JP2001102076A - Fuel cell apparatus - Google Patents

Fuel cell apparatus

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JP2001102076A
JP2001102076A JP27599699A JP27599699A JP2001102076A JP 2001102076 A JP2001102076 A JP 2001102076A JP 27599699 A JP27599699 A JP 27599699A JP 27599699 A JP27599699 A JP 27599699A JP 2001102076 A JP2001102076 A JP 2001102076A
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fuel cell
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JP27599699A
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Inventor
Hirohisa Tanaka
裕久 田中
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
ダイハツ工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell apparatus which can remove components other than hydrogen and provide fuel gas having very high concentration of hydrogen to fuel cell with a simple and low cost constitution. SOLUTION: A hydrogen separation apparatus 3 comprises a plurality of adsorption cylinders 18, 19 getting fuel gas by selective adsorption separation of components other than hydrogen from the quality improved gas obtained in the quality improvement apparatus, situated in the downstream of the quality improvement apparatus 2 which obtains the quality improved gas having plentiful hydrogen gas by improving the quality improvement fuel, and in the upper stream of fuel cell 4 to which fuel gas is supplied.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池装置に関し、詳しくは、燃料ガスが供給される固体高分子型燃料電池を備える燃料電池装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel cell system and, more particularly, to a fuel cell device comprising a polymer electrolyte fuel cell fuel gas is supplied.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来より、燃料電池として、プロトン導電性の固体高分子膜の両側に、アノードおよびカソードが配設される固体高分子型燃料電池が知られている。 Conventionally, as a fuel cell, on both sides of the proton-conducting solid polymer membrane are known polymer electrolyte fuel cell anode and cathode are disposed. この固体高分子型燃料電池は、アノードに、主として水素からなる燃料ガスを供給するとともに、カソードに、空気などの酸化ガスを供給することによって、電気化学反応を生じさせ、固体高分子膜中においてプロトンを移動させることによって、起電力を発生させるものであり、 The polymer electrolyte fuel cell, the anode, supplies the fuel gas mainly consisting of hydrogen, to the cathode, by supplying an oxidizing gas such as air, causing an electrochemical reaction, in the solid polymer membrane by moving the protons, which generates an electromotive force,
燃料ガス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ことができ、エネルギー効率が良いものとして知られている。 The chemical energy of the fuel gas, can be converted directly into electric energy, is known as energy efficient.

【0003】このような固体高分子型燃料電池では、アノードに供給するための燃料ガスを、例えば、メタノールなどの比較的低分子量の有機化合物を、水蒸気と接触させて改質する方法や、あるいは、酸素と接触させることにより部分酸化して改質する方法などによって得るようにしている。 In such a polymer electrolyte fuel cell, the fuel gas to be supplied to the anode, for example, an organic compound of relatively low molecular weight such as methanol, and a method for reforming in contact with water vapor, or , so that obtained by a method of reforming and partial oxidation by contacting with oxygen. しかし、このような改質により得られる改質ガス中には、微量の一酸化炭素が含まれており、これがアノードの触媒として用いられている白金の被毒となる。 However, the reformed gas obtained by such modification, contains trace amounts of carbon monoxide, which is the poisoning of platinum is used as the anode catalyst. そのため、改質ガスをそのままアノードに供給したのでは、燃料電池の性能の低下や、寿命の短命化を招く原因となる。 Therefore, by the reformed gas is directly supplied to the anode, the decrease in performance of the fuel cell, causing lead to shortening of life. そこで、改質ガスを精製して、この改質ガス中から一酸化炭素を除去したものを燃料ガスとして燃料電池に供給する方法が種々提案されており、例えば、一酸化炭素を、PtまたはPt−Ru触媒により、 Therefore, purifying the reformed gas, and a method of supplying those remove carbon monoxide from the reformed gas to the fuel cell as a fuel gas is proposed, for example, carbon monoxide, Pt or Pt by -Ru catalyst,
酸化除去する方法などが知られている。 Such as a method for removing oxide is known.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、改質によって得られる改質ガス中には、水素とともに生成される他の成分として、一酸化炭素以外に、例えば、二酸化炭素などが含まれているので、たとえ、一酸化炭素を除去したとしても、この二酸化炭素などが燃料ガス中の水素の濃度を低下させるため、燃料電池に、水素濃度の高い燃料ガスを供給することができず、そのため、効率のよい発電が行なえないという不具合を生じる。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, the reformed gas obtained by reforming, as another component generated together with hydrogen, in addition to carbon monoxide, for example, because it contains carbon dioxide , even if the removal of the carbon monoxide, such as carbon dioxide is to reduce the concentration of hydrogen in the fuel gas to the fuel cell, can not be supplied to hydrogen rich fuel gas, therefore, the efficiency results in a problem that can not be performed is a good power generation.

【0005】とりわけ、燃料電池に供給される燃料ガス中の水素は、すべてが消費されるものではなく、燃料電池からは、未反応の水素を含む燃料ガスが排出されるので、その排出された燃料ガスを循環して使用する方法が検討されているが、そのような場合においては、循環使用によって、燃料ガス中の二酸化炭素の濃度が増え続け、ますます効率が低下してしまうという不具合を生じる。 [0005] Especially, the hydrogen in the fuel gas supplied to the fuel cell, not all is consumed from the fuel cell, the fuel gas containing unreacted hydrogen is discharged, it is that discharged a method of use by circulating the fuel gas have been studied, in such a case, by recycling, growing concentrations of carbon dioxide in the fuel gas, a problem that deteriorates more and more efficient occur.

【0006】本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易かつ低コストな構成により、水素以外の成分を除去できて、水素濃度の極めて高い燃料ガスを燃料電池に供給することができる、燃料電池装置を提供することにある。 [0006] The present invention has been made in view of such circumstances, it is an object of the simple and low-cost structure, it can remove components other than hydrogen, a very high fuel gas of hydrogen concentration can be supplied to the fuel cell is to provide a fuel cell system.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、水素含有化合物を改質することにより、 To achieve the above object of the Invention The present invention, by reforming the hydrogen-containing compound,
水素を含む改質ガスを得る改質装置と、燃料ガスが供給される燃料電池とを備える燃料電池装置において、前記改質装置の下流側であって、かつ前記燃料電池の上流側に、前記改質装置により得られた改質ガスから、水素以外の成分を選択的に吸着分離することにより、燃料ガスを得る水素分離装置を設けていることを特徴としている。 A reformer for obtaining a reformed gas containing hydrogen, the fuel cell system and a fuel cell fuel gas is supplied to a downstream side of the reformer, and upstream of the fuel cell, wherein from the reformed gas obtained by the reforming device, by selective adsorption separation of components other than hydrogen, it is characterized in that is provided with a hydrogen separator to obtain a fuel gas.

【0008】このような構成によると、水素分離装置においては、改質装置により得られた改質ガスから、水素以外の成分を選択的に吸着分離するので、得られた燃料ガスは、水素濃度が極めて高く、そのような水素濃度の極めて高い燃料ガスを、燃料電池に供給することができる。 [0008] With this configuration, the hydrogen separator, from the reformed gas obtained by reforming apparatus, since the selective adsorptive separation of components other than hydrogen, the resulting fuel gas, the hydrogen concentration but very high, very high fuel gas such hydrogen concentration can be supplied to the fuel cell.

【0009】また、選択的に吸着分離される水素以外の成分が、少なくとも一酸化炭素および二酸化炭素を含んでいると、一酸化炭素を燃料ガスから分離することで、 Further, since the components other than hydrogen are selectively adsorbed separation and includes at least carbon monoxide and carbon dioxide, separating carbon monoxide from the fuel gas,
アノードの触媒の被毒をなくすことができるとともに、 It is possible to eliminate the poisoning of the anode catalyst,
二酸化炭素を燃料ガスから分離することで、燃料ガスの水素濃度を高めることができる。 By separating carbon dioxide from the fuel gas, it is possible to increase the hydrogen concentration of the fuel gas.

【0010】また、このような構成は、前記燃料電池から排出される燃料ガスを、再度前記燃料電池に供給することにより、循環して使用できるように構成されている燃料電池装置に好適に用いることができる。 Further, such a configuration, the fuel gas discharged from the fuel cell, by supplying to the fuel cell again, suitably used for circulating the fuel cell apparatus that is configured for use be able to.

【0011】本発明では、水素濃度の極めて高い燃料ガスを燃料電池に供給することができるので、燃料電池から排出される燃料ガス中には、水素以外の成分、例えば、一酸化炭素や二酸化炭素などが含まれておらず、そのため、循環使用により、これらが濃縮されるようなことはなく、水素濃度の極めて高い燃料ガスを循環して使用することができる。 In the present invention, since a very high fuel gas of the hydrogen concentration can be supplied to the fuel cell, the fuel gas discharged from the fuel cell components other than hydrogen, for example, carbon monoxide and carbon dioxide It does not contain such, therefore, the recycling, rather than that, as they are enriched, can be used to circulate very high fuel gas in the hydrogen concentration.

【0012】また、前記改質装置においては、水素含有化合物を、部分酸化を伴わない水蒸気改質によって改質することが好ましい。 Further, in the reformer, a hydrogen-containing compound is preferably modified by steam reforming without partial oxidation.

【0013】水素含有化合物の部分酸化による改質では、酸素と接触させることが必要であり、そのため、通常、改質装置に、空気を導入して部分酸化を行なうようにするが、空気を導入すると、酸素とともに窒素が導入されるので、水素分離装置において水素濃度の極めて高い燃料ガスを得るためには、窒素をも選択的に吸着分離しなければならず、窒素を吸着分離するための構成が必要となり装置構成が複雑化してしまう。 [0013] In modification with partial oxidation of the hydrogen-containing compound, it is necessary to contact with oxygen, therefore, usually, the reformer, but to perform the partial oxidation by introducing air, introducing air then, since the nitrogen with oxygen is introduced, in order to obtain a very high fuel gas of the hydrogen concentration in the hydrogen separation device, a nitrogen must also be selectively adsorbed separated, configuration for adsorptive separation of nitrogen is required device configuration is complicated. そのため、改質装置においては部分酸化による改質を行なわずに、水蒸気による改質のみよって改質を行なうようにすれば、水素分離装置において窒素を選択的に吸着分離する必要がなく、簡易な構成によって、良好に水素濃度の極めて高い燃料ガスを得ることができる。 Therefore, without modification with partial oxidation in the reforming apparatus, when to perform reforming only by reforming with steam, it is not necessary to selectively adsorptive separation of nitrogen in the hydrogen separator, a simple the configuration, it is possible to obtain good to very high fuel gas in the hydrogen concentration.

【0014】また、前記水素分離装置には、複数の吸着筒が備えられており、各前記吸着筒は、水素以外の成分を吸着する分離処理と、吸着された水素以外の成分を脱離させる再生処理とを、選択的に行なうことができるように構成されていることが好ましい。 Further, in the above hydrogen separator is provided with a plurality of adsorption columns, each said adsorption columns includes a separation process to adsorb components other than hydrogen, to desorb components other than hydrogen adsorbed a reproduction process, it is preferably configured so that it can be performed selectively.

【0015】このような構成によると、複数のうちのある吸着筒が分離処理を行なっている間に、他の吸着筒を再生処理することができる。 [0015] With this configuration, while the adsorption column with a plurality of out is performing separation processing, it is possible to reproduce handle other adsorption column. そのため、分離処理を行なっている吸着筒が吸着限界に達した時には、その吸着筒を再生処理するとともに、再生処理がなされた他の吸着筒によって、引き続き分離処理を行なうことができる。 Therefore, when the adsorption column doing the separation process reaches the adsorption limit, it reproduces processes the adsorption column, the other adsorption cylinder playback processing has been performed, subsequently it is possible to perform the separation process.

【0016】 [0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態としての燃料電池装置1を示す全体構成図である。 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is an overall configuration diagram showing a fuel cell device 1 as an embodiment of the present invention. 図1において、この燃料電池装置1は、主要構成として、改質装置2、水素分離装置3および燃料電池4を備えており、 In Figure 1, the fuel cell apparatus 1 includes, as main components, the reformer 2 includes a hydrogen separating apparatus 3 and the fuel cell 4,
付帯構成として、原料タンク5、水タンク6、エアコンプレッサ7および水回収装置8などを備えている。 As supplementary configuration, the raw material tank 5, a water tank 6, and a like air compressor 7 and the water recovery device 8.

【0017】改質装置2では、改質原料を改質することにより水素を含む改質ガスを得るようにしている。 [0017] In the reformer 2, so as to obtain the reformed gas containing hydrogen by reforming a reforming raw material. この改質装置2は、水蒸気発生部9、燃焼部10および改質部11を備えている。 The reformer 2 has a water vapor generating portion 9, and a combustion section 10 and the reforming section 11.

【0018】水蒸気発生部9には、配管12を介して原料タンク5が接続されるとともに、配管13を介して水タンク6が接続されている。 The steam generating unit 9, together with the raw material tank 5 is connected via a pipe 12, the water tank 6 is connected through a pipe 13. 原料タンク5には、改質原料となる水素含有化合物が貯蔵されている。 The raw material tank 5, hydrogen-containing compound as a reforming raw material is stored. この水素含有化合物は、少なくとも分子中に水素原子を有し、後述する改質によって水素ガスを生成し得る化合物である。 The hydrogen-containing compound has a hydrogen atom in at least the molecule, a compound capable of producing hydrogen gas by later-described modification.
このような水素含有化合物としては、比較的低分子量の有機化合物が用いられ、例えば、メタノール、ジメチルエーテル、プロパン、圧縮天然ガス(CNG)などが用いられる。 Such hydrogen-containing compound, a relatively low molecular weight organic compounds are used, for example, methanol, dimethyl ether, propane, compressed natural gas (CNG) or the like is used. 好ましくは、メタノールおよびジメチルエーテルが用いられる。 Preferably, methanol and dimethyl ether is used. 水タンク6には、改質装置2において水蒸気改質を行なうための水が貯蔵されている。 A water tank 6, the water for performing steam reforming is stored in the reformer 2. そして、水蒸気発生部9には、所定の割合において、原料タンク5から改質原料が供給されるとともに、水タンク6 Then, the steam generating unit 9 in a predetermined ratio, together with the reforming material is supplied from the raw material tank 5, the water tank 6
から水が供給される。 Water is supplied from.

【0019】また、燃焼部10は、水蒸気発生部9内を加熱できるように、水蒸気発生部9と隣接して配置されており、燃焼するのための燃焼器が設けらている。 [0019] The combustion section 10, as can be heated in the steam generation unit 9, which is disposed adjacent to the steam generator 9, the combustor is found provided for burning. また、この燃焼部10には、エアコンプレッサ7が配管1 In addition, this combustion section 10, the air compressor 7 pipe 1
5を介して接続されるとともに、原料タンク5と水蒸気発生部9との間に接続される配管12から分岐する配管14が接続されている。 It is connected via a 5, pipe 14 which branches from the pipe 12 connected between the source tank 5 and the steam generator 9 is connected. そして、この燃焼部10には、 Then, the combustion section 10,
所定の割合において、エアコンプレッサ7から空気が供給されるとともに、原料タンク5から改質原料が供給されて、これらが燃焼器によって燃焼される。 In a predetermined ratio, together with air is supplied from the air compressor 7, from the raw material tank 5 reforming material is supplied, they are combusted by the combustor. なお、この燃焼部10には、後述するように、配管16を介して水素分離装置3が接続されており、水素分離装置3から排出される再生排ガスを、この燃焼部10における燃焼に利用できるようにしている。 Note that this combustion section 10, as will be described later, is connected to the hydrogen separator 3 through a pipe 16, a regeneration exhaust gas discharged from the hydrogen separation device 3, can be used for combustion in the combustion section 10 It is way.

【0020】そして、この燃焼部10の燃焼により、水蒸気発生部9内が加熱され、この水蒸気発生部9内に供給された改質原料が、改質温度まで昇温されるとともに、水が、気化(水蒸気化)される。 [0020] Then, the combustion of the combustion section 10, the steam generating unit 9 are heated, together with the steam generator reforming raw material supplied into 9 is raised to a reforming temperature, water, It is vaporized (steam reduction).

【0021】改質部11は、水蒸気発生部9と隣接して配置されており、改質温度まで昇温された改質原料および水蒸気が導入される。 The reforming section 11 is arranged adjacent to the steam generator 9, reforming raw material and the steam is heated to reforming temperature is introduced. この改質部11内には、水蒸気改質に用いられる公知の触媒が担持された部材が設けられており、改質ガスを水蒸気と接触させることにより水蒸気改質を行なう。 The reforming section 11 is provided with a member that known catalyst is supported for use in steam reforming is carried out steam reforming by allowing the reformed gas is contacted with water vapor.

【0022】この水蒸気改質の反応は、改質ガスを水蒸気と接触させることにより、水素リッチな改質ガスを得る反応であり、この反応により、改質ガスは、例えば、 [0022] The reaction of the steam reforming, by the reformed gas is contacted with water vapor, a reaction for obtaining a hydrogen-rich reformed gas by the reaction, the reformed gas is, for example,
高濃度の水素ガス、低濃度の二酸化炭素ガス、および微量の一酸化炭素ガスなどの混合ガスとして得ることができる。 High concentration of hydrogen gas can be obtained as a mixed gas, such as low concentrations of carbon dioxide and trace amounts of carbon monoxide gas.

【0023】例えば、改質原料としてメタノールが用いられる場合には、Cu−Zn触媒の存在下、約300℃ [0023] For example, when methanol is used as the reforming raw material, the presence of Cu-Zn catalyst, about 300 ° C.
近傍において、次の反応により、水素リッチな改質ガスを得ることができる。 In the vicinity, by the following reaction, it is possible to obtain a hydrogen-rich reformed gas.

【0024】 [0024]

【化1】 [Formula 1]

【0025】ここで、水素ガスとともに生成する二酸化炭素や一酸化炭素の割合は、例えば、二酸化炭素が約2 [0025] Here, the proportion of carbon dioxide and carbon monoxide generated together with hydrogen gas, for example, carbon dioxide of about 2
0体積%、一酸化炭素が約2体積%程度である。 0 vol%, carbon monoxide is about 2 vol%.

【0026】なお、この改質においては、水蒸気改質とともに、例えば、エアコンプレッサ7から改質部11に空気を供給することにより、改質原料を酸素と接触させることにより部分酸化する改質を併用してもよいが、部分酸化を行なうと、酸素とともに窒素が導入されるので、後述する水素分離装置3において水素濃度の極めて高い燃料ガスを得るためには、窒素をも選択的に吸着分離しなければならず、窒素を吸着分離するための装置構成が必要となるため、部分酸化を伴わない水蒸気改質によって改質することが好ましい。 It should be noted, in this modification, with steam reforming, for example, by supplying air to the reforming unit 11 from the air compressor 7, a modification of the partial oxidation by contacting the reforming material and oxygen combination may be, but, when the partial oxidation, since nitrogen with oxygen is introduced, in order to obtain a very high fuel gas of the hydrogen concentration in the hydrogen separation device 3 to be described later, also selectively adsorptive separation of nitrogen must, because it requires equipment configuration for adsorptive separation of nitrogen, it is preferable to reformed by steam reforming without partial oxidation.

【0027】改質部11には、配管17を介して水素分離装置3が接続されており、改質部11によって得られた水素リッチな改質ガスは、この配管17を介して水素分離装置3に供給される。 The reforming section 11 via the pipe 17 is connected to the hydrogen separator 3, hydrogen-rich reformed gas obtained by the reforming section 11, the hydrogen separating apparatus via the pipe 17 It is supplied to the 3.

【0028】水素分離装置3では、改質装置2により得られた改質ガスから、水素以外の成分を選択的に吸着分離することにより、燃料ガスを得るようにしている。 [0028] In the hydrogen separator 3, the reformed gas obtained by reforming apparatus 2, by selectively adsorbing separating components other than hydrogen, so as to obtain the fuel gas. 図2には、水素分離装置3の装置構成が示されている。 2, the device configuration of the hydrogen separator 3 is shown. 図2において、この水素分離装置3には、2基の吸着筒1 In Figure 2, this hydrogen separator 3, the 2 groups adsorption column 1
8および19が備えられており、これら吸着筒18および19が並列に接続されている。 8 and 19 are provided, these adsorption columns 18 and 19 are connected in parallel.

【0029】すなわち、改質部11に接続される配管1 [0029] That is, the pipe 1 to be connected to the reforming section 11
7は、この水素分離装置3内において分岐され、一方が、配管20を介して一方の吸着筒18に接続されるとともに、他方が、配管21を介して他方の吸着筒19に接続されている。 7 is branched in the hydrogen separating apparatus 3, one, via the pipe 20 is connected to one of the adsorption column 18 and the other, via the pipe 21 is connected to the other adsorption column 19 . なお、配管17には、ガスフィルタ2 Incidentally, the pipe 17, gas filter 2
2および流量計23が介装されており、また、配管20 2 and a flow meter 23 is interposed, also the pipe 20
に第1開閉弁24が、配管21に第2開閉弁25がそれぞれ介装されている。 The first on-off valve 24, second on-off valve 25 are respectively interposed in the piping 21.

【0030】また、配管20における第1開閉弁24と吸着筒18との間には、配管26が分岐状に接続されるとともに、配管21における第2開閉弁25と吸着筒1 Further, between the first on-off valve 24 and the adsorption column 18 in the pipe 20, together with the pipe 26 is connected to the branched, adsorption column 1 and the second on-off valve 25 in the pipe 21
9との間には、配管27が分岐状に接続されている。 Between the 9, the pipe 27 is connected to the branched. 配管26には、空冷フィン28および第3開閉弁29が介装されるとともに、配管27には、空冷フィン30および第4開閉弁31が介装されている。 The pipe 26, together with air cooling fin 28 and the third on-off valve 29 is interposed, the pipe 27, cooling fins 30 and the fourth on-off valve 31 is interposed. そして、これら配管26および配管27の他端は、一方の端部が燃焼部1 And these other end of the pipe 26 and the pipe 27 has one end combustion section 1
0に接続される配管16の他端に集合するように接続されている。 It is connected so as to set the other end of the pipe 16 connected to zero.

【0031】また、図1に示すように、水素分離装置3 Further, as shown in FIG. 1, the hydrogen separation device 3
と燃料電池4とは、配管33を介して接続されており、 And the fuel cell 4 is connected via a pipe 33,
この配管33は、図2に示すように、この水素分離装置3内において分岐され、一方が、配管34を介して一方の吸着筒18に接続されるとともに、他方が、配管35 The pipe 33 is, as shown in FIG. 2, is branched in the hydrogen separation device 3, together with one is connected via a pipe 34 to one of the adsorption column 18, the other, the pipe 35
を介して他方の吸着筒19に接続されている。 Via is connected to the other adsorption column 19. なお、配管33には、ガスフィルタ36が介装されており、また、配管34に第5開閉弁37が、配管35に第6開閉弁38がそれぞれ介装されている。 Incidentally, the pipe 33 has a gas filter 36 is interposed, The fifth on-off valve 37 in the pipe 34, the sixth on-off valve 38 are respectively interposed in the piping 35.

【0032】また、配管34における第5開閉弁37と吸着筒18との間には、配管39が分岐状に接続されるとともに、配管35における第6開閉弁38と吸着筒1 Further, between the fifth on-off valve 37 and the adsorption column 18 in the pipe 34, together with the pipe 39 is connected to the branched, adsorption column 1 and the sixth on-off valve 38 in the pipe 35
9との間には、配管40が分岐状に接続されている。 Between the 9, the pipe 40 is connected to the branched. 配管39には、第7開閉弁41が介装されるとともに、配管40には、第8開閉弁42が介装されている。 The pipe 39, together with the seventh on-off valve 41 is interposed, the pipe 40, the eighth on-off valve 42 is interposed. そして、これら配管39および配管40の他端は、水素分離装置3と燃料電池4との間を接続する配管33から分岐する配管43の他端に集合するように接続されている。 The other end of the pipe 39 and the pipe 40 is connected to the set to the other end of the pipe 43 that branches from the pipe 33 which connects the hydrogen separating apparatus 3 and the fuel cell 4.
なお、この配管43には、圧力計44および流量計45 Note that this pipe 43, pressure gauge 44 and flow meter 45
が介装されている。 There has been interposed.

【0033】2基の吸着筒18および19は、その筒内に、例えば、金属触媒、活性炭、モレキュラーシーブなどの公知の吸着剤がそれぞれ充填されており、また、温度調節器46および47、および、ヒータ48および4 [0033] The 2 groups adsorption column 18 and 19, into the cylinder, for example, and a metal catalyst, activated carbon, a known adsorbent such as molecular sieve is filled respectively, also, a temperature controller 46 and 47, , heater 48 and 4
9をそれぞれ備えている。 And it includes each of the 9. そして、このような吸着筒1 Then, such adsorption column 1
8および19では、温度差によって、改質ガス中の水素以外の成分を吸着または脱離するようにしている。 In 8 and 19, the temperature difference, so that the adsorption or desorption of the components other than hydrogen in the reformed gas. すなわち、例えば、常温において、改質ガス中の水素以外の成分を、吸着剤によって選択的に吸着することにより、 That is, for example, at room temperature, the components other than hydrogen in the reformed gas by selectively adsorbed by the adsorbent,
その成分を水素と分離するとともに、その吸着された成分を、ヒータ48および49で加熱することによって吸着剤から脱離させることにより、吸着剤を再生する。 With separated components thereof with hydrogen, the adsorbed components, whereby desorbed from the adsorbent by heating by the heater 48 and 49, to regenerate the adsorbent. なお、水素以外の成分には、改質の条件によっても異なるが、一酸化炭素や二酸化炭素以外に、例えば、未反応の改質原料や、その改質原料に起因する副生物などが含まれる場合がある。 Note that the components other than hydrogen, may vary depending on the conditions of reforming, are included in addition to carbon monoxide and carbon dioxide, for example, reforming material and the unreacted and by-products resulting from the reforming material If there is a.

【0034】吸着および脱離の条件は、このような吸着の対象となる成分の種類および割合や、吸着剤の種類および吸着筒18および19の容量などによって、適宜、 [0034] Conditions of adsorption and desorption are such and the type and proportion of subjects become components of adsorption, depending on the type and capacity of the adsorption columns 18 and 19 of the adsorbent, suitably,
選択されるが、とりわけ、一酸化炭素および二酸化炭素を十分に吸着分離できるように選択する。 They are selected, inter alia, selected to be sufficiently adsorptive separation of carbon monoxide and carbon dioxide.

【0035】このように、改質装置2により得られた改質ガスから、水素以外の成分を選択的に吸着分離することにより、水素濃度の極めて高い燃料ガスを得ることができる。 [0035] Thus, the reformed gas obtained by reforming apparatus 2, by selectively adsorbing separating components other than hydrogen, it is possible to obtain a very high fuel gas in the hydrogen concentration. とりわけ、一酸化炭素を吸着分離することで、 Especially, by adsorptive separation of carbon monoxide,
後述するアノードの触媒の被毒をなくすことができ、これによって、燃料電池の性能の低下や、寿命の短命化を防止することができるとともに、二酸化炭素を吸着分離することで、燃料ガスの水素濃度を高めることができ、 It is possible to eliminate poisoning of the anode catalyst described below, thereby, decrease in performance of the fuel cell, it is possible to prevent shortening of life, by adsorptive separation of carbon dioxide, hydrogen fuel gas it becomes possible to increase the concentration,
燃料電池において、効率のよい発電を行なうことができる。 In the fuel cell, it is possible to perform efficient power generation.

【0036】そして、2基の吸着筒18および19は、 [0036] Then, the adsorption column 18 and 19 of the 2 groups,
いずれか一方の吸着筒18および19が分離処理をしている間に、他方の吸着筒18および19の再生処理を行なえるように、適宜、第1開閉弁24ないし第8開閉弁42により配管が切り換えられている。 While one of the adsorption columns 18 and 19 are a separation process piping, the reproduction processing of the other adsorption column 18 and 19 in so performed, as appropriate, by the first on-off valve 24 to the eighth on-off valve 42 It is switched. 例えば、一方の吸着筒18において分離処理を行ない、他方の吸着筒1 For example, in one adsorption cylinder 18 performs a separation process, the other adsorption column 1
9において再生処理を行なう場合には、第1開閉弁2 When performing the regeneration process in the 9, first on-off valve 2
4、第4開閉弁31、第5開閉弁37および第8開閉弁42を開状態にするとともに、第2開閉弁25、第3開閉弁29、第6開閉弁38および第7開閉弁41を閉状態にする。 4, the fourth on-off valve 31, while the fifth on-off valve 37 and the eighth on-off valve 42 in the open state, the second on-off valve 25, the third on-off valve 29, the sixth on-off valve 38 and the seventh on-off valve 41 to the closed state.

【0037】そうすると、配管17から供給される改質ガスは、第1開閉弁24から配管20を介して、一方の吸着筒18に供給される。 [0037] Then, the reformed gas supplied from the pipe 17, the first on-off valve 24 via the pipe 20, is supplied to one of the adsorption column 18. 吸着筒18では、供給された改質ガス中の、一酸化炭素や二酸化炭素などが吸着分離された後、水素濃度の極めて高い燃料ガスとして配管3 In the adsorption column 18, the supplied reformed gas, after the carbon monoxide and carbon dioxide is adsorbed separated pipe 3 as a very high fuel gas of hydrogen concentration
4に排出される。 4 is discharged to. 次いで、配管34に排出された燃料ガスは、第5開閉弁37から配管33を介して、燃料電池4に供給される。 Then, the fuel gas discharged to the pipe 34, the fifth on-off valve 37 via a pipe 33, is supplied to the fuel cell 4. これによって、水素濃度の極めて高い燃料ガスを、燃料電池4に供給することができる。 Thus, a very high fuel gas of the hydrogen concentration can be supplied to the fuel cell 4.

【0038】また、配管33からは、配管43が分岐しているので、配管34に排出された燃料ガスは、その一部が配管33から配管43に供給される。 Further, from the pipe 33, since the pipe 43 is branched, the fuel gas discharged to the pipe 34 is partially supplied to the pipe 43 from the pipe 33. そして、配管43に供給された燃料ガスは、圧力計44および流量計45を順次通過した後、第8開閉弁42から配管40に供給され、さらに配管35を介して他方の吸着筒19に供給される。 The fuel gas supplied to the pipe 43 after sequentially passing through the pressure gauge 44 and flow meter 45 is supplied from the eighth on-off valve 42 in the pipe 40, further through the pipe 35 supplied to the other adsorption column 19 It is. 吸着筒19は、ヒータ49および温度調節器47によって、その内部温度が、例えば、250〜3 Adsorption column 19, the heater 49 and the temperature controller 47, the internal temperature, e.g., 250-3
50℃に制御されている。 It is controlled to 50 ° C.. そのため、吸着筒19の吸着剤に吸着されている、一酸化炭素や二酸化炭素などの成分は、高温による脱離と燃料ガスによる脱離(水素還元)とによって、吸着剤から良好に脱離し、これによって吸着剤が再生される。 Therefore, components such that the adsorbed carbon monoxide and carbon dioxide adsorbent adsorbing column 19, the desorption (hydrogen reduction) by elimination of the fuel gas by the high temperature, good desorbed from the adsorbent, This adsorbent is regenerated. また、脱離した一酸化炭素や二酸化炭素などの成分は、配管21に排出される。 Further, components such as carbon monoxide or carbon dioxide desorbed is discharged to the pipe 21. そして、このような再生排ガスは、空冷ファン30を通過させて冷却した後、第4開閉弁31から配管16を介して再生排ガスとして排出され、燃焼部10にて燃焼され水蒸気発生部9の熱源の一部として利用される。 Then, such regeneration exhaust gas after cooling by passing through a blower 30, from the fourth on-off valve 31 via the pipe 16 is discharged as regeneration gas, a heat source is combustion steam generating unit 9 in the combustion section 10 It is used as a part of.

【0039】また、これとは逆に、例えば、他方の吸着筒19において分離処理を行ない、一方の吸着筒18において再生処理を行なう場合には、上記した切り換えとは逆に、第1開閉弁24、第4開閉弁31、第5開閉弁37および第8開閉弁42を閉状態にするとともに、第2開閉弁25、第3開閉弁29、第6開閉弁38および第7開閉弁41を開状態にすればよい。 Further, conversely, for example, performs a separation process in the other adsorption column 19, when performing a reproduction process in one adsorption cylinder 18, in contrast to the switching described above, the first on-off valve 24, fourth on-off valve 31, with the fifth on-off valve 37 and the eighth on-off valve 42 is closed, the second on-off valve 25, the third on-off valve 29, the sixth on-off valve 38 and the seventh on-off valve 41 it may be set to the open state. なお、この場合、燃料ガスの流れも、上記した流れと逆になるが、その詳細な説明は省略する。 In this case, the flow of the fuel gas, becomes a flow opposite to the above, detailed description thereof will be omitted.

【0040】このように、2基の吸着筒18および19 [0040] Thus, the 2 groups adsorption columns 18 and 19
のうち、いずれか一方の吸着筒18および19を分離処理とし、他方の吸着筒18および19を再生処理とするように選択的に配管を切り換えておくことで、分離処理を行なっている吸着筒18および19が吸着限界に達した時には、その吸着筒18および19を再生処理するとともに、再生処理がなされた他方の吸着筒18および1 Of the one adsorption column 18 and 19 as a separation process, by selectively keeping switching the pipe to the other adsorption column 18 and 19 and the reproducing process, the adsorption column doing the separation process when 18 and 19 has reached the adsorption limit, reproduces processes the adsorption column 18 and 19, the other the playback processing has been performed the adsorption column 18 and 1
9によって、引き続き分離処理を行なうことができる。 By 9, it is possible to continue the separation process.
そのため、常に吸着能力の良好な状態の吸着剤が充填されている吸着筒18および19によって、改質ガスを連続して吸着分離することができ、水素濃度の極めて高い燃料ガスを連続して燃料電池4に供給することができる。 Therefore, always by adsorption column 18 and 19 adsorbent good condition adsorption capacity is filled, continuously reformed gas can be adsorbed separated, successively a very high fuel gas of the hydrogen concentration fuel it can be supplied to the battery 4.

【0041】なお、図2に示す水素分離装置3では、2 [0041] In the hydrogen separator 3 shown in FIG. 2, 2
基の吸着筒18および19によって、分離処理および再生処理を選択的に行なうようにしているが、例えば、再生処理に時間を要する場合などにあっては、3基以上の吸着筒を並列に接続するようにしてもよい。 The adsorption column 18 and 19 of the group, although to perform the separation process and the regeneration process selectively, for example, in the example, if it takes time to regeneration process, connected in parallel 3 groups or more adsorption column it may be.

【0042】また、図2に示す水素分離装置3では、温度差によって、改質ガス中の水素以外の成分を吸着分離または脱離再生するようにしているが、圧力差によって、改質ガス中の水素以外の特定の成分を吸着分離または脱離再生するようにしてもよい。 Further, the hydrogen separator 3 shown in FIG. 2, the temperature difference, but the components other than hydrogen in the reformed gas so that adsorption separation or desorption regeneration by a pressure difference, the reformed gas the specific components other than hydrogen may be adsorptive separation or desorption regeneration. このような圧力差による場合には、例えば、常圧において、改質ガス中の水素以外の成分を、吸着剤によって選択的に吸着することにより分離した後、減圧することによって、その吸着された成分を吸着剤から脱離させることにより、吸着剤を再生する。 If by such pressure difference, for example, at normal pressure, the components other than hydrogen in the reformed gas, after separation by selectively adsorbed by the adsorbent by pressure reduction, which is the adsorbed by desorbing component from the adsorbent to regenerate the adsorbent.

【0043】そして、このようにして、水素分離装置3 [0043] Then, in this manner, hydrogen separation device 3
により得られた水素濃度の極めて高い燃料ガスは、配管33を介して燃料電池4に供給される。 Very high fuel gas of the hydrogen concentration obtained by, is supplied to the fuel cell 4 via the pipe 33.

【0044】燃料電池4は、固体高分子型燃料電池であって、構成単位である単位セル51が複数積層されたスタック構造とされている。 The fuel cell 4, a solid polymer fuel cell, the unit cell 51 is a structural unit is a plurality laminated stack structure. 単位セル51は、図3に示すように、パーフルオロスルホン酸膜などのプロトン導電性の固体高分子膜52と、白金などの貴金属が担持される多孔質電極として形成されるアノード53およびカソード54と、ガス不透過の導電性部材として形成されるセパレータ55および56とによって構成されている。 Unit cell 51, as shown in FIG. 3, the solid polymer membrane 52 of the proton conductivity such as perfluorosulfonic acid membrane, anode 53 and cathode 54 are formed as a porous electrode noble metal such as platinum is supported When, it is constituted by the separator 55 and 56 is formed as a conductive member of a gas impermeable.

【0045】アノード53およびカソード54は、固体高分子膜52を、その両側から挟むようにして配置されており、セパレータ55および56は、これらアノード53およびカソード54を、さらにその両側から挟むようにして配置されている。 [0045] The anode 53 and cathode 54, a solid polymer membrane 52 is disposed so as to sandwich from both sides, the separator 55 and 56, these anode 53 and cathode 54, are arranged so as to further sandwich from both sides there. セパレータ55には、燃料ガス流路溝57が形成されており、この燃料ガス流路溝5 The separator 55, the fuel gas flow passage groove 57 is formed, the fuel gas flow field groove 5
7とアノード53との間において、燃料ガスを流すための燃料ガス流路58が形成されている。 Between the 7 and the anode 53, the fuel gas flow path 58 for supplying a fuel gas is formed. また、セパレータ56には、酸化ガス流路溝59が形成されており、この酸化ガス流路溝59とカソード54との間において、 Further, the separator 56, the oxidizing gas passage groove 59 is formed in between the oxidizing gas passage grooves 59 and the cathode 54,
酸化ガスを流すための酸化ガス流路60が形成されている。 An oxidizing gas passage 60 for supplying an oxygen gas is formed. なお、実際には、セパレータ55および56の両面に、燃料ガス流路溝57および酸化ガス流路溝58が形成されており、一方の面がアノード53との間で燃料ガス流路59を形成するとともに、他方の面がカソード5 In practice, the both surfaces of the separator 55 and 56, the fuel gas passage groove 57 and oxidizing gas passage groove 58 is formed, a fuel gas flow path 59 between the one surface and an anode 53 formed while, the other side the cathode 5
4との間で酸化ガス流路60を形成している。 And forming an oxide gas channel 60 between 4.

【0046】また、燃料ガス流路58は、各単位セル5 [0046] The fuel gas channel 58, the unit cells 5
1を積層方向に貫通するようにも形成されており、図1 1 are also formed so as to pass through in the stacking direction, FIG. 1
に示すように、その入口側端部には、その一端が水素分離装置3に接続される配管33が接続されるとともに、 As shown in, in its inlet end, with the pipe 33 is connected to one end connected to the hydrogen separator 3,
その出口側端部には、その一端が配管33の途中に接続されている配管61が接続されている。 Its outlet end, the pipe 61 whose one end is connected to the middle of the pipe 33 is connected.

【0047】また、酸化ガス流路59も、燃料ガス流路58と同様に、各単位セル51を積層方向に貫通するように形成されており、その入口側端部には、その一端がエアコンプレッサ7に接続される配管62が接続されるとともに、その出口側端部には、その一端が水回収装置8に接続される配管63が接続されている。 Further, the oxidizing gas flow path 59, like the fuel gas flow path 58 is formed so as to penetrate the respective unit cells 51 in the stacking direction, to its inlet end, one end air with piping 62 connected to the compressor 7 is connected to its outlet end, the pipe 63 is connected to one end connected to the water recovery apparatus 8.

【0048】そして、図3にも示すように、アノード1 [0048] Then, as shown in FIG. 3, the anode 1
8においては、水素分離装置3から配管33を介して供給される燃料ガス中の水素が、 In 8, the hydrogen in the fuel gas supplied through the pipe 33 from the hydrogen separator 3,

【0049】 [0049]

【化2】 ## STR2 ##

【0050】の反応により、プロトンと電子とを生成し、生成されたプロトンが固体高分子膜52を通ってカソード54に向かうとともに、電子が図示しない外部回路に流出する。 [0050] by reaction to generate protons and electrons, generated protons with toward the cathode 54 through the solid polymer membrane 52, and flows out to an external circuit the electrons (not shown). また、カソード54においては、エアコンプレッサ7から配管62を介して供給される空気中の酸素が、固体高分子膜52を移動してきたプロトンおよび外部回路から流入する電子と、次のように反応して、 Further, in the cathode 54, oxygen in the air supplied through the pipe 62 from the air compressor 7, and electrons flowing solid polymer membrane 52 from the protons and the external circuit has moved, reacts as follows Te,

【0051】 [0051]

【化3】 [Formula 3]

【0052】水を生じ、その結果、起電力が発生する。 [0052] The resulting water, as a result, an electromotive force is generated.

【0053】なお、生成された水は、空気とともに、酸化ガス流路60の出口側端部から配管63を介して水回収装置8に排出される。 [0053] Incidentally, the generated water, together with air, is discharged to the water recovery apparatus 8 via a pipe 63 from the outlet end of the oxidizing gas channel 60. なお、水回収装置8には、配管64を介して水タンク6が接続されており、水回収装置8に回収された水は、水タンク5に蓄えられる。 Incidentally, the water recovery apparatus 8 is connected the water tank 6 through the piping 64, the water collected in the water recovery apparatus 8 is stored in the water tank 5.

【0054】一方、燃料ガス流路58の出口側端部から配管61に排出された、未反応の水素を含む燃料ガスは、水素分離装置3から供給される燃料ガスとともに、 On the other hand, is discharged from the outlet end of the fuel gas channel 58 to the piping 61, the fuel gas containing unreacted hydrogen, along with fuel gas supplied from the hydrogen separator 3,
配管33を介して、再び、燃料電池4の入口側端部から燃料ガス流路58に供給される。 Via a pipe 33, it is again supplied from the inlet end of the fuel cell 4 in the fuel gas flow path 58. これによって、燃料電池4から排出される未反応の水素を有効に利用することができる。 This makes it possible to effectively utilize the unreacted hydrogen discharged from the fuel cell 4. とりわけ、この燃料電池装置1においては、 Especially, in the fuel cell system 1,
燃料電池4には、水素分離装置3から水素濃度の極めて高い燃料ガスが供給されるので、燃料電池4から排出される燃料ガス中には、水素以外の成分、例えば、一酸化炭素や二酸化炭素などが含まれておらず、循環使用により、これらが濃縮されるようなことはなく、水素濃度の極めて高い燃料ガスを循環して使用することができる。 The fuel cell 4, because the very high fuel gas of the hydrogen concentration from the hydrogen separator 3 is supplied to the fuel gas discharged from the fuel cell 4, components other than hydrogen, for example, carbon monoxide and carbon dioxide does not contain such, the recycling is not possible as they are concentrated, it can be used to circulate very high fuel gas in the hydrogen concentration.
したがって、循環して使用される燃料ガス中の水素濃度を低下させることなく、効率のよい発電を行なうことができる。 Therefore, circulation without reducing the hydrogen concentration in the fuel gas to be used, it is possible to perform efficient power generation.

【0055】このように、本実施形態の燃料電池装置1 [0055] Thus, the fuel cell apparatus 1 of this embodiment
では、水素分離装置3において、吸着筒18および19 In, the hydrogen separator 3, adsorption columns 18 and 19
により、改質ガスから水素以外の成分、主として、一酸化炭素ガスおよび二酸化炭素ガスを、同時かつ選択的に吸着分離することによって、燃料ガスを得ているので、 The components other than hydrogen from a reformed gas mainly carbon monoxide and carbon dioxide gas, simultaneously and by selective adsorption separation, so to obtain a fuel gas,
アノード53の触媒の被毒をなくすこと、および、燃料ガスの水素濃度を高めることを、簡易な構成かつ低コストで、同時に実現し、これによって、燃料電池4において、効率のよい発電が達成されている。 Eliminating the poisoning of the catalyst of the anode 53, and, to enhance the hydrogen concentration of the fuel gas, a simple structure and low cost, to achieve at the same time, by which the fuel cell 4, efficient power generation is achieved ing.

【0056】 [0056]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の燃料電池装置では、水素分離装置において、改質ガスから水素以外の成分を選択的に吸着分離することによって、燃料ガスを得ているので、水素濃度の極めて高い燃料ガスが、燃料電池に供給される。 As described above, according to the present invention, the fuel cell device of the present invention, the hydrogen separation device, by selective adsorption separation of components other than hydrogen from the reformed gas, so to obtain a fuel gas, very high fuel gas hydrogen concentration is supplied to the fuel cell. そのため、燃料電池において、効率のよい発電を行なうことができる。 Therefore, it is possible to perform in a fuel cell, an efficient power generation. しかも、吸着により分離するため、簡易な構成により、低コストで実現することができる。 Moreover, for the separation by adsorption, a simple structure can be realized at low cost.

【0057】とりわけ、選択吸着される水素以外の成分、主として、一酸化炭素および二酸化炭素を吸着分離すれば、アノードの触媒の被毒をなくすこと、および、 [0057] Especially, components other than hydrogen selected adsorption, mainly, if adsorptive separation of carbon monoxide and carbon dioxide, to eliminate the poisoning of the anode catalyst, and,
燃料ガスの水素濃度を高めることを、簡易な構成によって同時に実現することができ、より一層効率のよい発電を行なうことができる。 To enhance the hydrogen concentration of the fuel gas, can be simultaneously realized by a simple configuration, it is possible to perform more efficient power generation.

【0058】また、本発明では、水素濃度の極めて高い燃料ガスを燃料電池に供給することができるので、この燃料ガスを循環して使用しても、水素以外の成分、例えば、一酸化炭素や二酸化炭素などが濃縮されることがない。 [0058] In the present invention, since a very high fuel gas of the hydrogen concentration can be supplied to the fuel cell, it is used to circulate the fuel gas, components other than hydrogen, for example, Ya carbon monoxide never carbon dioxide is enriched. その結果、燃料電池から排出される燃料ガスを有効に利用することができながら、循環して使用される燃料ガス中の水素濃度を低下させることなく、効率のよい発電を行なうことができる。 As a result, while it is possible to effectively use the fuel gas discharged from the fuel cell, circulation without reducing the hydrogen concentration in the fuel gas to be used, it is possible to perform efficient power generation.

【0059】また、改質装置において、水素含有化合物を、部分酸化を伴わない水蒸気改質によって改質すれば、水素分離装置において窒素を選択的に吸着分離する必要がないので、水素分離装置に窒素を分離するための構成を設けずにすみ、簡易な構成によって、水素濃度の極めて高い燃料ガスを得ることができる。 [0059] Further, in the reformer, a hydrogen-containing compound, if modified by the steam reforming without the partial oxidation, since there is no need to selectively adsorptive separation of nitrogen in the hydrogen separator, the hydrogen separator corner without providing a structure for the separation of nitrogen, it is possible with a simple structure, to obtain a very high fuel gas in the hydrogen concentration.

【0060】また、水素分離装置に複数の吸着筒を備えて、各吸着筒を、分離処理と再生処理とを選択的に行なうことができるように構成すれば、分離処理を行なっているある吸着筒が吸着限界に達した時には、その吸着筒を再生処理するとともに、再生処理がなされた他の吸着筒によって、引き続き分離処理を行なうことができる。 [0060] Further, a plurality of adsorption column to the hydrogen separation device, each adsorption column, if configured to the separation process and the regeneration process may be selectively performed, there adsorption doing the separation process when the cylinder has reached the adsorption limit, it reproduces processes the adsorption column, the other adsorption cylinder playback processing has been performed, subsequently it is possible to perform the separation process.
そのため、常に吸着能力の良好な状態の吸着筒によって、改質ガスを連続して吸着分離することができ、水素濃度の極めて高い燃料ガスを連続して燃料電池に供給することができる。 Therefore, by always adsorption column good state of adsorption capacity, continuously reformed gas can be adsorption separation, it can be supplied to the fuel cell continuously very high fuel gas in the hydrogen concentration. したがって、燃料電池において効率のよい発電を行なうことができる。 Therefore, it is possible to perform efficient power generation in the fuel cell.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施形態としての燃料電池装置を示す全体構成図である。 1 is an overall configuration diagram showing a fuel cell device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す燃料電池装置の水素分離装置の構成を示す装置構成図である。 2 is a system configuration diagram showing the configuration of the hydrogen separation apparatus for a fuel cell apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示す燃料電池装置の燃料電池の単位セルの構成を示す概略構成図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a unit cell of a fuel cell of the fuel cell apparatus shown in FIG.

【符号の説明】 1 燃料電池装置 2 改質装置 4 燃料電池 3 水素分離装置 18 吸着筒 19 吸着筒 [Description of Reference Numerals] 1 fuel cell device 2 reformer 4 the fuel cell 3 hydrogen separator 18 adsorption column 19 adsorption column

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 水素含有化合物を改質することにより、 By modifying the 1. A hydrogen-containing compound,
    水素を含む改質ガスを得る改質装置と、燃料ガスが供給される燃料電池とを備える燃料電池装置において、 前記改質装置の下流側であって、かつ前記燃料電池の上流側に、前記改質装置により得られた改質ガスから、水素以外の成分を選択的に吸着分離することにより、燃料ガスを得る水素分離装置を設けていることを特徴とする、燃料電池装置。 A reformer for obtaining a reformed gas containing hydrogen, the fuel cell system and a fuel cell fuel gas is supplied to a downstream side of the reformer, and upstream of the fuel cell, wherein from the reformed gas obtained by the reformer, characterized in that by selectively adsorbing separating components other than hydrogen is provided a hydrogen separator to obtain a fuel gas, a fuel cell system.
  2. 【請求項2】 選択的に吸着分離される水素以外の成分が、少なくとも一酸化炭素および二酸化炭素を含む成分であることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池装置。 Wherein components other than hydrogen are selectively adsorbed separation, characterized in that it is a component comprising at least carbon monoxide and carbon dioxide, the fuel cell system according to claim 1.
  3. 【請求項3】 前記燃料電池から排出される燃料ガスを、再度前記燃料電池に供給することにより、循環して使用できるように構成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の燃料電池装置。 The 3. A fuel gas discharged from the fuel cell, by supplying to the fuel cell again, characterized in that it is configured for use circulating, according to claim 1 or 2 fuel cell device.
  4. 【請求項4】 前記改質装置においては、水素含有化合物を、部分酸化を伴わない水蒸気改質によって改質することを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池装置。 4. A said reformer, a hydrogen-containing compound, wherein the reforming by steam reforming without partial oxidation fuel cell device according to any one of claims 1 to 3.
  5. 【請求項5】 前記水素分離装置には、複数の吸着筒が備えられており、各前記吸着筒は、水素以外の成分を吸着する分離処理と、吸着された水素以外の成分を脱離させる再生処理とを、選択的に行なうことができるように構成されていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池装置。 To wherein said hydrogen separation device is provided with a plurality of adsorption columns, each said adsorption columns includes a separation process to adsorb components other than hydrogen, to desorb components other than hydrogen adsorbed a reproduction process, characterized in that it is configured to be able to carry out selectively, fuel cell device according to any one of claims 1 to 4.
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