JP2000288354A - 一酸化炭素浄化装置 - Google Patents
一酸化炭素浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の能力を十分に発揮させ、使用条件が変
化しても安定して一酸化炭素を浄化できる一酸化炭素浄
化装置を提供する。 【解決手段】 触媒体を少なくとも２段に配置した触媒
反応部、原料ガス供給路、原料ガス供給部、および酸化
ガス供給部を具備し、前記原料ガス供給路に設けた分岐
路を第一段目の触媒体の下流側でかつ最終段の触媒体よ
り上流側で前記触媒反応部と連結する。
化しても安定して一酸化炭素を浄化できる一酸化炭素浄
化装置を提供する。 【解決手段】 触媒体を少なくとも２段に配置した触媒
反応部、原料ガス供給路、原料ガス供給部、および酸化
ガス供給部を具備し、前記原料ガス供給路に設けた分岐
路を第一段目の触媒体の下流側でかつ最終段の触媒体よ
り上流側で前記触媒反応部と連結する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池などに用いられる水素ガス供給装置において、水素
ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減させる浄化装
置に関する。
電池などに用いられる水素ガス供給装置において、水素
ガス中に含まれる一酸化炭素の濃度を低減させる浄化装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池用の燃料ガスには、天然ガス等
の炭化水素成分や、メタノール等のアルコール、または
ナフサ成分などを原料として水蒸気改質した水素ガスが
用いられる。この水蒸気改質反応では、原料から水素や
二酸化炭素が生成するとともに、副生成物として一酸化
炭素が生成する。溶融炭酸塩型燃料電池など、一般に動
作温度の高いタイプの燃料電池では、この一酸化炭素も
燃料として利用できる。しかし、リン酸型燃料電池や、
固体高分子型燃料電池など、動作温度の低いタイプの燃
料電池では、燃料ガス中に高濃度の一酸化炭素が存在す
ると、電池電極として利用される白金族金属触媒が被毒
されるため、十分な発電特性が得られない。例えば、固
体高分子型燃料電池の場合、燃料ガス中の一酸化炭素濃
度が５０ｐｐｍ程度であっても、比較的短時間で電極触
媒が被毒するため、発電特性が急激に低下する。
の炭化水素成分や、メタノール等のアルコール、または
ナフサ成分などを原料として水蒸気改質した水素ガスが
用いられる。この水蒸気改質反応では、原料から水素や
二酸化炭素が生成するとともに、副生成物として一酸化
炭素が生成する。溶融炭酸塩型燃料電池など、一般に動
作温度の高いタイプの燃料電池では、この一酸化炭素も
燃料として利用できる。しかし、リン酸型燃料電池や、
固体高分子型燃料電池など、動作温度の低いタイプの燃
料電池では、燃料ガス中に高濃度の一酸化炭素が存在す
ると、電池電極として利用される白金族金属触媒が被毒
されるため、十分な発電特性が得られない。例えば、固
体高分子型燃料電池の場合、燃料ガス中の一酸化炭素濃
度が５０ｐｐｍ程度であっても、比較的短時間で電極触
媒が被毒するため、発電特性が急激に低下する。
【０００３】そこで、一酸化炭素変成触媒を用いて、燃
料ガス中の一酸化炭素濃度を低減した後、さらに、白金
族金属触媒を用いて一酸化炭素を酸化し除去している。
例えば一酸化炭素を酸化し除去する方法として、アルミ
ナを担体とし、これに白金あるいはロジウムを触媒とし
て担持した触媒体を用い、低温で一酸化炭素を選択的に
酸化させて除去する方法がある（例えば、特開平５−２
０１７０２号公報）。また、燃料電池への燃料ガスの流
路に一酸化炭素を酸化する触媒体を設け、さらに、酸化
剤としての空気を導入して酸素を十分に供給し、一酸化
炭素を効果的に除去する方法がある（例えば、特表平９
−５０４９０１号公報）。上記のような方法を用いれ
ば、燃料ガス中の一酸化炭素の濃度を、電極触媒が被毒
される濃度以下である１０ｐｐｍ程度まで低減すること
は可能である。
料ガス中の一酸化炭素濃度を低減した後、さらに、白金
族金属触媒を用いて一酸化炭素を酸化し除去している。
例えば一酸化炭素を酸化し除去する方法として、アルミ
ナを担体とし、これに白金あるいはロジウムを触媒とし
て担持した触媒体を用い、低温で一酸化炭素を選択的に
酸化させて除去する方法がある（例えば、特開平５−２
０１７０２号公報）。また、燃料電池への燃料ガスの流
路に一酸化炭素を酸化する触媒体を設け、さらに、酸化
剤としての空気を導入して酸素を十分に供給し、一酸化
炭素を効果的に除去する方法がある（例えば、特表平９
−５０４９０１号公報）。上記のような方法を用いれ
ば、燃料ガス中の一酸化炭素の濃度を、電極触媒が被毒
される濃度以下である１０ｐｐｍ程度まで低減すること
は可能である。
【０００４】しかし、実使用条件では、燃料電池に供給
する水素量の変化にともない、燃料ガス中の一酸化炭素
量は変化するため、供給する空気量を適宜変化させる必
要がある。ところが、一酸化炭素の酸化反応は発熱反応
であるため、供給される空気量が変化すると触媒体の温
度が変化する。触媒体の温度が変化して触媒の活性に最
も適した温度範囲を外れると、一酸化炭素の除去が十分
できなくなる可能性がある。また、供給される空気量が
過剰であると、触媒の発熱量が増加し、触媒体の温度が
上昇する。特に、触媒体の燃料ガスが流入する側の面で
は発熱が集中するため、短時間で高温になる。触媒体が
高温になると、一酸化炭素よりも水素の方が触媒反応性
に優れるため、供給された酸素は一酸化炭素よりも水素
の酸化に消費され、その結果触媒体が一酸化炭素を選択
的に酸化する能力が低下する。そのため、触媒体の温度
が変化するのを抑制する、特に触媒体の温度が上昇する
のを抑制することが要求されている。
する水素量の変化にともない、燃料ガス中の一酸化炭素
量は変化するため、供給する空気量を適宜変化させる必
要がある。ところが、一酸化炭素の酸化反応は発熱反応
であるため、供給される空気量が変化すると触媒体の温
度が変化する。触媒体の温度が変化して触媒の活性に最
も適した温度範囲を外れると、一酸化炭素の除去が十分
できなくなる可能性がある。また、供給される空気量が
過剰であると、触媒の発熱量が増加し、触媒体の温度が
上昇する。特に、触媒体の燃料ガスが流入する側の面で
は発熱が集中するため、短時間で高温になる。触媒体が
高温になると、一酸化炭素よりも水素の方が触媒反応性
に優れるため、供給された酸素は一酸化炭素よりも水素
の酸化に消費され、その結果触媒体が一酸化炭素を選択
的に酸化する能力が低下する。そのため、触媒体の温度
が変化するのを抑制する、特に触媒体の温度が上昇する
のを抑制することが要求されている。
【０００５】また、常に、供給された酸素は一酸化炭素
を酸化するとともに燃料である水素ガスを酸化して消費
する。そのため、供給する空気量をできる限り少なくし
て余剰空気を減らす必要がある。ところが、供給する空
気量を制限しすぎて水素ガス中の酸素が不足し、この状
態で触媒体の温度が高くなると、二酸化炭素と水素の反
応平衡により一酸化炭素が生成する反応が進行する。し
たがって、供給する空気量を過不足なく正確に制御する
必要があり、そのため、従来は、装置構成が複雑になる
という問題があった。
を酸化するとともに燃料である水素ガスを酸化して消費
する。そのため、供給する空気量をできる限り少なくし
て余剰空気を減らす必要がある。ところが、供給する空
気量を制限しすぎて水素ガス中の酸素が不足し、この状
態で触媒体の温度が高くなると、二酸化炭素と水素の反
応平衡により一酸化炭素が生成する反応が進行する。し
たがって、供給する空気量を過不足なく正確に制御する
必要があり、そのため、従来は、装置構成が複雑になる
という問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑み、一酸化炭素を選択的に酸化する触媒の能力を十分
に発揮させ、温度、供給空気量、一酸化炭素処理量など
の使用条件が変化しても安定して一酸化炭素浄化特性を
発揮できる一酸化炭素浄化装置を提供することを目的と
する。
鑑み、一酸化炭素を選択的に酸化する触媒の能力を十分
に発揮させ、温度、供給空気量、一酸化炭素処理量など
の使用条件が変化しても安定して一酸化炭素浄化特性を
発揮できる一酸化炭素浄化装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一酸化炭素浄化
装置は、白金族金属触媒を有する触媒層を備えた触媒反
応部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連結さ
れ、少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素ガス
を供給する原料ガス供給部、前記原料ガス供給路の途中
に連結された酸化ガス供給部、および前記原料ガス供給
路の前記酸化ガス供給部との接続部より下流において前
記原料ガス供給路から分岐した分岐路を具備し、前記分
岐路が前記触媒層の途中部分で前記触媒反応部と連結さ
れていることを特徴とする。また、本発明の一酸化炭素
浄化装置は、白金族金属触媒を有する触媒体を少なくと
も２段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料ガ
ス供給路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副成
分として含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、前記
原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供給部、お
よび前記原料ガス供給路の前記酸化ガス供給部との接続
部より下流において前記原料ガス供給路から分岐した分
岐路を具備し、前記分岐路が前記触媒反応部の第一段目
の触媒体の下流側でかつ最終段の触媒体より上流側で前
記触媒反応部と連結されていることを特徴とする。本発
明の他の一酸化炭素浄化装置は、白金族金属触媒を有す
る触媒体を備えた少なくとも２つの触媒反応部、前記触
媒反応部を直列に連結する連通路、第一段目の触媒反応
部と原料ガス供給路により連結され、少なくとも一酸化
炭素を副成分として含む水素ガスを供給する原料ガス供
給部、前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス
供給部、および前記原料ガス供給路の前記酸化ガス供給
部との接続部より下流において前記原料ガス供給路から
分岐した分岐路を具備し、前記分岐路が第一段目の触媒
反応部の下流側でかつ最終段の触媒反応部より上流側で
前記連通路と連結されていることを特徴とする。
装置は、白金族金属触媒を有する触媒層を備えた触媒反
応部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連結さ
れ、少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素ガス
を供給する原料ガス供給部、前記原料ガス供給路の途中
に連結された酸化ガス供給部、および前記原料ガス供給
路の前記酸化ガス供給部との接続部より下流において前
記原料ガス供給路から分岐した分岐路を具備し、前記分
岐路が前記触媒層の途中部分で前記触媒反応部と連結さ
れていることを特徴とする。また、本発明の一酸化炭素
浄化装置は、白金族金属触媒を有する触媒体を少なくと
も２段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料ガ
ス供給路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副成
分として含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、前記
原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供給部、お
よび前記原料ガス供給路の前記酸化ガス供給部との接続
部より下流において前記原料ガス供給路から分岐した分
岐路を具備し、前記分岐路が前記触媒反応部の第一段目
の触媒体の下流側でかつ最終段の触媒体より上流側で前
記触媒反応部と連結されていることを特徴とする。本発
明の他の一酸化炭素浄化装置は、白金族金属触媒を有す
る触媒体を備えた少なくとも２つの触媒反応部、前記触
媒反応部を直列に連結する連通路、第一段目の触媒反応
部と原料ガス供給路により連結され、少なくとも一酸化
炭素を副成分として含む水素ガスを供給する原料ガス供
給部、前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス
供給部、および前記原料ガス供給路の前記酸化ガス供給
部との接続部より下流において前記原料ガス供給路から
分岐した分岐路を具備し、前記分岐路が第一段目の触媒
反応部の下流側でかつ最終段の触媒反応部より上流側で
前記連通路と連結されていることを特徴とする。
【０００８】本発明の他の一酸化炭素浄化装置は、白金
族金属触媒を有する触媒体を少なくとも２段に配置した
触媒反応部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連
結され、少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素
ガスを供給する原料ガス供給部、および前記原料ガス供
給路の途中に連結された酸化ガス供給部を具備し、第一
段目の触媒体に、触媒として機能しない部分または一酸
化炭素との反応性が低い部分を設けたことを特徴とす
る。本発明の他の一酸化炭素浄化装置は、白金族金属触
媒を有する触媒体を少なくとも２段に配置した触媒反応
部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連結され、
少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素ガスを供
給する原料ガス供給部、および前記原料ガス供給路の途
中に連結された酸化ガス供給部を具備し、第一段目の触
媒体をペレット形状の触媒で構成するとともに、最終段
の触媒体をハニカム形状で構成する。また、本発明の他
の一酸化炭素浄化装置は、白金族金属触媒を有する触媒
体を少なくとも２段に配置した触媒反応部、前記触媒反
応部と原料ガス供給路により連結され、少なくとも一酸
化炭素を副成分として含む水素ガスを供給する原料ガス
供給部、および前記原料ガス供給路の途中に連結された
酸化ガス供給部を具備し、前記触媒体をハニカム形状で
構成し、第一段目の触媒体のハニカム格子の開口面積を
最終段の触媒体のハニカム格子の開口面積よりも大きく
する。
族金属触媒を有する触媒体を少なくとも２段に配置した
触媒反応部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連
結され、少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素
ガスを供給する原料ガス供給部、および前記原料ガス供
給路の途中に連結された酸化ガス供給部を具備し、第一
段目の触媒体に、触媒として機能しない部分または一酸
化炭素との反応性が低い部分を設けたことを特徴とす
る。本発明の他の一酸化炭素浄化装置は、白金族金属触
媒を有する触媒体を少なくとも２段に配置した触媒反応
部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連結され、
少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素ガスを供
給する原料ガス供給部、および前記原料ガス供給路の途
中に連結された酸化ガス供給部を具備し、第一段目の触
媒体をペレット形状の触媒で構成するとともに、最終段
の触媒体をハニカム形状で構成する。また、本発明の他
の一酸化炭素浄化装置は、白金族金属触媒を有する触媒
体を少なくとも２段に配置した触媒反応部、前記触媒反
応部と原料ガス供給路により連結され、少なくとも一酸
化炭素を副成分として含む水素ガスを供給する原料ガス
供給部、および前記原料ガス供給路の途中に連結された
酸化ガス供給部を具備し、前記触媒体をハニカム形状で
構成し、第一段目の触媒体のハニカム格子の開口面積を
最終段の触媒体のハニカム格子の開口面積よりも大きく
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記のように本発明の一酸化炭素
浄化装置は、触媒層を備えた触媒反応部、前記触媒反応
部と原料ガス供給路により連結された原料ガス供給部、
および前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス
供給部を具備し、前記原料ガス供給路に分岐路を設け
て、触媒層の途中部分以降や、多段に配置した触媒体の
第二段目以降、または多段に連結した触媒反応部の第二
段目以降に、分岐した原料ガスを供給するように構成し
たものである。このような構成をとることによって、触
媒の温度上昇を抑制でき、また触媒反応が無酸素状態で
行われることを防ぐことができる。上記構成の一酸化炭
素浄化装置において、前記原料ガス供給路の断面積と前
記分岐路の断面積との比によってガスの分岐量を制御す
ると、装置構成を簡易にできて都合がよい。また、分岐
路を複数個設けると、さらに効率よく一酸化炭素を浄化
できる。
浄化装置は、触媒層を備えた触媒反応部、前記触媒反応
部と原料ガス供給路により連結された原料ガス供給部、
および前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス
供給部を具備し、前記原料ガス供給路に分岐路を設け
て、触媒層の途中部分以降や、多段に配置した触媒体の
第二段目以降、または多段に連結した触媒反応部の第二
段目以降に、分岐した原料ガスを供給するように構成し
たものである。このような構成をとることによって、触
媒の温度上昇を抑制でき、また触媒反応が無酸素状態で
行われることを防ぐことができる。上記構成の一酸化炭
素浄化装置において、前記原料ガス供給路の断面積と前
記分岐路の断面積との比によってガスの分岐量を制御す
ると、装置構成を簡易にできて都合がよい。また、分岐
路を複数個設けると、さらに効率よく一酸化炭素を浄化
できる。
【００１０】本発明の他の一酸化炭素浄化装置は、触媒
体を多段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料
ガス供給路により連結された原料ガス供給部、および前
記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供給部を
具備し、第一段目の触媒体に一酸化炭素との反応性を低
下させた触媒体を配置して、原料ガスに混合された酸素
が第一段目の触媒体ですべて消費されないようにして、
最終段の触媒体に酸素が供給できるように構成したもの
である。ここにおいて、第一段目の触媒体に、触媒とし
て機能しない部分、すなわち酸素と混合した原料ガスが
全く反応せずに通過する部分、または原料ガスに含まれ
る一酸化炭素と多少反応するが反応性の低い部分を設け
るとよい。触媒として機能しない部分は、触媒体に触媒
を担持しない部分を設ける、または触媒を担持する担体
およびこれを保持する保持部で触媒体を構成し、この保
持部に開口部を設けるなどして構成するとよい。一酸化
炭素との反応性が低い部分は、触媒の担持量を減らした
部分を触媒体に設けるなどして構成するとよい。また、
触媒体の表面積が小さくなると一酸化炭素との反応性が
低下するため、第一段目の触媒体をペレット形状の触媒
で構成するとともに、最終段の触媒体をハニカム形状で
構成するとよい。また、触媒体をハニカム形状で構成す
る場合、ハニカム格子の開口面積が大きいと一酸化炭素
との反応性が低下するため、最終段の触媒体のハニカム
格子の開口面積よりも開口面積の大きい触媒体を第一の
触媒体に用いるとよい。
体を多段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料
ガス供給路により連結された原料ガス供給部、および前
記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供給部を
具備し、第一段目の触媒体に一酸化炭素との反応性を低
下させた触媒体を配置して、原料ガスに混合された酸素
が第一段目の触媒体ですべて消費されないようにして、
最終段の触媒体に酸素が供給できるように構成したもの
である。ここにおいて、第一段目の触媒体に、触媒とし
て機能しない部分、すなわち酸素と混合した原料ガスが
全く反応せずに通過する部分、または原料ガスに含まれ
る一酸化炭素と多少反応するが反応性の低い部分を設け
るとよい。触媒として機能しない部分は、触媒体に触媒
を担持しない部分を設ける、または触媒を担持する担体
およびこれを保持する保持部で触媒体を構成し、この保
持部に開口部を設けるなどして構成するとよい。一酸化
炭素との反応性が低い部分は、触媒の担持量を減らした
部分を触媒体に設けるなどして構成するとよい。また、
触媒体の表面積が小さくなると一酸化炭素との反応性が
低下するため、第一段目の触媒体をペレット形状の触媒
で構成するとともに、最終段の触媒体をハニカム形状で
構成するとよい。また、触媒体をハニカム形状で構成す
る場合、ハニカム格子の開口面積が大きいと一酸化炭素
との反応性が低下するため、最終段の触媒体のハニカム
格子の開口面積よりも開口面積の大きい触媒体を第一の
触媒体に用いるとよい。
【００１１】上記した構成の一酸化炭素浄化装置におい
て、下流側の触媒体に、第一段目の触媒体よりも触媒活
性の温度範囲が高いものを用いると安定した浄化特性が
得られて都合がよい。これは、第一段目の触媒体と同じ
温度範囲に触媒活性を持つ触媒体を第一段目の触媒体の
下流側に設けると、下流側の触媒体に流入する原料ガス
の冷却をしない限り、下流側の触媒体が一酸化炭素を選
択して酸化する能力は低下するためである。したがっ
て、第一段目の触媒体にアルミナ系担体に白金族金属触
媒を担持した触媒体を用い、最終段の触媒体に第一段目
の触媒体よりも触媒活性の温度範囲の高い、ゼオライト
系担体に白金族金属触媒を担持した触媒体を用いるとよ
い。また、高温で加熱処理した触媒は触媒活性点が少な
くなって触媒活性の温度範囲が下がるため、最終段の触
媒体よりも高温で加熱処理したものを第一段目の触媒体
に用いるとよい。例えば、白金をアルミナに担持させた
触媒体の場合、７００〜８００℃程度で加熱処理したも
のを第一段目の触媒体に用い、５００℃程度で加熱処理
したものを最終段の触媒体に用いるとよい。また、触媒
層および触媒体に接続した温度測定部の温度に基づい
て、供給する酸化ガスの量を制御すると、触媒体の温度
上昇を有効に制御することができる。
て、下流側の触媒体に、第一段目の触媒体よりも触媒活
性の温度範囲が高いものを用いると安定した浄化特性が
得られて都合がよい。これは、第一段目の触媒体と同じ
温度範囲に触媒活性を持つ触媒体を第一段目の触媒体の
下流側に設けると、下流側の触媒体に流入する原料ガス
の冷却をしない限り、下流側の触媒体が一酸化炭素を選
択して酸化する能力は低下するためである。したがっ
て、第一段目の触媒体にアルミナ系担体に白金族金属触
媒を担持した触媒体を用い、最終段の触媒体に第一段目
の触媒体よりも触媒活性の温度範囲の高い、ゼオライト
系担体に白金族金属触媒を担持した触媒体を用いるとよ
い。また、高温で加熱処理した触媒は触媒活性点が少な
くなって触媒活性の温度範囲が下がるため、最終段の触
媒体よりも高温で加熱処理したものを第一段目の触媒体
に用いるとよい。例えば、白金をアルミナに担持させた
触媒体の場合、７００〜８００℃程度で加熱処理したも
のを第一段目の触媒体に用い、５００℃程度で加熱処理
したものを最終段の触媒体に用いるとよい。また、触媒
層および触媒体に接続した温度測定部の温度に基づい
て、供給する酸化ガスの量を制御すると、触媒体の温度
上昇を有効に制御することができる。
【００１２】以下に、本発明の具体的な実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。 《実施の形態１》図１に、本実施の形態による一酸化炭
素浄化装置の一構成例を示す。触媒反応部３は、原料ガ
ス供給部１と連結する原料ガス供給路５、燃料電池本体
に連結する原料ガス排気路９、および分岐路８と連結し
ている。触媒反応部３の内部には、ガスの流れの上流側
から順に第一の触媒体３ａおよび第二の触媒体３ｂが設
置され、触媒体３ａの温度を測定して表示する温度測定
部４ａ、また触媒体３ｂの温度を測定して表示する温度
測定部４ｂが配置されている。触媒体３ａおよび３ｂ
は、例えば、白金族金属触媒をハニカム状の担体に担持
した触媒体から構成されている。ペレット形状に成型し
た白金族金属触媒をカラムに充填したものなどを用いて
もよい。また、分岐路８は、第一の触媒体３ａの下流側
第二の触媒体３ｂの上流側で触媒反応部３の内部に開口
している。
いて、図面を参照しながら説明する。 《実施の形態１》図１に、本実施の形態による一酸化炭
素浄化装置の一構成例を示す。触媒反応部３は、原料ガ
ス供給部１と連結する原料ガス供給路５、燃料電池本体
に連結する原料ガス排気路９、および分岐路８と連結し
ている。触媒反応部３の内部には、ガスの流れの上流側
から順に第一の触媒体３ａおよび第二の触媒体３ｂが設
置され、触媒体３ａの温度を測定して表示する温度測定
部４ａ、また触媒体３ｂの温度を測定して表示する温度
測定部４ｂが配置されている。触媒体３ａおよび３ｂ
は、例えば、白金族金属触媒をハニカム状の担体に担持
した触媒体から構成されている。ペレット形状に成型し
た白金族金属触媒をカラムに充填したものなどを用いて
もよい。また、分岐路８は、第一の触媒体３ａの下流側
第二の触媒体３ｂの上流側で触媒反応部３の内部に開口
している。
【００１３】原料ガス供給路５の途中には、酸化ガス供
給部２からの空気を供給するジョイント６が設けられて
いる。ジョイント６と触媒反応部３の間には、分岐路８
と連結する分岐量制御部７が設けられ、分岐路８に流す
原料ガスの量を制御している。原料ガス供給部１には、
少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素ガスを供
給する原料ガスを供給する装置、例えば、炭化原料ガス
やアルコール、またはナフサ等を水蒸気改質することで
水素を発生させる反応装置が設置されている。酸化ガス
供給部２には、少なくとも酸素を含む酸化ガスを供給す
る装置、例えば、酸化ガスとして空気を供給するエアポ
ンプや、酸素ボンベなどが設置されている。
給部２からの空気を供給するジョイント６が設けられて
いる。ジョイント６と触媒反応部３の間には、分岐路８
と連結する分岐量制御部７が設けられ、分岐路８に流す
原料ガスの量を制御している。原料ガス供給部１には、
少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素ガスを供
給する原料ガスを供給する装置、例えば、炭化原料ガス
やアルコール、またはナフサ等を水蒸気改質することで
水素を発生させる反応装置が設置されている。酸化ガス
供給部２には、少なくとも酸素を含む酸化ガスを供給す
る装置、例えば、酸化ガスとして空気を供給するエアポ
ンプや、酸素ボンベなどが設置されている。
【００１４】次に動作を説明する。原料ガス供給部１で
発生させた原料ガスを原料ガス供給路５を通して触媒反
応部３に供給する。同時に、ジョイント６を通して酸化
ガス供給部２から空気を供給する。ここで、前記空気が
含む酸素量（モル）が、原料ガス中に含まれる一酸化炭
素の量の１／２以上になるようにする。空気を供給され
た後の原料ガスの一部は、原料ガス供給路５を通じて、
触媒反応部３の第一の触媒体３ａの上流側に流入する。
そして、残りは分岐路８を通じて、第一の触媒体３ａの
下流側に流入し、第一の触媒体３ａを通過した後の原料
ガスと混合する。原料ガス供給路５および分岐路８に流
入する原料ガスの量は、分岐量制御部７で調整する。こ
の後、混合したガスは第二の触媒体３ｂを通過し、原料
ガス中の一酸化炭素は酸化され除去される。そして、一
酸化炭素浄化後の原料ガスを原料ガス排気路９から燃料
電池本体に供給する。
発生させた原料ガスを原料ガス供給路５を通して触媒反
応部３に供給する。同時に、ジョイント６を通して酸化
ガス供給部２から空気を供給する。ここで、前記空気が
含む酸素量（モル）が、原料ガス中に含まれる一酸化炭
素の量の１／２以上になるようにする。空気を供給され
た後の原料ガスの一部は、原料ガス供給路５を通じて、
触媒反応部３の第一の触媒体３ａの上流側に流入する。
そして、残りは分岐路８を通じて、第一の触媒体３ａの
下流側に流入し、第一の触媒体３ａを通過した後の原料
ガスと混合する。原料ガス供給路５および分岐路８に流
入する原料ガスの量は、分岐量制御部７で調整する。こ
の後、混合したガスは第二の触媒体３ｂを通過し、原料
ガス中の一酸化炭素は酸化され除去される。そして、一
酸化炭素浄化後の原料ガスを原料ガス排気路９から燃料
電池本体に供給する。
【００１５】このように空気と混合した原料ガスを分岐
して原料ガスの一部を第一の触媒体で浄化処理させるこ
とによって、第一の触媒体での発熱量を減少させること
ができる。また、第一の触媒体と接触していない原料ガ
スが第二の触媒体に流れるため、第二の触媒体に流入す
る原料ガスが温度が上昇するのを抑制でき、その結果、
第二の触媒体の温度が上昇するのを抑制することができ
る。さらに、第二の触媒体に一酸化炭素を浄化するのに
必要な量の酸素を供給することができ、第二の触媒体の
触媒反応において酸素が不足することを防ぐことができ
る。このように本実施の形態によると、一酸化炭素を選
択的に酸化する触媒の特性を十分に引き出すことがで
き、より多くの一酸化炭素量、すなわち高流量の原料ガ
スの浄化が可能になる。さらに、供給する空気量を一元
的に制御できるため、装置構成を簡略化することができ
るとともに、供給空気量の適正化が行えるため、余剰空
気による水素ガスの消費が防止できる。
して原料ガスの一部を第一の触媒体で浄化処理させるこ
とによって、第一の触媒体での発熱量を減少させること
ができる。また、第一の触媒体と接触していない原料ガ
スが第二の触媒体に流れるため、第二の触媒体に流入す
る原料ガスが温度が上昇するのを抑制でき、その結果、
第二の触媒体の温度が上昇するのを抑制することができ
る。さらに、第二の触媒体に一酸化炭素を浄化するのに
必要な量の酸素を供給することができ、第二の触媒体の
触媒反応において酸素が不足することを防ぐことができ
る。このように本実施の形態によると、一酸化炭素を選
択的に酸化する触媒の特性を十分に引き出すことがで
き、より多くの一酸化炭素量、すなわち高流量の原料ガ
スの浄化が可能になる。さらに、供給する空気量を一元
的に制御できるため、装置構成を簡略化することができ
るとともに、供給空気量の適正化が行えるため、余剰空
気による水素ガスの消費が防止できる。
【００１６】なお、分岐制御部７を設けず、原料ガス供
給路５と分岐路８の断面積の比によって、第一の触媒体
３ａの上流側に流れる原料ガスの量と分岐路８に流れる
原料ガスの量を制御してもよい。例えば、原料ガス供給
路と分岐路８の断面積の比を１：１にすると、原料ガス
を半分量に分岐することができる。このような構成をと
ると、簡易に触媒体の温度を最適な温度範囲に制御する
ことができる。また、触媒体の温度検出部４の検知温度
をもとに原料ガスの分岐量を調整すると、高精度に触媒
体の温度を制御することができ、また、水素流量の変化
に対応した一酸化炭素の浄化が行えて都合がよい。ま
た、供給する空気が含む酸素量（モル）が原料ガス中に
含まれる一酸化炭素の量の１／２よりも少ないと酸素が
不足する可能性があるため、酸素量が一酸化炭素の量の
１／２以上になるように、供給する空気の量を決定する
とよい。
給路５と分岐路８の断面積の比によって、第一の触媒体
３ａの上流側に流れる原料ガスの量と分岐路８に流れる
原料ガスの量を制御してもよい。例えば、原料ガス供給
路と分岐路８の断面積の比を１：１にすると、原料ガス
を半分量に分岐することができる。このような構成をと
ると、簡易に触媒体の温度を最適な温度範囲に制御する
ことができる。また、触媒体の温度検出部４の検知温度
をもとに原料ガスの分岐量を調整すると、高精度に触媒
体の温度を制御することができ、また、水素流量の変化
に対応した一酸化炭素の浄化が行えて都合がよい。ま
た、供給する空気が含む酸素量（モル）が原料ガス中に
含まれる一酸化炭素の量の１／２よりも少ないと酸素が
不足する可能性があるため、酸素量が一酸化炭素の量の
１／２以上になるように、供給する空気の量を決定する
とよい。
【００１７】次に、具体的な一動作例を示す。原料ガス
供給部１の原料ガス発生装置として天然ガスの水蒸気改
質装置を用い、乾燥ガス基準で、水素濃度約８０％、二
酸化炭素濃度約１９．５％、一酸化炭素濃度約０．５％
の原料ガスを発生させ、１０ｌ／ｍｉｎの速度で原料ガ
ス供給路５に流出させた。この原料ガスに、一酸化炭素
量の約２倍の酸素量を含む空気を、酸化ガス供給部２の
エアポンプからジョイント６を通じて供給した。そし
て、空気供給後の原料ガスを分岐制御部７で約半分量に
分岐し、これを触媒反応部３内の第一の触媒体３ａの上
流側に流入させた。
供給部１の原料ガス発生装置として天然ガスの水蒸気改
質装置を用い、乾燥ガス基準で、水素濃度約８０％、二
酸化炭素濃度約１９．５％、一酸化炭素濃度約０．５％
の原料ガスを発生させ、１０ｌ／ｍｉｎの速度で原料ガ
ス供給路５に流出させた。この原料ガスに、一酸化炭素
量の約２倍の酸素量を含む空気を、酸化ガス供給部２の
エアポンプからジョイント６を通じて供給した。そし
て、空気供給後の原料ガスを分岐制御部７で約半分量に
分岐し、これを触媒反応部３内の第一の触媒体３ａの上
流側に流入させた。
【００１８】第一の触媒体３ａ通過した後の原料ガスを
取り出して分析した結果、原料ガス中の一酸化炭素の濃
度は１０ｐｐｍ以下であった。また、分岐した原料ガス
と混合した後の原料ガスを取り出して分析したところ、
一酸化炭素濃度は約０．２５％であり、一酸化炭素の約
２倍の量の酸素が含まれていた。また、原料ガス排気路
９から流出した原料ガスを分析した結果、原料ガス中の
一酸化炭素の濃度は１０ｐｐｍ以下であった。さらに、
原料ガスの供給量を２倍にしても、一酸化炭素濃度を１
０ｐｐｍ以下に処理することができた。
取り出して分析した結果、原料ガス中の一酸化炭素の濃
度は１０ｐｐｍ以下であった。また、分岐した原料ガス
と混合した後の原料ガスを取り出して分析したところ、
一酸化炭素濃度は約０．２５％であり、一酸化炭素の約
２倍の量の酸素が含まれていた。また、原料ガス排気路
９から流出した原料ガスを分析した結果、原料ガス中の
一酸化炭素の濃度は１０ｐｐｍ以下であった。さらに、
原料ガスの供給量を２倍にしても、一酸化炭素濃度を１
０ｐｐｍ以下に処理することができた。
【００１９】《実施の形態２》図２に、本発明による一
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。原料ガスの流れ
の上流側に第一の触媒反応部１１、下流側に第二の触媒
反応部１４があり、両者は連通部１３で連活されてい
る。第一の触媒反応部１１は原料ガス供給部１と連結す
る原料ガス供給路５と連結し、第二の触媒反応部１４は
燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結してい
る。そして、原料ガス供給部５から分岐した分岐路８は
結合部１０で連通路１３に連結している。第一の触媒反
応部１１の内部には、第一の触媒体１１ａが配置され、
この触媒体の温度を測定する温度測定部１２が設置され
ている。また。第二の触媒反応部１４の内部には、第二
の触媒体１４ａが配置され、この触媒体１４ａの温度を
測定する温度測定部１５が設置されている。上記以外の
部分は、実施の形態１と同様にして構成されている。こ
のように触媒反応部を二つに分けることによって、第一
の触媒反応部を通過した後の原料ガスと、分岐路８から
供給された原料ガスとの混合が効果的に行え、また、第
一の触媒反応部で温度が上昇した原料ガスを効果的に冷
却できる。この結果、一酸化炭素の浄化をより安定的に
行うことができる。
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。原料ガスの流れ
の上流側に第一の触媒反応部１１、下流側に第二の触媒
反応部１４があり、両者は連通部１３で連活されてい
る。第一の触媒反応部１１は原料ガス供給部１と連結す
る原料ガス供給路５と連結し、第二の触媒反応部１４は
燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結してい
る。そして、原料ガス供給部５から分岐した分岐路８は
結合部１０で連通路１３に連結している。第一の触媒反
応部１１の内部には、第一の触媒体１１ａが配置され、
この触媒体の温度を測定する温度測定部１２が設置され
ている。また。第二の触媒反応部１４の内部には、第二
の触媒体１４ａが配置され、この触媒体１４ａの温度を
測定する温度測定部１５が設置されている。上記以外の
部分は、実施の形態１と同様にして構成されている。こ
のように触媒反応部を二つに分けることによって、第一
の触媒反応部を通過した後の原料ガスと、分岐路８から
供給された原料ガスとの混合が効果的に行え、また、第
一の触媒反応部で温度が上昇した原料ガスを効果的に冷
却できる。この結果、一酸化炭素の浄化をより安定的に
行うことができる。
【００２０】《実施の形態３》図３に、本発明による一
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部１６
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、お
よび燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結し
ている。触媒反応部１６の内部には、上流側から順に第
一の触媒体１６ａおよび第二の触媒体１６ｂが設置さ
れ、触媒体１６ａの温度を測定して表示する温度測定部
１９ａ、また触媒体１６ｂの温度を測定して表示する温
度測定部１９ｂが配置されている。第一の触媒体１６ａ
は、その外周部に触媒を担持しない部分１６ｃを有して
いる。原料ガス供給路５の途中には、酸化ガス供給部２
からの空気を供給するジョイント６が設けられている。
原料ガス供給部１および酸化ガス供給部２には、実施の
形態１と同様の装置が設置されている。本実施の形態で
は、空気供給後の原料ガスを分岐せずにすべて触媒反応
部１６に通気し、また、第一の触媒体には、触媒を担持
しない部分１６ｃを設ける構成とした。触媒を担持しな
い部分１６ｃは、酸化反応が進行しないため、この触媒
を担持しない部分１６ｃを通過した原料ガスは、温度が
上昇しておらず、また、酸素も消費されていない。その
ため、第二の触媒体で一酸化炭素を十分にかつ安定して
浄化することができる。また、酸化ガス供給後の原料ガ
スの流路に分岐路を設けないので、装置構成を簡素化で
きる。触媒体の触媒を担持していない部分は、触媒体の
外周部に設けるのに限らず、例えば、触媒体の中心部分
などいずれの部分に設けてもよい。また、触媒体の触媒
担持部の面積と触媒を担持していない部分の面積の比に
よって、第二の触媒体に流す未処理の原料ガスの量を調
整することができる。例えば、触媒担持面積：触媒未担
持面積＝１：１〜１０程度であると、一酸化炭素の浄化
を安定して行うことができる。
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部１６
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、お
よび燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結し
ている。触媒反応部１６の内部には、上流側から順に第
一の触媒体１６ａおよび第二の触媒体１６ｂが設置さ
れ、触媒体１６ａの温度を測定して表示する温度測定部
１９ａ、また触媒体１６ｂの温度を測定して表示する温
度測定部１９ｂが配置されている。第一の触媒体１６ａ
は、その外周部に触媒を担持しない部分１６ｃを有して
いる。原料ガス供給路５の途中には、酸化ガス供給部２
からの空気を供給するジョイント６が設けられている。
原料ガス供給部１および酸化ガス供給部２には、実施の
形態１と同様の装置が設置されている。本実施の形態で
は、空気供給後の原料ガスを分岐せずにすべて触媒反応
部１６に通気し、また、第一の触媒体には、触媒を担持
しない部分１６ｃを設ける構成とした。触媒を担持しな
い部分１６ｃは、酸化反応が進行しないため、この触媒
を担持しない部分１６ｃを通過した原料ガスは、温度が
上昇しておらず、また、酸素も消費されていない。その
ため、第二の触媒体で一酸化炭素を十分にかつ安定して
浄化することができる。また、酸化ガス供給後の原料ガ
スの流路に分岐路を設けないので、装置構成を簡素化で
きる。触媒体の触媒を担持していない部分は、触媒体の
外周部に設けるのに限らず、例えば、触媒体の中心部分
などいずれの部分に設けてもよい。また、触媒体の触媒
担持部の面積と触媒を担持していない部分の面積の比に
よって、第二の触媒体に流す未処理の原料ガスの量を調
整することができる。例えば、触媒担持面積：触媒未担
持面積＝１：１〜１０程度であると、一酸化炭素の浄化
を安定して行うことができる。
【００２１】次に、具体的な動作の一例を示す。触媒担
持部１６ａの面積と触媒を担持していない部分１６ｃの
面積比を１：１にし、上記の実施の形態１と同様にして
発生させた原料ガスに空気を供給した後、触媒反応部１
６内に流入させて、原料ガスの処理を行った。そして、
原料ガス排気路９から流出した原料ガスを分析した結
果、原料ガス中の一酸化炭素の濃度は、１０ｐｐｍ以下
であった。さらに、原料ガスの供給量を２倍にしても、
一酸化炭素の濃度を１０ｐｐｍ以下に処理することがで
きた。なお、触媒担持面積と触媒未担持面積の比は、触
媒の浄化特性に対応して決定することが望ましく、１：
１〜１０に限定されるものではない。
持部１６ａの面積と触媒を担持していない部分１６ｃの
面積比を１：１にし、上記の実施の形態１と同様にして
発生させた原料ガスに空気を供給した後、触媒反応部１
６内に流入させて、原料ガスの処理を行った。そして、
原料ガス排気路９から流出した原料ガスを分析した結
果、原料ガス中の一酸化炭素の濃度は、１０ｐｐｍ以下
であった。さらに、原料ガスの供給量を２倍にしても、
一酸化炭素の濃度を１０ｐｐｍ以下に処理することがで
きた。なお、触媒担持面積と触媒未担持面積の比は、触
媒の浄化特性に対応して決定することが望ましく、１：
１〜１０に限定されるものではない。
【００２２】《実施の形態４》図４に、本発明による一
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部１７
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、お
よび燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結し
ている。触媒反応部１７の内部には、上流側から順に第
一の触媒体、および第二の触媒体１７ｂが設置されてい
る。第一の触媒体は、白金族金属触媒を担持させた触媒
担持部１７ａと前記触媒担持部１７ａの外周部に設けら
れた保持部１７ｃから構成され、前記保持部には通気開
口部１７ｄが設けられている。そして、触媒体担持部１
７ａの温度を測定して表示する温度測定部２０ａ、また
触媒体１７ｂの温度を測定して表示する温度測定部２０
ｂが配置されている。上記以外の部分は、実施の形態３
と同様にして構成されている。通気開口部１７ｄを通過
した原料ガスは、温度が上昇しておらず、また、酸素も
消費されていないため、第二の触媒体で一酸化炭素を十
分に浄化できる。なお、通気開口部１７ｄの総面積と触
媒担持部１７ａの面積との比は、１：１〜１０程度であ
ると、一酸化炭素を安定して浄化できるが、触媒の浄化
特性に対応して決定することが望ましく、１：１〜１０
に限定されるものではない。
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部１７
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、お
よび燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結し
ている。触媒反応部１７の内部には、上流側から順に第
一の触媒体、および第二の触媒体１７ｂが設置されてい
る。第一の触媒体は、白金族金属触媒を担持させた触媒
担持部１７ａと前記触媒担持部１７ａの外周部に設けら
れた保持部１７ｃから構成され、前記保持部には通気開
口部１７ｄが設けられている。そして、触媒体担持部１
７ａの温度を測定して表示する温度測定部２０ａ、また
触媒体１７ｂの温度を測定して表示する温度測定部２０
ｂが配置されている。上記以外の部分は、実施の形態３
と同様にして構成されている。通気開口部１７ｄを通過
した原料ガスは、温度が上昇しておらず、また、酸素も
消費されていないため、第二の触媒体で一酸化炭素を十
分に浄化できる。なお、通気開口部１７ｄの総面積と触
媒担持部１７ａの面積との比は、１：１〜１０程度であ
ると、一酸化炭素を安定して浄化できるが、触媒の浄化
特性に対応して決定することが望ましく、１：１〜１０
に限定されるものではない。
【００２３】《実施の形態５》図５に、本発明による一
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部１８
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、お
よび燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結し
ている。触媒反応部１８の内部には、ガスの流れの上流
側から順に第一の触媒体１８ａおよび第二の触媒体１８
ｂが設置され、この触媒体１８ａの温度を測定して表示
する温度測定部２１ａ、また触媒体１８ｂの温度を測定
して表示する温度測定部２１ｂが配置されている。第一
の触媒体１８ａには、第二の触媒体１８ｂよりも単位面
積あたりのハニカムの格子数が少ない触媒体を用いる。
上記以外の部分は、実施の形態３と同様にして構成され
ている。このように第一の触媒体に一酸化炭素との反応
性を低くした触媒体を用いると、原料ガスに供給した酸
素が第一の触媒体ですべて消費されることがないため、
第二の触媒体に酸素を供給することができる。また、第
一の触媒体の温度が上昇するのを抑制できるため、第二
の触媒体を通過する原料ガスの温度が上昇するのを抑制
することができ、第二の触媒体において一酸化炭素の浄
化を十分におこなうことができる。なお、第一の触媒体
１８ａにペレット形状の触媒で構成した触媒体、第二の
触媒体１８ｂにハニカム形状の担体に触媒を担持した触
媒体を用いてもよい。
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部１８
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、お
よび燃料電池本体に連結する原料ガス排気路９と連結し
ている。触媒反応部１８の内部には、ガスの流れの上流
側から順に第一の触媒体１８ａおよび第二の触媒体１８
ｂが設置され、この触媒体１８ａの温度を測定して表示
する温度測定部２１ａ、また触媒体１８ｂの温度を測定
して表示する温度測定部２１ｂが配置されている。第一
の触媒体１８ａには、第二の触媒体１８ｂよりも単位面
積あたりのハニカムの格子数が少ない触媒体を用いる。
上記以外の部分は、実施の形態３と同様にして構成され
ている。このように第一の触媒体に一酸化炭素との反応
性を低くした触媒体を用いると、原料ガスに供給した酸
素が第一の触媒体ですべて消費されることがないため、
第二の触媒体に酸素を供給することができる。また、第
一の触媒体の温度が上昇するのを抑制できるため、第二
の触媒体を通過する原料ガスの温度が上昇するのを抑制
することができ、第二の触媒体において一酸化炭素の浄
化を十分におこなうことができる。なお、第一の触媒体
１８ａにペレット形状の触媒で構成した触媒体、第二の
触媒体１８ｂにハニカム形状の担体に触媒を担持した触
媒体を用いてもよい。
【００２４】《実施の形態６》図６に、本発明による一
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部２２
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、燃
料電池本体に連結する原料ガス排気路９、および分岐路
８と連結している。触媒反応部２２の内部には、触媒層
２３が設置され、その温度を測定して表示する温度測定
部２４が配置されている。触媒層２３は、ペレット形状
に成型した白金族金属触媒をカラムに充填して構成され
ている。分岐路８は、触媒層２３の側面で触媒反応部２
２と連結している。上記以外の部分は、実施の形態１と
同様にして構成されている。このような構成をとること
によって、触媒層２３の発熱を抑制でき、また触媒層２
３の途中部分から分岐した原料ガスを供給して浄化する
ため、原料ガスに含まれる一酸化炭素の浄化を十分に行
うことができる。
酸化炭素浄化装置の他の構成例を示す。触媒反応部２２
は、原料ガス供給部１と連結する原料ガス供給路５、燃
料電池本体に連結する原料ガス排気路９、および分岐路
８と連結している。触媒反応部２２の内部には、触媒層
２３が設置され、その温度を測定して表示する温度測定
部２４が配置されている。触媒層２３は、ペレット形状
に成型した白金族金属触媒をカラムに充填して構成され
ている。分岐路８は、触媒層２３の側面で触媒反応部２
２と連結している。上記以外の部分は、実施の形態１と
同様にして構成されている。このような構成をとること
によって、触媒層２３の発熱を抑制でき、また触媒層２
３の途中部分から分岐した原料ガスを供給して浄化する
ため、原料ガスに含まれる一酸化炭素の浄化を十分に行
うことができる。
【００２５】
【発明の効果】上記のように、本発明によると、簡素な
構成で、原料ガスの広い流量範囲に対して一酸化炭素を
安定的に低減できる一酸化炭素浄化装置を提供すること
ができる。
構成で、原料ガスの広い流量範囲に対して一酸化炭素を
安定的に低減できる一酸化炭素浄化装置を提供すること
ができる。
【図１】本発明による一酸化
炭素浄化装置の一構成例を示す図である。
炭素浄化装置の一構成例を示す図である。
【図２】本発明による一酸化炭素浄化装置の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明による一酸化炭素浄化装置の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明による一酸化炭素浄化装置の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明による一酸化炭素浄化装置の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明による一酸化炭素浄化装置の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
１ 原料ガス供給部 ２ 酸化ガス供給部 ３ 触媒反応部 ３ａ 第一の触媒体 ３ｂ 第二の触媒体 ４ａ、ｂ 温度測定部 ５ 原料ガス供給路 ６ ジョイント ７ 分岐量制御部 ８ 分岐路 ９ 原料ガス排気路 １０ 結合部 １１ 第一の触媒反応部 １１ａ 第一の触媒体 １２ 温度測定部 １３ 連通路 １４ 第二の触媒反応部 １４ａ 第二の触媒体 １５ 温度測定部 １６ 触媒反応部 １６ａ 第一の触媒体 １６ｂ 第二の触媒体 １６ｃ 触媒未担持部 １７ 触媒反応部 １７ａ 触媒担持部 １７ｂ 第二の触媒体 １７ｃ 保持部 １７ｄ 通気開口部 １８ 触媒反応部 １８ａ 第一の触媒体 １８ｂ 第二の触媒体 １９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ、２
４ 温度測定部 ２２ 触媒反応部 ２３ 触媒層
４ 温度測定部 ２２ 触媒反応部 ２３ 触媒層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 清 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 庄野 敏之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北河 浩一郎 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内 Ｆターム(参考） 4D048 AA13 AB01 BA03Y BA11Y BA30X BA39X BA41Y BB01 BB02 CA01 CC26 CC38 CC45 CC46 DA01 DA02 DA05 DA08 DA13 4G069 AA03 AA08 BA01A BA07A BB02A BB02B BC69A BC69B CA07 CA14 EA02Y EA18 EB12X EB12Y EE07 EE08 EE09 FA01 FB30 FC07 5H027 AA06 BA16
Claims (10)
- 【請求項１】 白金族金属触媒を有する触媒層を備えた
触媒反応部、前記触媒反応部と原料ガス供給路により連
結され、少なくとも一酸化炭素を副成分として含む水素
ガスを供給する原料ガス供給部、前記原料ガス供給路の
途中に連結された酸化ガス供給部、および前記原料ガス
供給路の前記酸化ガス供給部との接続部より下流におい
て前記原料ガス供給路から分岐した分岐路を具備し、前
記分岐路が前記触媒層の途中部分で前記触媒反応部と連
結されていることを特徴とする一酸化炭素浄化装置。 - 【請求項２】 白金族金属触媒を有する触媒体を少なく
とも２段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料
ガス供給路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副
成分として含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、前
記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供給部、
および前記原料ガス供給路の前記酸化ガス供給部との接
続部より下流において前記原料ガス供給路から分岐した
分岐路を具備し、前記分岐路が前記触媒反応部の第一段
目の触媒体の下流側でかつ最終段の触媒体より上流側で
前記触媒反応部と連結されていることを特徴とする一酸
化炭素浄化装置。 - 【請求項３】 白金族金属触媒を有する触媒体を備えた
少なくとも２つの触媒反応部、前記触媒反応部を直列に
連結する連通路、第一段目の触媒反応部と原料ガス供給
路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副成分とし
て含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、前記原料ガ
ス供給路の途中に連結された酸化ガス供給部、および前
記原料ガス供給路の前記酸化ガス供給部との接続部より
下流において前記原料ガス供給路から分岐した分岐路を
具備し、前記分岐路が第一段目の触媒反応部の下流側で
かつ最終段の触媒反応部より上流側で前記連通路と連結
されていることを特徴とする一酸化炭素浄化装置。 - 【請求項４】 前記原料ガス供給路の断面積と前記分岐
路の断面積との比によって、ガスの分岐量を制御する請
求項１または２記載の一酸化炭素浄化装置。 - 【請求項５】 白金族金属触媒を有する触媒体を少なく
とも２段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料
ガス供給路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副
成分として含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、お
よび前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供
給部を具備し、第一段目の触媒体に、触媒として機能し
ない部分または一酸化炭素との反応性が低い部分を設け
たことを特徴とする一酸化炭素浄化装置。 - 【請求項６】 白金族金属触媒を有する触媒体を少なく
とも２段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料
ガス供給路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副
成分として含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、お
よび前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供
給部を具備し、第一段目の触媒体をペレット形状の触媒
で構成するとともに、最終段の触媒体をハニカム形状で
構成したことを特徴とする一酸化炭素浄化装置。 - 【請求項７】 白金族金属触媒を有する触媒体を少なく
とも２段に配置した触媒反応部、前記触媒反応部と原料
ガス供給路により連結され、少なくとも一酸化炭素を副
成分として含む水素ガスを供給する原料ガス供給部、お
よび前記原料ガス供給路の途中に連結された酸化ガス供
給部を具備し、前記触媒体をハニカム形状で構成し、第
一段目の触媒体のハニカム格子の開口面積が、最終段の
触媒体のハニカム格子の開口面積よりも大きいことを特
徴とする一酸化炭素装置。 - 【請求項８】 第一段目の触媒体をアルミナ系担体に白
金族金属触媒を担持した触媒体で構成し、かつ最終段の
触媒体をゼオライト系担体に白金族金属触媒を担持した
触媒体で構成した請求項２〜７のいずれかに記載の一酸
化炭素浄化装置。 - 【請求項９】 第一段目の触媒体が、最終段の触媒体よ
りも高温で加熱処理した触媒体である請求項２〜７のい
ずれかに記載の一酸化炭素浄化装置。 - 【請求項１０】 前記触媒層または触媒体が、供給する
酸化ガスの量を制御する手段と接続した温度測定部を有
する請求項１〜９のいずれかに記載の一酸化炭素浄化装
置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP10260899A JP3808232B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 一酸化炭素浄化装置 |
| KR1019990029899A KR100320767B1 (ko) | 1998-07-29 | 1999-07-23 | 수소정제장치 |
| EP99306008A EP0976679B1 (en) | 1998-07-29 | 1999-07-28 | Hydrogen purifying apparatus |
| DE69902077T DE69902077T2 (de) | 1998-07-29 | 1999-07-28 | Vorrichtung zur Reinigung von Wasserstoff |
| CNB991118642A CN1205115C (zh) | 1998-07-29 | 1999-07-29 | 氢精制装置 |
| US11/456,027 US7674445B2 (en) | 1998-07-29 | 2006-07-06 | Method for purifying hydrogen in a reformed gas |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10260899A JP3808232B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 一酸化炭素浄化装置 |
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|---|---|
| JP2000288354A true JP2000288354A (ja) | 2000-10-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10260899A Expired - Fee Related JP3808232B2 (ja) | 1998-07-29 | 1999-04-09 | 一酸化炭素浄化装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531092A (ja) * | 2000-04-14 | 2003-10-21 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 一酸化炭素の選択的酸化方法 |
| JP2013235767A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Miura Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10260899A patent/JP3808232B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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