JP2004516403A - 硫黄吸収床及び硫黄吸収床を含む燃料処理組立体 - Google Patents

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Abstract

改善された硫黄除去組立体を含む燃料処理装置に関する。燃料処理装置は、少なくとも一つの炭化水素又はアルコールのような水及び炭素含有供給原料から水素ガスを生成するための少なくとも一つの燃料処理器を含む。硫黄除去組立体は、炭素含有供給原料から硫黄化合物を除去するか又は硫黄化合物の濃度を減少させるための、低温シフト（ＬＴＳ）触媒のような硫黄吸収材料を含む硫黄吸収床を含む。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には燃料処理装置に関し、より特には改質供給原料から水素ガスを生成するために改質触媒を利用する燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
精製された水素は、金属、食用油脂、半導体、及びマイクロエレクトロニクスを含む多くの製造物の製造に用いられている。精製された水素はまた、多くのエネルギー変換装置にとって重要な燃料源でもある。水蒸気改質として知られているプロセスは、水素及びある副産物又は不純物の化学反応によって引き起こされる。続く浄化プロセスは、望ましくない不純物を除去して燃料セルへ適用するのに十分精製された水素を供給するために使用され得る。
【０００３】
水蒸気改質プロセスにおいては、水蒸気と炭素含有供給原料とを改質触媒の存在の下で反応させる。水蒸気改質は、例えば２５０℃から９００℃の間の高められた稼動温度を必要とし、一酸化炭素の形成量がより少ないならば、主として水素及び二酸化炭素を生成する。反応しなかった微量の反応物と微量の副産物とがまた、水蒸気改質から生じ得る。適切な炭素含有供給原料の例は、限定されることなく、（メタノール又はエタノールのような）アルコール及び（メタン、プロパン、ガソリン、ディーゼル、又は灯油のような）炭化水素燃料を含む。
【０００４】
ほとんど全ての炭化水素燃料は、有機硫黄化合物を様々な濃度、典型的には約３ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲で含む。これら硫黄化合物は、従来の水蒸気改質（及び自動熱改質（ａｕｔｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ））触媒を無力化するので、それ故に改質触媒へ供給される前に炭化水素燃料から除去されねばならない。
【０００５】
通常、硫黄化合物の濃度は、供給原料からこれら硫黄化合物の濃度を減少させるための吸収材料を含む床に炭化水素供給原料を通過させることによって減少する。いくつかの知られている吸収材料は酸化亜鉛をベースにしている。これらの材料は、チオフェン及び有機硫化物のようなある有機硫黄化合物に対して反応性が乏しいために、有機硫黄化合物を除去する上で完全には有効でない。酸化亜鉛は一般的に、炭化水素供給原料から硫化水素を除去する上で有効であるが、他の硫黄含有化合物を除去する上では有効ではない。他の吸収材料は酸化ニッケルをベースにしている。ニッケルは、通常高い稼動温度を必要とするが、ほとんどの硫黄化合物と化合物を形成する。しかしながら炭化水素供給原料は、ニッケル上にコークスを形成する傾向にあり、反応箇所がコークスによって妨害されるので、ニッケルの反応性を減少させる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、改善された硫黄除去組立体を含む燃料処理装置に向けられている。燃料処理装置は、水素ガスを水と少なくとも一つの炭化水素又はアルコールのような炭素含有供給原料とから生成する少なくとも一つの燃料処理器を含む。硫黄除去組立体は、炭素含有供給原料から硫黄化合物を除去するか又は硫黄化合物の濃度を減少させるための、低温シフト（ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈｉｆｔ：ＬＴＳ）触媒のような硫黄吸収材料を含む硫黄吸収床を備える。
【０００７】
この発明の多くの特徴は、以下の詳細な説明とこの発明の基本思想を組み込んだ好ましい実施形態が例としてのみ開示された添付の図面とを参照することによって、当業者に明白となろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明に係る燃料処理装置が図１に示され、全体的に符号１０が付されている。装置１０は、供給流２４から生成水素流（ｐｒｏｄｕｃｔ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｒｅａｍ）２２を生成するための少なくとも一つの燃料処理器２０を備えている。供給流２４は、少なくとも一つの炭化水素又はアルコールのような炭素含有供給原料２８を含む。適切な炭化水素の例として、メタン、プロパン、天然ガス、ディーゼル、灯油、ガソリン、及び同様のものを含む。適切なアルコールの例として、メタノール、エタノール、並びにエチレングリコール及びプロピレングリコールのようなポリオールを含む。
【０００９】
ある実施形態では、供給流２４はさらに、炭素含有供給原料とは独立して又は炭素含有供給原料と同一の供給流で、燃料供給器へ供給され得る水２６を含む。図１には、分離された水と炭素含有供給原料との流れを含む供給流２４が示されている。この構成は通常、アルコール又は他の水混和性供給原料（ｗａｔｅｒ−ｍｉｓｃｉｂｌｅ ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ）２８と共に用いられ得るが、炭素含有供給原料が炭化水素である場合に用いられる。水及び炭素含有供給原料が燃料処理器２０に供給される前に混合されてもよいということを図式的に示すために、供給流２４が水２６及び炭素含有供給原料２８を含む一つの流れを含んでもよいということを示すために、及び燃料処理器に供給される前に混合された分離された水と炭素含有供給原料との流れを示すために、図１で点線が用いられている。
【００１０】
燃料処理器２０は、生成水素流２２が供給流２４から生成される水素生成領域３０を含む。燃料処理器２０はどんな適切な機構を介しても水２６及び炭素含有供給原料２８から水素ガスを生成することができる。適切な機構の例は、炭素含有供給源２８及び水２６から水素ガスを生成するために改質触媒が用いられる、水蒸気改質及び自動熱改質（ａｕｔｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）を含む。水素ガスを生成する他の適切な機構は、アルコール又は炭化水素の触媒部分酸化（ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐａｒｔｉａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）である。通常、水素生成領域は、改質触媒床又は部分酸化触媒床のような少なくとも一つの触媒床３２を有する。水蒸気改質器の前後関係から、水素生成領域３０は改質領域３０として参照され、触媒床３２は改質触媒床又は水蒸気改質触媒床として参照されてよい。同様に、自動熱改質器の前後関係から、水素生成領域３０は自動熱改質改質領域３０として参照され、触媒床３２は自動熱改質触媒床として参照されてよい。
【００１１】
装置１０は、少なくとも一つの燃料セルスタック３４を含んでよいが、必ず含む必要はない。各燃料セルスタック３４は、燃料処理器２０からの流れ２２のような、水素ガスから電流を生成するための少なくとも一つの、通常は複数の、燃料セル３６を含む。適切な燃料セルの例は、プロトン交換膜（ＰＥＭ）燃料セル及びアルカリ燃料セルを含む。流れ２２のうちのいくらか又は全ては、さらに、又はあるいは、他の水素消費プロセスで用いるのに適切な導管を介して供給され得るか、燃料／加熱のために燃焼され得るか、又は後に使用するために蓄えられ得る。適切な貯蔵機構は、加圧タンク及び水素化物床（ｈｙｄｒｉｄｅ ｂｅｄ）を含む。
【００１２】
燃料セルスタックの図示例が図１３に示されている。スタック３４（及びスタック３４に収容された個別燃料セル３６）は、水素イオンが通過しうる電気分解膜又はバリヤ１３４によって隔てられたアノード領域１３０及びカソード領域１３２を含む。アノード領域及びカソード領域はそれぞれ、アノード電極１３６及びカソード電極１３８を含む。燃料セルスタックのアノード領域１３０は、水素流２２を受ける。カソード領域１３２は空気流１４０を受け、部分的に又は実質的に酸素が使い果たされたカソード空気排出流１４２を解放する。水素ガスから遊離した電子は、バリヤ１３４を通過することができず、その代わりに外部回路１４４を通過せねばならない。これにより電流が生成され、この電流は、一つ又は複数の装置１４６によって付与される電気負荷に適合するように、かつ燃料処理装置を稼動させるために用いることができる。
【００１３】
アノード領域１３０は定期的にパージされ、水素ガスを含むことのあるパージ流１４７を解放する。あるいは水素ガスは連続的に燃料セルスタックのアノード領域から発散され、再循環され得る。装置１４６からのような与えられた負荷を満足するために、電流が燃料セルスタック３４によって生成される。空気流１５２を燃料セルスタック３４、例えばカソード領域１３２へ供給するために設けられた空気供給組立体１４８は図２にも示されている。空気供給組立体１４８は図１３に概略的に示されており、あらゆる適切な形態を取ることができる。空気供給組立体１４８を一つの装置、又は分離された装置とすることは、この発明の範囲内にある。同様に、空気供給組立体１４８はまた、燃料処理器２０へ空気流を供給することができ、すなわち燃料処理器２０はそれ自身空気供給装置を備えてよい。
【００１４】
装置１０はさらに、濃度の減少した硫黄化合物を有する供給原料２８′を生成するために硫黄化合物を炭素含有供給原料２８から除去するための硫黄除去組立体４０を備える。供給流が水及び炭素含有供給原料を含む実施形態では、組立体４０はこれらの化合物を、水２６と混合する前か又は混合した後に、炭素含有供給材料を含む流れから除去するために用いられ得るということを理解されたい。例えば、炭素含有供給原料２８及び水２６を含む唯一の流れと、水２６及び炭素含有供給原料２８を含む分離された流れのための実例となる混合点とを図示するために、図１では点線が用いられている。炭素含有供給原料及び水が気化される後まで混合されないということも本発明の範囲内である。
【００１５】
図１において、硫黄除去組立体４０が燃料処理器２０から分離されて示されている。「分離」とは、硫黄除去装置は燃料処理器と流通しているが、燃料処理器から物理的に空間を空けて隔てられているということを意味する。しかしながら、組立体４０が直接、燃料処理器と連結されているか又は図２及び図３に示されたように、燃料処理器のシェル４２内に収容されていてもよいということはこの発明の範囲内である。
【００１６】
図４に示すように、組立体４０は、炭素含有供給原料が燃料処理器の改質領域へ供給される前に通過する少なくとも一つの硫黄吸収床４４を含む。唯一の硫黄吸収床４４が図４に示されているが、床４４の数及び寸法は変えることができ、それ故に組立体４０は、並行（図１０参照）及び／又は直列（図１４参照）となった２つ又はそれ以上の床を含んでよいということは理解されたい。各床４４は、濃度の減少した硫黄化合物を有する供給原料２８′を生成するために、硫黄化合物を炭素含有供給原料から除去するための硫黄吸収材料４６を含む。好ましくは、材料４６は、組立体４０の稼動条件で、メタン又はコークスの形成に対して触媒作用を及ぼさない。
【００１７】
ここで用いられているように、「床」という用語は広く、炭素含有供給原料が通過する充填塔又はチューブだけでなく、他の比較的高い表面領域、比較的低い圧力降下構造、又は硫黄吸収材料４６が配置されるか又はそうでなければ炭素含有供給原料２８と接触するために支持される他の構造の領域をも含むことを意味する。本発明の範囲内の他の床の実施例は、充満されるか又はそうでなければ材料４６を含むフィルタと、材料４６が支持される多孔性の支持体とを含む。これら支持体の実施例は、セラミック材料、メッシュ、又は他の織られた織物又はスクリーン、及び波形材料のような多孔性の材料を含む。
【００１８】
同様に、組立体４０に収容された少なくとも一つの床４４と共に組立体４０を概略的に示しているこの概略図は、床の外側のハウジングの必要性に関しては限定的に解釈されるべきではない。したがって、床が床のハウジングを取り囲みかつハウジングから隔てられているジャケット又はシェルを含んでよいこと、及び床がそのようなジャケットなしに形成されてよいことは、本発明の範囲内にある。
【００１９】
適切な硫黄吸収材料４６は、低温度シフト（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈｉｆｔ：ＬＴＳ）触媒である。ＬＴＳ触媒は、硫黄化合物によって直ちに無力化され、それ故に炭素含有供給原料からこれらの化合物を除去する上で有効である。ＬＴＳ触媒はまた、酸化亜鉛よりも反応性が高く、それ故に硫黄化合物を炭素含有供給原料から除去する上で酸化亜鉛よりも有効である。さらにＬＴＳ触媒は、組立体４０の稼動条件でコークスの形成に触媒作用を及ぼさない。
【００２０】
ＬＴＳ触媒は通常、銅及び亜鉛の混合物であり、様々な形態及び形状に応じることができる。吸収床で使用する上での適切な形状はペレットである。所望の形状に成形されたＬＴＳ触媒は、粒又は粉形態のＬＴＣ触媒であるように、他の実施例である。通常、銅及び亜鉛を含むＬＴＳ触媒は、約１０〜９０％の酸化銅（Ｉ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）と約１０〜９０％の酸化亜鉛とを含む。ここで用いられるように、「酸化銅」は、酸化銅（Ｉ）及び／又は酸化銅（ＩＩ）を意味することになっている。ＬＴＳ触媒はさらに、０〜５０％のアルミナのような他の材料を含んでもよい。ＬＴＳ触媒の他の例は、２０〜６０％の酸化銅、２０〜５０％の酸化銅、又は２０〜４０％の酸化銅を含むものとして記述されてよい。なお他のものは、これら実例の範囲の酸化銅、及び２０〜６０％の酸化亜鉛、２０〜５０％の酸化亜鉛、又は３０〜６０％の酸化亜鉛を含む。他のＬＴＳ触媒はクロムを含む。ＬＴＳ触媒はまた、他の硫黄吸収材料、不活性物質及び／又は支持材料を含むこともできる。適切なＬＴＳ触媒の例は、ＩＣＩ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ＆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｌｔｄ． ｏｆ Ｂｉｌｌｉｎｇｈａｍ， Ｅｎｇｌａｎｄ によって製造されており、商標名５２−１という名で販売されている。このＬＴＳ触媒は、約３０％の酸化銅（ＩＩ）、約４５％の酸化亜鉛、及び約１３％のアルミナを含んでいる。適切なＬＴＳ触媒の他の例は、Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅ， Ｉｎｃ．， Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ， ＫＹ によって製造されかつ販売されているＧ６６Ｂである。他の適切なＬＴＳ触媒は、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ によって製造されかつ販売されているＫ３−１００である。
【００２１】
以下で述べる触媒を満たす限り、他のＬＴＳ触媒を用いることができることに留意されたい。適切なＬＴＳ触媒は、約３５０℃よりも低い作用温度で一酸化炭素及び水の転化に触媒作用を及ぼして水素及び二酸化炭素を生じるために、約３５０℃よりも低い温度で、硫黄化合物を炭素含有供給源２８から除去する上で有効であるべきである。また、約３５０℃よりも低い温度にて約１〜１０ｐｐｍの硫黄濃度で無力化されるはずである。
【００２２】
実際問題として、炭素含有供給源はＬＴＳ触媒ペレットを含む硫黄吸収床４４を通過する。床は約２０℃から約４００℃の範囲の温度で稼動され、好ましくは約１００℃から約４００℃の範囲の温度で稼動される。有機硫黄化合物（及び存在する場合には硫化水素も）は、これらの条件の下で、適切な銅及び亜鉛の硫化物を形成するようにＬＴＳ触媒ペレットと共に反応し、これによって硫黄が保持され、硫黄濃度の減少した流れが生み出される。ＬＴＳ触媒を用いる利点は、銅も亜鉛も、特に炭化水素から炭素（コークス）を形成するのに活性ではないということである。
【００２３】
好ましくは組立体４０は、加熱組立体５０を含んでいるか、あるいは加熱組立体５０と熱の伝達が行われる状態となっている。「熱の伝達」とは、加熱組立体が硫黄除去組立体に統合されているか、又は硫黄除去組立体から隔離されかつ硫黄除去組立体へ熱流を供給するよう適合されているかにかかわらず、加熱組立体が熱を硫黄除去組立体へ供給することを意味する。例えば、硫黄除去組立体から隔離された炉又は燃料領域は、硫黄除去組立体（又は少なくとも床又は硫黄除去組立体内の床）を加熱するために用いられてよい。あるいは、又はさらに、床は熱消耗流（ｈｏｔ ｅｘｈａｕｓｔ ｓｔｒｅａｍ）を硫黄除去組立体へ供給することによって加熱してもよい。
【００２４】
図５において、適切な加熱組立体５０の例が、床４４を加熱する電気ヒータ５２の形態で示されている。ヒータ５２はあらゆる適切な配置を取ることができ、例えば外部ソースから又は燃料セルスタック３４から電流５４によって電力供給されている。適切な加熱組立体５０の他の図示例を図６に示している。この図では、加熱組立体５０は、床又は硫黄除去組立体４０内の床を加熱するために用いられ得る加熱された燃焼ガス流６０を生み出すために燃料流（ｆｕｅｌ ｓｔｒｅａｍ）５８を燃焼する燃焼チャンバ５６の形態で示されている。燃料チャンバ５６は、バーナー、燃焼触媒（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ）、火花又はグロープラグ、又は他の適切な点火源を含むことができる。燃料流５８は、外部ソースからの燃料流、水素ガス流２２の一部、燃料処理器２０からの可燃性副産流、又はこれらの組み合わせのような、あらゆる適切な可燃性の流れとすることができる。
【００２５】
加熱組立体５０はまた、熱交換を介して硫黄除去組立体、又は硫黄除去組立体の床を加熱する一つ又は複数の加熱流（ｈｅａｔｅｄ ｓｔｒｅａｍ）の形態を取ることもできる。熱交換流（ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｓｔｒｅａｍ）を含む加熱組立体の図示例は、図７及び図８に示されている。図７において、熱交換流６６は、加熱流６８を硫黄除去組立体４０へ供給し、流れ７０は組立体４０から流体を除去する。流れ６６及び７０は、連続した流体のループを形成することができるか、又はあるいは流れ７０は硫黄除去組立体４０に含まれている流体を、使用、貯蔵、又は処分のために下流の目的地へ供給することができる。図８において、硫黄除去床４４は、加熱流体流が床を加熱するために通過する一つ又は複数の通路７２を含む。示されたように、床４４は加熱流体流７４が流れる複数の通路７２を含む。流れ７４の流れを各通路の間に分配するオプションの分配マニホルド（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍａｎｉｆｏｌｄ）７６が図８に示されている。適切な加熱交換流の例は、空気、水、油、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びシリコーン流体を含むがこれらに限定されない。
【００２６】
加熱組立体５０はさらに、又はあるいは、加熱組立体５０に供給された炭素含有供給源２８を加熱することによって直接床４４を加熱してもよい。以前に述べかつ図示した加熱組立体はいずれも、供給原料２８を加熱するために用いることができる。この様子は一般的に、加熱組立体５０が概略的に加熱供給原料２８として、図４に図示されている。
【００２７】
床４４は、床４４に含まれている硫黄吸収材料４６の硫黄吸収特性を保持するために、定期的に取り替える必要があるか又は装填し直す必要がある。通常床は、該床の吸収された硫黄の容量の少なくとも８０％かつ約９８％よりも小さくなるまで、炭化水素燃料を精錬するために用いられる。容量が異なるパーセントとなったときに床が取り替えられるか又は装填し直されてよいということを理解されたい。床が所定の容量、又は容量範囲に達するとき、床は取り替えるか又は再装填するためにオフラインとなる。
【００２８】
唯一の床４４が用いられるときには、容量の所望のパーセンテージに達したことを決定し、該決定に応答してその事をユーザーに知らせるために、燃料供給装置１０は適切なコントローラ８０を含むことが好ましい（しかし要求されてはいない）。適切なコントローラ８０の図示例が図９に示されており、床が稼動しているときに床の吸収された硫黄の容量のパーセンテージを測定するためのセンサ８２を含む。この測定は直接的に又は間接的にあらゆる適切な感知装置を用いて行われる。例えばセンサは、床内の硫黄含有量を直接測定するよう適合されてよい。供給原料２８の硫黄含有量が知られている場合には、センサ８２は、床が使用された稼働時間又は床を通過した供給原料の体積をそれぞれ測定することによって硫黄含有量を直接測定するよう適合されたタイマー又は流量計の形態を取ることができる。図示の目的のために、多くの適切なセンサ及び考え得るセンサの配置が図９及び図１０に示されている。センサ８２は、通信リンク８３を介してコントローラ８０と連絡している。この通信リンクは、一方向又は二方向の通信を可能にするあらゆる適切なワイヤ又はワイヤレス機構とすることができる。
【００２９】
格納された閾レベルと比較された測定された容量レベルに応答して、コントローラは、制御信号８５のような装置の応答を生成することができ、このコントローラは、リンク８３と同様、１方向又は２方向の通信を可能にするあらゆる適切なワイヤ又はワイヤレス機構とすることができる。測定されたレベルが格納された閾レベルよりも低いときには、硫黄吸収材料はなお十分な硫黄吸収容量のままであるので、応答は要求されない。測定されたレベルが閾レベルに達するか又は閾レベルを超過した場合には、コントローラは、オーディオ及び／又はビジュアル・デバイスのようなユーザー告知装置８４を作動させる。上に示されたように、コントローラ８０は、少なくとも一つの硫黄吸収床に対して少なくとも一つの閾値を格納するためのメモリ部８７、又は少なくとも一つのメモリデバイスを含んでよい。
【００３０】
好ましくは閾レベルは、硫黄吸収材料の残っている容量があまりにも少ないために供給原料２８から硫黄化合物を有効に除去することができなくなる前に、ユーザーによって直接応答が要求されないように選択される。より特には、コントローラは、硫黄吸収材料が供給原料２８から硫黄化合物を有効に除去する容量に達する前に、ユーザー告知装置を作動させることが好ましい。例えばコントローラは、測定されたレベルが硫黄吸収材料の容量の８０％、８５％、又は９０％となったときにユーザー告知装置８４を作動させることができる。あらゆる所望の閾レベルが用いられ得ること、及び上記レベルは適切なレベルの単なる実例に過ぎないということに留意されたい。
【００３１】
コントローラ８０は、測定された容量レベルと比較する一つ以上の閾レベルを含むことができる。例えば材料４６の測定された容量レベルが低閾値を超過したとき、ユーザー告知装置８４は、材料が吸収された硫黄化合物の容量に接近しており、それ故に取り替えるか又は再装填する必要があるということをユーザーに知らせるために作動され得る。しかしながら、測定された容量レベルが、材料がもはや硫黄化合物を供給原料２８から有効に除去することができない容量レベル又は容量レベル付近となるよう選択された高閾値に達した場合には、続いてコントローラが燃料処理装置の一部又は全てを閉めるように、又はそうでなければ供給原料が燃料処理器に供給されないように装置制御応答を作動することができ、これによって改質触媒が硫黄化合物を含む供給原料によって無力化されるのが防止される。
【００３２】
既述したように、硫黄除去組立体４０は一つ以上の硫黄吸収床４４を含んでよい。そのような組立体の図示例は図１０に示されている。示されたように、硫黄除去組立体４０は一対の硫黄吸収床４４、すなわち床４４′及び４４″を含む。２つ以上の床を含む、どんな数の床でも用いることができることに留意されたい。さらに、床は直列及び／又は並列に接続されてよい。示されたように、コントローラ８０は、床の容量が一つ又は複数の格納された閾レベルすなわち閾値を超過しているかを測定するために、各床４４の稼動容量を測定するためのセンタ８２を含む。
【００３３】
ある用途において、組立体４０は、どんな特定の時間でも駆動していない少なくとも一つの「予備」床を含むことが望ましい。しかしながら、特定の床が取り替えられるか又は再装填される必要のあるときは、予備床がオンラインとなり、使用された床がオフラインとなってよい。ひとたびオフラインとなれば、使用された床は取り替えられ、かつ／又は再装填され、それにもかかわらず燃料処理装置は停止するか又はオフラインとする必要はない。図１０において、コントローラ８０は、供給原料を一つ又は複数の床４４へ選択的に供給する弁組立体８６と連絡している。示されたように、弁組立体８６は、供給原料を床４４′へ供給するよう適合されている。しかしながら、床４４′の稼動容量が閾レベルに達したときのように、コントローラ８０からの制御信号に応答して、弁組立体８６が代わりに供給原料を床４４″へ供給する。弁組立体８６はさらに又はあるいは手動でコントロールされても良く、組立体４０の内部又は外部に配置されてよい。炭素含有供給原料２８の流れから分離された後、床４４′は取り替えられるか又は再装填され得る。床を再装填する、又はより特に床内に硫黄吸収材料４６を再装填する一つの適切な機構は、酸素又は空気の存在下材料を強く熱して硫化物を酸化物に転化させ、次いで酸化物を還元してベース材料を再生することである。
【００３４】
記述したように、水蒸気改質装置及び自動熱改質装置（ａｕｔｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｆｏｒｍｅｒ）のような、改質触媒３２を利用するあらゆる適切な燃料処理器２０が用いられ得る。適切な水蒸気改質装置の例は、米国特許第５，８６１，１３７号明細書及び米国特許第５，９９７，５９４号明細書、及び米国特許出願第０９／１９０，９１７号明細書及び米国特許出願第０９／８０２，３６１号明細書に記載されており、これらの開示内容は参照として本願に組み入れられる。水蒸気改質装置１００の形態の適切な燃料処理器２０の例は図１１に示されている。改質装置１００は、水素含有流、すなわち混合ガス流１０４が供給流２４から生成される改質領域、すなわち水素生成領域３０を含み、水２６及び炭素含有供給原料２８′を含む個別流として図１１に図示されている。水素含有流は通常不純物を含み、それ故に流れが精製される分離領域、すなわち浄化領域１０６に供給される。分離領域１０６においては、水素含有流は、一つ又は複数の副産流１０８と、あらゆる適切な圧力駆動分離プロセス（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｄｒｉｖｅｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって生成水素流２２を形成する精錬された水素流１１０とへ分離される。既述したように、生成水素流２２は燃料セルスタック３４へ供給され得る。あるいは、又はさらに、いくつかの又は全ての流れ２２が、水素化物床（ｈｙｄｒｉｄｅ ｂｅｄ）又は貯蔵タンクのような適切な貯蔵装置へ供給されるか、又はプロセスにおいて所望の精製された水素ガスを使用するために供給されてよい。
【００３５】
分離領域１０６を使用するのに適切な構造の例は、一つ又は複数の水素透過金属膜１１４を含む膜モジュール１１２である。複数の水素選択金属膜（ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔａｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ）から形成された適切な膜モジュールの例は、米国特許第６，２２１，１１７号明細書に開示されており、この明細書の開示内容全体は参照として本願に組み入れられる。前記出願において、複数の一般的な平面膜が、汚れたガス流を膜へ供給するフロー・チャンネルを有する膜モジュールへ一緒に組み合わされており、精製されたガス流が膜から取り入れられ、副産流が膜から除去される。供給及び透過フロー・チャンネルの周囲をシールするために、可撓性を有するグラファイトガスケットのようなガスケットが用いられる。
【００３６】
薄く平面的な水素透過膜は、好ましくはパラジウム合金、最も特には３５重量％から４５重量％の銅を含むパラジウムから構成される。これらの膜は通常、約０．００１インチの厚さを有する薄い箔から形成される。しかしながら、膜が上述のもの以外の水素選択金属及び金属合金から形成されてよいこと、及び膜が上述のものよりも厚いか又は薄い厚さを有してよいことは、この発明の範囲内である。例えば膜は、水素フラックス内で同等に増加する限りは、より薄く形成することができる。水素透過膜は、組み入れられた特許出願で開示されているように、共通の透過チャンネルの周囲に対となった配置のように、あらゆる適切な配置に構成され得る。一つ又は複数の水素透過膜はその上、管状配置のような他の配置を取ることができる。
【００３７】
適切な圧力分離プロセスの他の例は、圧力振動吸収（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｗｉｎｇ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ：ＰＳＡ）である。したがって、領域１０６は選択的に、圧力振動吸収を実施するのに適切な構造を含むことができる。
【００３８】
改質器１００はさらに、図１２に示されたように、ポリシング領域１１６を含むことができる。ポリシング領域１１６は分離領域１０６から水素富化流１１０を受け、さらにこの流れを、一酸化炭素及び二酸化炭素のような燃料セルスタック３４に損傷を与える可能性がある組成の濃度を減少させるか又は組成を除去することによって精製する。領域１１６は、流れ１１０中の選択された組成の濃度を減少させるか又は除去するための、あらゆる構造を含む。例えば、流れが所定の濃度以上の一酸化炭素又は二酸化炭素を含む場合に損なわれるであろうＰＥＭ燃料セルスタック又は他の装置内で使用するよう生成流が意図されている場合には、少なくとも一つのメタン生成触媒床（ｍｅｔｈａｎａｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｂｅｄ）１１８を含むことが望ましい。床１１８は一酸化炭素及び二酸化炭素を、共にＰＥＭ燃料セルスタックに損傷を与えないメタン及び水へ転化させる。ポリシング領域１１６はまた、あらゆる反応しなかった供給原料を水素ガスへ転化させるために、異なる改質触媒床のような、他の水素生成装置１２０を含む。そのような実施形態においては、二酸化炭素又は一酸化炭素をメタン生成触媒床の下流へ再導入しないように、第２改質触媒床がメタン生成触媒床よりも上流にある。
【００３９】
先行する議論においては、この発明に係る硫黄吸収床４４と一緒に使用するための適切な硫黄吸収材料４６の特定の実施例に注意が向けられた。ＬＴＳ触媒床が単独で、又は図１５に符号１６０で概略的に図示されたように、他の硫黄除去床と組み合わせて用いられてよいことは、本発明の範囲内である。床１６０の例は、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化鉄、及び／又は活性炭のような従来の硫黄吸収材料１６２を含む床を含む。適切な床１６０の他の例は、脱硫触媒床１６４である。脱硫触媒は、一般的には従来の硫黄吸収材料１６２に吸収されない硫黄化合物を、水素化硫法（ｈｙｄｒｏｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ）と称されるプロセスを通して硫化水素へ転化させるために用いられる。このプロセスにおいては、炭素含有供給原料は、高温かつ水素の高分圧を含む稼動環境で、従来の硫黄吸収材料によっては直ちに除去されないメルカプタン硫黄、チオフェンのような有機硫黄、及び化学的に結合された硫化物及び二硫化物のような硫黄含有化合物を硫化水素に転化させるために、触媒と接触させられる。次いで硫化水素は、従来の硫黄吸収材料によって除去され得る。
【００４０】
図１５において、床１６０が、床４４に先行して示されているが、図１６に示されたように、反対の順序とすることもできる。同様に、図１７に概略的に示されるように、床４４の前後に床１６０が配置されてもよく、床１６０は同一又は異なる構造を有してよい。さらなる実施例として、図１８は、床４４が材料４６と材料１６２のような他の硫黄除去材料とを含み得ることを概略的に示す。
【００４１】
〈産業上の利用〉
この発明は、硫黄含有化合物を含むか硫黄含有化合物で無力化される可能性のある炭素含有供給原料を供給流が含む、全ての燃料処理装置及び燃料セル装置に適用することができる。
【００４２】
上述の開示内容は、独立した有用性をもって複数の異なる発明を包含すると思われる。これら発明のそれぞれは好ましい形態で開示されてきたが、ここで開示されかつ図示されたような本発明の特定の実施形態は、おびただしい数の変形例が可能であるので限定的な意味で考えられるべきではない。本発明の主題は、全ての新しくかつ自明でない組み合わせと、ここで開示された異なる要素、特徴、機能及び／又は特性のサブコンビネーションとを含む。同様に、請求項が「一の」又は「第１の」構成要素又は同等のものを引用する箇所では、そのような請求項は、一つ又は複数のそのような構成要素の合同を、２つ又はそれ以上のそのような構成要素を要求することも排除することもなく含むと理解されたい。
【００４３】
上述の請求項は特に、開示された発明のうちの一つに向けられかつ新しくかつ自明でない、ある組み合わせ及びサブコンビネーションを示すと思われる。他の組み合わせと特徴、機能、要素、及び／又は特性のサブコンビネーションとに包含される発明は、この請求項の補正、又はこの出願又は関連した出願の新しい請求項の説明を介してクレームされてよい。そのような補正された又は新しい請求項は、それら請求項が異なる発明又は同一の発明に向けられていようが、元の請求項の範囲と異なる、より広い、より狭い、又は同一であろうが、この開示の本発明の主題内に含まれるものとしてみなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る燃料処理装置の概略図である。
【図２】図１の燃料処理装置の他の実施形態を示す概略図である。
【図３】図１の燃料処理装置の他の実施形態を示す概略図である。
【図４】この発明に係る硫黄除去組立体の概略図である。
【図５】加熱組立体を含む図４の組立体の概略図である。
【図６】加熱組立体を含む図４の組立体の概略図である。
【図７】加熱組立体を含む図４の組立体の概略図である。
【図８】加熱組立体を含む図４の組立体の概略図である。
【図９】硫黄除去組立体の状態をモニタするコントローラを含む図１の燃料処理装置の概略図である。
【図１０】複数の硫黄吸収床を有する図９の燃料処理装置の概略図である。
【図１１】この発明の硫黄除去装置と共に用い得る水蒸気改質器の概略図である。
【図１２】図１１の水蒸気改質器の他の実施形態を示す概略図である。
【図１３】燃料セルスタックを示す概略図である。
【図１４】この発明に係る硫黄除去組立体の概略図である。
【図１５】この発明に係る硫黄除去組立体の概略図である。
【図１６】この発明に係る硫黄除去組立体の概略図である。
【図１７】この発明に係る硫黄除去組立体の概略図である。
【図１８】この発明に係る硫黄除去組立体の概略図である。
【符号の説明】
１０ 燃料処理装置
２０ 燃料処理器
２２ 生成水素流
２４ 供給流
２６ 水
２８ 炭素含有供給原料
３４ 燃料セルスタック
４０ 硫黄除去組立体
４４ 硫黄吸収床
４６ 硫黄吸収材料
５０ 加熱組立体
８０ コントローラ
８２ センサ
８６ 弁組立体
８７ メモリ部
１０６ 分離領域
１０８ 副産流
１１０ 水素富化流

Claims (60)

  1. 燃料処理装置であって、
    炭素含有供給原料及び硫黄化合物を含む流れを受ける少なくとも一つの硫黄吸収床を含む硫黄除去組立体にして、前記床は、前記流れの中の前記硫黄化合物の濃度を減少させる硫黄吸収材料を含み、さらに前記硫黄吸収材料は、一酸化炭素及び水の転化に触媒作用を及ぼして約３５０℃よりも低い温度で水素ガス及び二酸化炭素が生じる、硫黄除去組立体と、
    前記硫黄除去組立体から前記炭素含有供給原料を含む供給流を受けかつ水素ガスを含む生成水素流を生成する燃料処理器と、
    を備えていることを特徴とする燃料処理装置。
  2. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、前記床が約４００℃よりも低い温度で稼動されるとき、前記炭素含有供給原料からのメタン形成に触媒作用を及ぼさない材料からなる群より選択されることを特徴とする燃料処理装置。
  3. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、前記床が約４００℃よりも低い温度で稼動されるとき、前記炭素含有供給原料からのコークス形成に触媒作用を及ぼさない材料からなる郡より選択されることを特徴とする燃料処理装置。
  4. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、約１００℃から約４００℃の範囲の温度で前記炭素含有供給原料から硫黄化合物を除去するときに、酸化亜鉛よりも反応性が高いことを特徴とする燃料処理装置。
  5. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、有機硫黄化合物を吸収することを特徴とする燃料処理装置。
  6. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、硫黄化合物にさらされたときに無力化される材料からなる郡より選択されることを特徴とする燃料処理装置。
  7. 請求項６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、約３５０℃よりも低い温度で１〜１０ｐｐｍの範囲の濃度で存在する硫黄化合物にさらされたときに無力化される材料からなる郡より選択されることを特徴とする燃料処理装置。
  8. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、１０〜９０％の酸化銅を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  9. 請求項８記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、２０〜６０％の酸化銅を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  10. 請求項９記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、酸化亜鉛をさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  11. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、クロムを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  12. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記床は、２０℃から約４００℃の範囲の温度で稼動されることを特徴とする燃料処理装置。
  13. 請求項１２記載の燃料処理装置において、
    少なくとも一つの硫黄吸収床を約１００℃から約４００℃の範囲の温度まで加熱する加熱組立体を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  14. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄除去組立体は、前記硫黄吸収材料を含む複数の硫黄吸収床を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  15. 請求項１４記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄除去組立体は、複数の前記硫黄吸収床のうちの少なくとも一つが前記炭素含有供給原料を含む前記流れの一部を受けないように、前記炭素含有供給原料を含む前記流れを少なくとも一つしかし全部よりは少ない数の前記硫黄吸収床へ選択的に供給する弁組立体を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  16. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床は吸収された硫黄の容量を有し、さらに
    前記燃料処理装置は、各前記床が稼動しているときの前記容量のパーセンテージを測定する少なくとも一つのセンサを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  17. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床は吸収された硫黄の容量を有し、さらに
    前記燃料処理装置は、前記容量の所定のパーセンテージに対応する閾値に到達したときを決定し、かつ該決定に応答してその事をユーザーに知らせるコントローラをさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  18. 請求項１７記載の燃料処理装置において、
    床が前記閾値よりも上で稼動していると判断したとき、前記コントローラは、ユーザー告知装置に制御信号を送信することを特徴とする燃料処理装置。
  19. 請求項１７記載の燃料処理装置において、
    前記コントローラは、前記床が稼動しているときの各床の容量のパーセンテージを測定する少なくとも一つのセンサを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  20. 請求項１９記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床は、前記コントローラと連絡していると共に前記床が稼動しているときの吸収された硫黄の前記床の容量のパーセンテージを測定するセンサを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  21. 請求項１７記載の燃料処理装置において、
    前記コントローラは、前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床に対して少なくとも一つの閾値が格納されたメモリ部を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  22. 請求項２１記載の燃料処理装置において、
    前記コントローラは、前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床に対して少なくとも低及び高閾値が格納されたメモリ部を含み、
    前記硫黄吸収材料を含む前記床のうちの一つが前記低閾値を上回る容量で稼動しているときに、前記コントローラは、第１制御信号をユーザー告知装置に送信し、さらに
    前記硫黄吸収材料を含む前記床のうちの一つが前記高閾値を上回る容量で稼動しているときに、前記コントローラは、第２制御信号を前記ユーザー告知装置に送信する、
    ことを特徴とする燃料処理装置。
  23. 請求項２２記載の燃料処理装置において、
    前記ユーザー告知装置は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号の受信に応答して異なる反応を引き起こすことを特徴とする燃料処理装置。
  24. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄除去組立体は、前記硫黄吸収材料を用いずに前記炭素含有供給原料から硫黄化合物を除去するための少なくとも一つの硫黄除去領域をさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  25. 請求項２４記載の燃料処理装置において、
    前記少なくとも一つの硫黄除去領域は、水素化脱硫によって硫黄化合物を除去することを特徴とする燃料処理装置。
  26. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記炭素含有供給原料は、少なくとも一つの炭化水素を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  27. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記炭素含有供給原料は、少なくとも一つのアルコールを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  28. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記供給流は水を含み、前記燃料処理器は、改質反応を介して前記供給流から水素ガスを含む流れを生成する少なくとも一つの改質触媒床を有する改質領域を含み、さらに
    前記生成水素流は水素ガスを含む前記流れから形成される、
    ことを特徴とする燃料処理装置。
  29. 請求項２８記載の燃料処理装置において、
    水素ガスを含む前記流れはさらに他のガスを含み、さらに
    前記燃料処理器は、水素ガスを含む前記流れが少なくとも実質的に水素ガスを含む水素富化流と少なくとも実質的に前記他のガスの一部を含む副産流とへ分離される分離領域を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  30. 請求項２９記載の燃料処理装置において、
    前記分離領域は、水素ガスを含む前記流れを、圧力駆動分離プロセスを介して前記水素富化流と前記副産流とへ分離するよう適合されていることを特徴とする燃料処理装置。
  31. 請求項３０記載の燃料処理装置において、
    前記分離領域は、水素ガスを含む前記流れと接触するよう配置された少なくとも一つの水素透過膜を含み、さらに
    前記水素富化流は、前記膜を介して透過する水素ガスを含む前記流れの一部から形成され、
    前記副産流は、前記膜を介して通過しない水素ガスを含む前記流れの一部から形成されていることを特徴とする燃料処理装置。
  32. 請求項３１記載の燃料処理装置において、
    前記生成水素流の少なくとも一部を受けかつ前記生成水素流から電流を生成する燃料セルスタックをさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  33. 請求項３１記載の燃料処理装置において、
    前記少なくとも一つの膜は、パラジウム及びパラジウム合金のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  34. 請求項３３記載の燃料処理装置において、
    前記分離領域は、対となって配置された複数の水素透過膜を含み、これら水素透過膜の各対が互いの透過チャネルを形成し、該透過チャネルから前記水素富化流が生成されるよう構成されていることを特徴とする燃料処理装置。
  35. 請求項１記載の燃料処理装置において、
    前記生成水素流の少なくとも一部を受けかつ前記生成水素流から電流を生成する燃料セルスタックをさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  36. 燃料処理装置であって、
    炭素含有供給原料及び硫黄化合物を含む流れを受ける少なくとも一つの硫黄吸収床を含む硫黄除去組立体にして、前記床は、前記流れの中の前記硫黄化合物の濃度を減少させるための硫黄吸収材料を含み、さらに前記硫黄吸収材料は、前記床が約４００℃よりも低い温度で稼動しているときに前記炭素含有供給原料からのメタン又はコークス形成に触媒作用を及ぼさない材料からなる群より選択され、さらに前記硫黄吸収材料は有機硫黄化合物を吸収するよう適合されている、硫黄除去組立体と、
    前記硫黄除去組立体から前記炭素含有供給原料を含む供給流を受けかつ水素ガスを含む生成水素流を生成する燃料処理器にして、水素ガス及び他のガスを含む混合ガス流が前記炭素含有供給原料及び水を含む流れを含む供給流から生成される少なくとも一つの改質触媒床を含む改質領域を含み、さらに前記混合ガス流が圧力駆動分離プロセスを介して少なくとも実質的に水素ガスを含む水素富化流と少なくとも実質的に前記他のガスの一部を含む副産流とへ分離される分離領域を含む、燃料処理器と、
    を備えていることを特徴とする燃料処理装置。
  37. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、約１００℃から約４００℃の範囲の温度で前記炭素含有供給原料から硫黄化合物を除去するときに酸化亜鉛よりも反応性が高いことを特徴とする燃料処理装置。
  38. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、硫黄化合物にさらされたときに無力化される材料からなる群より選択されることを特徴とする燃料処理装置。
  39. 請求項３８記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、約３５０℃よりも低い温度で１〜１０ｐｐｍの範囲の濃度で存在する硫黄化合物にさらされたときに無力化される材料からなる群より選択されることを特徴とする燃料処理装置。
  40. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、１０〜９０％の酸化銅を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  41. 請求項４０記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、２０〜６０％の酸化銅を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  42. 請求項４１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、酸化亜鉛をさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  43. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料は、クロムを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  44. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記床は、２０℃から約４００℃の範囲の温度で稼動されることを特徴とする燃料処理装置。
  45. 請求項４４記載の燃料処理装置において、
    前記少なくとも一つの硫黄吸収床を約１００℃から約４００℃の範囲の温度まで加熱する加熱組立体を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  46. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄除去組立体は、前記硫黄吸収材料を含む複数の硫黄吸収床を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  47. 請求項４６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄除去組立体は、前記炭素含有供給原料を含む前記流れを少なくとも一つしかし全てよりは少ない数の前記硫黄吸収床へ、前記硫黄吸収床のうち少なくとも一つが前記炭素含有供給原料を含む前記流れの一部を受けないように、選択的に供給する弁組立体を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  48. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床は吸収された硫黄の容量を有し、さらに
    前記燃料処理装置は、各前記床が稼動しているときの前記容量の前記パーセンテージを測定する少なくとも一つのセンサを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  49. 請求項３６記載の燃料供給装置において、
    前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床は吸収された硫黄の容量を有し、さらに
    前記燃料処理装置は、前記容量の所定のパーセンテージに対応する閾値に達したときを決定し、かつ該決定に応答してその事をユーザーに知らせるコントローラをさらに含むことを特徴とする燃料供給装置。
  50. 請求項４９記載の燃料処理装置において、
    床が前記閾値以上で稼動していると判断したときに、前記コントローラはユーザー告知装置へ制御信号を送信することを特徴とする燃料処理装置。
  51. 請求項４９記載の燃料処理装置において、
    前記コントローラは、前記床が稼動しているときの各床の容量のパーセンテージを測定する少なくとも一つのセンサを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  52. 請求項５１記載の燃料処理装置において、
    前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床は、前記コントローラと連絡していると共に前記床が稼動しているときの吸収された硫黄の前記床の容量のパーセンテージを測定するセンサを含むことを特徴とする燃料処理装置。
  53. 請求項４９記載の燃料処理装置において、
    前記コントローラは、前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床に対して少なくとも一つの閾値が格納されたメモリ部を含むことを特徴とする燃料処理装置。
  54. 請求項５３記載の燃料処理装置において、
    前記コントローラは、前記硫黄吸収材料を含む各前記硫黄吸収床に対して少なくとも低及び高閾値が格納されたメモリ部を含み、
    前記硫黄吸収材料を含む前記床の一つが前記低閾値を上回る容量で稼動していると判断したとき、前記コントローラは第１制御信号をユーザー告知装置へ送信し、さらに
    前記硫黄吸収材料を含む前記床の一つが前記高閾値を上回る容量で稼動していると判断したとき、前記コントローラは第２制御信号を前記ユーザー告知装置へ送信する、
    ことを特徴とする燃料処理装置。
  55. 請求項５４記載の燃料供給装置において、
    前記ユーザー告知装置は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号の受信に応答して異なる反応を引き起こすことを特徴とする燃料処理装置。
  56. 請求項３６記載の燃料供給装置において、
    前記分離領域は、水素ガスを含む前記流れと接触するよう配置された少なくとも一つの水素透過膜を含み、さらに
    前記水素富化流は、前記膜を介して通過する水素ガスを含む前記流れの一部から形成され、前記副産流は、前記膜を通過しない水素ガスを含む前記流れの一部から形成されている、
    ことを特徴とする燃料供給装置。
  57. 請求項５６記載の燃料処理装置において、
    前記少なくとも一つの膜は、パラジウム及びパラジウム合金のうち少なくとも一つを備えていることを特徴とする燃料処理装置。
  58. 請求項５７記載の燃料処理装置において、
    前記分離領域は、対となって配置された複数の水素透過膜を含み、これら水素透過膜の各対が互いの透過チャネルを形成し、該透過チャネルから前記水素富化流が生成されるよう構成されていることを特徴とする燃料処理装置。
  59. 請求項３６記載の燃料処理装置において、
    前記生成水素流の少なくとも一部を受けかつ前記生成水素流から電流を生成する燃料セルスタックをさらに含むことを特徴とする燃料処理装置。
  60. 水及び炭素含有供給原料を含む供給流を受けるための、水素ガスを含む流れが前記供給流から生成される少なくとも一つの改質触媒床を有する改質領域を含む、流れ改質装置において、
    前記改質領域の上流に低温シフト触媒を含む少なくとも一つの硫黄吸収床を備た、硫黄含有化合物を前記改質領域へ供給する前に前記供給流の少なくとも一部から吸収するための硫黄除去組立体を備えていることを特徴とする流れ改質装置。
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