ガスの処理、燃料電池本体６の冷却及び冷却水回路
等は、従来の装置と同様である。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、その
要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施することが
でき、また従来公知の種々の機構を付加することができ
る。例えば、第１図においては、原燃料の入口側から順
に、水素添加触媒、吸着脱硫剤及び銅−亜鉛系脱硫剤が
充填された脱硫管により脱硫装置が構成されているが、
脱硫装置として、水素添加触媒及び吸着脱硫剤が充填さ
れた水添脱硫器２ａと銅−亜鉛系脱硫剤が充填された銅
−亜鉛系脱硫器２ｂとを分離した形態としてもよい。ま
た、燃料極７に供給する燃料ガス及び酸化剤極１０に供
給する空気９を負荷に見合って制御する機構や、燃料極
７と酸化剤極１０間の差圧を検知して差圧を調整する機
構が設けられていてもよく、また複数の燃料電池本体６
を並列又は直列に結合してもよい。さらに燃料極７の燃
料ガス供給ラインと燃料ガス排出ラインとの間に燃料再
循環ファンを設けて排出された燃料ガスの一部を燃料極
７に戻す機構や、酸化剤極１０の空気供給ラインと空気
排出ラインとの間に空気再循環ファンを設けて排出され
た空気の一部を酸化剤極１０に戻す機構が設けられてい
てもよい。これらの再循環機構を設けることにより、電
極反応後の反応性ガスの再利用を図ると共に排出燃料ガ
スの水素濃度及び排出空気の酸素濃度を調整し、燃料電
池の負荷変動の調整を行なうことができる。

以下、試験例及び比較例に基づき、本発明をより詳細に
説明するが、本発明はこれら試験例に限定されるもので
はない。

試験例１第１図に示される燃料電池発電システムを用いて試験を
行った。なお、水蒸気改質装置として、Ｒｕ触媒（Ｒｕ
２％、Ａｆ１２０３担持）５Ｉｌ　（かさ密度的０．８
ｋｇ／Ｎ）を充填した水蒸気改質装置（触媒層長さ約１
ｍ）を用いた。また、脱硫装置としては、硝酸銅、硝酸
亜鉛及び硝酸アルミニウムを含有する混合水溶液にアル
カリ物質として炭酸ナトリウム水溶液を加え、生じた沈
澱を洗浄及び濾取した後、高さ１／８インチ×直径１／
８インチの大きさに打鍵成型し、約４００℃で焼成し、
次いで該焼成体（酸化銅４５％、酸化亜鉛４５％、酸化
アルミニウム１０％）を水素２容量％を含む窒素ガスを
用いて、温度約２００℃で還元して得られた銅−亜鉛−
アルミニウム脱硫剤５ｇを、市販のＮｉ−Ｍｏ系水添脱
硫触媒５ｆＩ及びＺｎＯ吸着脱硫剤１０ＩＩの後流側に
充填した脱硫装置（脱硫層長さ約５０ＣＩ！＋）を用シ
）た。

原燃料として、下記第１表に示される成分からなる都市
ガス１３Ａ（１０ｍ”／ｈ）を、約３８０℃に予熱した
後、原燃料に対して２容量％のリサイクル改質ガス（即
ち、−酸化炭素変成器からリサイクルされる燃料ガス）
と共に上記脱硫装置に導入して脱硫した。脱硫されたガ
スを、Ｓ／Ｃ（原燃料炭化水素中の炭素１モル当りの水
蒸気のモル数）−３，３、反応温度４５０℃（入口）及
び６６５℃（出口）、反応圧力０．　２ｋｇ／ｃｊ　・
Ｇの条件下に水蒸気改質反応に付した。水蒸気改質され
た燃料ガスは、−酸化炭素変成器を経て、燃料電池本体
の燃料極に導き、酸化剤極に導入された空気中の酸素と
反応させて、電気エネルギーを取り出した。

上記の試験において、脱硫装置出口のガス中の硫黄含有
量を経時的に測定したが、２０００時間経過後も硫黄含
有量は０．　１９ｐｂ以下であった。

また、水蒸気改質触媒は、２０００時間経過後において
も触媒活性の劣化は認められず、反応開始直後と同様な
活性を維持しており、燃料電池は正常に作動した。

第　　１　　表メタン　　　　　　　　　　　８６．９容量％エタン　
　　　　　　　　　　　８．１容量％プロパン　　　　
　　　　　　　３．７容量％ブタン　　　　　　　　　
　　　１．３容量％付臭剤　ジメチルスルフィド　３■
−８／　Ｎ　ｍ”ｔ−ブチルメルカプタン　２■−８／
　Ｎ　ｍ”比較例１試験例１の銅−亜鉛−アルミニウム脱硫剤の代わりに、
市販のＺｎＯ吸着脱硫剤を同量充填した脱硫装置を用い
る以外は、試験例１と同様である燃料電池発電装置を用
いて、試験例１と同様な試験を行った。

その結果、反応開始直後の脱硫装置出口のガスの硫黄含
有量は、０．２ｐｐｍであり、その後もほぼ変わらなか
ったが、５００時間経過後から改質装置の出口でメタン
のスリップが増大し、燃料電池の電気出力が低下し始め
、やがて、装置を停止せざるをえなくなった。このとき
改質触媒はほぼ完全に劣化していた。

試験例２原燃料として、フルレンジナフサ（硫黄含有量１００ｐ
ｐｍ１００ｐｐ／ｈを気化し、３８０℃に予熱した後、
原燃料に対して２容量％のリサイクル改質ガスと共に試
験例１と同様の脱硫装置に導入して脱硫した。脱硫した
ガスを試験例１と同様に水蒸気改質反応に付し、燃料電
池を作動させた。

上記の試験において、脱硫装置出口のガス中の硫黄含有
量を経時的に測定したが、２０００時間経過後も硫黄含
有量は０．１ｐｐｂ以下であった。

比較例２比較例１と同様の装置を用いて、試験例２と同様の試験
を行った。

その結果、反応開始直後の脱硫装置出口のガスの硫黄含
有量は、０．４ｐｐｍであり、その後もほぼ変わらなか
ったが、２００時間経過後から改質装置の出口で原料炭
化水素のスリップが増大し、燃料電池の電気北方が低下
し始め、やがて装置を停止せざるをえなくなった。この
とき改質触媒はほぼ完全に劣化していた。

試験例３原燃料として、ＬＰＧ　（硫黄含有量５ｐｐｍ）１　Ｏ
Ｎ　／ｈを気化し、３８０℃に予熱した後、原燃料に対
して２容量％のリサイクル改質ガスと共に試験例１と同
様の脱硫装置に導入して脱硫した。

脱硫したガスを試験例１と同様に水蒸気改質反応に付し
、燃料電池を作動させた。

上記の試験において、脱硫装置出口のガス中の硫黄含有
量を経時的に測定したが、２０００時間経過後も硫黄含
有量はＯ，１ｐｐｂ以下であった。

比較例３比較例１と同様の装置を用いて、試験例３と同様の試験
を行つた。

その結果、反応開始直後の脱硫装置出口のガスの硫黄含
有量は、０．２ｐｐｍであり、その後もほぼ変わらなか
ったが、５００時間経過後から改質装置の出口で原料炭
化水素のスリップが増大し、燃料電池の電気出力が低下
し始め、やがて装置を停止せざるをえなくなった。この
とき改質触媒はほぼ完全に劣化していた。

試験例４試験例１において、脱硫装置に充填する銅−亜鉛系脱硫
剤として、硝酸銅及び硝酸亜鉛を含有する混合水溶液に
アルカリ物質として炭酸ナトリウム水溶液を加え、生じ
た沈澱を洗浄及び濾取した後、高さ１／８インチＸ直径
１／８インチの大きさに打錠成型し、約３００℃で焼成
し、次いで、該焼成体［銅：亜鉛−約１：１（原子比）
］を、水素２容量％を含む窒素ガスを用いて、温度約２
００℃で還元処理して得られた銅−亜鉛脱硫剤を用いて
、試験例１と同様な試験を行った。

その結果、試験例１と同様に、脱硫装置出口ガス中の硫
黄含有量をＯ，１ｐｐｂ以下に脱硫でき、水蒸気改質触
媒の劣化を抑制することができることが判明し、また燃
料電池は正常に作動した。

〈発明の効果〉本発明の燃料電池発電システムによれば、下記の効果を
奏することができる。

（１）脱硫性能に優れた脱硫装置が用いられ、特に気体
燃料中の難分解性有機硫黄に対しても高い脱硫効果を示
すので、原燃料は高度に脱硫された後水蒸気改質反応に
付される。従って、水蒸気改質触媒の劣化が防止され、
燃料電池を長時間、安定的に運転することができ、水蒸
気改質触媒コストの低減が図れると共に装置の小型化が
可能となる。

■水蒸気改質触媒が高活性を長時間維持することができ
るので、高りｖ運転が可能で装置の小型化及び触媒コス
トの低減が図れる。また、低Ｓ／Ｃ運転が可能となり、
熱効率、発電効率等の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の燃料電池発電システムの一実施例の
概要を示すシステム図、第２図は、従来の燃料電池発電システムの概要を示すシ
ステム図である。１・・・原燃料　　　　　　２ａ・・・水添脱硫器２ｂ
・・・銅−亜鉛系脱硫器　３・・・混合器４・・・水蒸
気改質装置　　５・・・−酸化炭素変成器６・・・燃料
電池本体　　　７・・・燃料極８・・・コンプレッサー
　　９・・・空気ｌＯ・・・酸化剤極　　　　　１１・
・・バーナー１２・・・熱交換器　　　　　１３・・・
凝縮器１４・・・給水ライン　　　　１５・・・給水ポ
ンプ１６・・・冷却水ポンプ　　　１７・・・熱交換器
１８・・・気水分離器　　　　１９・・・電気負荷節　
　１　　図第　　２　　図

Claims

【特許請求の範囲】１、原燃料を脱硫する脱硫装置と脱硫された原燃料を水
素主成分の燃料ガスに改質する水蒸気改質装置とを少な
くとも有する燃料電池発電システムにおいて、脱硫装置
が水添脱硫器と銅−亜鉛系脱硫剤を充填した脱硫器とで
構成されることを特徴とする燃料電池発電システム。２、脱硫装置により、原燃料の硫黄含有量を５ｐｐｂ以
下に脱硫する請求項１記載の燃料電池発電システム。３、脱硫装置により、原燃料の硫黄含有量を０．１ｐｐ
ｂ以下に脱硫する請求項２記載の燃料電池発電システム
。４、脱硫装置の銅−亜鉛系脱硫剤が、銅化合物及び亜鉛
化合物を用いる共沈法により調製した酸化銅−酸化亜鉛
混合物を水素還元して得られた脱硫剤、又は銅化合物、
亜鉛化合物及びアルミニウム化合物を用いる共沈法によ
り調製した酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウム混合物
を水素還元して得られた脱硫剤である請求項１乃至３の
いずれかに記載の燃料電池発電システム。