JP2005255896A - Desulfurizer, desulfurization system, hydrogen manufacturing apparatus, and fuel cell system - Google Patents

Desulfurizer, desulfurization system, hydrogen manufacturing apparatus, and fuel cell system Download PDF

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Tadashi Seike
匡 清家
Tomonari Komiyama
知成 小宮山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a desulfurizer and a desulfuriztion system both of which are suitable for subjecting a liquid fuel to thermal liquid-phase desulfurization and capable of controlling bumping and pressure fluctuations, and to provide a hydrogen manufacturing apparatus and a fuel cell system both of which can be operated more stably. <P>SOLUTION: In the desulfurizer which performs desulfurization while heating the liquid fuel by a heating medium in the presence of a desulfurizing agent, at least one desulfurizing chamber which has an area for containing the desulfurizing agent and forms the passage of the liquid fuel and a plurality of tubes which, penetrating the above area and arranged almost horizontally, forms the passage of the heating medium are equipped; and in at least one desulfurizing chamber, a liquid fuel outlet is formed above a liquid fuel supply inlet. The desulfurization system is equipped with the desulfurizer and a heat exchanger which preheats the liquid fuel supplied to the desulfurizer with the heating medium discharged from the desulfurizer and which lets the heating medium flow into the shell side and the liquid fuel into the tube side. A hydrogen manufacturing apparatus having this desulfurization system and a fuel cell system having this hydrogen manufacturing apparatus are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は灯油等の液体燃料中の硫黄分含有量を低減するための脱硫器および脱硫システムに関する。また本発明は液体燃料を脱硫した後に改質して水素を含有するガスを製造する水素製造装置に関する。さらに本発明は、このような水素製造装置から得られる水素含有ガスを燃料として用いる燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a desulfurizer and a desulfurization system for reducing the sulfur content in a liquid fuel such as kerosene. The present invention also relates to a hydrogen production apparatus for producing a gas containing hydrogen by reforming after desulfurizing a liquid fuel. Furthermore, the present invention relates to a fuel cell system using a hydrogen-containing gas obtained from such a hydrogen production apparatus as a fuel.

燃料電池はエネルギー利用効率の良い発電システムとして開発が活発化している。この中でも固体高分子形燃料電池は高い出力密度、取り扱いの容易さなどから特に注目を集めている。   Development of fuel cells has been actively promoted as a power generation system with high energy utilization efficiency. Among them, the polymer electrolyte fuel cell is particularly attracting attention because of its high power density and ease of handling.

燃料電池は水素と酸素との電気化学的な反応により発電するシステムであるため、水素供給手段の確立が必須である。この方法の一つとして炭化水素燃料などの水素製造用原料を改質し水素を製造する方法があり、炭化水素燃料の供給システムがすでに社会的に整備されている点で、純水素を用いる方法より有利である。   Since a fuel cell is a system that generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, it is essential to establish a hydrogen supply means. As one of the methods, there is a method of producing hydrogen by reforming a raw material for hydrogen production such as a hydrocarbon fuel, and a method using pure hydrogen in that a hydrocarbon fuel supply system has already been socially established. More advantageous.

炭化水素燃料としては、都市ガス、ガソリン、灯油、軽油などがある。ガソリン、灯油、軽油などの液体燃料は取り扱い、保存および輸送が容易であること、安価であることなどの特徴から燃料電池用燃料として注目されている。これらの炭化水素燃料を燃料電池で用いるためには炭化水素から水素を製造することが必要であるが、このために、改質器で炭化水素を水と反応させ主に一酸化炭素と水素に分解し、続いてシフト反応器で大部分の一酸化炭素を水と反応させ水素と二酸化炭素に転換し、最後に選択酸化反応器において微量の残存一酸化炭素を酸素と反応させ二酸化炭素にすることが行われている。また、硫黄が改質触媒などの被毒物質となるため、水素製造用原料中の硫黄を除去するための脱硫器が設けられる場合も多い。このような燃料電池システムは例えば特許文献1に開示されている。   Examples of the hydrocarbon fuel include city gas, gasoline, kerosene, and light oil. Liquid fuels such as gasoline, kerosene, and light oil are attracting attention as fuel cells because they are easy to handle, store and transport, and are inexpensive. In order to use these hydrocarbon fuels in fuel cells, it is necessary to produce hydrogen from hydrocarbons. For this purpose, hydrocarbons are reacted with water in a reformer, mainly into carbon monoxide and hydrogen. In the shift reactor, where most of the carbon monoxide reacts with water to convert it to hydrogen and carbon dioxide, and finally in the selective oxidation reactor, a small amount of residual carbon monoxide reacts with oxygen to form carbon dioxide. Things have been done. Further, since sulfur becomes a poisoning substance such as a reforming catalyst, a desulfurizer for removing sulfur in the raw material for hydrogen production is often provided. Such a fuel cell system is disclosed in Patent Document 1, for example.

脱硫器に用いられる脱硫剤には適切な作動温度範囲があり、脱硫剤をこの温度範囲まで加熱することが行われている。特許文献2には、燃料改質装置のバーナの燃焼排ガスを脱硫器に導き、これにより脱硫器内の触媒を加熱することが開示されている。   The desulfurizing agent used in the desulfurizer has an appropriate operating temperature range, and the desulfurizing agent is heated to this temperature range. Patent Document 2 discloses that combustion exhaust gas from a burner of a fuel reformer is guided to a desulfurizer, and thereby heats a catalyst in the desulfurizer.

また、液体燃料を脱硫する技術としては、例えば、特許文献3に灯油の一部又は全部を液相の状態で脱硫することが記載されている。
特開2003−187832号公報 特開平5−3043号公報 特開2002−201478号公報
As a technique for desulfurizing liquid fuel, for example, Patent Document 3 describes desulfurization of part or all of kerosene in a liquid phase state.
JP 2003-187832 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-3043 JP 2002-2014478 A

液体燃料を加熱しかつ液相のまま脱硫しようとする場合に、全体的な熱バランス上は液体燃料が気化しない条件であっても、局所的に液体燃料が突沸することがある。突沸が起こると系内の圧力が大きく変動し、流量制御が困難になったりするため、突沸発生の可能性は極力低くすることが望まれる。また多少の突沸があった場合でも圧力変動しにくくすることも望まれる。   When the liquid fuel is heated and desulfurized while in the liquid phase, the liquid fuel may locally boil even if the liquid fuel does not vaporize in terms of the overall heat balance. When bumping occurs, the pressure in the system fluctuates greatly, making it difficult to control the flow rate. Therefore, it is desirable to reduce the possibility of bumping as much as possible. It is also desirable to make the pressure fluctuation difficult even if there is some bumping.

特に、燃料電池システムにおいては、燃料電池に供給される燃料の圧力変動が電圧の変動となって現れるため、燃料の圧力変動は抑えることが望まれる。   In particular, in a fuel cell system, fluctuations in the pressure of the fuel supplied to the fuel cells appear as fluctuations in voltage, so it is desirable to suppress the fluctuations in the pressure of the fuel.

本発明の目的は、液体燃料を加熱下に液相のまま脱硫するに好適な、突沸や圧力変動を抑制可能で、より安定な運転が可能な脱硫器および脱硫システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a desulfurizer and a desulfurization system that can suppress bumping and pressure fluctuation and can be operated more stably, which is suitable for desulfurization of liquid fuel in a liquid phase under heating.

本発明の別の目的は、液体燃料を脱硫した後に改質して水素含有ガスを得る水素製造装置、およびこの水素製造装置から得られる水素含有ガスを燃料とする燃料電池システムにおいて、脱硫に際する突沸や圧力変動を抑制し、より安定な運転を可能とすることである。   Another object of the present invention is to provide a hydrogen production apparatus that obtains a hydrogen-containing gas by desulfurization after liquid fuel is desulfurized, and a fuel cell system that uses the hydrogen-containing gas obtained from the hydrogen production apparatus as fuel. It is possible to suppress bumping and pressure fluctuation, and to enable more stable operation.

本発明により、脱硫剤の存在下に液体燃料を加熱媒体により加熱しながら脱硫するための脱硫器において、
脱硫剤を収容する領域を有し該液体燃料の流路を形成する少なくとも一つの脱硫室と、
該領域を貫通して略水平に配された該加熱媒体の流路を形成する複数の管とを備え、
該脱硫室の少なくとも一つにおいては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成された
ことを特徴とする脱硫器が提供される。
According to the present invention, in a desulfurizer for desulfurizing while heating a liquid fuel with a heating medium in the presence of a desulfurizing agent,
At least one desulfurization chamber having a region for containing a desulfurization agent and forming a flow path for the liquid fuel;
A plurality of tubes that form channels of the heating medium that are disposed substantially horizontally through the region;
A desulfurizer is provided in which at least one of the desulfurization chambers has a liquid fuel discharge port formed above the liquid fuel supply port.

上記脱硫器において、前記脱硫室は円筒状容器の全部もしくは区画された一部であり、
前記複数の管が円弧状であることが好ましい。
In the desulfurizer, the desulfurization chamber is the whole or a part of a cylindrical container,
The plurality of tubes are preferably arcuate.

上記脱硫器において、前記脱硫室が複数直列に接続されて一つの前記液体燃料の流路を形成し、
該液体燃料の流路の最も下流側の脱硫室においては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成されたことが好ましい。
In the desulfurizer, a plurality of the desulfurization chambers are connected in series to form one liquid fuel flow path,
In the desulfurization chamber on the most downstream side of the flow path of the liquid fuel, it is preferable that a liquid fuel discharge port is formed above the liquid fuel supply port.

上記脱硫器において、前記脱硫室が複数直列に接続されて一つの前記液体燃料の流路を形成し、
該液体燃料の流路の最も上流側の脱硫室においては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成されたことが好ましい。
In the desulfurizer, a plurality of the desulfurization chambers are connected in series to form one liquid fuel flow path,
In the desulfurization chamber on the most upstream side of the flow path of the liquid fuel, it is preferable that a liquid fuel discharge port is formed above the liquid fuel supply port.

本発明により、脱硫剤の存在下に液体燃料を加熱媒体により加熱しながら脱硫するための脱硫器と、該脱硫器に供給する液体燃料を該脱硫器から排出された加熱媒体により予熱するための熱交換器とを備え、
該脱硫器は、脱硫剤を収容する領域を有し該液体燃料の流路を形成する少なくとも一つの脱硫室と、該領域を貫通して略水平に配された該加熱媒体の流路を形成する複数の管とを有し、該脱硫室の少なくとも一つにおいては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成され、
該熱交換器は、該加熱媒体の流路を形成する胴と、該液体燃料の流路を形成し該胴を貫通する管とを有する
ことを特徴とする脱硫システムが提供される。
According to the present invention, a desulfurizer for desulfurizing while heating a liquid fuel with a heating medium in the presence of a desulfurizing agent, and a liquid fuel supplied to the desulfurizer for preheating with a heating medium discharged from the desulfurizer. A heat exchanger,
The desulfurizer has at least one desulfurization chamber having a region for containing a desulfurizing agent and forming a flow path for the liquid fuel, and a flow path for the heating medium disposed substantially horizontally through the region. A liquid fuel discharge port formed above the liquid fuel supply port in at least one of the desulfurization chambers,
The heat exchanger is provided with a desulfurization system including a cylinder that forms a flow path for the heating medium and a pipe that forms a flow path for the liquid fuel and penetrates the cylinder.

上記脱硫システムにおいて、さらに脱硫器の下流の液体燃料流路にキャピラリを有することが好ましい。   In the desulfurization system, it is preferable that the liquid fuel flow path downstream of the desulfurizer further has a capillary.

上記脱硫システムにおいて、前記脱硫器において、前記脱硫室は円筒状容器の全部もしくは区画された一部であり、前記複数の管が円弧状であり、
前記熱交換器は環形円柱状であって該円筒状容器の外周に設けられたことが好ましい。
In the desulfurization system, in the desulfurizer, the desulfurization chamber is a whole or a part of a cylindrical container, and the plurality of tubes are arc-shaped,
It is preferable that the heat exchanger has an annular column shape and is provided on the outer periphery of the cylindrical container.

本発明により、脱硫剤の存在下に液体燃料を加熱媒体により加熱しながら脱硫するための脱硫器と、該脱硫器に供給する液体燃料を該脱硫器から排出された加熱媒体により予熱するための熱交換器と、該脱硫された液体燃料を原料として用いて水素を含有するガスを製造する改質器とを備え、
該改質器は、改質触媒を備える改質反応部と、該改質反応部を加熱するための燃焼を行うバーナを有し、
該脱硫器は、脱硫剤を収容する領域を有し該液体燃料の流路を形成する少なくとも一つの脱硫室と、該領域を貫通して略水平に配された該加熱媒体の流路を形成する複数の管とを有し、該脱硫室の少なくとも一つにおいては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成され、
該熱交換器は、該加熱媒体の流路を形成する胴と、該液体燃料の流路を形成し該胴を貫通する管とを有し、
該改質器から排出されるバーナの燃焼排ガスを該脱硫器の加熱媒体の流路に導く手段を有することを特徴とする水素製造装置が提供される。
According to the present invention, a desulfurizer for desulfurizing while heating a liquid fuel with a heating medium in the presence of a desulfurizing agent, and a liquid fuel supplied to the desulfurizer for preheating with a heating medium discharged from the desulfurizer. A heat exchanger, and a reformer that produces a gas containing hydrogen using the desulfurized liquid fuel as a raw material,
The reformer includes a reforming reaction unit including a reforming catalyst and a burner that performs combustion for heating the reforming reaction unit.
The desulfurizer has at least one desulfurization chamber having a region for containing a desulfurizing agent and forming a flow path for the liquid fuel, and a flow path for the heating medium disposed substantially horizontally through the region. A liquid fuel discharge port formed above the liquid fuel supply port in at least one of the desulfurization chambers,
The heat exchanger has a cylinder that forms a flow path for the heating medium, and a tube that forms a flow path for the liquid fuel and penetrates the cylinder.
There is provided a hydrogen production apparatus having means for guiding the combustion exhaust gas of the burner discharged from the reformer to the flow path of the heating medium of the desulfurizer.

本発明により、上記水素製造装置と、該水素製造装置で製造された水素を含有するガスを燃料として用いる燃料電池とを備えることを特徴とする燃料電池システムが提供される。   According to the present invention, there is provided a fuel cell system comprising the above-described hydrogen production apparatus and a fuel cell using as a fuel a gas containing hydrogen produced by the hydrogen production apparatus.

本発明によれば、液体燃料を加熱下に液相のまま脱硫するに好適な、突沸や圧力変動を抑制可能で、より安定な運転が可能な脱硫器および脱硫システムが提供される。また、液体燃料を脱硫した後に改質して水素含有ガスを得る水素製造装置、およびこの水素製造装置から得られる水素含有ガスを燃料とする燃料電池システムにおいて、脱硫に際する突沸や圧力変動を抑制し、より安定な運転が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the desulfurizer and desulfurization system which can suppress bumping and a pressure fluctuation suitable for desulfurizing liquid fuel with a liquid phase under heating, and can operate more stably are provided. Further, in a hydrogen production apparatus that obtains a hydrogen-containing gas by reforming liquid fuel after desulfurization, and a fuel cell system that uses hydrogen-containing gas obtained from the hydrogen production apparatus as fuel, bumping and pressure fluctuations during desulfurization are prevented. Suppresses and more stable operation is possible.

また、脱硫器を略円筒状とすることにより、液体燃料予熱のための熱交換器との隣接配置さらには一体化を容易に行うことができる。このような隣接配置さらには一体化によって、熱ロス削減、省スペース化が実現できる。   Further, by making the desulfurizer substantially cylindrical, it is possible to easily dispose and integrate with a heat exchanger for preheating liquid fuel. By such adjacent arrangement and further integration, heat loss can be reduced and space can be saved.

以下、図面を用いて本発明について詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1に、本発明の燃料電池システムの一形態につき、概略構成を示す。この燃料電池システムは、灯油を用いる固体高分子形燃料電池システムに本発明の脱硫システムを適用し、液体燃料として灯油を、加熱流体として改質器のバーナの燃焼排ガスを用いる。   FIG. 1 shows a schematic configuration of one embodiment of the fuel cell system of the present invention. In this fuel cell system, the desulfurization system of the present invention is applied to a polymer electrolyte fuel cell system using kerosene, and kerosene is used as a liquid fuel, and combustion exhaust gas of a reformer burner is used as a heating fluid.

燃料電池システムは、脱硫器1、脱硫器に供給する液体燃料を予熱する熱交換器11(以下、場合により「液体燃料予熱器」と称す。)、脱硫された液体燃料とスチームとから水素を含有するガスである水素含有ガスを製造する改質器31、およびこの水素含有ガスを燃料として用いる燃料電池42を有する。本発明の脱硫システムは、脱硫器1および熱交換器11を有する。本発明の水素製造装置はこの脱硫システムと改質器31とを有する。水素製造装置あるいは燃料電池システムには、必要に応じ脱硫された液体燃料を気化する気化器41が設けられる。   The fuel cell system includes a desulfurizer 1, a heat exchanger 11 that preheats liquid fuel supplied to the desulfurizer (hereinafter, referred to as “liquid fuel preheater” in some cases), hydrogen from the desulfurized liquid fuel and steam. It has a reformer 31 that produces a hydrogen-containing gas that is a gas to be contained, and a fuel cell 42 that uses this hydrogen-containing gas as fuel. The desulfurization system of the present invention includes a desulfurizer 1 and a heat exchanger 11. The hydrogen production apparatus of the present invention has this desulfurization system and the reformer 31. The hydrogen production apparatus or the fuel cell system is provided with a vaporizer 41 for vaporizing the liquid fuel desulfurized as necessary.

脱硫器1は、液体燃料の流路を形成する脱硫室2を有する。脱硫容器内には、脱硫剤6を収容する領域(以下、場合により「脱硫剤収容領域」と称す。)を有する。液体燃料供給口7が脱硫室の下部に、液体燃料排出口8が脱硫室の上部に設けられる。また脱硫器は、脱硫剤収容領域を貫通して略水平に配された、加熱媒体の流路を形成する複数の管5、複数の管の両端にそれぞれ連通する二つのヘッダ(入り口側ヘッダ3および出口側ヘッダ4)を有する。熱交換器11は胴12と、胴12を貫通する管13を有する。脱硫剤収容領域は、管5によって占められる領域を除く脱硫室内の全域であっても、その一部分であっても良い。   The desulfurizer 1 has a desulfurization chamber 2 that forms a flow path for liquid fuel. The desulfurization vessel has a region for accommodating the desulfurizing agent 6 (hereinafter, sometimes referred to as “desulfurizing agent accommodating region”). The liquid fuel supply port 7 is provided in the lower part of the desulfurization chamber, and the liquid fuel discharge port 8 is provided in the upper part of the desulfurization chamber. The desulfurizer includes a plurality of pipes 5 that form a flow path for the heating medium, which are disposed substantially horizontally through the desulfurization agent storage region, and two headers (entrance on the inlet side 3) that respectively communicate with both ends of the plurality of pipes. And an outlet side header 4). The heat exchanger 11 has a cylinder 12 and a tube 13 that passes through the cylinder 12. The desulfurization agent accommodation region may be the entire region of the desulfurization chamber excluding the region occupied by the pipe 5 or a part thereof.

灯油は不図示の灯油タンクから不図示のポンプによりライン51を経て液体燃料予熱器の管13に供給されて胴12側を流れる燃焼排ガスとの熱交換により昇温され、ライン52を経て、脱硫室2に液体燃料供給口7から供給される。灯油は脱硫剤6に接触しながらかつ加熱媒体が流れる管5によって昇温されながら脱硫室内を上昇し、脱硫された灯油が液体燃料排出口8からライン53を経て得られる。液体燃料排出口8にはキャピラリ21が接続される。   Kerosene is supplied from a kerosene tank (not shown) to a liquid fuel preheater pipe 13 via a line 51 by a pump (not shown) and heated by heat exchange with combustion exhaust gas flowing on the cylinder 12 side, and desulfurized via a line 52. The chamber 2 is supplied from a liquid fuel supply port 7. Kerosene rises in the desulfurization chamber while being heated by the pipe 5 through which the heating medium flows while being in contact with the desulfurizing agent 6, and desulfurized kerosene is obtained from the liquid fuel discharge port 8 via the line 53. A capillary 21 is connected to the liquid fuel discharge port 8.

この灯油は、気化器41を経て、水蒸気改質反応に必要なスチームと混合されて改質器31で改質され、固体高分子形燃料電池42のアノード室42Aに供給される。図示は省略したが、改質器とアノード室との間には、CO変成反応器および選択酸化反応器が設けられる。なお、改質器31は、バーナ33で灯油を燃焼させ、その燃焼熱により改質反応部32をその外側から加熱する外熱式の改質器である。改質反応部は、改質触媒が充填された改質反応管で形成される。バーナおよび改質反応部は改質炉34内に設けられる。   This kerosene is mixed with steam necessary for the steam reforming reaction through the vaporizer 41, reformed by the reformer 31, and supplied to the anode chamber 42 </ b> A of the polymer electrolyte fuel cell 42. Although not shown, a CO shift reactor and a selective oxidation reactor are provided between the reformer and the anode chamber. The reformer 31 is an external heat type reformer that burns kerosene with a burner 33 and heats the reforming reaction section 32 from the outside by the combustion heat. The reforming reaction section is formed by a reforming reaction tube filled with a reforming catalyst. The burner and the reforming reaction section are provided in the reforming furnace 34.

一方、バーナ33の燃焼排ガスは、気化器41において脱硫された灯油を加熱して気化させた後、ライン61から脱硫器の加熱媒体入り口側ヘッダ3に供給される。そして、管5を通りながら脱硫剤6および液体燃料を加熱し、ヘッダ4から排出される。その後ライン62を経て液体燃料予熱器の胴12に供給され、管13中を流れる灯油を加熱し、ライン63から排出される。   On the other hand, the combustion exhaust gas from the burner 33 heats and vaporizes the kerosene desulfurized in the vaporizer 41, and then supplies it from the line 61 to the heating medium inlet side header 3 of the desulfurizer. Then, the desulfurizing agent 6 and the liquid fuel are heated while passing through the pipe 5 and are discharged from the header 4. Thereafter, it is supplied to the cylinder 12 of the liquid fuel preheater via the line 62, the kerosene flowing through the pipe 13 is heated, and is discharged from the line 63.

なお、燃料電池のカソード室42Cには空気が必要に応じて加湿されて供給される。アノード室から排出されるアノードオフガス、カソード室から排出されるカソードオフガスは、適宜熱利用などされ、排出される。アノードオフガスには未燃の可燃成分が含まれるので、例えばバーナの燃料として利用するなど、適宜利用される。   Air is humidified and supplied to the cathode chamber 42C of the fuel cell as necessary. The anode off-gas discharged from the anode chamber and the cathode off-gas discharged from the cathode chamber are discharged using heat as appropriate. Since the anode off gas contains unburned combustible components, it is appropriately used, for example, as burner fuel.

さて、突沸に影響する主な因子に、温度差とスペースがある。熱交換に係る高温流体と低温流体との局所的な温度差ΔTが130〜140℃程度になると突沸(蒸発振動という現象)が起こりやすくなる傾向があり、従って運転条件が多少変わってもΔTがこのような温度に達しないようにすることが突沸を抑制する上で効果的である。また、広いスペースがあると突沸が起きやすい傾向があり、例えば細い管の内部では突沸が起きにくい。   The main factors affecting bumping are temperature difference and space. When the local temperature difference ΔT between the high-temperature fluid and the low-temperature fluid related to heat exchange is about 130 to 140 ° C., bumping (a phenomenon called evaporation vibration) tends to occur, and therefore ΔT does not change even if the operating conditions slightly change. Preventing such a temperature from being reached is effective in suppressing bumping. Further, if there is a large space, bumping tends to occur easily, and bumping is difficult to occur inside a thin tube, for example.

突沸があった場合にも圧力変動しにくくするためには、流路の容量を大きくすること、さらには流路の断面積を広くすることが有効である。このような流路はバッファーとして作用し、圧力変動を緩和する。また、流路にキャピラリ(流路の径を絞った部分)を設けると、その部分の抵抗によってキャピラリより下流に圧力変動が伝わりにくくなる。   In order to make it difficult for the pressure to fluctuate even when bumping occurs, it is effective to increase the capacity of the flow path and further to increase the cross-sectional area of the flow path. Such a flow path acts as a buffer to relieve pressure fluctuations. In addition, when a capillary (portion in which the diameter of the passage is narrowed) is provided in the flow path, pressure fluctuation is less likely to be transmitted downstream from the capillary due to the resistance of that portion.

上記構成では、灯油を液体燃料予熱器11と脱硫器1とで二段階に加熱する。ほぼ常温の(加熱されていない)灯油を供給する液体燃料予熱器ではΔTが大きくなりやすいが、液体燃料予熱器において灯油は管13内を流れるため、その流路断面積を小さくして突沸を抑制することが容易に行える。一方、液体燃料予熱器に供給される燃焼排ガスが脱硫器1にて冷却されていることも、熱交換器におけるΔTを小さくして突沸を抑制するのに役立つ。また、液体燃料予熱器の少なくとも一部において灯油と燃焼排ガスとを対向流として熱交換することにより、ΔTを小さくして突沸を抑制することもできる。   In the above configuration, kerosene is heated in two stages by the liquid fuel preheater 11 and the desulfurizer 1. In a liquid fuel preheater that supplies kerosene at approximately room temperature (not heated), ΔT tends to increase. However, in the liquid fuel preheater, kerosene flows through the pipe 13, so that the cross-sectional area of the flow path is reduced to cause bumping. It can be easily suppressed. On the other hand, the fact that the combustion exhaust gas supplied to the liquid fuel preheater is cooled by the desulfurizer 1 is also useful for reducing the ΔT in the heat exchanger and suppressing bumping. Further, by exchanging heat with kerosene and combustion exhaust gas as counterflows in at least a part of the liquid fuel preheater, ΔT can be reduced and bumping can be suppressed.

脱硫器においては、管側に燃焼排ガスを流し、胴側に灯油を流す。脱硫器には予熱された灯油が供給されるので、ΔTを小さくして突沸を抑制することができる。灯油は胴側に流すので、脱硫器において灯油が加熱される領域の容量を大きくし、バッファーとして機能させ、圧力変動を緩和させることを容易に行うことができる。さらに、管をほぼ水平に延在させ、灯油を鉛直方向上方に向かって流すことにより、脱硫器内の灯油の流路断面積を広くして圧力変動を緩和しやすい構造とすることが容易である。また、灯油の流れを鉛直上方向きにすることにより、灯油の自重による圧力によって微少な泡は消えやすく、突沸防止、圧力変動抑制に効果がある。   In the desulfurizer, combustion exhaust gas is flowed to the tube side, and kerosene is flowed to the body side. Since preheated kerosene is supplied to the desulfurizer, ΔT can be reduced to suppress bumping. Since kerosene flows on the barrel side, the capacity of the region where kerosene is heated in the desulfurizer can be increased, functioning as a buffer, and pressure fluctuation can be easily reduced. Furthermore, by extending the tube almost horizontally and flowing kerosene upward in the vertical direction, it is easy to increase the flow passage cross-sectional area of kerosene in the desulfurizer and easily reduce pressure fluctuations. is there. In addition, by making the kerosene flow vertically upward, fine bubbles can be easily removed by the pressure caused by the weight of kerosene, which is effective in preventing bumping and suppressing pressure fluctuations.

加熱媒体の流路を形成する複数の管は、略水平に配置される。略水平とは、厳密に水平な場合だけでなく、実質的に水平な場合も含む。   The plurality of tubes that form the flow path of the heating medium are arranged substantially horizontally. “Substantially horizontal” includes not only strictly horizontal but also substantially horizontal.

さらに、脱硫器の液体燃料排出口の下流にキャピラリ21が存在することにより、キャピラリより下流に圧力変動が伝わることを抑制することができる。なお、キャピラリとは、それに至るまでの流路断面積よりも流路断面積が小さく差圧(管内圧)を急激に高めるためのもので、その断面積はキャピラリ上流側のそれの1/50以上1/2以下が好ましく、1/10以上1/3以下がさらに好ましい。断面積が1/50より小さい場合は、管の圧力損失が大きくなり、灯油を送り出すポンプの作動動力エネルギーを増大させる傾向があるという点で不利であり、1/2より大きい場合は、圧力変動の抑制効果が小さくなる傾向があるという点で不利である。キャピラリの長さについては、圧力変動を抑制するのに適宜設計することができる。   Further, the presence of the capillary 21 downstream of the liquid fuel discharge port of the desulfurizer can suppress the pressure fluctuation from being transmitted downstream from the capillary. The capillary is a channel cross-sectional area that is smaller than the channel cross-sectional area up to that time, and is intended to rapidly increase the differential pressure (in-pipe pressure), and the cross-sectional area is 1/50 of that upstream of the capillary. The ratio is preferably 1/2 or less and more preferably 1/10 or more and 1/3 or less. If the cross-sectional area is smaller than 1/50, the pressure loss of the pipe increases, which is disadvantageous in that it tends to increase the operating power energy of the pump that sends out kerosene. This is disadvantageous in that the suppression effect tends to be small. The length of the capillary can be appropriately designed to suppress pressure fluctuation.

図1に示した形態では、脱硫器は脱硫室を一つだけ有する。液体燃料供給口はこの脱硫室の下部に設けられる。その位置は、脱硫室の底面あるいは底部であることができるが、必ずしもその必要はなく、脱硫室の中を液体燃料が上方に流れる位置であればよい。液体燃料排出口は脱硫室の上部に設けられる。その位置は、脱硫室の上面あるいは頂部であることができるが、必ずしもその必要はなく、脱硫室の中を液体燃料が上方に流れる位置であればよい。つまり脱硫室内の液体燃料の流れが上昇流になるために、液体燃料排出口が液体燃料供給口より上方にあればよいが、脱硫室内のより広い領域において液体燃料を流通させるために、液体燃料供給口は極力低い位置に、液体燃料排出口は極力高い位置に設けることが望まれる。   In the form shown in FIG. 1, the desulfurizer has only one desulfurization chamber. The liquid fuel supply port is provided in the lower part of the desulfurization chamber. The position can be the bottom surface or the bottom of the desulfurization chamber, but is not necessarily required as long as the liquid fuel flows upward in the desulfurization chamber. The liquid fuel discharge port is provided in the upper part of the desulfurization chamber. The position can be the upper surface or the top of the desulfurization chamber, but it is not necessarily required as long as the liquid fuel flows upward in the desulfurization chamber. In other words, since the flow of the liquid fuel in the desulfurization chamber becomes an upward flow, the liquid fuel discharge port only needs to be above the liquid fuel supply port, but in order to distribute the liquid fuel in a wider region in the desulfurization chamber, It is desirable to provide the supply port at a position as low as possible and the liquid fuel discharge port as high as possible.

液体燃料予熱器内の液体燃料が流れる流路の断面積は、流体速度が好ましくは0.1cm/s以上50cm/s以下、より好ましくは0.5cm/s以上10cm/s以下となるように設定することができる。   The cross-sectional area of the flow path through which the liquid fuel flows in the liquid fuel preheater is such that the fluid velocity is preferably 0.1 cm / s to 50 cm / s, more preferably 0.5 cm / s to 10 cm / s. Can be set.

このように、突沸を抑制し圧力変動を抑えることで、灯油の流量制御を安定して行うことが可能となり、安定して脱硫することが容易となる。   Thus, by suppressing bumping and suppressing pressure fluctuation, it becomes possible to stably control the flow rate of kerosene, and it becomes easy to desulfurize stably.

〔液体燃料〕
液体燃料としては、ガソリン、ナフサ、灯油等の石油系燃料、メタノール等のアルコールなど0.1MPa、25℃で液体である炭化水素系の燃料、あるいは液化石油ガスを用いることができる。なかでも灯油は工業用としても民生用としても入手容易であり、その取り扱いも容易なため、好ましい。
[Liquid fuel]
As the liquid fuel, petroleum fuels such as gasoline, naphtha and kerosene, alcohols such as methanol and the like, hydrocarbon fuels which are liquid at 0.1 MPa and 25 ° C., or liquefied petroleum gas can be used. Of these, kerosene is preferable because it is easily available for industrial use and consumer use, and is easy to handle.

脱硫後の液体燃料中の硫黄濃度は、改質装置に液体燃料を供給する場合に改質触媒の被毒を抑制する観点から、好ましくは0.1質量ppm以下、より好ましくは50質量ppb以下とする。   The sulfur concentration in the liquid fuel after desulfurization is preferably 0.1 mass ppm or less, more preferably 50 mass ppb or less, from the viewpoint of suppressing poisoning of the reforming catalyst when the liquid fuel is supplied to the reformer. And

脱硫に供する液体燃料中の硫黄濃度には特に制限はなく、脱硫工程において上記硫黄濃度に転換できる液体燃料であれば使用することができる。ただし、脱硫剤の寿命の観点からは、液体燃料の硫黄濃度は、150質量ppm以下が好ましく、50質量ppm以下がより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the sulfur concentration in the liquid fuel with which it uses for desulfurization, If it is a liquid fuel which can be converted into the said sulfur concentration in a desulfurization process, it can be used. However, from the viewpoint of the life of the desulfurizing agent, the sulfur concentration of the liquid fuel is preferably 150 ppm by mass or less, and more preferably 50 ppm by mass or less.

〔脱硫剤〕
脱硫剤としては、収着型脱硫剤など公知の脱硫剤を用いればよいが、例えば、Ni、Cu、ZnおよびFeから選ばれる少なくとも1種類の金属を含み、担体にシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシアおよびその複合酸化物から選ばれる少なくとも一種を用いたもの、またはこれらの成分を共沈で生成したものを使用できる。なかでも少なくともNiを含有する収着剤が触媒寿命の観点から好ましい。
[Desulfurization agent]
As the desulfurizing agent, a known desulfurizing agent such as a sorption type desulfurizing agent may be used. For example, it contains at least one metal selected from Ni, Cu, Zn and Fe, and the carrier is silica, alumina, titania, zirconia. In addition, one using at least one selected from magnesia and complex oxides thereof, or one produced by coprecipitation of these components can be used. Among them, a sorbent containing at least Ni is preferable from the viewpoint of catalyst life.

脱硫剤形状としては、特に限りはないが、円柱、三つ葉、四葉などの押し出し成型体、円柱、ドーム状の錠剤成型体、球状成型体が好ましい。   The shape of the desulfurizing agent is not particularly limited, but an extruded molded body such as a cylinder, a trefoil, and a four leaf, a cylinder, a dome-shaped tablet molded body, and a spherical molded body are preferable.

〔脱硫条件〕
脱硫剤に対する液体燃料の供給量は、装置サイズ、経済性および脱硫速度の観点から、LHSV(液空間速度)で0.05hr-1以上5.0hr-1以下が好ましく、0.1hr-1以上3.0hr-1以下がより好ましい。
[Desulfurization conditions]
The supply amount of the liquid fuel to the desulfurizing agent, the device size, in terms of economy and desulfurization rate, preferably 0.05Hr -1 or more 5.0Hr -1 or less at LHSV (liquid hourly space velocity), 0.1 hr -1 or more It is more preferably 3.0 hr −1 or less.

脱硫を行う温度、即ち脱硫温度は、脱硫剤の脱硫能あるいは寿命の観点から100℃〜300℃が好ましく100℃〜220℃がより好ましく、130℃〜200℃がさらに好ましい。低温であると、収着型脱硫剤を用いる場合に液体燃料中の硫黄化合物が化学反応を伴わずそのままの形で表面に吸着し脱離が起こらず、脱硫剤寿命が短くなるなど、脱硫剤の脱硫能あるいは寿命が低下する傾向があるという点で不利である。高温であると、炭素析出により、脱硫剤上の脱硫サイトが減少し、寿命が短くなるなど、脱硫剤の脱硫能あるいは寿命が低下する傾向があるという点で不利である。   The temperature for desulfurization, that is, the desulfurization temperature is preferably 100 ° C to 300 ° C, more preferably 100 ° C to 220 ° C, and further preferably 130 ° C to 200 ° C from the viewpoint of the desulfurization ability or life of the desulfurization agent. When the sorption type desulfurizing agent is used at low temperature, the sulfur compound in the liquid fuel is adsorbed on the surface as it is without chemical reaction and desorption does not occur, and the desulfurizing agent life is shortened. This is disadvantageous in that the desulfurization ability or life of the steel tends to be reduced. A high temperature is disadvantageous in that the desulfurization ability or life of the desulfurization agent tends to be reduced, such as carbon deposition resulting in a decrease in desulfurization sites on the desulfurization agent and a shortened life.

脱硫は、加熱下にも沸騰しない条件で行い、この観点から100kPa−G(Gはゲージ圧であることを示す。)以上とすることが好ましい。昇圧に要するエネルギーを抑える観点から500kPa−G以下とすることが好ましい。このような圧力を実現するためには、ポンプなどの昇圧手段を適宜用いて脱硫器に所定の圧力で液体燃料を供給すればよい。   Desulfurization is performed under conditions that do not boil even under heating. From this viewpoint, the desulfurization is preferably 100 kPa-G (G indicates a gauge pressure) or more. From the viewpoint of suppressing energy required for boosting, it is preferably 500 kPa-G or less. In order to realize such a pressure, liquid fuel may be supplied to the desulfurizer at a predetermined pressure by appropriately using a boosting means such as a pump.

〔熱交換条件〕
加熱媒体の脱硫器入り口ヘッダと出口ヘッダとの間の温度差を小さくとることも、脱硫容器内の液体燃料の水平方向温度分布を小さくし、突沸を防止することに効果がある。この観点から、この温度差は100℃以下が好ましく、50℃以下がより好ましく、30℃以下がさらに好ましい。液体燃料との熱交換量を大きくとる観点からは、この温度差は5℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましく、20℃以上が更に好ましい。
[Heat exchange conditions]
Reducing the temperature difference between the desulfurizer inlet header and the outlet header of the heating medium is also effective in reducing the horizontal temperature distribution of the liquid fuel in the desulfurization vessel and preventing bumping. In this respect, the temperature difference is preferably 100 ° C. or less, more preferably 50 ° C. or less, and further preferably 30 ° C. or less. From the viewpoint of increasing the amount of heat exchange with the liquid fuel, this temperature difference is preferably 5 ° C or higher, more preferably 10 ° C or higher, and further preferably 20 ° C or higher.

また、液体燃料として灯油を用いる場合、例えば、脱硫器に入ってくる灯油を130℃以上200℃以下の脱硫器設定温度にまで上昇させるためには、脱硫器に供給される加熱媒体の温度(図1では加熱媒体入り口側ヘッダ3における温度)は170℃以上300℃以下とすることが好ましく、脱硫器から排出される灯油の温度(図1では加熱媒体出口側ヘッダ4における温度)は130℃以上250℃以下とすることが好ましい。   When kerosene is used as the liquid fuel, for example, in order to increase the kerosene entering the desulfurizer to a desulfurizer set temperature of 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, the temperature of the heating medium supplied to the desulfurizer ( In FIG. 1, the temperature at the heating medium inlet side header 3) is preferably 170 ° C. or more and 300 ° C. or less, and the temperature of kerosene discharged from the desulfurizer (the temperature at the heating medium outlet side header 4 in FIG. 1) is 130 ° C. The temperature is preferably set to 250 ° C. or lower.

〔円筒状脱硫器〕
図2に、脱硫器を円筒状にした場合の構造例を示す。図2(a)はその模式的平面断面図、(b)は模式的側断面図である。円筒状の容器内が区画され、入り口側ヘッダ103、出口側ヘッダ104および脱硫室102が形成される。それぞれのヘッダと連通し、脱硫容器を貫通する複数の管105はいずれも水平に配置され、同心の円弧状に配される。場合によってはヘッダは円筒状容器の外に別途設けられても良い。
(Cylindrical desulfurizer)
FIG. 2 shows an example of the structure when the desulfurizer is cylindrical. FIG. 2A is a schematic plan sectional view, and FIG. 2B is a schematic side sectional view. The inside of the cylindrical container is partitioned, and an inlet side header 103, an outlet side header 104, and a desulfurization chamber 102 are formed. A plurality of pipes 105 communicating with the respective headers and penetrating the desulfurization vessel are all arranged horizontally and arranged in a concentric arc shape. In some cases, the header may be separately provided outside the cylindrical container.

灯油はライン152から、下面に設けられた液体燃料供給口107を経て脱硫室に供給され、脱硫剤106が充填された脱硫室を鉛直方向上方に流れ、上面に設けられた液体燃料排出口108、ライン153から排出される。一方、改質器のバーナの燃焼排ガス(加熱媒体)はライン161からヘッダ103に供給され、水平に配列された円弧状の複数の管105を通り、ヘッダ104からライン162へと排出される。前述の形態と同様ライン153にキャピラリを設けることも有効である。   Kerosene is supplied from the line 152 to the desulfurization chamber through the liquid fuel supply port 107 provided on the lower surface, flows vertically through the desulfurization chamber filled with the desulfurization agent 106, and the liquid fuel discharge port 108 provided on the upper surface. , Discharged from line 153. On the other hand, the combustion exhaust gas (heating medium) of the reformer burner is supplied from the line 161 to the header 103, passes through a plurality of horizontally arranged arcuate tubes 105, and is discharged from the header 104 to the line 162. It is also effective to provide a capillary in the line 153 as in the above-described embodiment.

このように脱硫器を円筒状にすれば、円筒状の改質器と隣接配置、さらには一体化することが容易となる。この場合、脱硫器と改質器との間でバーナ燃焼排ガスや灯油を極めて短距離で取り合うことが可能となり、省スペース化、熱ロス抑制の観点から好ましい。   If the desulfurizer is made cylindrical in this way, it becomes easy to arrange the cylindrical reformer adjacent to the cylindrical reformer and further to integrate them. In this case, it is possible to exchange burner combustion exhaust gas and kerosene at a very short distance between the desulfurizer and the reformer, which is preferable from the viewpoint of space saving and heat loss suppression.

また、加熱媒体が流れる管105の入り口と出口つまり、高温部と低温部を近接して配置できるので、灯油の水平方向における温度分布を小さくすることができ、この点も突沸防止に有効である。   Further, since the inlet and outlet of the pipe 105 through which the heating medium flows, that is, the high temperature portion and the low temperature portion can be arranged close to each other, the temperature distribution in the horizontal direction of kerosene can be reduced, which is also effective for preventing bumping. .

図3には、短円筒状の脱硫器と灯油予熱のための熱交換器とを一体化させた形態の脱硫システムを示す。図3(a)はその概略を示す模式的斜視図、(b)は模式的側断面図である。この脱硫システムは、図2に示した形態と流体の取り合い部を除いて同じ形態の脱硫器201の外周に熱交換器(液体燃料予熱器)211を一体的に設けたものである。   FIG. 3 shows a desulfurization system in which a short cylindrical desulfurizer and a heat exchanger for kerosene preheating are integrated. FIG. 3A is a schematic perspective view showing the outline, and FIG. 3B is a schematic side sectional view. In this desulfurization system, a heat exchanger (liquid fuel preheater) 211 is integrally provided on the outer periphery of a desulfurizer 201 having the same configuration except for the fluid and the portion shown in FIG.

液体燃料予熱器211は、環形円柱状の容器が区画されて、胴212、ヘッダ215および216が形成される。これにより液体燃料予熱器を環形円柱状とすることができる。場合によってはヘッダは環形円柱状容器の外部に別途設けることも可能であり、環形円柱状液体燃料予熱器にはこのように環形円柱状容器に配管やヘッダが接続された形態も含める。液体燃料予熱器の胴を貫通し、両端がヘッダ215および216にそれぞれ連通する円弧状の管213が、脱硫剤206が充填された脱硫室を貫通する管205と同心の円周上に並列に3本設けられている。この管213の中に灯油を、その外側に脱硫器から排出された燃焼排ガスを流す。脱硫器と熱交換器との間の流体の取り合いや、流体の脱硫システムへの供給もしくは排出のための構造は、脱硫器のヘッダ203、204、また液体燃料予熱器のヘッダ215、216に、外部に開く開口を設けたり、ヘッダ間を連通させる連通口や連通管を設けるなど、適宜設計できる。   In the liquid fuel preheater 211, an annular cylindrical container is partitioned to form a cylinder 212 and headers 215 and 216. Thereby, a liquid fuel preheater can be made into an annular column shape. In some cases, the header can be separately provided outside the annular cylindrical container, and the annular cylindrical liquid fuel preheater includes such a form in which pipes and headers are connected to the annular cylindrical container. Arc-shaped pipes 213 penetrating the body of the liquid fuel preheater and communicating at both ends with the headers 215 and 216, respectively, are arranged in parallel on the circumference concentric with the pipe 205 passing through the desulfurization chamber filled with the desulfurization agent 206. Three are provided. Kerosene is passed through the pipe 213, and combustion exhaust gas discharged from the desulfurizer is flowed outside thereof. The structure for fluid coupling between the desulfurizer and the heat exchanger and the supply or discharge of the fluid to or from the desulfurization system can be found in the desulfurizer headers 203, 204 and the liquid fuel preheater headers 215, 216. It is possible to design appropriately such as providing an opening that opens to the outside, or providing a communication port or a communication pipe for communicating between the headers.

ここまでは脱硫器が脱硫室を一つだけ有する形態を示したが、脱硫器が脱硫室を複数有することもできる。脱硫室が1つだけの場合、液体燃料の脱硫室内流路断面積と脱硫室への液体燃料の供給形態によっては、液体燃料の流通が相対的に良い部分と相対的に悪い部分が生じ、これが脱硫性能に影響する可能性がある。このような現象を抑制するためには、例えば脱硫室外にマニフォールドを設け、マニフォールドから複数の液体燃料供給口を通して脱硫室に液体燃料を供給することができる。あるいは、以下に説明するように複数の脱硫室を直列に接続して一つの液体燃料流路を形成することもできる。   Up to this point, the desulfurizer has a single desulfurization chamber, but the desulfurizer can have a plurality of desulfurization chambers. When there is only one desulfurization chamber, depending on the cross-sectional area of the liquid fuel desulfurization chamber and the supply mode of the liquid fuel to the desulfurization chamber, a relatively good portion and a relatively bad portion of the liquid fuel flow occur, This may affect desulfurization performance. In order to suppress such a phenomenon, for example, a manifold can be provided outside the desulfurization chamber, and liquid fuel can be supplied from the manifold to the desulfurization chamber through a plurality of liquid fuel supply ports. Alternatively, as described below, a plurality of desulfurization chambers can be connected in series to form one liquid fuel flow path.

図4には、図1に示した脱硫器において、脱硫器の形状を直方体とし、一つの容器399内を邪魔板390a〜390dによって区画し、直方体の脱硫室302a〜302eを形成した形態の脱硫器を示す。脱硫室302a〜302eは順次隣接し、一つの流路を形成している。灯油はその流路の最も上流側に位置する脱硫室302aの下部(ここでは底面)に設けられた灯油供給口307から供給され、脱硫室302a内を上昇し、その上部において邪魔板390aと容器399との間の空隙から排出され、脱硫室302bに供給される。この空隙が脱硫室302aの液体燃料排出口でありかつ脱硫室302bの液体燃料供給口である。脱硫室302bでは下降流、脱硫室302cでは上昇流、脱硫室302dでは下降流となって灯油は順次脱硫室を通過する。図示はしないが、各脱硫室内には脱硫剤が充填さる。流路の最も下流側に位置する脱硫室302eにおいては、邪魔板390dと容器399との間の空隙が液体燃料供給口であり、ここから灯油が供給されて脱硫室302e内を上昇し、脱硫室302eの上部(ここでは頂面)に設けられた液体燃料排出口308から排出され、脱硫器から排出される。   FIG. 4 shows a desulfurization configuration in which the shape of the desulfurizer is a rectangular parallelepiped in the desulfurizer shown in FIG. Indicates a vessel. The desulfurization chambers 302a to 302e are sequentially adjacent to each other to form one flow path. Kerosene is supplied from a kerosene supply port 307 provided in the lower part (here, the bottom surface) of the desulfurization chamber 302a located on the most upstream side of the flow path, and rises in the desulfurization chamber 302a, and in the upper part, the baffle plate 390a and the container 399 is discharged from the gap between them and supplied to the desulfurization chamber 302b. This gap is a liquid fuel discharge port of the desulfurization chamber 302a and a liquid fuel supply port of the desulfurization chamber 302b. Kerosene sequentially passes through the desulfurization chamber in a downward flow in the desulfurization chamber 302b, an upward flow in the desulfurization chamber 302c, and a downward flow in the desulfurization chamber 302d. Although not shown, each desulfurization chamber is filled with a desulfurizing agent. In the desulfurization chamber 302e located on the most downstream side of the flow path, the gap between the baffle plate 390d and the container 399 is a liquid fuel supply port, from which kerosene is supplied to rise in the desulfurization chamber 302e, The liquid is discharged from the liquid fuel discharge port 308 provided in the upper portion (here, the top surface) of the chamber 302e and discharged from the desulfurizer.

加熱媒体である燃焼排ガスは図1に示した形態と同様、加熱媒体入り口ヘッダ303から供給され、脱硫室302a〜302eを貫通する管305を通って熱交換により灯油を加熱し、加熱媒体出口ヘッダ304から排出される。   The combustion exhaust gas which is a heating medium is supplied from the heating medium inlet header 303 and heats kerosene by heat exchange through the pipe 305 penetrating the desulfurization chambers 302a to 302e in the same manner as shown in FIG. It is discharged from 304.

図5には、円筒状の脱硫器に、上述のような複数の脱硫室を設けた形態を示す。図2に示した脱硫器と同様、一つの円筒状容器499内が区画されて加熱媒体の入口側ヘッダ403および出口側ヘッダ404が形成される。図2に示した形態では一つの脱硫室であった部分が、この形態では邪魔板490a〜490dによって区画され、脱硫室402a〜402eが形成される。灯油流路の最も上流側に位置する脱硫室402aにおいて、上記出口側ヘッダ404を形成するための板状部材の外周側下端に形成された開口491aが液体燃料供給口であり、この開口491aは脱硫室402aの下部(ここでは側面の、底面に接する位置)に存在する。脱硫室402aの液体燃料排出口は、邪魔板490aの外周側上端に形成された開口491bである。この開口491bは脱硫室402aの上部(ここでは側面の、上面に接する位置)に存在する。灯油は開口491aから供給され、脱硫室402a内を上昇し、開口491bから排出されると同時に脱硫室402bへと供給される。灯油は脱硫室402bでは下降流となり邪魔板490bの外周側下端に設けられた開口491cから脱硫室402cに入り、ここで上昇流となって邪魔板490cの外周側上端に形成された開口491dから脱硫室402dに入り、ここで下降流となって邪魔板490dの外周側下端に形成された開口491eから排出される。灯油の流路の最も下流に位置する脱硫室402eにおいては、液体燃料供給口は開口491eであり、液体燃料排出口は、上記入口側ヘッダ403を形成するための板状部材の外周側上端に形成された開口491fである。開口491fは脱硫室402eの上部(ここでは側面の、頂面に接する位置)に存在する。   FIG. 5 shows a form in which a plurality of desulfurization chambers as described above are provided in a cylindrical desulfurizer. Similar to the desulfurizer shown in FIG. 2, the inside of one cylindrical container 499 is partitioned to form the inlet header 403 and the outlet header 404 for the heating medium. In the form shown in FIG. 2, the portion that was one desulfurization chamber is partitioned by baffle plates 490 a to 490 d in this form, and desulfurization chambers 402 a to 402 e are formed. In the desulfurization chamber 402a located on the most upstream side of the kerosene flow path, an opening 491a formed at the lower end on the outer periphery side of the plate-like member for forming the outlet header 404 is a liquid fuel supply port, and this opening 491a It exists in the lower part of the desulfurization chamber 402a (here, the position of the side surface in contact with the bottom surface). The liquid fuel discharge port of the desulfurization chamber 402a is an opening 491b formed at the upper end on the outer peripheral side of the baffle plate 490a. This opening 491b exists in the upper part of the desulfurization chamber 402a (here, the position of the side surface in contact with the upper surface). Kerosene is supplied from the opening 491a, rises in the desulfurization chamber 402a, is discharged from the opening 491b, and is supplied to the desulfurization chamber 402b at the same time. Kerosene flows downward in the desulfurization chamber 402b and enters the desulfurization chamber 402c through an opening 491c provided at the lower end on the outer periphery of the baffle plate 490b. It enters into the desulfurization chamber 402d, where it descends and is discharged from an opening 491e formed at the lower end on the outer peripheral side of the baffle plate 490d. In the desulfurization chamber 402e located on the most downstream side of the kerosene flow path, the liquid fuel supply port is an opening 491e, and the liquid fuel discharge port is formed at the upper end on the outer peripheral side of the plate-like member for forming the inlet side header 403. It is the formed opening 491f. The opening 491f exists in the upper part of the desulfurization chamber 402e (here, the position of the side surface in contact with the top surface).

灯油を脱硫器の外から開口491aに供給する手段、開口491fから脱硫器の外へ排出する手段は、図示を省略してあるが、配管を用いたり、ヘッダ403、404を更に区画するなどして適宜設計することができる。例えば、管をヘッダ404内を貫通して開口491aに接続すれば、脱硫器外から開口491aへ灯油を供給することができる。   The means for supplying kerosene from the outside of the desulfurizer to the opening 491a and the means for discharging the kerosene from the opening 491f to the outside of the desulfurizer are not shown in the figure, but piping is used and the headers 403 and 404 are further partitioned. Can be designed as appropriate. For example, if the pipe passes through the header 404 and is connected to the opening 491a, kerosene can be supplied from the outside of the desulfurizer to the opening 491a.

図5に示す形態では、図示は省略するが、加熱媒体を流すための管(図2では管105で示される)を、図2に示した形態と同様有している。   In the form shown in FIG. 5, although not shown, a pipe (shown by the pipe 105 in FIG. 2) for flowing the heating medium is provided in the same manner as the form shown in FIG.

上述のように、複数の脱硫室によって液体燃料の流路が形成される形態においては、これら脱硫室のうち、液体燃料流路の最も下流に位置する脱硫室において液体燃料が上昇流になることが好ましい。脱硫室が一つの場合において述べたように、液体燃料の流れを鉛直上方向きにすることは、液体燃料の自重による圧力によって微小な泡が消えやすく、突沸防止、圧力変動抑制に効果がある。複数の脱硫室が直列に連結されている形態では、最も下流側の脱硫室の圧力変動が、脱硫器の下流に最も強く影響するため、最も下流側の脱硫室の流れを鉛直上方向きにすることが好ましいのである。このために、最も下流側の脱硫室では液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口を配置することが好ましい。   As described above, in the form in which the flow path of the liquid fuel is formed by the plurality of desulfurization chambers, the liquid fuel becomes an upward flow in the desulfurization chamber located most downstream of the liquid fuel flow channel among these desulfurization chambers. Is preferred. As described in the case of a single desulfurization chamber, setting the flow of liquid fuel vertically upward tends to eliminate minute bubbles due to the pressure of the liquid fuel due to its own weight, and is effective in preventing bumping and suppressing pressure fluctuations. In a configuration in which a plurality of desulfurization chambers are connected in series, the pressure fluctuation in the most downstream desulfurization chamber has the strongest influence on the downstream side of the desulfurizer, so the flow in the most downstream desulfurization chamber is directed vertically upward. It is preferable. Therefore, it is preferable to dispose the liquid fuel discharge port above the liquid fuel supply port in the most downstream desulfurization chamber.

さらに、複数の脱硫室によって液体燃料の流路が形成される形態においては、これら脱硫室のうち、液体燃料流路の最も上流に位置する脱硫室において、液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口を配置することが好ましい。このような配置により、脱硫器に供給される液体燃料に気泡が混入したような場合でも脱硫器内の液体燃料の流れがスムーズになるためである。   Furthermore, in a form in which the flow path of the liquid fuel is formed by a plurality of desulfurization chambers, the liquid fuel discharge is located above the liquid fuel supply port in the desulfurization chamber located upstream of the liquid fuel flow path among these desulfurization chambers. An outlet is preferably arranged. This is because the flow of the liquid fuel in the desulfurizer becomes smooth even when bubbles are mixed in the liquid fuel supplied to the desulfurizer.

脱硫器の形状は円柱状や多角柱状とすることができ、脱硫室の形状は、これまで説明したように、円柱状(円柱の中心軸は鉛直方向)あるいは円柱状の容器がその中心軸を含む二つの面で区画された扇形柱状、直方体などとすることができ、また多角柱状とすることもできる。   The shape of the desulfurizer can be cylindrical or polygonal, and the shape of the desulfurization chamber is cylindrical (the central axis of the cylinder is the vertical direction) or the cylindrical container has its central axis as described above. It can be made into the sector-shaped column shape, rectangular parallelepiped, etc. which were divided by two surfaces to include, and can also be made into a polygonal column shape.

また、脱硫器が円柱状である場合、そのL/D(高さ/直径比)は0.1以上2以下が好ましく、0.3以上1.0以下がより好ましい。L/Dが2より大きくなると垂直方向の温度分布が大きくなる傾向があるという点で不利であり、L/Dが0.1より小さくなると灯油のアップフローによる突沸防止効果などが小さくなる傾向があるという点で不利である。   When the desulfurizer is cylindrical, the L / D (height / diameter ratio) is preferably 0.1 or more and 2 or less, and more preferably 0.3 or more and 1.0 or less. When L / D is larger than 2, it is disadvantageous in that the vertical temperature distribution tends to be larger. When L / D is smaller than 0.1, the effect of preventing bumping due to kerosene upflow tends to be smaller. It is disadvantageous in that there is.

〔水素製造装置〕
本発明の水素製造装置は、前述の脱硫器、液体燃料予熱器および改質器を有し、気化器、CO変成反応器、選択酸化反応器が必要に応じて設けられる。
[Hydrogen production equipment]
The hydrogen production apparatus of the present invention includes the above-described desulfurizer, liquid fuel preheater, and reformer, and a vaporizer, a CO shift reactor, and a selective oxidation reactor are provided as necessary.

加熱媒体の流路を形成する複数の管を円弧状にし、円筒状容器の内部を区画して脱硫容器を形成した場合、図2に示すように脱硫器の外形を略円筒状にすることが出来、このような脱硫器を用いれば、円筒状の改質炉を有する改質器と接してコンパクトに配置することが可能である。場合によっては図3に示すように脱硫器と液体燃料脱硫器を一体化した脱硫システムとした上で、改質器と接してコンパクトに配置することができる。このような水素製造装置は、熱ロスを抑えること、小型化することが容易である。   When a plurality of tubes forming the flow path of the heating medium are formed in an arc shape and the inside of the cylindrical vessel is partitioned to form a desulfurization vessel, the outer shape of the desulfurizer may be made substantially cylindrical as shown in FIG. If such a desulfurizer is used, it can be arranged compactly in contact with a reformer having a cylindrical reforming furnace. In some cases, as shown in FIG. 3, a desulfurization system in which a desulfurizer and a liquid fuel desulfurizer are integrated can be formed in a compact manner in contact with the reformer. Such a hydrogen production apparatus is easy to suppress heat loss and miniaturize.

液体燃料には水蒸気改質反応のためのスチームが混合され(場合によっては空気等の酸素含有ガスも混合される)、また改質器のバーナには燃焼を行うための燃料および酸素含有ガス(空気等)が適宜供給できる。   The liquid fuel is mixed with steam for steam reforming reaction (in some cases, oxygen-containing gas such as air is also mixed), and the reformer burner is fuel for combustion and oxygen-containing gas ( Air or the like) can be supplied as appropriate.

本発明の水素製造装置は、改質器から排出されるバーナの燃焼排ガスを、脱硫器の加熱媒体の流路に導く手段を有する。このために改質器のバーナ燃焼排ガス排出口と脱硫器の加熱媒体入り口ヘッダとを配管で接続することができ、その配管に必要に応じてブロワなどの昇圧手段を設けることも可能である。図1に示した形態においては、改質器の炉34から気化器41を経てヘッダ61に至るラインがこの手段に当たる。また、上記のように脱硫器と改質器を隣接して設置、あるいは一体化した場合、脱硫器と改質器の所定の部位を連通する開口を設ければ足りることもある。   The hydrogen production apparatus of the present invention has means for guiding the combustion exhaust gas of the burner discharged from the reformer to the heating medium flow path of the desulfurizer. For this purpose, the burner combustion exhaust gas discharge port of the reformer and the heating medium inlet header of the desulfurizer can be connected by a pipe, and a booster such as a blower can be provided in the pipe as necessary. In the form shown in FIG. 1, a line from the reformer furnace 34 to the header 61 through the vaporizer 41 corresponds to this means. Further, when the desulfurizer and the reformer are installed adjacent to each other or integrated as described above, it may be sufficient to provide an opening that communicates a predetermined portion of the desulfurizer and the reformer.

〔改質器〕
改質器は、水素製造用原料と水および/または酸素を反応させ、水素を含有する改質ガスを製造する装置である。この装置で水素製造用原料は主に水素と一酸化炭素に分解される。また、通常、二酸化炭素およびメタンも分解ガス中に含有される。
[Reformer]
The reformer is an apparatus for producing a reformed gas containing hydrogen by reacting a raw material for hydrogen production with water and / or oxygen. In this apparatus, the raw material for hydrogen production is mainly decomposed into hydrogen and carbon monoxide. Usually, carbon dioxide and methane are also contained in the cracked gas.

本発明で用いる改質器は改質反応部をその外側から加熱する外熱式の改質器であり、本発明の水素製造装置は改質反応が水蒸気改質反応である場合に好適に適用できる。また、改質反応が自己熱改質反応の場合でも、外側からの加熱が必要な場合に適用できる。   The reformer used in the present invention is an externally heated reformer that heats the reforming reaction section from the outside, and the hydrogen production apparatus of the present invention is suitably applied when the reforming reaction is a steam reforming reaction. it can. Further, even when the reforming reaction is an autothermal reforming reaction, it can be applied when heating from the outside is required.

水蒸気改質反応とは水蒸気と炭化水素を反応させるものであるが、大きな吸熱を伴うため通常外部からの加熱が必要である。通常、ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金などのVIII族金属を代表例とする金属触媒の存在下反応が行われる。反応温度は450℃〜900℃、好ましくは500℃〜850℃、さらに好ましくは550℃〜800℃の範囲で行うことができる。反応系に導入するスチームの量は、水素製造用原料に含まれる炭素原子モル数に対する水分子モル数の比(スチーム/カーボン比)として定義され、この値は好ましくは0.5〜10、より好ましくは1〜7、さらに好ましくは2〜5とされる。水素製造用原料が液体の場合、この時の空間速度(LHSV)は水素製造用原料の液体状態での流速をA(L/h)、触媒層体積をB(L)とした場合A/Bで表すことができ、この値は好ましくは0.05〜20h-1、より好ましくは0.1〜10h-1、さらに好ましくは0.2〜5h-1の範囲で設定される。 The steam reforming reaction is a reaction between steam and hydrocarbon, but usually involves heating from the outside because it involves a large endotherm. Usually, the reaction is carried out in the presence of a metal catalyst typified by a Group VIII metal such as nickel, cobalt, iron, ruthenium, rhodium, iridium and platinum. The reaction temperature can be 450 ° C to 900 ° C, preferably 500 ° C to 850 ° C, more preferably 550 ° C to 800 ° C. The amount of steam introduced into the reaction system is defined as the ratio of the number of moles of water molecules to the number of moles of carbon atoms contained in the raw material for hydrogen production (steam / carbon ratio), and this value is preferably 0.5-10. Preferably it is 1-7, More preferably, it is 2-5. When the raw material for hydrogen production is liquid, the space velocity (LHSV) at this time is A / B when the flow rate in the liquid state of the raw material for hydrogen production is A (L / h) and the volume of the catalyst layer is B (L). This value is preferably set in the range of 0.05 to 20 h −1 , more preferably 0.1 to 10 h −1 , and still more preferably 0.2 to 5 h −1 .

自己熱改質反応とは、水素製造用原料の一部を酸化しながら、この時発生する熱で水蒸気改質反応を進行させることで反応熱のバランスを取りつつ改質を行う方法であり、比較的立ち上げ時間も短く制御も容易であるため、近年燃料電池用の水素製造方法として注目されているものである。この場合にも通常、ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金などのVIII族金属を代表例とする金属触媒の存在下反応が行われる。反応系に導入するスチームの量は、スチーム/カーボン比として好ましくは0.3〜10、より好ましくは0.5〜5、さらに好ましくは1〜3とされる。   Autothermal reforming reaction is a method of reforming while balancing the reaction heat by advancing the steam reforming reaction with the heat generated at this time while oxidizing part of the raw material for hydrogen production, Since it has a relatively short start-up time and is easy to control, it has recently attracted attention as a hydrogen production method for fuel cells. Also in this case, the reaction is usually carried out in the presence of a metal catalyst, typically a Group VIII metal such as nickel, cobalt, iron, ruthenium, rhodium, iridium and platinum. The amount of steam introduced into the reaction system is preferably 0.3 to 10, more preferably 0.5 to 5, and still more preferably 1 to 3 as a steam / carbon ratio.

自己熱改質ではスチームの他に酸素が原料に添加される。酸素源としては純酸素でも良いが多くの場合空気が使用される。通常水蒸気改質反応に伴う吸熱反応をバランスできる熱量を発生し得る程度の酸素を添加するが、熱のロスや必要に応じて設置する外部加熱と関係において適宜添加量は決定される。その量は、水素製造用原料に含まれる炭素原子モル数に対する酸素分子モル数の比(酸素/カーボン比)として好ましくは0.05〜1、より好ましくは0.1〜0.75、さらに好ましくは0.2〜0.6とされる。自己熱改質反応の反応温度は水蒸気改質反応の場合と同様、450℃〜900℃、好ましくは500℃〜850℃、さらに好ましくは550℃〜800℃の範囲で設定される。水素製造用原料が液体の場合、この時の空間速度(LHSV)は、好ましくは0.1〜30、より好ましくは0.5〜20、さらに好ましくは1〜10の範囲で選ばれる。   In autothermal reforming, oxygen is added to the raw material in addition to steam. The oxygen source may be pure oxygen, but in many cases air is used. Usually, oxygen is added to such an extent that it can generate an amount of heat that can balance the endothermic reaction associated with the steam reforming reaction, but the amount of addition is appropriately determined in relation to heat loss and external heating installed as necessary. The amount is preferably from 0.05 to 1, more preferably from 0.1 to 0.75, even more preferably as the ratio of the number of moles of oxygen molecules to the number of moles of carbon atoms contained in the raw material for hydrogen production (oxygen / carbon ratio). Is set to 0.2 to 0.6. The reaction temperature of the autothermal reforming reaction is set in the range of 450 ° C. to 900 ° C., preferably 500 ° C. to 850 ° C., more preferably 550 ° C. to 800 ° C., as in the case of the steam reforming reaction. When the raw material for hydrogen production is liquid, the space velocity (LHSV) at this time is preferably selected in the range of 0.1 to 30, more preferably 0.5 to 20, and still more preferably 1 to 10.

改質器の構造は、外熱のためのバーナを備える公知の外熱式改質器を適宜採用することができる。特には、円筒状の改質炉内にバーナと改質反応部が設けられた改質器が、前述のように、円筒状の脱硫器との隣接配置あるいは一体化が容易なため好ましい。   As the structure of the reformer, a known external heat reformer including a burner for external heat can be appropriately adopted. In particular, a reformer in which a burner and a reforming reaction section are provided in a cylindrical reforming furnace is preferable because it can be easily disposed adjacent to or integrated with the cylindrical desulfurizer as described above.

〔CO変成反応器〕
燃料電池のタイプによっては、改質器で発生する水素含有ガスである改質ガスをそのままの組成で燃料電池に供給する場合もあるが、例えば固体高分子形燃料電池は一酸化炭素によって性能劣化する場合があるため、固体高分子形燃料電池システムでは、改質器の下流にCO変成反応器を設けることが好ましく、さらにはCO変成反応器の下流に選択酸化反応器を設けることが好ましい。従ってこのような燃料電池に用いる水素含有ガスを製造する水素製造装置においても同様に、CO変成反応器および選択酸化反応器を設けることが好ましい。
[CO shift reactor]
Depending on the type of fuel cell, the reformed gas, which is a hydrogen-containing gas generated in the reformer, may be supplied to the fuel cell with the same composition. For example, the performance of solid polymer fuel cells is degraded by carbon monoxide. Therefore, in the polymer electrolyte fuel cell system, it is preferable to provide a CO shift reactor downstream of the reformer, and it is preferable to provide a selective oxidation reactor downstream of the CO shift reactor. Accordingly, it is preferable to provide a CO shift reactor and a selective oxidation reactor in a hydrogen production apparatus for producing a hydrogen-containing gas used in such a fuel cell.

改質器で発生するガスは水素の他に一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、水蒸気を含む。また、自己熱改質で空気を酸素源とした場合には窒素も含有される。このうち、一酸化炭素を水と反応させ水素と二酸化炭素に転換する工程を行うのがCO変成反応器である。通常、触媒の存在下反応が進行し、Fe−Crの混合酸化物、Zn−Cuの混合酸化物、白金、ルテニウム、イリジウムなど貴金属を含有する触媒を用い、一酸化炭素含有量(ドライベースのモル%)を好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下までに落とす。シフト反応を二段階で行うこともでき、この場合高温CO変成反応器と低温CO変成反応器が用いられる。   The gas generated in the reformer contains carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and water vapor in addition to hydrogen. Further, nitrogen is also contained when air is used as an oxygen source in the autothermal reforming. Among these, the CO conversion reactor performs the step of reacting carbon monoxide with water to convert it into hydrogen and carbon dioxide. Usually, the reaction proceeds in the presence of a catalyst, and a catalyst containing a noble metal such as a mixed oxide of Fe—Cr, a mixed oxide of Zn—Cu, platinum, ruthenium, and iridium is used. Mol%) is preferably reduced to 2% or less, more preferably 1% or less, and even more preferably 0.5% or less. The shift reaction can also be carried out in two stages, in which case a high temperature CO shift reactor and a low temperature CO shift reactor are used.

〔選択酸化反応器〕
固体高分子形燃料電池の燃料に用いる水素含有ガスを製造する場合、さらに一酸化炭素濃度を低減させることが好ましく、このためにCO変成反応器の出口ガスを選択酸化反応で処理することが好ましい。この工程では、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、銀、金などを含有する触媒を用い、残存する一酸化炭素モル数に対し好ましくは0.5〜10倍モル、より好ましくは0.7〜5倍モル、さらに好ましくは1〜3倍モルの酸素を添加することで一酸化炭素を選択的に二酸化炭素に転換することにより一酸化炭素濃度を好ましくは10ppm(ドライベースのモル基準)以下に低減させる。この場合、一酸化炭素の酸化と同時に共存する水素と反応させメタンを生成させることで一酸化炭素濃度の低減を図ることもできる。
[Selective oxidation reactor]
When producing a hydrogen-containing gas used as a fuel for a polymer electrolyte fuel cell, it is preferable to further reduce the carbon monoxide concentration. For this purpose, it is preferable to treat the outlet gas of the CO shift reactor with a selective oxidation reaction. . In this step, a catalyst containing iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, copper, silver, gold, etc. is used, preferably 0.5 to the number of moles of carbon monoxide remaining. The carbon monoxide concentration is preferably increased by selectively converting carbon monoxide to carbon dioxide by adding 10 moles, more preferably 0.7-5 moles, and even more preferably 1-3 moles of oxygen. Is reduced to 10 ppm (on a molar basis of the dry base) or less. In this case, the carbon monoxide concentration can be reduced by reacting with the coexisting hydrogen simultaneously with the oxidation of carbon monoxide to generate methane.

〔燃料電池〕
燃料電池としては、燃料極において水素が電極反応の反応物質であるタイプの燃料電池を適宜採用することができる。例えば、固体高分子形、燐酸形、溶融炭酸塩形、固体酸化物形の燃料電池を採用することができる。以下、固体高分子型燃料電池の構成を記す。
〔Fuel cell〕
As the fuel cell, a fuel cell of a type in which hydrogen is a reactant of the electrode reaction in the fuel electrode can be appropriately employed. For example, a fuel cell of a solid polymer type, a phosphoric acid type, a molten carbonate type, or a solid oxide type can be employed. Hereinafter, the configuration of the polymer electrolyte fuel cell will be described.

燃料電池電極はアノード(燃料極)およびカソード(空気極)とこれらに挟まれる固体高分子電解質からなり、アノード側には水素含有ガスが、カソード側には空気等の酸素含有ガスが、それぞれ必要であれば適当な加湿処理を行った後導入される。   The fuel cell electrode consists of an anode (fuel electrode) and cathode (air electrode) and a solid polymer electrolyte sandwiched between them. A hydrogen-containing gas is required on the anode side, and an oxygen-containing gas such as air is required on the cathode side. If so, it is introduced after appropriate humidification treatment.

この時、アノードでは水素ガスがプロトンとなり電子を放出する反応が進行し、カソードでは酸素ガスが電子とプロトンを得て水となる反応が進行する。これらの反応を促進するため、それぞれ、アノードには白金黒、活性炭担持のPt触媒あるいはPt−Ru合金触媒などが、カソードには白金黒、活性炭担持のPt触媒などが用いられる。通常アノード、カソードの両触媒とも、必要に応じてテフロン、低分子の高分子電解質膜素材、活性炭などと共に多孔質触媒層に成形される。   At this time, a reaction in which hydrogen gas becomes protons and emits electrons proceeds at the anode, and a reaction in which oxygen gas obtains electrons and protons to become water proceeds at the cathode. In order to promote these reactions, platinum black and Pt catalyst or Pt-Ru alloy catalyst supported on activated carbon are used for the anode, and platinum black and Pt catalyst supported on activated carbon are used for the cathode. Usually, both the anode and cathode catalysts are formed into a porous catalyst layer together with Teflon, a low molecular weight polymer electrolyte membrane material, activated carbon or the like as necessary.

固体高分子電解質としてはナフィオン(Nafion、デュポン社製)、ゴア(Gore、ゴア社製)、フレミオン(Flemion、旭硝子社製)、アシプレックス(Aciplex、旭化成社製)等の商品名で知られる高分子電解質膜が通常用いられ、この両側に上記多孔質触媒層を積層しMEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極集合体)が形成される。さらにMEAを金属材料、グラファイト、カーボンコンポジットなどからなるガス供給機能、集電機能、特にカソードにおいては重要な排水機能等を持つセパレータで挟み込むことで燃料電池が組み立てられる。電気負荷はアノード、カソードと電気的に連結される。   As solid polymer electrolytes, Nafion (Nafion, manufactured by DuPont), Gore (Gore, manufactured by Gore), Flemion (Flemion, manufactured by Asahi Glass), Aciplex (Aciplex, manufactured by Asahi Kasei), etc. A molecular electrolyte membrane is usually used, and the porous catalyst layer is laminated on both sides thereof to form an MEA (Membrane Electrode Assembly). Further, the fuel cell is assembled by sandwiching the MEA with a separator having a gas supply function, a current collecting function, particularly an important drainage function in the cathode, and the like made of a metal material, graphite, carbon composite and the like. The electric load is electrically connected to the anode and the cathode.

〔水素含有ガスの組成〕
改質器を経たガスの組成(ドライベースのモル%)は改質器に水蒸気改質反応を用いた場合、通常例えば、水素63〜73%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素5〜20%、一酸化炭素5〜20%である。一方、自己熱改質反応を用いた場合の組成(ドライベースのモル%)は、通常例えば、水素23〜37%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素5〜25%、一酸化炭素5〜25%、窒素30〜60%である。
[Composition of hydrogen-containing gas]
When the steam reforming reaction is used in the reformer, the composition of the gas that has passed through the reformer (mol% in dry base) is typically, for example, 63 to 73% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 5 to 5 carbon dioxide. 20%, carbon monoxide 5-20%. On the other hand, the composition when using the autothermal reforming reaction (mol% in dry base) is usually 23 to 37% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 5 to 25% carbon dioxide, 5 carbon monoxide, for example. -25%, nitrogen 30-60%.

また、改質器、シフト反応器を経たガスの組成(ドライベースのモル%もしくはモルppm)は改質器に水蒸気改質反応を用いた場合、通常例えば、水素65〜75%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜30%、一酸化炭素1000ppm〜10000ppmである。一方、自己熱改質反応を用いた場合の組成(ドライベースのモル%もしくはモルppm)は、通常例えば、水素25〜40%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜40%、一酸化炭素1000ppm〜10000ppm、窒素30〜54%である。   In addition, the composition of the gas that has passed through the reformer and shift reactor (mol% or mol ppm of dry base) is usually, for example, 65 to 75% of hydrogen, 0. 1 to 5%, carbon dioxide 20 to 30%, carbon monoxide 1000 ppm to 10000 ppm. On the other hand, the composition when using the autothermal reforming reaction (mol% or mol ppm of dry base) is usually 25 to 40% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 20 to 40% carbon dioxide, one Carbon oxide is 1000 ppm to 10000 ppm and nitrogen is 30 to 54%.

改質器、シフト反応器および選択酸化反応器を経たガスの組成(ドライベースのモル%)は改質器に水蒸気改質反応を用いた場合、通常例えば、水素65〜75%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜30%、窒素1〜10%である。一方、自己熱改質反応を用いた場合の組成(ドライベースのモル%)は、通常例えば、水素25〜40%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜40%、窒素30〜54%である。   The composition of the gas that has passed through the reformer, shift reactor, and selective oxidation reactor (mol% of the dry base) is usually, for example, 65 to 75% hydrogen, 0. 1 to 5%, carbon dioxide 20 to 30%, nitrogen 1 to 10%. On the other hand, the composition (dry base mol%) when using the autothermal reforming reaction is usually, for example, 25 to 40% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 20 to 40% carbon dioxide, and 30 to 54 nitrogen. %.

〔他の機器〕
脱硫システム、水素製造装置あるいは燃料電池システムの公知の構成要素は、必要に応じて適宜設けることができる。具体例を挙げれば、燃料電池のカソードに空気等の酸素含有ガスを供給する手段、燃料電池に供給するガスを加湿するための水蒸気を発生する水蒸気発生器、燃料電池等の各種機器を冷却するための冷却系、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワなどの加圧手段、流体の流量を調節するため、あるいは流体の流れを遮断/切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断/切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、液体を気化する気化器、気体を凝縮する凝縮器、スチームなどで各種機器を外熱する加熱/保温手段、各種流体の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、出力用や動力用の電気系統などである。
[Other equipment]
Known components of the desulfurization system, the hydrogen production apparatus, or the fuel cell system can be appropriately provided as necessary. Specific examples include a means for supplying an oxygen-containing gas such as air to the cathode of the fuel cell, a steam generator for generating steam for humidifying the gas supplied to the fuel cell, and various devices such as the fuel cell. Cooling system, pressurizing means such as pumps, compressors and blowers for pressurizing various fluids, flow regulating means such as valves for regulating the flow rate of fluids, or shutting off / switching the flow of fluids Channel shut-off / switching means, heat exchanger for heat exchange / recovery, vaporizer for vaporizing liquid, condenser for condensing gas, heating / heat-retaining means for externally heating various devices with steam, etc. Storage means, instrumentation air and electrical systems, control signal systems, control devices, output and power electrical systems, and the like.

加熱媒体に改質器のバーナの燃焼排ガスを用い灯油の脱硫を行った。   Kerosene was desulfurized using the combustion exhaust gas from the burner of the reformer as the heating medium.

(実施例)
図3に示す、短円筒状の脱硫器と灯油予熱のための熱交換器とを一体化させた形態の脱硫システムを用いた。つまり、脱硫器と熱交換器は二重円筒構造になっており、外側の環状部で加熱媒体である排ガスと被加熱媒体である灯油が熱交換を、内側の円筒では脱硫触媒が充填されているため、同様の熱交換が起こると同時に脱硫反応も起こる。
(Example)
The desulfurization system of the form which integrated the short cylindrical desulfurizer and the heat exchanger for kerosene preheating shown in FIG. 3 was used. In other words, the desulfurizer and heat exchanger have a double cylindrical structure, and the exhaust gas as the heating medium and the kerosene as the heated medium exchange heat in the outer annular portion, and the desulfurization catalyst is filled in the inner cylinder. Therefore, the same heat exchange occurs and desulfurization reaction occurs at the same time.

環状部(熱交換器)では3本の配管(内直径21.7mm)の中を被加熱媒体である灯油が、その外側(シエル&チューブで言うとシェル側)を加熱媒体である排ガスが通過する。   In the annular part (heat exchanger), kerosene as the heated medium passes through the three pipes (inner diameter 21.7 mm), and exhaust gas as the heating medium passes through the outside (shell side in terms of shells and tubes). To do.

脱硫器の外寸は直径350mm×125mmとした。脱硫器は図5に示す構造を有し、5つの脱硫室が直列に接続されて一つの灯油の流路を形成し、この流路において最も上流及び最も下流の脱硫室において、灯油の供給口より上方に排出口が形成されている。加熱媒体側の配管(内直径21.7mm)が9本配置され、その中を排ガスが通過する一方、シエル側に充填された脱硫触媒層内を灯油が熱交換をしながら通過する。5つの脱硫室には、合計6LのNi系脱硫触媒をほぼ等量ずつ充填した。   The outer size of the desulfurizer was 350 mm × 125 mm in diameter. The desulfurizer has the structure shown in FIG. 5, and five desulfurization chambers are connected in series to form one kerosene flow path. In this flow path, the kerosene supply port is located in the most upstream and the most downstream desulfurization chambers. A discharge port is formed further upward. Nine pipes (inner diameter 21.7 mm) on the heating medium side are arranged, and exhaust gas passes through them, while kerosene passes through the desulfurization catalyst layer filled on the shell side while exchanging heat. Five desulfurization chambers were filled with approximately equal amounts of a total of 6 L of Ni-based desulfurization catalyst.

燃料としては1号灯油を前処理した灯油(硫黄分は質量基準で2ppm)使用し、流量は2kg/hの速度で流通させた。反応器の昇温方法としては排ガス加熱(230℃、25Nm3/h)を使用し、脱硫器入口触媒層の温度を180℃に設定した。その時の脱硫器の温度分布は図6のように小さかった。脱硫後の灯油中S分は0.05ppm(質量基準)以下であり、良好に脱硫が行われていた。なお、図6において、例えばDS(60°)は、灯油入口の中心を0°として、円筒面の時計回りに60°の個所を示している。なお、「Nm3/h」は0℃における「m3/h」を表す。 The fuel used was kerosene pretreated with No. 1 kerosene (the sulfur content was 2 ppm on a mass basis), and the flow rate was circulated at a rate of 2 kg / h. As a method for raising the temperature of the reactor, exhaust gas heating (230 ° C., 25 Nm 3 / h) was used, and the temperature of the desulfurizer inlet catalyst layer was set to 180 ° C. The temperature distribution of the desulfurizer at that time was small as shown in FIG. The sulfur content in kerosene after desulfurization was 0.05 ppm (mass basis) or less, and desulfurization was performed well. In FIG. 6, for example, DS (60 °) indicates a portion of 60 ° in the clockwise direction of the cylindrical surface, where the center of the kerosene inlet is 0 °. “Nm 3 / h” represents “m 3 / h” at 0 ° C.

また、脱硫器の圧力変動は図7に示すように小さく、また管内径3mmのキャピラリ(長さ50mm)を脱硫器の灯油流路下流配管(内径9mm)に設けた場合、さらに圧力変動が小さくなった。   Further, the pressure fluctuation of the desulfurizer is small as shown in FIG. 7, and when a capillary (length 50 mm) having a pipe inner diameter of 3 mm is provided in the kerosene passage downstream pipe (9 mm inner diameter) of the desulfurizer, the pressure fluctuation is further reduced. became.

図7はある期間の脱硫器内の圧力(ゲージ圧)を示すもので、図中上のグラフがキャピラリを設置しない場合の脱硫器内圧力変動を示し(右側の縦軸)、図中下のグラフがキャピラリを設置した場合の脱硫器内圧力変動(左側の縦軸)を示す。キャピラリを設置しない場合、136kPa−Gと146kPa−Gの間の10kPa程度の幅で圧力変動し、キャピラリを設置した場合は、246kPa−Gと249kPa−Gの間の3kPa程度の幅の圧力変動であった。   FIG. 7 shows the pressure (gauge pressure) in the desulfurizer for a certain period, and the upper graph in the figure shows the pressure fluctuation in the desulfurizer when the capillary is not installed (right vertical axis). The graph shows the pressure fluctuation in the desulfurizer when the capillary is installed (left vertical axis). When no capillary is installed, the pressure fluctuates with a width of about 10 kPa between 136 kPa-G and 146 kPa-G. When a capillary is installed, the pressure fluctuates with a width of about 3 kPa between 246 kPa-G and 249 kPa-G. there were.

(比較例)
ここで使用した脱硫器は、円筒型で大きさは直径350mm×125mmの容器の中にNi系脱硫触媒を6L充填したものを用いた。燃料としてはJIS1号灯油を前処理した灯油(硫黄分は質量基準で2ppm)使用し、流量は2kg/hの速度で流通させた。灯油は円筒容器の底面の外周近傍の一個所から供給し、この個所から円筒の中心軸について対称な個所から排出した。反応器の昇温方法としては外部加熱ヒータを使用し、その温度を180℃に設定した。
(Comparative example)
The desulfurizer used here was a cylindrical container having a diameter of 350 mm × 125 mm filled with 6 L of a Ni-based desulfurization catalyst. As fuel, kerosene pretreated from JIS No. 1 kerosene (sulfur content was 2 ppm by mass) was used, and the flow rate was 2 kg / h. Kerosene was supplied from one location near the outer periphery of the bottom surface of the cylindrical container, and discharged from a location symmetrical about the central axis of the cylinder. As a method for raising the temperature of the reactor, an external heater was used, and the temperature was set to 180 ° C.

その時の脱硫器の温度分布を図8に、圧力変動の経時変化を図9に示す。温度分布も圧力変動も大きく、脱硫性能もよくなく、脱硫後の灯油中S分は0.5ppmとなった。なお、図8において、例えばDS(60°)は、灯油入口の中心を0°として、円筒面の時計回りに60°の個所を示している。図9はある期間の脱硫器内の圧力(ゲージ圧)を示すもので、脱硫器の圧力変動が大きいため、瞬時のS/Cが精度良く制御できずにS/Cが低くなるときには、改質触媒にコーキングを生じるおそれがある。   The temperature distribution of the desulfurizer at that time is shown in FIG. 8, and the change over time in pressure fluctuation is shown in FIG. The temperature distribution and pressure fluctuation were large, the desulfurization performance was not good, and the S content in kerosene after desulfurization was 0.5 ppm. In FIG. 8, for example, DS (60 °) indicates a location of 60 ° in the clockwise direction of the cylindrical surface with the center of the kerosene inlet being 0 °. FIG. 9 shows the pressure (gauge pressure) in the desulfurizer for a certain period. Since the pressure fluctuation of the desulfurizer is large, the instantaneous S / C cannot be controlled accurately and the S / C becomes low. There is a risk of coking in the catalyst.

本発明の燃料電池システムの一形態の概略を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the outline of one form of the fuel cell system of this invention. 本発明の脱硫器の一形態の概略を示す模式図である。(a)は上面断面図、(b)は側断面図である。It is a schematic diagram which shows the outline of one form of the desulfurizer of this invention. (A) is a top sectional view, (b) is a side sectional view. 本発明の脱硫システムの一形態の概略を示す模式図である。(a)は斜視図、(b)は側断面図である。It is a schematic diagram which shows the outline of one form of the desulfurization system of this invention. (A) is a perspective view, (b) is a side sectional view. 本発明の脱硫器の他の形態の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the other form of the desulfurizer of this invention. 本発明の脱硫器のさらに他の形態の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of other form of the desulfurizer of this invention. 実施例における脱硫器温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the desulfurizer temperature distribution in an Example. 実施例における脱硫器内圧力の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the pressure in a desulfurizer in an Example. 比較例における脱硫器温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the desulfurizer temperature distribution in a comparative example. 比較例における脱硫器内圧力の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of the pressure in a desulfurizer in a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1、201:脱硫器
2、102:脱硫室
3、103、203、303、403:加熱媒体入り口側ヘッダ
4、104、204、403、404:加熱媒体出口側ヘッダ
5、105、205、305:管(加熱媒体流路)
6、106、206:脱硫剤
7、107、307:液体燃料供給口
8、108、308:液体燃料排出口
11、211:熱交換器(液体燃料予熱器)
12:胴
13、213:管(液体燃料流路)
21:キャピラリ
31:改質器
32:改質反応部
33:バーナ
34:改質炉
41:液体燃料気化器
42:燃料電池、42A:アノード室、42C:カソード室
51、52、53、152、153:液体燃料のライン
61、62、63、161、162:加熱媒体のライン
215:液体燃料入り口側ヘッダ
216:液体燃料出口側ヘッダ
302a〜e、402a〜e:脱硫室
390a〜d、490a〜d:邪魔板
399、499:容器
491a〜f:開口
1, 201: Desulfurizer 2, 102: Desulfurization chamber 3, 103, 203, 303, 403: Heating medium inlet side header 4, 104, 204, 403, 404: Heating medium outlet side header 5, 105, 205, 305: Tube (heating medium flow path)
6, 106, 206: Desulfurization agent 7, 107, 307: Liquid fuel supply port 8, 108, 308: Liquid fuel discharge port 11, 211: Heat exchanger (liquid fuel preheater)
12: Body 13, 213: Tube (liquid fuel flow path)
21: capillary 31: reformer 32: reforming reaction section 33: burner 34: reforming furnace 41: liquid fuel vaporizer 42: fuel cell, 42A: anode chamber, 42C: cathode chambers 51, 52, 53, 152, 153: liquid fuel lines 61, 62, 63, 161, 162: heating medium line 215: liquid fuel inlet side header 216: liquid fuel outlet side headers 302a-e, 402a-e: desulfurization chambers 390a-d, 490a- d: baffle plates 399, 499: containers 491a-f: opening

Claims (9)

脱硫剤の存在下に液体燃料を加熱媒体により加熱しながら脱硫するための脱硫器において、
脱硫剤を収容する領域を有し該液体燃料の流路を形成する少なくとも一つの脱硫室と、
該領域を貫通して略水平に配された該加熱媒体の流路を形成する複数の管とを備え、
該脱硫室の少なくとも一つにおいては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成された
ことを特徴とする脱硫器。
In a desulfurizer for desulfurizing while heating a liquid fuel with a heating medium in the presence of a desulfurizing agent,
At least one desulfurization chamber having a region for containing a desulfurization agent and forming a flow path for the liquid fuel;
A plurality of tubes that form channels of the heating medium that are disposed substantially horizontally through the region;
A desulfurizer characterized in that a liquid fuel discharge port is formed above the liquid fuel supply port in at least one of the desulfurization chambers.
前記脱硫室は円筒状容器の全部もしくは区画された一部であり、
前記複数の管が円弧状である請求項1記載の脱硫器。
The desulfurization chamber is the whole or a part of a cylindrical container,
The desulfurizer according to claim 1, wherein the plurality of pipes have an arc shape.
前記脱硫室が複数直列に接続されて一つの前記液体燃料の流路を形成し、
該液体燃料の流路の最も下流側の脱硫室においては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成された請求項1または2記載の脱硫器。
A plurality of the desulfurization chambers are connected in series to form one liquid fuel flow path,
The desulfurizer according to claim 1 or 2, wherein a liquid fuel discharge port is formed above the liquid fuel supply port in the desulfurization chamber on the most downstream side of the flow path of the liquid fuel.
前記脱硫室が複数直列に接続されて一つの前記液体燃料の流路を形成し、
該液体燃料の流路の最も上流側の脱硫室においては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成された請求項1〜3のいずれか一項記載の脱硫器。
A plurality of the desulfurization chambers are connected in series to form one liquid fuel flow path,
The desulfurizer according to any one of claims 1 to 3, wherein a liquid fuel discharge port is formed above the liquid fuel supply port in the desulfurization chamber on the most upstream side of the flow path of the liquid fuel.
脱硫剤の存在下に液体燃料を加熱媒体により加熱しながら脱硫するための脱硫器と、該脱硫器に供給する液体燃料を該脱硫器から排出された加熱媒体により予熱するための熱交換器とを備え、
該脱硫器は、脱硫剤を収容する領域を有し該液体燃料の流路を形成する少なくとも一つの脱硫室と、該領域を貫通して略水平に配された該加熱媒体の流路を形成する複数の管とを有し、該脱硫室の少なくとも一つにおいては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成され、
該熱交換器は、該加熱媒体の流路を形成する胴と、該液体燃料の流路を形成し該胴を貫通する管とを有する
ことを特徴とする脱硫システム。
A desulfurizer for desulfurizing while heating the liquid fuel with a heating medium in the presence of a desulfurizing agent; and a heat exchanger for preheating the liquid fuel supplied to the desulfurizer with the heating medium discharged from the desulfurizer. With
The desulfurizer has at least one desulfurization chamber having a region for containing a desulfurizing agent and forming a flow path for the liquid fuel, and a flow path for the heating medium disposed substantially horizontally through the region. A liquid fuel discharge port formed above the liquid fuel supply port in at least one of the desulfurization chambers,
The heat exchanger includes a cylinder that forms a flow path for the heating medium, and a pipe that forms a flow path for the liquid fuel and penetrates the cylinder.
さらに脱硫器の下流の液体燃料流路にキャピラリを有する請求項5記載の脱硫システム。   The desulfurization system according to claim 5, further comprising a capillary in the liquid fuel flow path downstream of the desulfurizer. 前記脱硫器において、前記脱硫室は円筒状容器の全部もしくは区画された一部であり、前記複数の管が円弧状であり、
前記熱交換器は環形円柱状であって該円筒状容器の外周に設けられた請求項5または6記載の脱硫システム。
In the desulfurizer, the desulfurization chamber is the whole or a part of a cylindrical container, and the plurality of tubes are arc-shaped,
The desulfurization system according to claim 5 or 6, wherein the heat exchanger has an annular column shape and is provided on an outer periphery of the cylindrical container.
脱硫剤の存在下に液体燃料を加熱媒体により加熱しながら脱硫するための脱硫器と、該脱硫器に供給する液体燃料を該脱硫器から排出された加熱媒体により予熱するための熱交換器と、該脱硫された液体燃料を原料として用いて水素を含有するガスを製造する改質器とを備え、
該改質器は、改質触媒を備える改質反応部と、該改質反応部を加熱するための燃焼を行うバーナを有し、
該脱硫器は、脱硫剤を収容する領域を有し該液体燃料の流路を形成する少なくとも一つの脱硫室と、該領域を貫通して略水平に配された該加熱媒体の流路を形成する複数の管とを有し、該脱硫室の少なくとも一つにおいては液体燃料供給口より上方に液体燃料排出口が形成され、
該熱交換器は、該加熱媒体の流路を形成する胴と、該液体燃料の流路を形成し該胴を貫通する管とを有し、
該改質器から排出されるバーナの燃焼排ガスを該脱硫器の加熱媒体の流路に導く手段を有することを特徴とする水素製造装置。
A desulfurizer for desulfurizing while heating the liquid fuel with a heating medium in the presence of a desulfurizing agent; and a heat exchanger for preheating the liquid fuel supplied to the desulfurizer with the heating medium discharged from the desulfurizer. A reformer for producing a gas containing hydrogen using the desulfurized liquid fuel as a raw material,
The reformer includes a reforming reaction unit including a reforming catalyst and a burner that performs combustion for heating the reforming reaction unit.
The desulfurizer has at least one desulfurization chamber having a region for containing a desulfurizing agent and forming a flow path for the liquid fuel, and a flow path for the heating medium disposed substantially horizontally through the region. A liquid fuel discharge port formed above the liquid fuel supply port in at least one of the desulfurization chambers,
The heat exchanger has a cylinder that forms a flow path for the heating medium, and a tube that forms a flow path for the liquid fuel and penetrates the cylinder.
A hydrogen production apparatus comprising means for guiding combustion exhaust gas of a burner discharged from the reformer to a flow path of a heating medium of the desulfurizer.
請求項8記載の水素製造装置と、該水素製造装置で製造された水素を含有するガスを燃料として用いる燃料電池とを備えることを特徴とする燃料電池システム。   9. A fuel cell system comprising: the hydrogen production apparatus according to claim 8; and a fuel cell using as a fuel a gas containing hydrogen produced by the hydrogen production apparatus.
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