JPH0722043A - 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 - Google Patents
燃料電池用水素製造装置の燃焼装置Info
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Abstract
るようにした燃料電池用水素製造装置の燃焼装置を提供
する。 〔構成〕 反応器２を加熱するバーナ１に、燃料を供給
するための燃料噴出部３と燃料供給部並びに空気供給部
を備えると共に、燃料噴出部３には低カロリー用ノズル
と高カロリー用ノズルとを備え、低カロリー用大口径ノ
ズル５と高カロリー用小口径ノズル４にそれぞれ低カロ
リーガスと高カロリーガスを供給する燃料供給系路６，
７を独立して設け、且つ各燃料供給系路６，７を制御自
在とすることで、燃焼装置を高カロリーガス，高カロリ
ーガスと低カロリーガスとの混焼，低カロリーガス燃焼
とでバーナでの燃焼を行なう。
Description
水素を燃料電池に導き発電をするようにした燃料電池用
水素製造装置の燃焼装置に関するものである。
しては、反応器を加熱するために初期の加熱源としてメ
タノール，天然ガス等の炭化水素系の燃料を使用して、
その燃料をバーナに供給し、バーナで燃焼を行ない反応
器を所定温度に加熱するものである。
素から水素を取り出す場合には、触媒の作用と水蒸気の
作用で反応を行わせるが、その場合、反応は吸熱反応で
あるので、反応器を加熱してやる必要がある。この反応
が開始できる状態になるまで、炭化水素系の燃料で加熱
をし、反応開始温度まで反応器が昇温したら、反応器に
別途炭化水素系の燃料及び水蒸気を導入し、改質反応で
炭化水素物より水素を取り出す。
る。この燃料電池に供給された水素は、１００％反応に
消費されないので、未反応ガスとなる水素を含んだガス
として燃料電池から排出される。この水素を含んだガス
を反応器の加熱用の燃料として使用するものである。
水素を多量に含んだガスを反応器の加熱用の燃料として
使用する場合、このガスは低カロリー（例えば１９００
〜２５００Ｋcal/m 3 ）であり、反応器の初期加熱用と
なる炭化水素系燃料の天然ガスのもつ高カロリー（１０
０００〜１２０００Ｋcal/m 3 ）の燃料噴出口を使用す
ることは、熱量的にも不可能ある。しかも、今までこの
種の燃料噴出口は別個に配設してなるため、装置が複雑
となっていた。また、装置の停止時には、低カロリーガ
スで消火を行なっていたので、消火音が大きかった。
低カロリー用ノズルと高カロリー用ノズルを備え、混焼
を可能としたことにより、上記課題を解決する燃料電池
用水素製造装置の燃焼装置を提供することを目的とした
ものである。
するためのバーナに、燃料を供給するための燃料噴出部
と燃料供給部並びに燃焼用空気を供給する空気供給部と
を備えると共に、前記燃料噴出部には低カロリー用ノズ
ルと高カロリー用ノズルとを備え、低カロリー用大口径
ノズルと高カロリー用小口径ノズルにそれぞれ低カロリ
ーガスと高カロリーガスを供給する燃料供給系路を独立
して設け、且つ、各燃料供給系路を個々に制御できるよ
うにし、反応器の初期加熱を高カロリーガスで燃焼し、
所定温度以上を高カロリーガスと低カロリーガスとの混
焼とし、燃料電池の発電時には低カロリーガスで燃焼す
るようにしたものである。
部並びに空気供給部を臨ませてなるため、反応器（改質
器）の初期加熱にあって送風の後に高カロリー用ノズル
から高カロリーガスとなる天然ガスを噴出しバーナを燃
焼する。反応器が或る温度以上になったら燃焼用天然ガ
スとは別に天然ガスと水蒸気を反応器に流入させ改質反
応をし水素を発生し、この水素を燃料電池に導きっ所定
の発電をする。このときバーナの燃焼は、高カロリーガ
ス（天然ガス）と燃料電池から排出した未反応ガスとな
る低カロリーガス（水素ガス）との混焼とする。更に、
発電が進み低カロリーガスが増せば、バーナの燃料を低
カロリーガス（水素ガス）のみに切替えるものである。
すれば、次の通りである。
概略図であり、１は反応器（改質器）２を加熱するため
のバーナで、該バーナ１の下部に燃料噴出部３を配設し
ている。この燃料噴出部３は、中央に天然ガスとなる高
カロリー用小口径ノズル４を、その外側に未反応ガス
（水素ガス）となる低カロリー用大口径ノズル５を位置
せしめ同心円状を呈する二重ノズル構造としている。ま
た、高カロリー用小口径ノズル４と低カロリー用大口径
ノズル５の高カロリー用燃料供給系路６と低カロリー用
燃料供給系路７は独立した配管としている。また、バー
ナ１には送風機８から燃焼用空気を供給する空気供給部
９を臨ませ、全体として燃料電池用水素製造装置の燃焼
装置とする。１０は前記高カロリー用燃料供給系路６か
ら分岐した反応器２に炭化水素系燃料となる天然ガスを
導く燃料系路で、該燃料系路１０の中途に介在したエジ
ェクタ部１１にスチーム配管１２を接続している。１３
は反応器２に接続した該反応器２で発生した水素ガスを
導く燃料電池で、該燃料電池１３には反応空気供給路１
４を接続し、且つ燃料電池１３の一端には前記低カロリ
ー用燃料供給系路７の基端を連結し未反応ガスを排出す
るようにし、これら全体の構成で燃料電池用水素製造装
置となる。１５は高カロリー用燃料供給系路６に設けた
制御用バルブ1 で、１６は燃料供給系路６より分岐した
燃料系路１０に設けた制御用バルブ2 で、１７はスチー
ム配管１２に設けた制御用バルブ3 で、１８は燃料系路
１０へパージガスを流入させるための制御用バルブ4 で
ある。１９は高カロリー用燃料供給系路６に設けた切替
弁である。２０はスチーム用水処理装置であり、２１は
ＣＯ転化器であり、２２はスチームタンクで、２３は脱
硫器を示す。
の燃焼状態を図２に示すフローチャートに基づいて説明
すれば、反応器２から水素ガスを発生させるための初期
燃焼に際し、送風機８を回転し燃焼用空気をバーナ１部
に送風すると共に、イグナイタ２４をＯＮし、高カロリ
ー用燃料供給系路６の制御用バルブ1 １５を開き炭化水
素系燃料となる天然ガス（ＬＮＧ）ａを高カロリー用小
口径ノズル４から噴流して着火する。
以上になったらスチーム用制御用バルブ3 を開きスチー
ム（水蒸気）ｂを流入し、更に前記触媒層温度が５００
℃以上になったところで燃料系路１０の制御用バルブ2
を開き燃料用の天然ガスａを反応器２に投入する。この
反応器２が７００℃に至ると天然ガスａとスチームｂは
触媒による改質反応により水素ガスｃを発生する。
００℃に冷却して燃料電池１３に供給し、且つ別途反応
用空気を送風機２５を導き所定の反応をもって発電がな
される。但し、燃料電池１３に導いた水素ガスｃが１０
０％反応に消費されるものでなく、約２０％の水素ガス
ｃが未反応ガスｃとして排出される。この未反応ガス
（水素ガス）ｃを低カロリー用燃料供給系路７に導き燃
料噴出部３の低カロリー用大口径ノズル５から噴出させ
る。
であるが、高カロリーガスとなる天然ガスの小口径ノズ
ル４に対し多量のガス噴出となる大口径ノズル５となる
炎口負荷をもっているため、未反応ガスｃと天然ガスａ
の混焼が可能となる。
を燃料電池１３に導き所定の発電を行ない、該燃料電池
１３から排出される未反応ガスとなる水素ガスｃが順次
低カロリー用大口径ノズル５に戻るサイクルが回り始め
たら、制御用バルブ1 １５を閉じてこの水素ガスｃのみ
でバーナ１の燃焼を行なうようになる。
池１３の未反応ガスｃで燃焼を消火するので消火音が大
きかったが、本発明では反応器２への燃料供給を停止す
る前に、高カロリーガスとなる天然ガスａを制御用バル
ブ1 １５を開いて反応器加熱用バーナ１に混入して、未
反応ガスｃと一旦混焼させから、その後に反応器２への
燃料供給を停止させ、そして、天然ガスａだけで燃焼し
ている状態になったら、天然ガスａの燃料供給を停止し
て消火する。この場合、反応器２へは制御バルブ4 を開
き窒素ガスとなるパージガスを送り込み置換させて触媒
反応を止める。このことにより、消火音が低減される。
このことは、高カロリー用ノズル４と低カロリー用ノズ
ル５を二重構造としたことにより達成される。
製造装置の燃焼装置はバーナ用燃料噴出部に低カロリー
用ノズルと高カロリー用ノズルを備え、且つ各燃料供給
系路を独立としそれぞれ制御し得るようにし、バーナの
燃焼を、高カロリーガス，高カロリーガスと低カロリー
ガスとの混焼，低カロリーガス燃焼といった燃焼がで
き、経済的な燃料使用ができる。また、消火音の低減も
なされる。
の概略図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 反応器を加熱するためのバーナに、燃料
を供給するための燃料噴出部と燃料供給部並びに燃焼用
空気を供給する空気供給部とを備えると共に、前記燃料
噴出部には低カロリー用ノズルと高カロリー用ノズルと
を備え、低カロリー用大口径ノズルと高カロリー用小口
径ノズルにそれぞれ低カロリーガスと高カロリーガスを
供給する燃料供給系路を独立して設け、且つ、各燃料供
給系路を個々に制御できるようにし、反応器の初期加熱
を高カロリーガスで燃焼し、所定温度以上を高カロリー
ガスと低カロリーガスとの混焼とし、燃料電池の発電時
には低カロリーガスで燃焼することを特徴とする燃料電
池用水素製造装置の燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16250193A JP3505203B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16250193A JP3505203B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722043A true JPH0722043A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3505203B2 JP3505203B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=15755825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16250193A Expired - Lifetime JP3505203B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505203B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16250193A patent/JP3505203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3505203B2 (ja) | 2004-03-08 |
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