JPH1121104A - 燃料処理装置 - Google Patents
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- JPH1121104A JPH1121104A JP19073597A JP19073597A JPH1121104A JP H1121104 A JPH1121104 A JP H1121104A JP 19073597 A JP19073597 A JP 19073597A JP 19073597 A JP19073597 A JP 19073597A JP H1121104 A JPH1121104 A JP H1121104A
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Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンパクト化と配管削減を図るようにする。
【解決手段】 燃料としての天然ガスＮＧを改質する改
質器１の改質室１ａ及び加熱室１ｂと、改質ガス中の一
酸化炭素を二酸化炭素に変成するＣＯシフトコンバータ
２のシフト反応室２ａとを、いずれもプレート型構造と
する。プレート型としたシフト反応室２ａ内に上流側か
ら順に伝熱媒体７、高温シフト触媒８、低温シフト触媒
９を充填する。改質室１ａには改質触媒５を充填する。
改質室１ａ内のガスの流れ方向とシフト反応室２ａ内の
ガスの流れ方向とを対向させるようにして、改質室１ａ
の下流側とシフト反応室２ａの上流側とを隔壁３の孔６
を通して連通させ、改質ガスＲＧが孔６を通してシフト
反応室２ａ内へ入るようにする。
質器１の改質室１ａ及び加熱室１ｂと、改質ガス中の一
酸化炭素を二酸化炭素に変成するＣＯシフトコンバータ
２のシフト反応室２ａとを、いずれもプレート型構造と
する。プレート型としたシフト反応室２ａ内に上流側か
ら順に伝熱媒体７、高温シフト触媒８、低温シフト触媒
９を充填する。改質室１ａには改質触媒５を充填する。
改質室１ａ内のガスの流れ方向とシフト反応室２ａ内の
ガスの流れ方向とを対向させるようにして、改質室１ａ
の下流側とシフト反応室２ａの上流側とを隔壁３の孔６
を通して連通させ、改質ガスＲＧが孔６を通してシフト
反応室２ａ内へ入るようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は天然ガス、メタノー
ルの如き燃料の改質器と改質ガス中の一酸化炭素を二酸
化炭素に変成するＣＯシフトコンバータを備えている燃
料処理装置に関するものである。
ルの如き燃料の改質器と改質ガス中の一酸化炭素を二酸
化炭素に変成するＣＯシフトコンバータを備えている燃
料処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リン酸型燃料電池の燃料改質系や水素製
造装置には、燃料としての天然ガスの改質器と改質ガス
中の一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素ＣＯ2 に変成するＣＯ
シフトコンバータとが必要とされている。
造装置には、燃料としての天然ガスの改質器と改質ガス
中の一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素ＣＯ2 に変成するＣＯ
シフトコンバータとが必要とされている。
【０００３】一例として、リン酸型燃料電池発電システ
ムについて示すと、図４に示す如く、燃料としての天然
ガスＮＧを改質する改質器ａと、改質ガス中の一酸化炭
素を二酸化炭素に変成するＣＯシフトコンバータｂとを
別々に設置すると共に、電解質としてリン酸水溶液を用
いた電解質板をカソード（空気極）ｄとアノード（燃料
極）ｅの両電極でサンドイッチ状に挟んでなるセルをセ
パレータを介し積層してスタックとしたリン酸型燃料電
池ＦＣを設置し、天然ガスＮＧは予熱器ｆを経て脱硫反
応器８に導いて脱硫した後、改質器ａの改質室へ導いて ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 の反応を行わせて改質し、改質ガスＲＧを、高温シフト
触媒が充填してある高温側のシフトコンバータと低温シ
フト触媒が充填してある低温側のシフトコンバータとを
備えてなるＣＯシフトコンバータｂに導入させるように
し、ここで、 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 のシフト反応を行わせてＣＯをＣＯ2 に変成させるよう
にし、かかる変成が行われた改質ガスを燃料電池ＦＣの
アノードｅへ供給すると共に、一部の水素リッチガスを
ラインｈにより天然ガスＮＧに混合させるようにし、燃
料電池ＦＣのアノードｅから排出されたガスＡＧは改質
器ａのバーナｉへ導いて燃焼させるようにしてある。
ムについて示すと、図４に示す如く、燃料としての天然
ガスＮＧを改質する改質器ａと、改質ガス中の一酸化炭
素を二酸化炭素に変成するＣＯシフトコンバータｂとを
別々に設置すると共に、電解質としてリン酸水溶液を用
いた電解質板をカソード（空気極）ｄとアノード（燃料
極）ｅの両電極でサンドイッチ状に挟んでなるセルをセ
パレータを介し積層してスタックとしたリン酸型燃料電
池ＦＣを設置し、天然ガスＮＧは予熱器ｆを経て脱硫反
応器８に導いて脱硫した後、改質器ａの改質室へ導いて ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 の反応を行わせて改質し、改質ガスＲＧを、高温シフト
触媒が充填してある高温側のシフトコンバータと低温シ
フト触媒が充填してある低温側のシフトコンバータとを
備えてなるＣＯシフトコンバータｂに導入させるように
し、ここで、 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 のシフト反応を行わせてＣＯをＣＯ2 に変成させるよう
にし、かかる変成が行われた改質ガスを燃料電池ＦＣの
アノードｅへ供給すると共に、一部の水素リッチガスを
ラインｈにより天然ガスＮＧに混合させるようにし、燃
料電池ＦＣのアノードｅから排出されたガスＡＧは改質
器ａのバーナｉへ導いて燃焼させるようにしてある。
【０００４】一方、燃料電池ＦＣのカソードｄには、空
気Ａが空気ブロワｊで加圧されて供給すると共に、一部
の空気Ａを分岐ラインｋにより改質器ａのバーナｉへ導
入し、改質器ａでの改質反応に必要な熱源とするように
し、該改質器ａの加熱室から排出された加熱ガスは、カ
ソードｄから排出されたガスＣＧとともに排ガス熱回収
用熱交換器ｌに導入して熱回収した後に大気へ放出する
ようにしてある。
気Ａが空気ブロワｊで加圧されて供給すると共に、一部
の空気Ａを分岐ラインｋにより改質器ａのバーナｉへ導
入し、改質器ａでの改質反応に必要な熱源とするように
し、該改質器ａの加熱室から排出された加熱ガスは、カ
ソードｄから排出されたガスＣＧとともに排ガス熱回収
用熱交換器ｌに導入して熱回収した後に大気へ放出する
ようにしてある。
【０００５】ｃは冷却板、ｍは水処理装置、ｎは気水分
離器、ｏは電池冷却水循環ポンプ、ｐは電池冷却系熱回
収用熱交換器である。
離器、ｏは電池冷却水循環ポンプ、ｐは電池冷却系熱回
収用熱交換器である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したリ
ン酸型燃料電池の燃料改質系では、改質器ａとＣＯシフ
トコンバータｂが別置きとなっていて互に配管で接続さ
れる構造となっていると共に、改質器ａの加熱室には加
熱ガスが、又、ＣＯシフトコンバータｂには冷却ガスが
それぞれ必要であるため、これらのための配管も必要と
なるため、設備として広いスペースが必要でコンパクト
化できず、又、複雑になっている。
ン酸型燃料電池の燃料改質系では、改質器ａとＣＯシフ
トコンバータｂが別置きとなっていて互に配管で接続さ
れる構造となっていると共に、改質器ａの加熱室には加
熱ガスが、又、ＣＯシフトコンバータｂには冷却ガスが
それぞれ必要であるため、これらのための配管も必要と
なるため、設備として広いスペースが必要でコンパクト
化できず、又、複雑になっている。
【０００７】そこで、本発明は、上記リン酸型燃料電池
の燃料改質系や水素製造装置において用いられている改
質器やＣＯシフトコンバータを１つにまとめてコンパク
ト化を図るようにしようとするものである。
の燃料改質系や水素製造装置において用いられている改
質器やＣＯシフトコンバータを１つにまとめてコンパク
ト化を図るようにしようとするものである。
【０００８】
【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、内部にＣＯシフト触媒を充填して上下両
面にプレート状の隔壁を配置するようにしたプレート型
のシフト反応室に、内部に改質触媒を充填した改質器の
プレート型の改質室を、上記隔壁を介して積層すると共
に、該プレート型の改質室の外側にプレート型の加熱室
をプレート状の隔壁を介して積層し、上記改質室内を流
れるガスと上記シフト反応室を流れる改質ガスとが対向
流となるようにして、上記改質室の下流側と上記シフト
反応室の上流側とを、両者間の隔壁に設けた孔を通して
連通させ、更に、上記加熱室の入口及び出口、改質室の
入口、シフト反応室の出口に、それぞれマニホールドを
設けた構成とし、又、シフト反応室内のＣＯシフト触媒
を、高温シフト触媒と低温シフト触媒とし、上流側に高
温シフト触媒を入れるようにすることにより、改質室で
改質されたガスが隔壁の孔を通りシフト反応室内に入
り、該シフト反応室内でシフト触媒によりＣＯ濃度が低
減された低温のガスとして排出される。
決するために、内部にＣＯシフト触媒を充填して上下両
面にプレート状の隔壁を配置するようにしたプレート型
のシフト反応室に、内部に改質触媒を充填した改質器の
プレート型の改質室を、上記隔壁を介して積層すると共
に、該プレート型の改質室の外側にプレート型の加熱室
をプレート状の隔壁を介して積層し、上記改質室内を流
れるガスと上記シフト反応室を流れる改質ガスとが対向
流となるようにして、上記改質室の下流側と上記シフト
反応室の上流側とを、両者間の隔壁に設けた孔を通して
連通させ、更に、上記加熱室の入口及び出口、改質室の
入口、シフト反応室の出口に、それぞれマニホールドを
設けた構成とし、又、シフト反応室内のＣＯシフト触媒
を、高温シフト触媒と低温シフト触媒とし、上流側に高
温シフト触媒を入れるようにすることにより、改質室で
改質されたガスが隔壁の孔を通りシフト反応室内に入
り、該シフト反応室内でシフト触媒によりＣＯ濃度が低
減された低温のガスとして排出される。
【０００９】改質器の改質室及び加熱室とＣＯシフトコ
ンバータのシフト反応室がプレート型構造として積層し
てあるので、コンパクト化できる。
ンバータのシフト反応室がプレート型構造として積層し
てあるので、コンパクト化できる。
【００１０】
【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。
を参照して説明する。
【００１１】図１乃至図３は本発明の実施の一形態を示
すもので、改質器１の改質室１ａと加熱室１ｂ、及びＣ
Ｏシフトコンバータ２のシフト反応室２ａをプレート型
として、上記シフト反応室２ａを挟むようにして両側に
改質室１ａと加熱室１ｂをそれぞれ隔壁３，４を介して
積層し、改質室１ａには改質触媒５を充填して改質原料
ガスとしての天然ガスＮＧを一端より供給し、対向流と
なるように供給する加熱ガスＨＧの熱を隔壁４を通して
改質室１ａへ吸熱して改質反応（ＣＨ4 ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ
＋３Ｈ2 ）を行わせるようにし、改質室１ａの出口側で
隔壁３の一端側周辺部に設けた多数の孔６を通してシフ
ト反応室２ａの上流側へ改質ガスＲＧを導入させるよう
にし、該シフト反応室２ａには、上流側から伝熱媒体
７、高温シフト触媒８、低温シフト触媒９を、それぞれ
ガス通過用仕切部材１０と１１、１１と１２、１２と１
３の間に充填して、改質ガスＲＧが高温シフト触媒８、
低温シフト触媒９を通過する間に、ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ
2 ＋Ｈ2 のシフト反応が行われて、ＣＯ濃度が低減した
低温のガスとして排出させるようにする。
すもので、改質器１の改質室１ａと加熱室１ｂ、及びＣ
Ｏシフトコンバータ２のシフト反応室２ａをプレート型
として、上記シフト反応室２ａを挟むようにして両側に
改質室１ａと加熱室１ｂをそれぞれ隔壁３，４を介して
積層し、改質室１ａには改質触媒５を充填して改質原料
ガスとしての天然ガスＮＧを一端より供給し、対向流と
なるように供給する加熱ガスＨＧの熱を隔壁４を通して
改質室１ａへ吸熱して改質反応（ＣＨ4 ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ
＋３Ｈ2 ）を行わせるようにし、改質室１ａの出口側で
隔壁３の一端側周辺部に設けた多数の孔６を通してシフ
ト反応室２ａの上流側へ改質ガスＲＧを導入させるよう
にし、該シフト反応室２ａには、上流側から伝熱媒体
７、高温シフト触媒８、低温シフト触媒９を、それぞれ
ガス通過用仕切部材１０と１１、１１と１２、１２と１
３の間に充填して、改質ガスＲＧが高温シフト触媒８、
低温シフト触媒９を通過する間に、ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ
2 ＋Ｈ2 のシフト反応が行われて、ＣＯ濃度が低減した
低温のガスとして排出させるようにする。
【００１２】上記プレート型としたシフト反応室２ａと
改質室１ａ及び加熱室１ｂの詳細は、図３に示す如く構
成する。先ず、シフト反応室２ａは、下流側となる一側
部にガス出口１５を形成したシフト反応室形成用マスク
枠１４の内側に、上流側から下流側へ順にガス通過用の
通路を設けた仕切部材１０，１１，１２，１３を所要の
間隔を隔てて配設して、該仕切部材１０と１１の間に伝
熱促進機能をもたせた伝熱媒体７を、仕切部材１１と１
２の間に高温シフト触媒８を、又、仕切部材１２と１３
の間に低温シフト触媒９をそれぞれ充填するようにした
構成として、その上下両側面を、シフト反応室形成用マ
スク枠１４と同じ大きさとして一端側に多数のガス通過
用孔６を設けた平板状の隔壁３を重ね合わせ、周辺の接
合部を接合してプレート型とする。
改質室１ａ及び加熱室１ｂの詳細は、図３に示す如く構
成する。先ず、シフト反応室２ａは、下流側となる一側
部にガス出口１５を形成したシフト反応室形成用マスク
枠１４の内側に、上流側から下流側へ順にガス通過用の
通路を設けた仕切部材１０，１１，１２，１３を所要の
間隔を隔てて配設して、該仕切部材１０と１１の間に伝
熱促進機能をもたせた伝熱媒体７を、仕切部材１１と１
２の間に高温シフト触媒８を、又、仕切部材１２と１３
の間に低温シフト触媒９をそれぞれ充填するようにした
構成として、その上下両側面を、シフト反応室形成用マ
スク枠１４と同じ大きさとして一端側に多数のガス通過
用孔６を設けた平板状の隔壁３を重ね合わせ、周辺の接
合部を接合してプレート型とする。
【００１３】上記プレート型としたシフト反応室２ａを
上下から挟むように配置する改質器の改質室１ａは、改
質室形成用マスク枠１７の一側部に改質原料ガスとして
の天然ガスＮＧの入口１８を形成すると共に、該入口１
８がある上流側と下流側に仕切部材１９と２０を設け
て、改質触媒５を充填するようにした構成とし、外側に
改質室形成用マスク枠１７と同一大きさとした隔壁４を
重ね合わせて、該隔壁４とシフト反応室２ａ側の隔壁３
との周辺の接合部を接合してプレート型とする。
上下から挟むように配置する改質器の改質室１ａは、改
質室形成用マスク枠１７の一側部に改質原料ガスとして
の天然ガスＮＧの入口１８を形成すると共に、該入口１
８がある上流側と下流側に仕切部材１９と２０を設け
て、改質触媒５を充填するようにした構成とし、外側に
改質室形成用マスク枠１７と同一大きさとした隔壁４を
重ね合わせて、該隔壁４とシフト反応室２ａ側の隔壁３
との周辺の接合部を接合してプレート型とする。
【００１４】又、上記プレート型とした改質室１ａの外
側には、該改質室１ａの上流側となる一側部にガス出口
２３を設け且つ反対側にガス入口２２を設けた加熱室形
成用マスク枠２１を形成して、該マスク枠２１の内側に
伝熱媒体２４を充填するようにした構成として積層さ
せ、更に、その外側に加熱室形成用マスク枠２１と同じ
大きさの隔壁２５を重ね合わせて、該隔壁２５と上記隔
壁４との周辺の接合部を接合してプレート型とする。
側には、該改質室１ａの上流側となる一側部にガス出口
２３を設け且つ反対側にガス入口２２を設けた加熱室形
成用マスク枠２１を形成して、該マスク枠２１の内側に
伝熱媒体２４を充填するようにした構成として積層さ
せ、更に、その外側に加熱室形成用マスク枠２１と同じ
大きさの隔壁２５を重ね合わせて、該隔壁２５と上記隔
壁４との周辺の接合部を接合してプレート型とする。
【００１５】このようにプレート型としたシフト反応室
２ａの両側に改質器１の改質室１ａを積層し、更に、該
改質室１ａの外側に改質器１の加熱室１ｂを積層してな
るものを複数組積層させるようにする。この場合、複数
組を積層するときは、各組の加熱室１ｂを共用させるよ
うにすることにより積層段数を少なくできてよりコンパ
クト化ができ有利である。
２ａの両側に改質器１の改質室１ａを積層し、更に、該
改質室１ａの外側に改質器１の加熱室１ｂを積層してな
るものを複数組積層させるようにする。この場合、複数
組を積層するときは、各組の加熱室１ｂを共用させるよ
うにすることにより積層段数を少なくできてよりコンパ
クト化ができ有利である。
【００１６】なお、上記改質器１の各層の加熱室１ａへ
の加熱ガスの給排は、図１に示す如く外部に設けた加熱
ガスの供給用マニホールド２６と排出用マニホールド２
７を通して行うようにしてあり、又、改質器１の各改質
室１ａの入口側には、外部に設けた改質原料ガス供給用
マニホールド２８を通して改質原料ガスとしての天然ガ
スＮＧが供給されるようにしてあり、更に、各層のシフ
ト反応室２ａから排出される改質ガスは、上記改質原料
ガス供給用マニホールド２８と並設した改質ガス排出用
マニホールド２９でまとめられるようにしてある。
の加熱ガスの給排は、図１に示す如く外部に設けた加熱
ガスの供給用マニホールド２６と排出用マニホールド２
７を通して行うようにしてあり、又、改質器１の各改質
室１ａの入口側には、外部に設けた改質原料ガス供給用
マニホールド２８を通して改質原料ガスとしての天然ガ
スＮＧが供給されるようにしてあり、更に、各層のシフ
ト反応室２ａから排出される改質ガスは、上記改質原料
ガス供給用マニホールド２８と並設した改質ガス排出用
マニホールド２９でまとめられるようにしてある。
【００１７】又、シフト反応室２ａ内の高温シフト触媒
８と低温シフト触媒９は、図示してないが外部から交換
できるようにしてある。
８と低温シフト触媒９は、図示してないが外部から交換
できるようにしてある。
【００１８】今、改質器１の改質室１ａにガス入口１８
から約２００〜３００℃の改質原料ガスとしての天然ガ
スＮＧを導入すると共に、加熱室１ｂのガス入口２２か
ら約７００〜８００℃の加熱ガスＨＧを導入して対向流
となるように流すようにする。これにより天然ガスＮＧ
は、改質室１ａ内で改質触媒５と接触し、且つ加熱室１
ｂ内を流れる加熱ガスＨＧからの熱を隔壁４を介して吸
熱することによって改質反応が行われて改質され、改質
ガスＲＧは、上記加熱室１ｂに入る加熱ガスと同じよう
な温度に昇温させられて、改質室１ａの出口側へと移行
する。改質室１ａの出口側では、シフト反応室２ａとの
間の隔壁３に設けられた多数のガス通過用孔６を介して
シフト反応室２ａの入口側と連通させられているので、
改質ガスＲＧは、隔壁３の孔６より図２に矢印で示す如
くシフト反応室２ａの入口側へ入り、該シフト反応室２
ａ内を上流側から下流側へと流れ、この間に上流側の伝
熱媒体７と接触して流れるときに熱の一部が隔壁３を介
して改質室１ａ側に吸熱されて改質反応に使用される。
から約２００〜３００℃の改質原料ガスとしての天然ガ
スＮＧを導入すると共に、加熱室１ｂのガス入口２２か
ら約７００〜８００℃の加熱ガスＨＧを導入して対向流
となるように流すようにする。これにより天然ガスＮＧ
は、改質室１ａ内で改質触媒５と接触し、且つ加熱室１
ｂ内を流れる加熱ガスＨＧからの熱を隔壁４を介して吸
熱することによって改質反応が行われて改質され、改質
ガスＲＧは、上記加熱室１ｂに入る加熱ガスと同じよう
な温度に昇温させられて、改質室１ａの出口側へと移行
する。改質室１ａの出口側では、シフト反応室２ａとの
間の隔壁３に設けられた多数のガス通過用孔６を介して
シフト反応室２ａの入口側と連通させられているので、
改質ガスＲＧは、隔壁３の孔６より図２に矢印で示す如
くシフト反応室２ａの入口側へ入り、該シフト反応室２
ａ内を上流側から下流側へと流れ、この間に上流側の伝
熱媒体７と接触して流れるときに熱の一部が隔壁３を介
して改質室１ａ側に吸熱されて改質反応に使用される。
【００１９】シフト反応室２ａに入った改質ガスＲＧ
は、高温であるが、上記のように伝熱媒体７充填部を通
過するときに熱の一部が改質室１ａに回収されてガス温
度が下げられ、続いて上流側の高温シフト触媒８と接触
することによってＣＯのシフト反応が行われ、更に、下
流側の低温シフト触媒９と接触することによってＣＯの
シフト反応が行われると共に、改質ガス温度が、リン酸
型燃料電池の運転温度である２００℃位まで下げられ
る。これによりＣＯ濃度が低減した低温のガスとしてシ
フト反応室２ａのガス出口１５より排出される。
は、高温であるが、上記のように伝熱媒体７充填部を通
過するときに熱の一部が改質室１ａに回収されてガス温
度が下げられ、続いて上流側の高温シフト触媒８と接触
することによってＣＯのシフト反応が行われ、更に、下
流側の低温シフト触媒９と接触することによってＣＯの
シフト反応が行われると共に、改質ガス温度が、リン酸
型燃料電池の運転温度である２００℃位まで下げられ
る。これによりＣＯ濃度が低減した低温のガスとしてシ
フト反応室２ａのガス出口１５より排出される。
【００２０】なお、上記改質器１の加熱室１ａに導入さ
れた高温の加熱ガスＨＧは、改質室１ａでの改質反応に
熱を奪われて低温となって加熱室１ｂのガス出口２３よ
り排出される。
れた高温の加熱ガスＨＧは、改質室１ａでの改質反応に
熱を奪われて低温となって加熱室１ｂのガス出口２３よ
り排出される。
【００２１】本発明の燃料処理装置は、燃料の改質器１
の改質室１ａと加熱室１ｂ、及びＣＯシフトコンバータ
２のシフト反応室２ａを、プレート型構造として積層
し、且つ改質室１ａの出口側とシフト反応室２ａの入口
側とを隔壁３の孔６を通して連通させた構成としてある
ことから、配管の引き回わしがなくてガスの放熱損失を
少なくすることができ、又、１つにまとめることができ
てコンパクト化が図れる。
の改質室１ａと加熱室１ｂ、及びＣＯシフトコンバータ
２のシフト反応室２ａを、プレート型構造として積層
し、且つ改質室１ａの出口側とシフト反応室２ａの入口
側とを隔壁３の孔６を通して連通させた構成としてある
ことから、配管の引き回わしがなくてガスの放熱損失を
少なくすることができ、又、１つにまとめることができ
てコンパクト化が図れる。
【００２２】なお、本発明の燃料処理装置は、上記した
実施の一形態にのみ限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。
実施の一形態にのみ限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。
【００２３】すなわち、シフト反応室２ａの上流側と下
流側に、高温シフト触媒８と低温シフト触媒９とを別々
に充填した場合を示したが、改質ガスＲＧを冷却するた
めの熱交換器室を介在させれば、シフト反応室２ａには
低温シフト触媒９のみとすることができる。
流側に、高温シフト触媒８と低温シフト触媒９とを別々
に充填した場合を示したが、改質ガスＲＧを冷却するた
めの熱交換器室を介在させれば、シフト反応室２ａには
低温シフト触媒９のみとすることができる。
【００２４】又、シフト反応室２ａの上流側と改質器１
の加熱室１ｂ内には各々伝熱媒体７，２４を入れた場合
を示しているが、入れなくてもよい。
の加熱室１ｂ内には各々伝熱媒体７，２４を入れた場合
を示しているが、入れなくてもよい。
【００２５】更に、リン酸型燃料電池を、上記プレート
型とした改質器、ＣＯシフトコンバータと一体に積層さ
せることにより、燃料電池発電システム全体の設置面積
を小さくすることができて有利である。
型とした改質器、ＣＯシフトコンバータと一体に積層さ
せることにより、燃料電池発電システム全体の設置面積
を小さくすることができて有利である。
【００２６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料処理装置
によれば、燃料としての天然ガスを改質する改質室及び
加熱室と、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成
するＣＯシフトコンバータのシフト反応室とをプレート
型構造として積層し、燃料としての天然ガスをプレート
型の改質室で改質触媒の存在下でプレート型の加熱室を
流れる高温の加熱ガスの熱を吸熱して改質反応を行わ
せ、改質ガスを隔壁に設けた孔を通してシフト反応室に
流入させ、該シフト反応室内でシフト触媒の存在下でシ
フト反応を行わせて、改質ガス中のＣＯ濃度を低減させ
るようにしてあるので、次のような効果を奏し得る。 (1) 伝熱面積の大きいプレート型の反応器であると共
に、機器を一体化できることから、コンパクトな装置に
できる。 (2) 積層した改質室やシフト反応室の高さを変えるだけ
で改質触媒やＣＯシフト触媒の量を最適に調整できると
共に、スケールアップは積層方向に行うことにより設置
面積をほとんど変えずに実現できる。 (3) シフト反応ではＣＯシフトコンバータ用の冷却ガス
を必要としないことから、配管がシンプルとなり、又、
プレート型としたことから配管の引き回わしが少なくな
り、配管長の減少により放熱損失を軽減できる。 (4) 上記(1) のコンパクト化と上記(3) の配管削減によ
り設置スペースと設備費を削減できる。
によれば、燃料としての天然ガスを改質する改質室及び
加熱室と、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成
するＣＯシフトコンバータのシフト反応室とをプレート
型構造として積層し、燃料としての天然ガスをプレート
型の改質室で改質触媒の存在下でプレート型の加熱室を
流れる高温の加熱ガスの熱を吸熱して改質反応を行わ
せ、改質ガスを隔壁に設けた孔を通してシフト反応室に
流入させ、該シフト反応室内でシフト触媒の存在下でシ
フト反応を行わせて、改質ガス中のＣＯ濃度を低減させ
るようにしてあるので、次のような効果を奏し得る。 (1) 伝熱面積の大きいプレート型の反応器であると共
に、機器を一体化できることから、コンパクトな装置に
できる。 (2) 積層した改質室やシフト反応室の高さを変えるだけ
で改質触媒やＣＯシフト触媒の量を最適に調整できると
共に、スケールアップは積層方向に行うことにより設置
面積をほとんど変えずに実現できる。 (3) シフト反応ではＣＯシフトコンバータ用の冷却ガス
を必要としないことから、配管がシンプルとなり、又、
プレート型としたことから配管の引き回わしが少なくな
り、配管長の減少により放熱損失を軽減できる。 (4) 上記(1) のコンパクト化と上記(3) の配管削減によ
り設置スペースと設備費を削減できる。
【図１】本発明の燃料処理装置の実施の一形態を示す概
要図である。
要図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図２の一部を分解して示す斜視図である。
【図４】リン酸型燃料電池発電システムの一例を示すシ
ステム系統構成図である。
ステム系統構成図である。
１ 改質器 １ａ 改質室 １ｂ 加熱室 ２ ＣＯシフトコンバータ ２ａ シフト反応室 ３ 隔壁 ４ 隔壁 ５ 改質触媒 ６ 孔 ７ 伝熱媒体 ８ 高温シフト触媒 ９ 低温シフト触媒 １４ シフト反応室形成用マスク枠 １７ 改質室形成用マスク枠 ２１ 加熱室形成用マスク枠 ２６ 加熱ガス供給用マニホールド ２７ 加熱ガス排出用マニホールド ２８ 改質原料ガス供給用マニホールド ２９ 改質ガス排出用マニホールド
Claims (3)
- 【請求項１】 内部にＣＯシフト触媒を充填して上下両
面にプレート状の隔壁を配置するようにしたプレート型
のシフト反応室に、内部に改質触媒を充填した改質器の
プレート型の改質室を、上記隔壁を介して積層すると共
に、該プレート型の改質室の外側にプレート型の加熱室
をプレート状の隔壁を介して積層し、上記改質室内を流
れるガスと上記シフト反応室を流れる改質ガスとが対向
流となるようにして、上記改質室の下流側と上記シフト
反応室の上流側とを、両者間の隔壁に設けた孔を通して
連通させ、更に、上記加熱室の入口及び出口、改質室の
入口、シフト反応室の出口に、それぞれマニホールドを
設けたことを特徴とする燃料処理装置。 - 【請求項２】 シフト反応室内のＣＯシフト触媒を、高
温シフト触媒と低温シフト触媒とし、上流側に高温シフ
ト触媒を入れるようにする請求項１記載の燃料処理装
置。 - 【請求項３】 シフト反応室の上流側に伝熱媒体を入れ
た請求項１又は２記載の燃料処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073597A JPH1121104A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 燃料処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073597A JPH1121104A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 燃料処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1121104A true JPH1121104A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=16262913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19073597A Pending JPH1121104A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 燃料処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1121104A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249302A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-09-06 | Nippon Chem Plant Consultant:Kk | 酸化による内部加熱型改質方法及び装置 |
| JP2002293503A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 改質装置 |
| DE10151393B4 (de) * | 2001-10-18 | 2005-10-27 | Ballard Power Systems Ag | Reaktor für ein Gaserzeugungssystem und dessen Verwendung in einem Kraftfahrzeug |
| JP2006290737A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 平板型改質器及びこれを採用した燃料電池システム |
| JP2015010013A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | パナソニック株式会社 | 燃料処理装置 |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP19073597A patent/JPH1121104A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249302A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-09-06 | Nippon Chem Plant Consultant:Kk | 酸化による内部加熱型改質方法及び装置 |
| JP2002293503A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 改質装置 |
| DE10151393B4 (de) * | 2001-10-18 | 2005-10-27 | Ballard Power Systems Ag | Reaktor für ein Gaserzeugungssystem und dessen Verwendung in einem Kraftfahrzeug |
| JP2006290737A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 平板型改質器及びこれを採用した燃料電池システム |
| US7976592B2 (en) | 2005-04-13 | 2011-07-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Plate type reformer and fuel cell system including the reformer |
| JP2015010013A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | パナソニック株式会社 | 燃料処理装置 |
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