JP2003313005A - 改質ガス生成システム及びその起動方法 - Google Patents
改質ガス生成システム及びその起動方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動性を改善した改質ガス生成システム及び
その起動方法を提供する。 【解決手段】 原料ガスと改質水とを供給して改質ガス
を生成する改質反応部２と、シフト反応部３と、選択酸
化反応部４とを具備する改質装置５と、この改質装置５
に熱を供給する燃焼ガスを生成する燃焼装置１とを備え
た改質ガス生成システムであって、改質水供給口７と改
質反応部入口８とを連結する改質水供給配管９の経路上
に、選択酸化反応部４の反応熱を改質水へ移動させる熱
交換器６を備える改質ガス生成システムにおいて、改質
水供給口７と熱交換器６との間の改質水供給配管９の経
路上に改質水流路切替バルブ１０を設け、この改質水流
路切替バルブ１０と改質反応部入口８とを連結する改質
水迂回配管１１を設けた改質ガス生成システム及びその
改質ガス生成システムの起動方法。
その起動方法を提供する。 【解決手段】 原料ガスと改質水とを供給して改質ガス
を生成する改質反応部２と、シフト反応部３と、選択酸
化反応部４とを具備する改質装置５と、この改質装置５
に熱を供給する燃焼ガスを生成する燃焼装置１とを備え
た改質ガス生成システムであって、改質水供給口７と改
質反応部入口８とを連結する改質水供給配管９の経路上
に、選択酸化反応部４の反応熱を改質水へ移動させる熱
交換器６を備える改質ガス生成システムにおいて、改質
水供給口７と熱交換器６との間の改質水供給配管９の経
路上に改質水流路切替バルブ１０を設け、この改質水流
路切替バルブ１０と改質反応部入口８とを連結する改質
水迂回配管１１を設けた改質ガス生成システム及びその
改質ガス生成システムの起動方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスを水蒸気
改質することで、燃料電池の発電等に利用される水素に
富んだ改質ガスを生成する改質ガス生成システムに関す
るものである。
改質することで、燃料電池の発電等に利用される水素に
富んだ改質ガスを生成する改質ガス生成システムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、その燃料としてボンベに貯
蔵した水素が用いられていた。しかし、水素は取り扱い
が難しい等のことから、取り扱いが容易な、メタン、プ
ロパンブタン等の原料ガスを用いて、これを水素に富ん
だ改質ガスに改質して利用することが知られている。
蔵した水素が用いられていた。しかし、水素は取り扱い
が難しい等のことから、取り扱いが容易な、メタン、プ
ロパンブタン等の原料ガスを用いて、これを水素に富ん
だ改質ガスに改質して利用することが知られている。
【０００３】まず、従来使用されている改質ガス生成シ
ステムについて説明する。この改質ガス生成システム
は、図４に示すように、原料ガスと改質水から水素に富
んだ改質ガスに改質する改質装置５と、この改質装置５
に熱を供給する燃焼ガスを生成する燃焼装置１とを備え
る。改質装置５は、改質反応部２、シフト反応部３、選
択酸化反応部４の３つの反応部を備える。改質反応部２
には、改質反応部入口８が設けられ、さらに、原料ガス
供給口１５と改質反応部入口８を連結する原料ガス供給
配管１６と、改質水供給口７と改質反応部入口８とを連
結する改質水供給配管９とが設けられている。そして、
原料ガスと改質水とが、それぞれの供給口（７、１５）
から、それぞれの供給配管（９、１６）を介して、改質
反応部入口８に供給される。
ステムについて説明する。この改質ガス生成システム
は、図４に示すように、原料ガスと改質水から水素に富
んだ改質ガスに改質する改質装置５と、この改質装置５
に熱を供給する燃焼ガスを生成する燃焼装置１とを備え
る。改質装置５は、改質反応部２、シフト反応部３、選
択酸化反応部４の３つの反応部を備える。改質反応部２
には、改質反応部入口８が設けられ、さらに、原料ガス
供給口１５と改質反応部入口８を連結する原料ガス供給
配管１６と、改質水供給口７と改質反応部入口８とを連
結する改質水供給配管９とが設けられている。そして、
原料ガスと改質水とが、それぞれの供給口（７、１５）
から、それぞれの供給配管（９、１６）を介して、改質
反応部入口８に供給される。
【０００４】次に、改質反応部入口８に供給された原料
ガスと改質水との改質反応について説明する。改質反応
部入口８に供給された原料ガスと改質水は、改質反応部
２で水蒸気改質反応を起こし、ＣＯを５〜１０％含む水
素に富んだ改質ガスへと改質される。この改質反応部２
の反応は、効率良く水素を生成するため、反応温度は、
６５０〜７００℃に設定され、また、同反応は、吸熱反
応であるため、反応を持続させるためには加熱が必要で
あるため、燃焼装置１で生成された燃焼ガスから、必要
な熱が供給されるようにしてある。
ガスと改質水との改質反応について説明する。改質反応
部入口８に供給された原料ガスと改質水は、改質反応部
２で水蒸気改質反応を起こし、ＣＯを５〜１０％含む水
素に富んだ改質ガスへと改質される。この改質反応部２
の反応は、効率良く水素を生成するため、反応温度は、
６５０〜７００℃に設定され、また、同反応は、吸熱反
応であるため、反応を持続させるためには加熱が必要で
あるため、燃焼装置１で生成された燃焼ガスから、必要
な熱が供給されるようにしてある。
【０００５】改質反応部２で水蒸気改質された改質ガス
は、シフト反応部３へと供給される。このシフト反応部
３では、改質反応部２で生成された改質ガス中に含まれ
るＣＯを１〜２％に低減するための水性シフト反応が行
われる。シフト反応部３の反応温度は、シフト反応の活
性およびＣＯ濃度の温度平衡を加味して、２００〜３５
０℃に設定され、また、同反応は、発熱反応であるた
め、所定の温度を維持させるため、放熱する構成となっ
ている。
は、シフト反応部３へと供給される。このシフト反応部
３では、改質反応部２で生成された改質ガス中に含まれ
るＣＯを１〜２％に低減するための水性シフト反応が行
われる。シフト反応部３の反応温度は、シフト反応の活
性およびＣＯ濃度の温度平衡を加味して、２００〜３５
０℃に設定され、また、同反応は、発熱反応であるた
め、所定の温度を維持させるため、放熱する構成となっ
ている。
【０００６】このシフト反応部３で処理された改質ガス
は、選択酸化反応部４に供給される。この選択酸化反応
部４では、シフト反応部２で低減され後、なお、１〜２
％残留しているＣＯを１００ｐｐｍ以下に除去するＣＯ
の選択酸化反応が行われる。選択酸化反応部４の反応温
度は、１００〜１５０℃に設定され、また、同反応は、
発熱反応であるため、所定の温度を維持させるため、放
熱する構成となっている。
は、選択酸化反応部４に供給される。この選択酸化反応
部４では、シフト反応部２で低減され後、なお、１〜２
％残留しているＣＯを１００ｐｐｍ以下に除去するＣＯ
の選択酸化反応が行われる。選択酸化反応部４の反応温
度は、１００〜１５０℃に設定され、また、同反応は、
発熱反応であるため、所定の温度を維持させるため、放
熱する構成となっている。
【０００７】この選択酸化反応部４の放熱方法として
は、改質水供給配管９の経路上に熱交換器６を設け、熱
交換器６を改質水が通過する際、選択酸化反応部４の反
応熱を熱交換器６を介して改質水に移動させることが行
われる。改質水は、改質口７に供給される際は、室温に
近い液相の改質水であるが、改質反応部２へ供給され、
改質反応を行う際には、改質反応部２の温度が６５０〜
７００℃であるため、高温の気相の改質水である水蒸気
となっている必要がある。特に、液相の改質水を気相の
改質水にするための蒸発熱は、非常に大きい。そこで、
選択酸化反応部４の反応熱を熱交換器６を介して改質水
に移動させることにより、改質ガス発生システムの効率
を向上させることができる。また、液相の改質水を気相
の改質水にする際の相変化の温度は、約１００℃であ
り、選択酸化反応部４の所定の温度は１００〜１５０℃
であるため、改質水の相変化の温度に近いので、選択酸
化反応部４を所定の温度に制御しやすいという利点があ
る。
は、改質水供給配管９の経路上に熱交換器６を設け、熱
交換器６を改質水が通過する際、選択酸化反応部４の反
応熱を熱交換器６を介して改質水に移動させることが行
われる。改質水は、改質口７に供給される際は、室温に
近い液相の改質水であるが、改質反応部２へ供給され、
改質反応を行う際には、改質反応部２の温度が６５０〜
７００℃であるため、高温の気相の改質水である水蒸気
となっている必要がある。特に、液相の改質水を気相の
改質水にするための蒸発熱は、非常に大きい。そこで、
選択酸化反応部４の反応熱を熱交換器６を介して改質水
に移動させることにより、改質ガス発生システムの効率
を向上させることができる。また、液相の改質水を気相
の改質水にする際の相変化の温度は、約１００℃であ
り、選択酸化反応部４の所定の温度は１００〜１５０℃
であるため、改質水の相変化の温度に近いので、選択酸
化反応部４を所定の温度に制御しやすいという利点があ
る。
【０００８】上記改質ガス発生システムが機能するため
には、改質装置５の各反応部が所定の温度に昇温してい
る必要がある。そのため、起動時には、各反応部が所定
の温度になるまで、燃焼装置１の燃焼ガスを供給して、
各反応部の温度を所定温度まで、上昇させるようにして
ある。ところが、上述したように、改質反応部２は、吸
熱反応であるため、燃焼ガスの熱が容易に投入できるよ
うな構造とされているが、シフト反応部３及び選択酸化
反応部４は、発熱反応であるため、燃焼ガスの熱が入り
にくく、むしろ、放熱しやすい構造とされている。その
ため、改質反応部２は、所定の温度にすぐ到達するが、
シフト反応部３及び選択酸化反応部４は、なかなか、温
度が上昇せず、その結果、改質ガス発生システムの改質
装置５の各反応部が、起動から所定の温度に昇温するま
での時間が長くかかるという問題があった。
には、改質装置５の各反応部が所定の温度に昇温してい
る必要がある。そのため、起動時には、各反応部が所定
の温度になるまで、燃焼装置１の燃焼ガスを供給して、
各反応部の温度を所定温度まで、上昇させるようにして
ある。ところが、上述したように、改質反応部２は、吸
熱反応であるため、燃焼ガスの熱が容易に投入できるよ
うな構造とされているが、シフト反応部３及び選択酸化
反応部４は、発熱反応であるため、燃焼ガスの熱が入り
にくく、むしろ、放熱しやすい構造とされている。その
ため、改質反応部２は、所定の温度にすぐ到達するが、
シフト反応部３及び選択酸化反応部４は、なかなか、温
度が上昇せず、その結果、改質ガス発生システムの改質
装置５の各反応部が、起動から所定の温度に昇温するま
での時間が長くかかるという問題があった。
【０００９】そこで、起動時に、改質水を改質反応部入
口８に供給し、燃焼ガスの熱が入り易い改質反応部２で
液相の改質水を気相の改質水すなはち水蒸気とし、この
水蒸気をシフト反応部３、選択酸化反応部４へと回すこ
とにより、水蒸気の持つ熱を供給し、シフト反応部３及
び選択酸化反応部４の温度を上昇させることが考えられ
る。ところが、選択反応部４は、改質水に熱を移動させ
るための熱交換器６を有しているので、起動時に改質水
がこの熱交換器６を通過すると、水蒸気で温度を上昇さ
せた選択酸化反応部４を逆に冷やす作用をするため、選
択酸化反応部４の温度を水蒸気で上昇させる効果が低下
して、その結果、改質ガス発生システムの改質装置５の
各反応部が、起動から所定の温度に昇温するまでの時間
を短縮し難いという問題があった。
口８に供給し、燃焼ガスの熱が入り易い改質反応部２で
液相の改質水を気相の改質水すなはち水蒸気とし、この
水蒸気をシフト反応部３、選択酸化反応部４へと回すこ
とにより、水蒸気の持つ熱を供給し、シフト反応部３及
び選択酸化反応部４の温度を上昇させることが考えられ
る。ところが、選択反応部４は、改質水に熱を移動させ
るための熱交換器６を有しているので、起動時に改質水
がこの熱交換器６を通過すると、水蒸気で温度を上昇さ
せた選択酸化反応部４を逆に冷やす作用をするため、選
択酸化反応部４の温度を水蒸気で上昇させる効果が低下
して、その結果、改質ガス発生システムの改質装置５の
各反応部が、起動から所定の温度に昇温するまでの時間
を短縮し難いという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、改質
ガス生成システムの起動性、すなわち、改質装置の各反
応部が、所定の温度に昇温するまでの時間を改善できる
改質ガス生成システム及びその改質ガス生成システムの
起動方法を提供することにある。
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、改質
ガス生成システムの起動性、すなわち、改質装置の各反
応部が、所定の温度に昇温するまでの時間を改善できる
改質ガス生成システム及びその改質ガス生成システムの
起動方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の改
質ガス生成システムは、改質水供給口と、原料ガス供給
口と、原料ガスと改質水とを改質反応部入口より供給し
て水蒸気改質反応により水素に富んだ改質ガスを生成す
る改質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガ
スが供給され改質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反
応により低減させるシフト反応部と、このシフト反応部
にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残留
するＣＯを酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応
部とを具備する改質装置と、この改質装置に熱を供給す
る燃焼ガスを生成する燃焼装置とを備え、さらに改質水
供給口と改質反応部入口とを連結する改質水供給配管の
経路上に、選択酸化反応部の反応熱を改質水へ移動させ
る熱交換器を備える改質ガス生成システムにおいて、改
質水供給口と熱交換器との間の改質水供給配管の経路上
に改質水流路切替バルブを設け、この改質水流路切替バ
ルブと改質反応部入口とを連結する改質水迂回配管を設
けたことを特徴とする。
質ガス生成システムは、改質水供給口と、原料ガス供給
口と、原料ガスと改質水とを改質反応部入口より供給し
て水蒸気改質反応により水素に富んだ改質ガスを生成す
る改質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガ
スが供給され改質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反
応により低減させるシフト反応部と、このシフト反応部
にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残留
するＣＯを酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応
部とを具備する改質装置と、この改質装置に熱を供給す
る燃焼ガスを生成する燃焼装置とを備え、さらに改質水
供給口と改質反応部入口とを連結する改質水供給配管の
経路上に、選択酸化反応部の反応熱を改質水へ移動させ
る熱交換器を備える改質ガス生成システムにおいて、改
質水供給口と熱交換器との間の改質水供給配管の経路上
に改質水流路切替バルブを設け、この改質水流路切替バ
ルブと改質反応部入口とを連結する改質水迂回配管を設
けたことを特徴とする。
【００１２】請求項２に係る発明の改質ガス生成システ
ムは、請求項１記載の改質ガス生成システムにおいて、
改質水迂回配管の経路上に、改質水を加熱して水蒸気に
する蒸発器を設けたことを特徴とする。
ムは、請求項１記載の改質ガス生成システムにおいて、
改質水迂回配管の経路上に、改質水を加熱して水蒸気に
する蒸発器を設けたことを特徴とする。
【００１３】請求項３に係る発明の改質ガス生成システ
ムは、請求項２記載の改質ガス生成システムにおいて、
蒸発器と改質反応部入口との間の改質水迂回配管の経路
上に、液状の水を分離する気水分離器を設けたことを特
徴とする。
ムは、請求項２記載の改質ガス生成システムにおいて、
蒸発器と改質反応部入口との間の改質水迂回配管の経路
上に、液状の水を分離する気水分離器を設けたことを特
徴とする。
【００１４】請求項４に係る発明の改質ガス生成システ
ムの起動方法は、請求項１乃至請求項３に記載の改質ガ
ス生成システムの起動方法であって、起動時に、改質水
流路切り替えバルブを改質水迂回配管側に切り替え、改
質水を改質水迂回配管を介して改質反応部入口に供給す
るすることを特徴とする。
ムの起動方法は、請求項１乃至請求項３に記載の改質ガ
ス生成システムの起動方法であって、起動時に、改質水
流路切り替えバルブを改質水迂回配管側に切り替え、改
質水を改質水迂回配管を介して改質反応部入口に供給す
るすることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照にして詳細に説明する。
て、図面を参照にして詳細に説明する。
【００１６】［改質ガス生成システムの実施形態］ま
ず、本発明係る改質ガス生成システムの実施形態につい
て説明する。
ず、本発明係る改質ガス生成システムの実施形態につい
て説明する。
【００１７】本実施形態の改質ガス生成システムは、図
１に示すように、改質水供給口７と、原料ガス供給口１
５と、原料ガスと改質水とを供給して水蒸気改質反応に
より水素に富んだ改質ガスを生成する改質反応部２と、
この改質反応部２にて生成された改質ガスが供給され改
質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反応により低減さ
せるシフト反応部３と、このシフト反応部３にて処理さ
れた改質ガスが供給され、改質ガス中に残留するＣＯを
酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応部４とを具
備する改質装置５と、この改質装置５に熱を供給する燃
焼ガスを生成する燃焼装置１とを備えている。また、改
質水供給口７と改質反応部入口８とを連結する改質水供
給配管９の経路上には、選択酸化反応部４から改質水へ
熱を回収する熱交換器６を備えている。さらに、改質水
供給口７と熱交換器６との間の改質水供給配管９の経路
上に改質水流路切替バルブ１０を設け、この改質水流路
切替バルブ１０と改質反応部入口８とを連結する改質水
迂回配管１１を設けている。
１に示すように、改質水供給口７と、原料ガス供給口１
５と、原料ガスと改質水とを供給して水蒸気改質反応に
より水素に富んだ改質ガスを生成する改質反応部２と、
この改質反応部２にて生成された改質ガスが供給され改
質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反応により低減さ
せるシフト反応部３と、このシフト反応部３にて処理さ
れた改質ガスが供給され、改質ガス中に残留するＣＯを
酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応部４とを具
備する改質装置５と、この改質装置５に熱を供給する燃
焼ガスを生成する燃焼装置１とを備えている。また、改
質水供給口７と改質反応部入口８とを連結する改質水供
給配管９の経路上には、選択酸化反応部４から改質水へ
熱を回収する熱交換器６を備えている。さらに、改質水
供給口７と熱交換器６との間の改質水供給配管９の経路
上に改質水流路切替バルブ１０を設け、この改質水流路
切替バルブ１０と改質反応部入口８とを連結する改質水
迂回配管１１を設けている。
【００１８】本実施形態では、改質水を、熱交換器６を
通過させずに、改質反応部入口７に供給するための改質
水迂回配管１１を設けたことが特に重要である。この構
成をとることにより、起動時に、改質水流路切替バルブ
１０を改質水迂回配管１１側に切替ることにより、改質
水は、改質水供給口７から改質水流路切替バルブ１０を
介し、改質水迂回配管１１を通過して改質反応部入口８
に供給されるので、熱交換器６を通過させることなく供
給することができる。
通過させずに、改質反応部入口７に供給するための改質
水迂回配管１１を設けたことが特に重要である。この構
成をとることにより、起動時に、改質水流路切替バルブ
１０を改質水迂回配管１１側に切替ることにより、改質
水は、改質水供給口７から改質水流路切替バルブ１０を
介し、改質水迂回配管１１を通過して改質反応部入口８
に供給されるので、熱交換器６を通過させることなく供
給することができる。
【００１９】従って、起動時に、選択酸化反応部４から
熱交換器６を介して、改質水に熱が移動することがない
ため、選択酸化反応部４の昇温をより速くすることこと
ができ、その結果、改質ガス生成システムの改質装置５
の各反応部が、起動から所定の温度に昇温するまでの時
間を短縮することができる。
熱交換器６を介して、改質水に熱が移動することがない
ため、選択酸化反応部４の昇温をより速くすることこと
ができ、その結果、改質ガス生成システムの改質装置５
の各反応部が、起動から所定の温度に昇温するまでの時
間を短縮することができる。
【００２０】また、図２に示すように改質水迂回配管１
１の経路上に改質水に熱を加えて水蒸気にする蒸発器１
２を備えても良い。蒸発器１２を備えることにより、改
質反応部２で、液相の改質水を気相の改質水すなわち水
蒸気にする必要がなくなるため、改質反応部２の昇温が
より速くなる。この蒸発器１２としては、通常、電気ヒ
ーターを用いるが、その他、通常の加熱手段を用いるこ
ともできる。
１の経路上に改質水に熱を加えて水蒸気にする蒸発器１
２を備えても良い。蒸発器１２を備えることにより、改
質反応部２で、液相の改質水を気相の改質水すなわち水
蒸気にする必要がなくなるため、改質反応部２の昇温が
より速くなる。この蒸発器１２としては、通常、電気ヒ
ーターを用いるが、その他、通常の加熱手段を用いるこ
ともできる。
【００２１】なお、図３に示すように蒸発器１２と改質
部入口８の間の改質水迂回配管１１の経路上には、液相
の改質水を分離する気水分離器１３を設けても良い。液
相の改質水が改質反応部入口８を介して改質反応部２に
供給されてしまうと、液相の改質水を改質反応部２で、
気相の改質水にする必要が生じるため、その分、改質反
応部２の昇温が遅くなる傾向にある。
部入口８の間の改質水迂回配管１１の経路上には、液相
の改質水を分離する気水分離器１３を設けても良い。液
相の改質水が改質反応部入口８を介して改質反応部２に
供給されてしまうと、液相の改質水を改質反応部２で、
気相の改質水にする必要が生じるため、その分、改質反
応部２の昇温が遅くなる傾向にある。
【００２２】［改質ガス生成システムの起動方法の実施
形態］次に、本発明係る改質ガス生成システムの起動方
法の実施形態について説明する。
形態］次に、本発明係る改質ガス生成システムの起動方
法の実施形態について説明する。
【００２３】本実施形態の起動方法は、上述した改質ガ
ス生成システムの起動方法であって、起動時に、改質水
流路切り替えバルブ１０を改質水迂回配管１１側に切り
替え、改質水を改質水迂回配管１１を介して改質反応部
入口８に供給するするようにしている。
ス生成システムの起動方法であって、起動時に、改質水
流路切り替えバルブ１０を改質水迂回配管１１側に切り
替え、改質水を改質水迂回配管１１を介して改質反応部
入口８に供給するするようにしている。
【００２４】本実施形態の起動方法では、起動時に、改
質水流路切替バルブ１０を改質水迂回配管１１側に切替
ることにより、改質水を、熱交換器６を通過させずに、
改質反応部入口７に供給するための改質水迂回配管１１
を介して、改質水供給口７から改質反応部入口８に供給
することが、特に、重要である。起動時に、改質水を熱
交換器６に通過させないので、昇温中の選択酸化反応部
４から、熱交換器６を介して、熱を改質水に移動させる
ことがないので、選択酸化反応部４の昇温が速くなり、
その結果、改質ガス生成システムの改質装置５の各反応
部が、起動から所定の温度に昇温するまでの時間を短縮
することができる。
質水流路切替バルブ１０を改質水迂回配管１１側に切替
ることにより、改質水を、熱交換器６を通過させずに、
改質反応部入口７に供給するための改質水迂回配管１１
を介して、改質水供給口７から改質反応部入口８に供給
することが、特に、重要である。起動時に、改質水を熱
交換器６に通過させないので、昇温中の選択酸化反応部
４から、熱交換器６を介して、熱を改質水に移動させる
ことがないので、選択酸化反応部４の昇温が速くなり、
その結果、改質ガス生成システムの改質装置５の各反応
部が、起動から所定の温度に昇温するまでの時間を短縮
することができる。
【００２５】
【発明の効果】請求項１〜請求項３に係る発明の改質ガ
ス生成システムは、改質水供給口と、原料ガス供給口
と、原料ガスと改質水とを改質反応部入口より供給して
水蒸気改質反応により水素に富んだ改質ガスを生成する
改質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガス
が供給され改質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反応
により低減させるシフト反応部と、このシフト反応部に
て処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残留す
るＣＯを酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応部
とを具備する改質装置と、この改質装置に熱を供給する
燃焼ガスを生成する燃焼装置とを備え、さらに改質水供
給口と改質反応部入口とを連結する改質水供給配管の経
路上に、選択酸化反応部の反応熱を改質水へ移動させる
熱換器を備える改質ガス生成システムにおいて、改質水
供給口と熱交換器との間の改質水供給配管の経路上に改
質水流路切替バルブを設け、この改質水流路切替バルブ
と改質反応部入口とを連結する改質水迂回配管を設けて
いるので、改質装置の各反応部が、起動から所定の温度
に昇温するまでの時間を短縮することのできる改質ガス
生成システムとなる。
ス生成システムは、改質水供給口と、原料ガス供給口
と、原料ガスと改質水とを改質反応部入口より供給して
水蒸気改質反応により水素に富んだ改質ガスを生成する
改質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガス
が供給され改質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反応
により低減させるシフト反応部と、このシフト反応部に
て処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残留す
るＣＯを酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応部
とを具備する改質装置と、この改質装置に熱を供給する
燃焼ガスを生成する燃焼装置とを備え、さらに改質水供
給口と改質反応部入口とを連結する改質水供給配管の経
路上に、選択酸化反応部の反応熱を改質水へ移動させる
熱換器を備える改質ガス生成システムにおいて、改質水
供給口と熱交換器との間の改質水供給配管の経路上に改
質水流路切替バルブを設け、この改質水流路切替バルブ
と改質反応部入口とを連結する改質水迂回配管を設けて
いるので、改質装置の各反応部が、起動から所定の温度
に昇温するまでの時間を短縮することのできる改質ガス
生成システムとなる。
【００２６】請求項４に係る発明の改質ガス生成システ
ムの起動方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の改質ガス生成システムの起動方法であって、起動時
に、改質水流路切り替えバルブを改質水迂回配管側に切
り替え、改質水を改質水迂回配管を介して改質反応部入
口に供給する起動方法であるので、改質装置の各反応部
が、起動から所定の温度に昇温するまでの時間を短縮す
ることのできる改質ガス生成システムの起動方法とな
る。
ムの起動方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の改質ガス生成システムの起動方法であって、起動時
に、改質水流路切り替えバルブを改質水迂回配管側に切
り替え、改質水を改質水迂回配管を介して改質反応部入
口に供給する起動方法であるので、改質装置の各反応部
が、起動から所定の温度に昇温するまでの時間を短縮す
ることのできる改質ガス生成システムの起動方法とな
る。
【図１】本発明に係る改質ガス生成システムの実施形態
を説明するブロック図である。
を説明するブロック図である。
【図２】本発明に係る改質ガス生成システムの他の実施
形態を説明するブロック図である。
形態を説明するブロック図である。
【図３】本発明に係る改質ガス生成システムのさらに他
の実施形態を説明するブロック図である。
の実施形態を説明するブロック図である。
【図４】従来の改質ガス生成システムを説明するブロッ
ク図である。
ク図である。
１ 燃焼装置
２ 改質反応部
３ シフト反応部
４ 選択酸化反応部
５ 改質装置
６ 熱交換器
７ 改質水供給口
８ 改質反応部入口
９ 改質水供給配管
１１ 改質水迂回配管
１２ 蒸発器
１３ 気液分離器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 清 三喜男
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Ｆターム(参考） 4G140 EA03 EA06 EB03 EB32 EB35
EB44
5H027 AA02 BA01 BA16 BA17
Claims (4)
- 【請求項１】 改質水供給口と、原料ガス供給口と、原
料ガスと改質水とを改質反応部入口より供給して水蒸気
改質反応により水素に富んだ改質ガスを生成する改質反
応部と、この改質反応部にて生成された改質ガスが供給
され改質ガス中に含まれるＣＯを水性シフト反応により
低減させるシフト反応部と、このシフト反応部にて処理
された改質ガスが供給され、改質ガス中に残留するＣＯ
を酸化して、ＣＯを更に低減する選択酸化反応部とを具
備する改質装置と、この改質装置に熱を供給する燃焼ガ
スを生成する燃焼装置とを備え、さらに改質水供給口と
改質反応部入口とを連結する改質水供給配管の経路上
に、選択酸化反応部の反応熱を改質水へ移動させる熱交
換器を備える改質ガス生成システムにおいて、改質水供
給口と熱交換器との間の改質水供給配管の経路上に改質
水流路切替バルブを設け、この改質水流路切替バルブと
改質反応部入口とを連結する改質水迂回配管を設けたこ
とを特徴とする改質ガス生成システム。 - 【請求項２】 改質水迂回配管の経路上に、改質水を加
熱して水蒸気にする蒸発器を設けたことを特徴とする請
求項１記載の改質ガス生成システム。 - 【請求項３】 蒸発器と改質反応部入口との間の改質水
迂回配管の経路上に、液状の水を分離する気水分離器を
設けたことを特徴とする請求項２記載の改質ガス生成シ
ステムス。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の改質ガス生成システムの起動方法であって、起動時
に、改質水流路切り替えバルブを改質水迂回配管側に切
り替え、改質水を改質水迂回配管を介して改質反応部入
口に供給するすることを特徴とする改質ガス生成システ
ムの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002118335A JP2003313005A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 改質ガス生成システム及びその起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002118335A JP2003313005A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 改質ガス生成システム及びその起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003313005A true JP2003313005A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29535261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002118335A Pending JP2003313005A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 改質ガス生成システム及びその起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003313005A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100582634B1 (ko) | 2004-10-15 | 2006-05-23 | 지에스퓨얼셀 주식회사 | 연료전지용 개질가스의 복합 열교환방법 및 열교환장치 |
| KR100632967B1 (ko) | 2004-10-15 | 2006-10-11 | 지에스퓨얼셀 주식회사 | 연료전지시스템의 선택적 산화반응부 열교환장치 |
| KR100979572B1 (ko) | 2007-09-03 | 2010-09-02 | 주식회사 엘지화학 | 연료 개질 시스템 |
| CN101973522A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-16 | 华南理工大学 | 一种天然气自热重整制氢的装置 |
| KR101015906B1 (ko) * | 2008-10-31 | 2011-02-23 | 국민대학교산학협력단 | 높은 열효율을 가지는 연료전지용 천연 가스 개질기 |
| WO2024117365A1 (ko) * | 2022-11-30 | 2024-06-06 | 주식회사 원일티엔아이 | 기동 특성이 개선된 수증기 개질 시스템 |
-
2002
- 2002-04-19 JP JP2002118335A patent/JP2003313005A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100582634B1 (ko) | 2004-10-15 | 2006-05-23 | 지에스퓨얼셀 주식회사 | 연료전지용 개질가스의 복합 열교환방법 및 열교환장치 |
| KR100632967B1 (ko) | 2004-10-15 | 2006-10-11 | 지에스퓨얼셀 주식회사 | 연료전지시스템의 선택적 산화반응부 열교환장치 |
| KR100979572B1 (ko) | 2007-09-03 | 2010-09-02 | 주식회사 엘지화학 | 연료 개질 시스템 |
| KR101015906B1 (ko) * | 2008-10-31 | 2011-02-23 | 국민대학교산학협력단 | 높은 열효율을 가지는 연료전지용 천연 가스 개질기 |
| CN101973522A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-16 | 华南理工大学 | 一种天然气自热重整制氢的装置 |
| WO2024117365A1 (ko) * | 2022-11-30 | 2024-06-06 | 주식회사 원일티엔아이 | 기동 특성이 개선된 수증기 개질 시스템 |
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