JP2001115172A

JP2001115172A - Ｃｏ変成装置

Info

Publication number: JP2001115172A
Application number: JP29239899A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ikegami; 周司池上; Nobuki Matsui; 伸樹松井; Yasunari Okamoto; 康令岡本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】高温及び低温変成器の双方を備えたＣＯ変成
装置において、その構造を簡素化すると共に、熱損失を
低減する。【解決手段】高温変成器７及び低温変成器９、並びに
第２熱交換器８を一つの容器２５に設けてＣＯ変成器６
０を構成する。高温変成器部分は、容器と内筒２６とに
よる二重筒構造に形成し、高温変成器は内筒内に配設す
る。第２熱交換器８は、容器と内筒との間の環状空間に
螺旋状に配設した電池排ガスの流路３６により構成す
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ＣＯ変成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水素は炭化水素又はメタノールを改質す
ることによって生成することができ、このような改質に
よって水素を生成する水素ガス発生装置は、燃料電池、
水素エンジン等に使用することができる。

【０００３】そして、上記水素ガス発生装置としては、
燃料改質器とＣＯ変成装置とを備えたものが知られてお
り、上記燃料改質器は、炭化水素またはメタノールを例
えば部分酸化反応させるようにしている。この部分酸化
反応は以下の式で表される。

【０００４】ＣnＨm＋(n/2)Ｏ₂→nＣＯ＋(m/2)Ｈ₂ ……（１）一方、ＣＯ変成装置は、上記燃料改質器の下流側に設け
られるものであり、上記燃料改質器において生じたＣＯ
を水性ガスシフト反応させるようにしている。この水性
ガスシフト反応は以下の式で表される。

【０００５】ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂ ……（２）例えば、特開平９−１１５５４１号公報、または特開平
９−２６６００５号公報においては、燃料電池システム
において上記ＣＯ変成装置を備えたものが記載されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のＣＯ
変成装置として、高温での水性ガスシフト反応に対し活
性を呈する高温変成触媒によって構成された高温変成器
と、低温での水性ガスシフト反応に対し活性を呈する低
温変成触媒によって構成された低温変成器との２つによ
って構成されたものが知られている。

【０００７】ところが、このような高温及び低温変成器
は、それぞれ別体に形成されているため、上記ＣＯ変成
装置、ひいては燃料電池システム等が大型化してしまう
という不都合がある。

【０００８】また、上記高温変成器を通過した改質ガス
は、熱回収器によって冷却されると共に熱回収されて低
温変成器に導入されるようになっている。ところが、上
記のように高温変成器と低温変成器とをそれぞれ別体に
形成し、さらに、両者の配管途中に熱回収器を設けるの
であれば、配管構造が複雑化すると共に、熱損失が大き
くなってしまうという不都合がある。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、高温及び低温
変成器の双方を備えたＣＯ変成装置において、その構造
を簡素化すると共に、熱損失を低減することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、高温変成器及び低温変成器を一体化さ
せる点に着目し、その一体化を最適な形態とする点に鑑
みて本発明を完成するに至ったものである。

【００１１】具体的に、第１の発明は、被処理ガスに含
まれるＣＯを水性ガスシフト反応によってＣＯ₂にそれ
ぞれ変成する高温変成器及び低温変成器と、上記高温変
成器でＣＯの変成がなされた被処理ガスを低温変成器で
のＣＯ変成のために冷却しその排熱を回収する熱回収器
とを備えたものとする。そして、上記高温変成器及び低
温変成器、並びに熱回収器を、高温変成器から熱回収器
へ、この熱回収器から低温変成器へそれぞれ上記被処理
ガスが直接流入するように一体に設けることを特定事項
とするものである。この場合、高温変成器及び低温変成
器、並びに熱回収器を一体化させることによって、ＣＯ
変成装置のコンパクト化が図られる。また、上記高温変
成器と熱回収器と低温変成器との間の配管が省略される
ことから、熱損失が低減化される。

【００１２】また、第２の発明は、被処理ガスに含まれ
るＣＯを水性ガスシフト反応によってＣＯ₂にそれぞれ
変成する高温変成部及び低温変成部と、上記高温変成部
でＣＯの変成がなされた被処理ガスを低温変成部でのＣ
Ｏ変成のために冷却しその排熱を回収する熱回収部とを
備えたものとする。そして、上記高温変成部及び低温変
成部、並びに熱回収部を、一つの容器に設けることを特
定事項とするものである。この場合、ＣＯ変成装置の構
造が簡素化されると共に、同一容器に設けることによっ
て、熱損失が小さくなる。

【００１３】このような容器としては、例えば断熱部材
によって形成するようにしてもよい。このようにすれ
ば、上記高温変成部及び低温変成部、並びに熱回収部か
ら熱が外気に放出されることが防止され、ＣＯ変成装
置、さらにこのＣＯ変成装置が備えられたシステム全体
の熱損失が低減化される。

【００１４】ここで、上記第１及び第２の発明において
は、高温変成器または高温変成部よりも上流側には、例
えば炭化水素系の原燃料、酸素、及び水蒸気による原料
ガスから水素が生成するように、部分酸化反応に対して
活性化を呈する触媒によって構成された燃料改質器を備
えるようにすればよい。また、この「燃料改質器」とし
ては、例えば部分酸化反応と水性ガスシフト反応とを逐
次的に進行させるように構成してもよい。なお、このよ
うな燃料改質器において、原料ガスとして水蒸気を添加
することにより、（１）式の部分酸化反応における燃料
転化率には大きな影響を与えないが、その転化により
（２）式の水性ガスシフト反応が生じ易くなる（平衡が
生成側に傾く）から、水素の収率が高くなる。

【００１５】また、上記炭化水素系の原燃料としては、
上記メタンの他、プロパン、天然ガス（ＬＮＧを含
む）、ナフサ、灯油、液化石油ガス（ＬＰＧ）、都市ガ
ス等を採用することができる。

【００１６】そして、上記「高温変成」としては、例え
ば請求項３記載の如く、高温での水性ガスシフト反応に
活性を呈する高温変成触媒の充填層、または上記高温変
成触媒をハニカム担体に担持させてなるハニカム触媒を
用いればよい。ここで、高温変成の触媒例としては、Ｆ
ｅ−Ｃｒ系もしくはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系、またはこれら
金属酸化物の混合物などが挙げられる。

【００１７】また、上記「低温変成」としては、例えば
請求項４記載の如く、低温での水性ガスシフト反応に活
性を呈する低温変成触媒の充填層、または上記低温変成
触媒をハニカム担体に担持させてなるハニカム触媒を用
いればよい。ここで、低温変成の触媒例としては、Ｃｕ
−Ｚｎ系もしくはＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ系、またはこれら金
属酸化物の混合物などが挙げられる。

【００１８】さらに、上記「熱回収」としては、例え
ば、上記ＣＯ変成装置が燃料電池システムに適用された
場合であれば、燃料電池の電極の排ガスと、高温変成済
みの被処理ガスとの熱交換によって行ってもよい。ま
た、熱回収としては、原料ガスまたは原料ガスとして添
加するための水蒸気と、高温変成済みの被処理ガスとの
熱交換によって行うようにしてもよい。上記いずれの場
合であっても、確実に熱を回収することが可能になる。
特に、燃料電池の排ガスを利用する場合は、燃料電池シ
ステム全体の効率が向上される。

【００１９】そして、上記第２の発明のように高温変成
部及び低温変成部、並びに熱回収部を一つの容器に設け
る場合には、例えば請求項６記載の如く、高温変成部
を、容器内に配設された内筒内に設け、熱回収部を、上
記内筒と容器との間の環状空間に配設するようにしても
よい。ここで、上記内筒としては、例えば断熱部材によ
って形成するようにしてもよい。

【００２０】そして、この場合、被処理ガスは、まず内
筒内の高温変成部を通った後に、環状空間を通過し、低
温変成部に流入するようになる。そして、この改質ガス
が環状空間を通過する際に、熱回収部によって被処理ガ
スの冷却及び熱回収が行われる。このように、高温及び
低温変成部、並びに熱回収部を一つの容器に設け、か
つ、高温変成部の周囲に熱回収部を配設することによっ
て、ＣＯ変成装置のコンパクト化が図られると共に、熱
損失の大幅な低減化が図られる。

【００２１】ところで、低温変成部における水性ガスシ
フト反応は発熱反応であることから、この低温変成部が
高温になってしまい、反応が進み難くなったり触媒が熱
劣化したりするおそれがある。

【００２２】そこで、例えば請求項７記載の如く、熱回
収部につながる配管を、低温変成部の内部を貫通して配
設するようにしてもよい。この場合、低温変成部の温度
が適正に調整され、反応の活性化が図られると共に、触
媒の熱劣化が防止される。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明におけるＣ
Ｏ変成装置によれば、高温変成器及び低温変成器、並び
に熱回収器を一体に設ける、もしくは高温変成部及び低
温変成部、並びに熱回収部を一つの容器に設けることに
よって、ＣＯ変成装置の構造を簡素化することができる
と共に、コンパクト化を図ることができる。また、熱損
失を小さくすることができる。

【００２４】高温変成として高温変成触媒の充填層また
は高温変成触媒をハニカム担体に担持させてなるハニカ
ム触媒を用い、低温変成として低温変成触媒の充填層ま
たは低温変成触媒をハニカム担体に担持させてなるハニ
カム触媒を用いることにより、ＣＯを確実に低減化させ
ることができると共に、水素を効果的に生成することが
できる。また、熱回収として、燃料電池の電極の排ガ
ス、原料ガスもしくは水蒸気を利用することにより、確
実に熱回収することができる。特に、燃料電池の排ガス
を利用する場合は、燃料電池システム全体の効率を向上
することができる。

【００２５】また、高温変成部の周囲に熱回収部を配設
することによって、ＣＯ変成装置を一つの容器に設ける
場合において、より一層のコンパクト化が図られる最適
なレイアウトとなる。それと共に、熱損失の大幅な低減
化を図ることができる。

【００２６】さらに、熱回収部につながる配管を、低温
変成部の内部を貫通して配設することにより、低温変成
部の温度を適正な温度に調整することができ、反応の活
性化を図ることができると共に、触媒の熱劣化を防止す
ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。この実施形態は本発明に係るＣＯ
変成装置を燃料電池システムに適用したものである。

【００２８】図１に示す燃料電池システム構成におい
て、１は触媒電極である酸素極（カソード）２と同じく
触媒電極である水素極（アノード）３とを有する固体高
分子電解質型の燃料電池であり、酸素極２には空気圧縮
機４が空気供給管１０によって接続され、水素極３には
燃料改質器５が改質ガス供給管２０によって接続されて
いる。改質ガス供給管２０には、第１熱交換器６、ＣＯ
高温変成器７、第２熱交換器８、ＣＯ低温変成器９、第
３熱交換器１１、ＣＯ選択酸化反応器１２及び第４熱交
換器１３が、燃料電池１に向かって順に設けられてい
る。

【００２９】燃料改質器５には原燃料源（都市ガス）１
４が原料ガス供給管３０によって接続されている。この
原料ガス供給管３０にはガス圧縮機１５及び脱硫器１６
が燃料改質器５に向かって順に設けられている。また、
燃料改質器５には、上記空気圧縮機４から部分酸化反応
用の空気を供給すべく上記空気供給管１０から分岐した
管が接続されているとともに、水性ガスシフト反応用の
水蒸気を得るための水を噴霧供給すべく水タンク１７が
供給管４０によって接続されている。水供給管４０には
ポンプ１８が設けられている。なお、上記燃料改質器５
には予熱用の電気ヒータが設けられている。

【００３０】原燃料源１４からの原燃料、空気圧縮機４
からの空気及び水タンク１７からの水蒸気は燃焼器１９
によって加熱して燃料改質器５に供給できるようになっ
ている。また、改質ガス供給管２０の第１熱交換器６の
上流部位には水性ガスシフト反応用の水蒸気を得るため
の水を噴霧供給すべく上記水供給管４０から分岐した管
が接続されている。改質ガス供給管２０の第３熱交換器
１１の上流部位には選択酸化反応器１２のための空気を
供給すべく上記空気供給管１０から分岐した管が接続さ
れている。

【００３１】燃料電池１の酸素極２の排ガス及び水素極
３の排ガスは、気水分離器２１，２２に通した後に合流
させて燃焼用ガスとしてガス管５０により燃焼器１９に
送るように構成されている。酸素極２の排ガスは弁２３
によって大気に適宜排出できるようになっている。上記
ガス管５０は、上記第４熱交換器１３、第３熱交換器１
１及び第２熱交換器８を順に通るように配管されてお
り、排ガスは各熱交換器における改質ガスとの熱交換に
よって加熱されて燃焼器１９に供給されるようになって
いる。従って、改質ガスは逆に各熱交換器で冷却されて
燃料電池１に送られることになる。第１熱交換器６には
別の冷却水管２４が通されていて、改質ガスはその冷却
水との熱交換によって冷却されるようになっている。

【００３２】図２は高温変成器７と低温変成器９とを一
つの容器２５に設けたＣＯ変成装置６０を示す。同図の
ＣＯ変成装置６０は、その上部が高温変成器７の部分
（高温変成部）となっている一方、下部が低温変成器９
の部分（低温変成部）となっており、上記高温変成器７
の周囲には、熱回収部としての第２熱交換器８が形成さ
れている。

【００３３】上記高温変成器７の部分は、容器２５と内
筒２６とによる二重筒構造に形成されており、上記高温
変成器７は、内筒２６内の触媒によって構成されてい
る。

【００３４】そして、上記容器２５と内筒２６との間の
環状空間に、上記ガス管５０の一部であるガス流路３６
が、上記内筒２６の周囲に螺旋状に配設されて第２熱交
換器８が形成されている。

【００３５】一方、低温変成器９の部分には低温変成触
媒２８が充填されており、この低温変成触媒２８内を貫
通するように上記第２熱交換器８に連結される管３５が
配設されている。なお、同図において、３１は改質ガス
の入口、３２は改質ガスの出口、３３は燃料電池１から
の排ガスの入口、３４は排ガスの出口である。

【００３６】そして、上記改質ガスの入口３１から流入
した改質ガスは、高温変成器７内を通り、容器２５と内
筒２６との間の環状空間を通過して、熱交換が行われ、
低温変成器９に流入した後に、改質ガス出口３２から流
出するようになっている（同図の矢印参照）。

【００３７】ここで、上記容器２５及び内筒２６は、断
熱部材によって形成するのが好ましい。このように断熱
部材によって形成すれば、上記高温変成器７及び低温変
成器９、並びに第２熱交換器８から熱が外気に放出され
ることが防止され、燃料電池システム全体の熱損失を低
減化することができるようになる。

【００３８】そして、上記燃料改質器５には部分酸化反
応に活性を呈する触媒（Ｒｕ又はＲｈをＡｌ₂Ｏ₃に担持
させてなる触媒）が充填されている。また、ＣＯ高温変
成器７には高温（４００℃前後）での水性ガスシフト反
応に活性を呈する触媒（Ｆｅ−Ｃｒ系もしくはＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系、またはこれら金属酸化物の混合物からなる
触媒。例えばＦｅ₂Ｏ₃及びＣｒ₂Ｏ₃をＡｌ₂Ｏ₃の同じ担
体に担持させてなる触媒、もしくはＦｅ₂Ｏ₃及びＣｒ₂
Ｏ₃をＡｌ₂Ｏ₃の別個の担体に担持させた混合物からな
る触媒）が充填され、ＣＯ低温変成器９には低温（１８
０℃前後）での水性ガスシフト反応に活性を呈する触媒
（Ｃｕ−Ｚｎ系もしくはＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ系、またはこ
れら金属酸化物の混合物からなる触媒。例えばＣｕＯ
（もしくはＣｕ）及びＺｎＯをＡｌ₂Ｏ₃の同じ担体に担
持させてなる触媒、もしくはＣｕＯ（もしくはＣｕ）及
びＺｎＯをＡｌ₂Ｏ₃の別個の担体に担持させた混合物か
らなる触媒）が充填されている。このような、触媒はハ
ニカム状のモノリス担体に担持させるようにしてもよい
し、球状や円柱状、もしくはラシヒリング状などの成形
体で高温または低温変成器７，８に充填するようにして
もよい。さらに、ＣＯ選択酸化反応器１２にはＣＯの選
択酸化反応に活性を呈する触媒（Ｒｕ又はＰｔをＡｌ₂
Ｏ₃又はゼオライトに担持させてなる触媒）が充填さ
れ、燃焼器１９には燃焼触媒が充填されている。

【００３９】つぎに、上記燃料電池システムの運転につ
いて説明する。

【００４０】上記燃料電池システムにおいては、その起
動時には燃料改質器５の温度が低いために電気ヒータが
作動されて触媒が活性を呈する温度になるまで、例えば
４６０℃程度まで加熱される。起動後は電気ヒータは停
止され、原料ガス（原燃料、空気及び水蒸気の混合ガ
ス）が燃焼器１９で予熱されるだけになる。原料ガス
は、Ｈ₂Ｏ／Ｃ比が０．５〜３になるように、Ｏ₂／Ｃ
比が０．４５〜０．７５になるように、原燃料、空気及
び水蒸気の供給量が調整され、また、燃料改質器５の出
口ガス温度は８００℃以上に上昇しないように別途調整
される。最も好ましい操作条件は、上記Ｈ₂Ｏ／Ｃ比が
１．０、Ｏ₂／Ｃ比が０．５２〜０．６０（好ましくは
０．５６）、燃料改質器５の出口ガス温度が７２０℃、
燃料改質器５の出口ガスのＣＯ₂／ＣＯ比が０．４とい
うものである。

【００４１】原燃料は脱硫された後に空気及び噴霧水と
共に電気ヒータ又は燃焼器１９によって加熱されて燃料
改質器５の触媒に供給される。この加熱によって噴霧水
は水蒸気になる。燃料改質器５の触媒上では原燃料の部
分酸化反応が起こり、水素とＣＯとが生成する（（１）
式参照）。この燃料改質器５内には水蒸気が存在するた
め、同時に水性ガスシフト反応が起こって水素と二酸化
炭素とが生成し、ＣＯ濃度が低下する（（２）式参
照）。

【００４２】燃料改質器５を出た改質ガスは、第１熱交
換器６によって４００℃程度まで温度が下がってＣＯ高
温変成器７へ送られ、そこの触媒上で生ずる水性ガスシ
フト反応によってさらにＣＯ濃度が低下する。ＣＯ高温
変成器７を出た改質ガスは第２熱交換器８によって１８
０℃程度まで温度が下がってＣＯ低温変成器９へ送ら
れ、そこの触媒上で生ずる水性ガスシフト反応によって
さらにＣＯ濃度が低下する。ＣＯ低温変成器９を出た改
質ガスは第３熱交換器１１によって１４０℃程度まで温
度が下がってＣＯ選択酸化反応器１２へ送られ、そこの
触媒上で生ずるＣＯの選択酸化反応によってＣＯ濃度が
さらに低下する。ＣＯ選択酸化反応器１２を出た改質ガ
スは第４熱交換器１３によって８０℃程度まで温度が下
がって燃料電池１の水素極３に入る。

【００４３】燃料電池１では水素極３の電極表面で２Ｈ
₂→４Ｈ⁺＋４ｅ^-、酸素極２の電極表面でＯ₂＋４Ｈ⁺＋
４ｅ^-→２Ｈ₂Ｏの電池反応を起こす。従って、酸素極２
の排ガスには電池反応に使われなかった余剰空気と電池
反応によって生じた水蒸気とが含まれる。一方、水素極
３の排ガスには電池反応に使用されなかった水素、未改
質の原燃料、空気及び水蒸気が含まれる。

【００４４】酸素極２及び水素極３の各排ガスは気水分
離器２１，２２を通って合流し、第４熱交換器１３、第
３熱交換器１１及び第２熱交換器８によって熱交換によ
り加熱されて燃焼器１９に送られる。この排ガスには含
まれている水素及び酸素は、燃焼器１９において燃焼触
媒の作用によって反応し、その反応熱が原料ガスの予熱
源となり、また、この排ガスに含まれている未改質の原
料も同時に燃焼して予熱源となる。

【００４５】つぎに、上記実施形態の作用・効果につい
て説明する。

【００４６】高温変成器７及び低温変成器９、並びに第
２熱交換器８を一つの容器２５に設けているため、ＣＯ
変成装置６０のコンパクト化を図ることができるように
なる。また、上記高温変成器７と第２熱交換器８、及び
第２熱交換器８と低温変成器９との間の配管を省略する
ことができ、さらに、熱損失を小さくすることができる
ようになる。

【００４７】加えて、低温変成器９内に第２熱交換８に
つながる管３５を配設することによって、この低温変成
器９の温度を適正な温度に保つことが可能となり、上記
低温変成器９における反応の活性化が図られると共に、
触媒の熱劣化を防止することができるようになる。

【００４８】＜燃料電池システムの別の実施形態＞図３
には燃料電池システムの別の実施形態が示されている。
先のシステムとの相違点は、燃料改質器５に対して空気
圧縮機４の空気及び水タンク１７の水を導入することに
代えて酸素極２の排ガスを供給管３５によって供給する
点、電気負荷３６に対して燃料電池１と別の電源３７と
を並列に接続し、燃料電池１の出力電流値を調節する電
力調節器３８を設けた点、空気供給管１０から原料ガス
供給管３０に向かって延設した分岐管に流量調節弁３９
を設けて空気補給手段を構成した点である。

【００４９】すなわち、上述の如く酸素極２の排ガスに
は水蒸気及び未使用の空気が含まれているから、この排
ガスを燃料改質器５に原燃料改質用のガスとして用い、
この排ガスの組成を燃料改質に適するものにするために
電力調節器３８を設けたものである。電力調節器３８に
よる燃料電池１の出力電流値の調節により、この燃料電
池１の水素及び空気の利用率が変わり、酸素極２の排ガ
スの酸素濃度及び水蒸気濃度が変化することになる。こ
の調節によって不足する電力は別の電源３７によって補
われることになる。

【００５０】燃料電池１における水素の使用量が１Ｌ／
min.（０℃，１気圧）のときにその利用率が１００％で
あるとすると、そのときの出力電流値Ａは理論的には次
のようになる。

【００５１】Ａ＝２ｎＦ＝１４３（アンペア）（Ａ；Ｃ（クーロン）／sec，ｎ：モル／sec，Ｆ：ファ
ラデー定数）従って、出力電流値を上記理論値よりも下げると水素利
用率（燃料利用率）及び空気利用率が低下することにな
る。この場合、空気利用率は例えば０．４〜０．７５の
範囲で調節することになる。

【００５２】また、空気利用率を高めた場合に不足する
空気は空気圧縮機４からの空気を流量調節弁３９によっ
て導入して補うことになる。

【００５３】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
ＣＯ変成器６０内の第２熱交換器８を、燃料電池の排ガ
ス流路３６によって構成しているが、これに限らず、例
えば原料ガスまたは原料ガスとして添加するための水蒸
気の流路により構成してもよい。

【００５４】また、上記ＣＯ変成器６０の上部を高温変
成器７及び第２熱交換器８とし、その下部を低温変成器
９としているが、これとは逆に、ＣＯ変成器６０の上部
を低温変成器９とし、下部を高温変成器７及び第２熱交
換器８としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構
成図。

【図２】同システムのＣＯ変成装置の構造を示す断面
図。

【図３】本発明の別の実施形態に係る燃料電池システム
の構成図。

【符号の説明】

７高温変成器（高温変成部）８第２熱交換器（熱回収部）９低温変成器（低温変成部）２５容器２６内筒２７高温変成触媒２８低温変成触媒６０ＣＯ変成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本康令大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内Ｆターム(参考） 4G040 EA03 EA04 EA05 EA06 EB03 EB12 EB14 EB23 EB32 EC08 4H060 AA02 BB12 CC03 FF02 GG02 5H027 AA02 BA01 BA09 BA16 BA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理ガスに含まれるＣＯを水性ガスシ
フト反応によってＣＯ₂にそれぞれ変成する高温変成器
及び低温変成器と、上記高温変成器でＣＯの変成がなさ
れた被処理ガスを低温変成器でのＣＯ変成のために冷却
しその排熱を回収する熱回収器とを備え、上記高温変成器及び低温変成器、並びに熱回収器が、高
温変成器から熱回収器へ、この熱回収器から低温変成器
へそれぞれ上記被処理ガスが直接流入するように一体に
設けられていることを特徴とするＣＯ変成装置。
【請求項２】被処理ガスに含まれるＣＯを水性ガスシ
フト反応によってＣＯ₂にそれぞれ変成する高温変成部
及び低温変成部と、上記高温変成部でＣＯの変成がなさ
れた被処理ガスを低温変成部でのＣＯ変成のために冷却
しその排熱を回収する熱回収部とを備え、上記高温変成部及び低温変成部、並びに熱回収部が、一
つの容器に設けられていることを特徴とするＣＯ変成装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、高温変成には、高温での水性ガスシフト反応に活性を呈
する高温変成触媒の充填層、または上記高温変成触媒を
ハニカム担体に担持させてなるハニカム触媒が用いられ
ていることを特徴とするＣＯ変成装置。
【請求項４】請求項１または請求項２において、低温変成には、低温での水性ガスシフト反応に活性を呈
する低温変成触媒の充填層、または上記低温変成触媒を
ハニカム担体に担持させてなるハニカム触媒が用いられ
ていることを特徴とするＣＯ変成装置。
【請求項５】請求項１または請求項２において、熱回収は、原料ガスもしくは原料ガスとして添加するた
めの水蒸気、または燃料電池の電極の排ガスと、高温変
成済みの被処理ガスとの熱交換によって行われることを
特徴とするＣＯ変成装置。
【請求項６】請求項２において、高温変成部が、容器内に配設された内筒内に設けられ、
熱回収部が、上記内筒と容器との間の環状空間に配設さ
れていることを特徴とするＣＯ変成装置。
【請求項７】請求項６において、熱回収部につながる管が、低温変成部の内部を貫通して
配設されていることを特徴とするＣＯ変成装置。