JPH10245573A - 改質ガス中の一酸化炭素除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応に必要な酸化空気又は酸素の供給量を少
なくして一酸化炭素の除去率を高め、水素消費量を少な
くするようにする。 【解決手段】 触媒層１４と該触媒層１４を冷却するた
めの冷却層１５をプレート型として積層し、冷却層で触
媒層１４を挟むようにする。触媒層１４はケーシング１
１の長手方向に長く延びるようにして、その幅方向の中
央部分に、一酸化炭素を選択的に酸化できる触媒２３を
充填し、触媒充填部２４とする。該触媒充填部２４の片
側をガスの導入部１７、反対側を導出部１８とする。改
質ガスＦＧと酸化空気又は酸素Ｏ₂ が、上記導入部１７
からケーシング１１の長手方向から直角の方向へ流れを
変えて触媒充填部２４を通るようにする。ガスの流れ方
向の触媒２３は短かく且つ厚さも薄く、温度分布は少な
い。又、全面にわたり均一に冷却される。これにより酸
化空気又は酸素Ｏ₂ の供給量が減らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固体高分子型燃料電
池発電システムにおいて、改質器で改質されて得られた
改質ガス中に含まれる一酸化炭素ＣＯを選択的に除去し
て燃料電池の燃料極へ供給するようにするため改質ガス
の供給ラインの途中に設けて用いる一酸化炭素除去装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池のうち、固体高分子型燃料電池
の場合、改質器で改質原料ガスとしてのメタノールを改
質した後、改質ガス（燃料ガス）を燃料電池の燃料極へ
供給するようにするが、改質ガスに一酸化炭素ＣＯが含
まれていると、このＣＯによって燃料電池の電極が被毒
して性能低下を来たすことから、改質ガスを燃料電池の
燃料極へ供給する前に該改質ガス中のＣＯを選択的に除
去する必要がある。

【０００３】従来、かかる必要性を満足させるために改
質ガス中のＣＯを除去するようにした一酸化炭素除去装
置としては、図６（イ）（ロ）に示す如き長い円筒体１
の内部に、該円筒体１の軸心方向と平行に延びる複数本
の小径の管２を配設し、該各管２の内部にほぼ全長にわ
たって、ＣＯを選択的に酸化できる触媒としてロジウム
（Ｒｈ）系又はルテニウム（Ｒｕ）系等の触媒３を充填
して、各管２の外側を冷却媒体４を流す冷却室５とし、
円筒体１の一端側に開口させた各管２の入口２ａより改
質ガスＦＧとともに酸化空気又は酸素Ｏ₂ を導入させる
と共に、円筒体１の他端より冷却室５に冷却媒体４を導
入して上記各管２の入口２ａ側より取り出すようにし、
改質ガスＦＧと酸化空気又は酸素Ｏ₂ を各管２内の触媒
３によりＣＯ＋1/2 Ｏ₂ →ＣＯ₂ の反応を行わせて、改
質ガスＦＧ中のＣＯを選択的に除去するようにしたもの
があり、又、図７に示す如く、多数のハニカム状の通路
７を形成したセラミック製の触媒担持体６を、ケーシン
グ８内に該ケーシング８の長手方向に通路７が平行とな
るように組み込み、該触媒担持体６の通路７に、ＣＯを
選択的に酸化できる触媒３を、粉末状にして担持させ、
ケーシング８の入口側から改質ガスＦＧとともに酸化空
気又は酸素Ｏ₂ を導入して、ＣＯ除去の反応を行わせ、
ＣＯを除去した改質ガスを燃料電池の燃料極へ供給する
ようにしたもの、等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
一酸化炭素除去装置の場合、円筒体１内に平行に配設し
た各管２の長さが長いため、改質ガスの流れ方向におい
て触媒３の温度差が大きくなると共に、円筒体１の半径
方向にも大きな温度差が生じ、特に、改質ガスの流れ方
向に触媒温度差があると、各管２の入口２ａから導入さ
れた酸化空気又は酸素Ｏ₂ がガスの流れ方向で一様に一
酸化炭素と反応しないため、均一な反応温度とすること
ができない。ＣＯ除去率と反応温度の関係を示す図８の
ように、ＣＯを選択的に酸化できる触媒として、ロジウ
ム（Ｒｈ）系触媒又はルテニウム（Ｒｕ）系触媒を充填
して用いた場合のＣＯとＨ₂ の除去率について見ると、
Ｒｈ系触媒を用いた場合は、◇印の如く反応温度が高く
なると、Ｈ₂ の除去率は僅かに高くなって行く程度であ
るが、ＣＯの除去率は○印の如く、２００℃以上になる
と、低下して来るため、最適温度範囲が狭い問題があ
り、又、Ｒｕ系触媒を用いた場合は、反応温度が高くな
っても、ＣＯ除去率は●印の如く低下しないが、◆印の
如くＨ₂ の除去率が１００℃を超えると急激に高くなっ
て来てこの場合も、最適温度の範囲が狭い。水素を消費
する副反応（Ｈ₂ ＋1/2 Ｏ₂ →Ｈ₂ Ｏ）が起きると、燃
料電池の燃料極への燃料としてのＨ₂ の量が少なくなる
という問題があると共に、上記のように副反応が起ると
それだけ多くの酸素が使用されるために、酸化空気又は
酸素Ｏ₂ の導入量を多くしなければならず、通常は酸化
空気中の酸素又は酸素を理論上必要な量の４倍程度入れ
なければならないとされ（酸化空気量論比４．０）、こ
れに伴い供給機として圧縮機の能力を高めなければなら
ない、という問題があり、更に、冷却は、管２の外側か
ら行う構造であるため、管２の径が大きいと、該管２の
中央と周囲で触媒温度に差が生じ、一方、管２の径が小
さいと、ガスの流れの圧損が増大すると共に、触媒３を
詰めにくくなり、更に又、平行に配設された各管２の圧
損の違いから管２ごとの流量配分が異なる、等の問題が
ある。

【０００５】又、図７に示す一酸化炭素除去装置の場合
は、同じハニカム状の通路内では下流ほど反応温度が高
くなるので、冷却に熱交換器を用いる場合はハニカム状
通路と熱交換器とを交互に配置する構成とすることにな
り、構造が複雑になる、という問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、改質ガス中の一酸化炭
素を選択的に除去する主反応が行われるときに水素消費
反応が行われる副反応（Ｈ₂ ＋1/2 Ｏ₂ →Ｈ₂ Ｏ）が起
りにくいようにして、水素の消費を少なくすると共に、
酸化空気又は酸素の供給量を少なくして量論比を４．０
以下にすることができるようにし、更に、触媒充填部を
均一な反応温度とすることができるようにしようとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、箱形ケーシングの内部に、触媒層と、該
触媒層での反応温度を調整するための冷却層とを水平の
隔壁を介し冷却層で触媒層を挟むように積層させてＣＯ
除去部を構成し、且つ該ＣＯ除去部の触媒層の中央部分
に、一酸化炭素を選択的に酸化させる触媒を、厚さを薄
くして上記ケーシングの長手方向へ長くなるように充填
して触媒充填部とし、該触媒充填部の片側となる上記ケ
ーシングの幅方向一側を改質ガス及び酸化空気又は酸素
の導入部とすると共に、触媒充填部の反対側となる上記
ケーシングの幅方向他側を改質ガス及び酸化空気又は酸
素の導出部として、改質ガス及び酸化空気又は酸素がケ
ーシングの幅方向へ流れるようにし、更に上記ケーシン
グに、上記触媒層の改質ガス及び酸化空気又は酸素の導
入部と導出部、冷却層の冷却媒体導入部と導出部を各々
ケーシングの外部へ開口させてなる構成とする。

【０００８】改質ガス及び酸化空気又は酸素が導入部を
ケーシングの長手方向へ流れてから直角方向に向きを変
えて触媒充填部を通過するようにしてあるので、ガスの
流れ方向で触媒は短かく、したがって、触媒の温度差は
小さく、又、触媒充填部の両面が全面にわたり冷却され
るので、均一冷却ができ、更に、触媒は薄くしてあるこ
とから、反応温度の均一化が図れる。これにより、酸化
空気又は酸素の供給量を減少できて量論比を下げること
ができ、改質ガス中の水素の消費量が減少する。

【０００９】又、ＣＯ除去部を、ケーシング内の幅方向
に区画して複数構成し、各ＣＯ除去部の各改質ガス及び
酸化空気又は酸素の導入部同士及び導出部同士をそれぞ
れ連通させ、且つ各冷却層の入口側同士及び出口側同士
をそれぞれ連通させた構成とすると、効率よく一酸化炭
素を除去できる。

【００１０】更に、ＣＯ冷却部の触媒充填部をケーシン
グの長手方向へ多数の仕切壁で仕切って区画した構成と
すると、触媒を小さいブロックとして詰めることができ
ると共に、改質ガスの流れを均一化できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１２】図１（イ）（ロ）（ハ）は本発明の実施の
一形態として、プレート型のＣＯ除去部１０ａと１０ｂ
を１つの箱形ケーシング１１の内部に左右別々に形成
し、ケーシング１１の一端側から導入した改質ガスＦＧ
及び酸化空気又は酸素Ｏ₂ を同時に２つのＣＯ除去部１
０ａと１０ｂに流して改質ガスＦＧ中の一酸化炭素ＣＯ
を除去するようにしたものについて示す。

【００１３】詳述すると、箱形に形成したケーシング１
１内の中央部に、中央仕切壁１２を設けて左右に仕切る
と共に、該中央仕切壁１２を挟んで左右対称的に水平の
隔壁１３を多段に配設して、１つ置きに内部に触媒を充
填するためのプレート型の触媒層１４と該触媒層１４で
の反応温度を調整するために冷却媒体を流すようにする
プレート型の冷却層１５を積層して形成するようにして
触媒層１４が両面より冷却層１５で挟まれているように
し、且つ上記各触媒層１４と冷却層１５の各中央部分に
のみ左右方向へ延びる仕切壁１６を所要間隔で配設して
多数の小空間を形成させ、更に、該触媒層１４中央部の
小空間形成部の片側をケーシング１１の長手方向に沿う
ガス導入部１７とし、又、反対側をガス導出部１８と
し、同様に上記冷却層１５中央部の小空間形成部の片側
を冷却媒体導入部１９とし、反対側を冷却媒体導出部２
０とするようにして、ガスや冷却媒体の入口側となるケ
ーシング１１の一端側では、各触媒層１４のガス導入部
１７と各冷却層１５の冷却媒体導入部１９のみを残して
閉塞板２１で閉塞すると共に、ケーシング１１の反対側
では、各触媒層１４のガス導入部１７と各冷却層１５の
冷却媒体導入部１９を除いて閉塞板２２で閉塞して、上
記触媒層１４の隣接する仕切壁１６の間又は両端の仕切
壁１６と閉塞板２１，２２との間で形成された各小空間
には、一酸化炭素を選択的に酸化できる触媒２３を厚さ
を薄くして詰めて触媒充填部２４を形成することによ
り、左右別々のＣＯ除去部１０ａと１０ｂを構成するよ
うにする。

【００１４】２５は触媒充填部２４のガス導入部１７側
に設けたガスの流量調整用の多孔板、２６は酸化空気又
は酸素Ｏ₂ を各小空間に均一に流すようにするために触
媒層１４のガス導入部１７に設けた流量調整用の多孔板
で、該多孔板２６とケーシング１１の内壁又は中央仕切
壁１２との間に形成される流路２７に、ケーシング１１
の外部から酸化空気又は酸素Ｏ₂ を供給できるようにし
てある。２８は２つのＣＯ除去部１０ａ，１０ｂの各触
媒層１４のガス導入部１７へ改質ガスＦＧを導くように
するため、各触媒層１４に対応させてケーシング１１に
設けた改質ガス入口、２９はケーシング１１の反対側に
各触媒層１４に対応させて設けた改質ガス出口、３０は
冷却媒体４を各冷却層１５へ導入するため、ケーシング
１１の一端側に設けた冷却媒体入口、３１はケーシング
１１の反対側に設けた冷却媒体出口である。

【００１５】なお、冷却媒体４は図１（ハ）において、
流れ方向を逆にして冷却媒体出口３１から導入して冷却
媒体入口３０から排出するようにしてもよく、又、１つ
のケーシング１１の内部に中央の仕切壁１２にて左右に
別々のＣＯ除去部１０ａ，１０ｂを構成した場合を示し
ているが、ケーシング１１内に１つのＣＯ除去部を構成
したものでもよい。

【００１６】したがって、改質ガスＦＧがケーシング１
１の入口２８から導入されると、該改質ガスＦＧはケー
シング１１内の各層の触媒層１４のガス導入部１７から
流量調整用多孔板２５を通って触媒充填部２４へ入る。
一方、酸化空気又は酸素Ｏ₂は、ケーシング１１の外部
から流路２７へと導かれた後、該流路２７を仕切る流量
調整用多孔板２６を通り、上記改質ガスＦＧとともに均
一に触媒充填部２４へ入り、触媒２３の存在下で主反応
（ＣＯ＋1/2 Ｏ₂ →ＣＯ₂ ）が行われることになる。こ
の間、冷却層１５には冷却媒体４が流されているので、
上記発熱反応による一酸化炭素の除去時に冷却作用を行
うことができる。

【００１７】上記において、本発明では、上述したよう
に、ケーシング１１の長手方向に長くなるように形成し
たプレート型触媒層１４の反応部となる幅方向中央部分
に、触媒２３を充填して触媒充填部２４として、改質ガ
スＦＧと酸化空気又は酸素Ｏ₂ がケーシング１１の長手
方向と直交する方向へ流れて触媒充填部２４を通過する
ようにしてあり、又、上記触媒充填部２４は、多数の仕
切壁１６で小さな区画に仕切られていて、触媒充填部２
４の触媒２３は厚さが薄く且つガスの流れ方向に短かく
なっており、しかもガスは触媒充填部２４を全域にわた
って均一に流れ、更に、触媒充填部２４は両面から冷却
層１５で挟まれていて、全面にわたって均一な冷却が行
われるようになっているので、ガスの流れ方向や厚み方
向での温度差は小さく、且つ冷却面積は円管の場合より
大きくできるので触媒全体にわたり均一に冷却を行うこ
とができる。これにより、触媒充填部２４での反応温度
を均一化することができ、図８に示したＣＯの除去率が
高く且つＨ₂ の除去率が低い最適値の反応温度に保つこ
とができ、ＣＯ＋1/2 Ｏ₂ →ＣＯ₂ の主反応のほかに起
るＨ₂ ＋1/2 Ｏ₂ →Ｈ₂ ＯやＣＯ＋３Ｈ₂ →ＣＨ₄ ＋Ｈ
₂ Ｏの如き副反応が少なくなり、これに伴い酸化空気又
は酸素Ｏ₂ の供給量を予め少なくすることが可能とな
り、従来、前記したように酸化空気量論比を４．０とし
ていたものを、酸化空気量論比を４．０以下とすること
ができる。

【００１８】すなわち、図２及び図３は酸化空気量論比
と出口ＣＯ濃度との関係及び酸化空気量論比と水素濃度
との関係を示すもので、酸化空気の量論比を多くする
と、一酸化炭素除去装置出口のＣＯ濃度は、図２に△印
で示す如く低くなるが、副反応が起きて図３に▽印で示
す如く一酸化炭素除去装置出口の水素濃度も低くなると
いう関係にある。

【００１９】本発明では、上述した如き構成としてある
ことから、酸化空気又は酸素Ｏ₂ の供給量を減らすこと
ができるので、図２における一酸化炭素除去装置出口の
ＣＯ濃度（△印）を図上左方へシフトさせて酸化空気量
論比を４．０より少くしても十分なＣＯ除去効果が得ら
れ、同時に、出口における水素濃度は図３に破線で示す
一酸化炭素除去装置入口水素濃度ａとほとんど変らずに
水素消費量を少なくすることができる。これに伴い燃料
電池の効率を向上させることができる。

【００２０】本発明の一酸化炭素除去装置は、たとえ
ば、船舶推進用燃料電池発電装置に用いるようにする。

【００２１】図４は、船舶推進用燃料電池として固体高
分子型燃料電池による発電装置を示すもので、本発明の
一酸化炭素除去装置Ｉは、改質器３２で改質され、ＣＯ
コンバータ３３を経由した改質ガス中のＣＯを除去する
ようＣＯコンバータ３３の下流側に設置して用いられ
る。

【００２２】固体高分子電解質型燃料電池発電装置につ
いて説明すると、固体高分子電解質膜３４を酸素極（カ
ソード）３５と燃料極（アノード）３６の両電極で両面
から挟んでなるセルをセパレータを介して積層し且つ任
意のセルに冷却部３７を有してスタックとしてなる固体
高分子電解質型燃料電池ＦＣの外側に、改質器３２を設
置し、燃料としてのメタノールをメタノールタンク３８
からメタノールポンプ３９で加圧して蒸発器４０、予熱
器４１を経て改質器３２の改質室に供給するようにし、
該改質器３２で改質されたガス（燃料ガス）ＦＧを、上
記予熱器４１、ＣＯコンバータ３３、熱交換器４２を通
した後、本発明の一酸化炭素除去装置ＩでＣＯを除去し
た後、熱交換器４３を経て１００℃以下にし、更に、改
質ガスリザーバ４４を通し、加湿器４５を経て燃料極３
６に供給するようにし、且つ該燃料極３６から排出され
たアノード排ガスＡＧを、気水分離器４６で水分を除去
した後、アノード排ガスライン４７により改質器３２の
燃焼室に供給し燃焼させるようにすると共に、アノード
排ガスＡＧの一部を、アノード排ガスライン４７より分
岐したバイパスライン４８によりバイパスさせて触媒燃
焼器４９に導入するようにし、更に、上記アノード排ガ
スライン４７とバイパスライン４８に流量調節弁５０と
５１を設け、改質器３２の燃焼室の温度を検出する温度
計５２からの検出温度に応じてアノード排ガス流量を調
節するよう流量調節弁５０，５１をコントロールする制
御部５３を設けた構成としてある。又、上記触媒燃焼器
４９には、改質器３２から排出された燃焼ガスを燃焼ガ
スラインを通して導入するようにすると共に、排ガスタ
ービン５４で駆動させられる圧縮機５５で圧縮された空
気の一部を導入して、ここでアノード排ガス中の未反応
分を燃焼させるようにし、触媒燃焼器４９へ入るバイパ
スライン４８からのアノード排ガス量が少ないときは、
メタノールタンク３８内からメタノールの一部をポンプ
５６で加圧して触媒燃焼器４９へ導入して燃焼させるよ
うにしてある。

【００２３】５７は蒸気発生器、５８は蒸気ライン、５
９は酸素極３５への酸化剤ガスＯＧとしての空気Ａの供
給ライン、６０と６１は酸素極３５から排出されたカソ
ード排ガスＣＧを改質器３２の燃焼室に供給するライン
に設けた熱交換器と気水分離器である。

【００２４】本発明の一酸化炭素除去装置Ｉを、かかる
固体高分子型燃料電池発電装置に用いる場合、改質器３
２及びＣＯコンバータ３３をともにプレート型として、
本発明の一酸化炭素除去装置Ｉと組み合わせて積層する
ことができる。

【００２５】図５はその一例として、本発明の一酸化炭
素除去装置Ｉを、ＣＯコンバータ３３と改質器３２の上
に重ねた場合を示すもので、改質器３２は、中央部分の
反応部に改質用触媒６２を充填したプレート型の改質室
６３と燃焼用触媒６４を充填した燃焼室６５とを隔壁６
６を介し積層して、改質室６３を燃焼室６５で挟むよう
にし、改質室６３には入口側から改質原料（メタノー
ル）と水蒸気６７供給ラインより供給すると共に、燃焼
室６５には入口側から燃焼ガス６８を供給ラインより供
給して、燃焼室６５で燃焼させ、燃焼により生じた熱を
隔壁６６を通して改質室６３で吸熱して改質反応を行わ
せ、改質ガスＦＧを改質室６３出口側の改質ガスライン
６９に排出させ、燃焼室６５の出口側より燃焼排ガスを
排出させるようにしてある。又、ＣＯコンバータ３３
は、触媒７０を充填したプレート型の変成室７１を、隔
壁７２を介してプレート型の冷却室７３で両面より挟む
ようにして積層し、改質器３２で改質された改質ガスＦ
ＧをＣＯコンバータ３３の変成室７１で変成して排出す
るようにしてある。

【００２６】上記３つの機器をプレート型にして積層
し、改質器３２の出口側とＣＯコンバータ３３の入口側
とを改質ガスライン６９で接続すると共に、各冷却室７
３には冷却媒体供給ライン７４より冷却媒体を供給する
ようにし、該ＣＯコンバータ３３の変成室７１から排出
された改質ガスを改質ガスライン６９にて本発明の一酸
化炭素除去装置Ｉの触媒層１４へ導入させるようにす
る。

【００２７】なお、図５は一例であり、改質器３２とＣ
Ｏコンバータ３３を入れ替える等、組み合わせ方は任意
である。

【００２８】このように、本発明の一酸化炭素除去装置
Ｉをプレート型の改質器３２とプレート型のＣＯコンバ
ータ３３と積層させて一体化させることにより、コンパ
クト化を図ることができ、発電装置のシステム構成を簡
略化することができる。

【００２９】なお、触媒充填部２４はハニカム状にして
触媒２３を担持させるようにしてもよい。ハニカム状触
媒の場合、振動等によっても触媒が動きにくいので、仕
切壁１６はなくすこともできる。

【００３０】

【実施例】本発明者が行った実験結果について説明す
る。

【００３１】１０ＫＷ級メタノール改質ガス中一酸化炭
素除去装置において、 改質ガス流量：０．４５８Ｋmol ／Ｈ（１０．２５Ｎｍ
³ ／Ｈ） 触媒容積：４３０cm³ 発熱量（量論比４）：８６８Ｋcal ／Ｈ 酸化空気量（量論比４）：１１．４Ｎｌ／min の条件で図６に示す従来装置を円筒体１の径を１００m
m、各管２の長さを１５００mmとして実施したとき、触
媒温度差は、ガス流れ方向に約５０℃、半径方向に約５
０℃で、冷却媒体を入れたところが多く冷却されてい
る。

【００３２】これに対し、本発明の場合は、触媒層１４
及び冷却層１５を積層して収納したケーシング１１の幅
を４５０mm、長さを６００mm、高さを１５mmとし、冷却
媒体として水と空気を用いた場合の流量Ｑと温度上昇
（入口、出口の温度差）ΔＴを求めたところ、 水冷却の場合：Ｑ＝１．４４ｌ／min ΔＴ＝１０℃
（量論比４．０のとき） 空気冷却の場合：Ｑ＝９６０Ｎｌ／min ΔＴ＝６０℃
（量論比４．０のとき） であった。空気冷却の場合は、ΔＴが大きいので、この
ΔＴを下げるためには、酸化空気量論比を４．０以下に
下げる必要がある。水冷却の場合はΔＴは１０℃である
から、図８においてＣＯの除去率が高く水素の除去率が
低いところの最適温度に触媒反応温度を保つことができ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の改質ガス中の
一酸化炭素除去装置によれば、プレート型とした触媒層
に一酸化炭素を選択的に除去できる触媒を厚さを薄くし
て、改質ガス及び酸化空気又は酸素が流れる方向に触媒
の長さを短かくし、且つ上記触媒層を、プレート型の冷
却層で両面より挟んで積層させ、改質ガス及び酸化空気
又は酸素が触媒を通過するときの発熱反応でＣＯを除去
するときに冷却層に流される冷却媒体により冷却させる
ようにしてあるので、触媒の温度差が極めて少なく且つ
触媒充填部は全体にわたって均一に冷却を行うことがで
きて、反応温度の均一化を図ることができると共に、酸
化空気又は酸素の供給量を少なくすることができて量論
比を従来より下げることができ、これに伴い改質ガス中
の水素の消費量をより少なくすることができて燃料電池
の効率向上を図ることができ、又、温度分布の均一化が
図れて反応の安定化が向上し、更に、酸化空気供給量の
減少から圧縮機による供給動力を大幅に減少できる、等
の優れた効果を奏し得られ、更に、プレート型とした本
発明の一酸化炭素除去装置を、プレート型とした改質器
及びプレート型としたＣＯコンバータと積層して一体化
させることにより発電装置のコンパクト化を図ることが
できる、という優れた効果を奏し得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一酸化炭素除去装置の実施の一形態を
示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＸ
−Ｘ矢視図、（ハ）は（イ）のＹ−Ｙ矢視図である。

【図２】酸化空気量論比と一酸化炭素除去装置出口ＣＯ
濃度の関係を示す図である。

【図３】酸化空気量論比と一酸化炭素除去装置出口水素
濃度の関係を示す図である。

【図４】固体高分子型燃料電池発電装置の一例を示すシ
ステム系統構成図である。

【図５】本発明の一酸化炭素除去装置をプレート型の改
質器、ＣＯコンバータと積層して一体とした場合を示す
概略図である。

【図６】従来の一酸化炭素除去装置の一例を示すもの
で、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＺ−Ｚ矢視
図である。

【図７】従来の一酸化炭素除去装置の他の例を示す断面
図である。

【図８】触媒の反応温度とＣＯ、Ｈ₂ の除去率の関係を
示す図である。

【符号の説明】

４ 冷却媒体 １０ａ，１０ｂ ＣＯ除去部 １１ ケーシング １２ 中央仕切壁 １３ 隔壁 １４ 触媒層 １５ 冷却層 １６ 仕切壁 １７ ガス導入部 １８ ガス導出部 １９ 冷却媒体導入部 ２０ 冷却媒体導出部 ２３ 触媒 ２４ 触媒充填部 ３２ 改質器 ３３ ＣＯコンバータ ６３ 改質室 ６５ 燃焼室 ７１ 変成室 ＦＧ 改質ガス Ｏ₂ 酸化空気又は酸素

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱形ケーシングの内部に、触媒層と、該
   触媒層での反応温度を調整するための冷却層とを水平の
   隔壁を介し冷却層で触媒層を挟むように積層させてＣＯ
   除去部を構成し、且つ該ＣＯ除去部の触媒層の中央部分
   に、一酸化炭素を選択的に酸化させる触媒を、厚さを薄
   くして上記ケーシングの長手方向へ長くなるように充填
   して触媒充填部とし、該触媒充填部の片側となる上記ケ
   ーシングの幅方向一側を改質ガス及び酸化空気又は酸素
   の導入部とすると共に、触媒充填部の反対側となる上記
   ケーシングの幅方向他側を改質ガス及び酸化空気又は酸
   素の導出部として、改質ガス及び酸化空気又は酸素がケ
   ーシングの幅方向へ流れるようにし、更に上記ケーシン
   グに、上記触媒層の改質ガス及び酸化空気又は酸素の導
   入部と導出部、冷却層の冷却媒体導入部と導出部を各々
   ケーシングの外部へ開口させてなることを特徴とする改
   質ガス中の一酸化炭素除去装置。
2. 【請求項２】 ＣＯ除去部を、ケーシング内の幅方向に
   区画して複数構成し、各ＣＯ除去部の各改質ガス及び酸
   化空気又は酸素の導入部同士及び導出部同士をそれぞれ
   連通させ、且つ各冷却層の入口側同士及び出口側同士を
   それぞれ連通させた請求項１記載の改質ガス中の一酸化
   炭素除去装置。
3. 【請求項３】 ＣＯ冷却部の触媒充填部をケーシングの
   長手方向へ多数の仕切壁で仕切って区画した請求項１又
   は２記載の改質ガス中の一酸化炭素除去装置。
4. 【請求項４】 ＣＯ除去部の触媒層と冷却層を複数の積
   層とした請求項１、２又は３記載の改質ガス中の一酸化
   炭素除去装置。
5. 【請求項５】 改質器及びＣＯコンバータをプレート型
   として、該プレート型の改質器及びＣＯコンバータと積
   層して一体としてなる請求項１記載の改質ガス中の一酸
   化炭素除去装置。