JP2007261871A - Hydrogen-containing gas producing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、
改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質部を改質処理可能なように加熱する燃焼部とが設けられ、
前記燃焼部から排出された前記改質バーナの燃焼排ガスを、前記改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させるように構成され、
運転を制御する制御手段が、前記改質部の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された水素含有ガス生成装置に関する。
The present invention comprises a reforming section for reforming a supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam to generate a reformed gas containing hydrogen gas as a main component,
A combustion unit that burns fuel for combustion in a reformer burner and heats the reforming unit so as to be reformed; and
The combustion exhaust gas of the reforming burner discharged from the combustion unit is configured to flow for temperature control of another processing unit different from the reforming unit,
The control means for controlling the operation relates to a hydrogen-containing gas generator configured to adjust the amount of combustion fuel supplied to the reforming burner so that the temperature of the reforming section becomes a set appropriate temperature.
かかる水素含有ガス生成装置は、改質バーナにて燃焼部内で燃焼用燃料を燃焼させて、改質部を改質処理可能なように加熱する状態で、その改質部にて、原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成し、並びに、燃焼部から排出された改質バーナの燃焼排ガスを改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させて、その他処理部を水素含有ガス生成に係わる所定の処理が可能なように温調することにより、その他処理部にて水素含有ガス生成に係わる所定の処理を行わせて水素含有ガスを生成するものであり、生成した水素含有ガスは、例えば、燃料電池における発電反応用の燃料ガスとして用いる。
そして、制御手段により、改質部の温度が設定適正温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成してある。
Such a hydrogen-containing gas generating apparatus burns combustion fuel in a combustion section with a reformer burner, and heats the reforming section so that it can be reformed. Reforming reaction with water vapor to generate reformed gas containing hydrogen gas as the main component, and temperature of other processing parts different from the reforming part using the combustion exhaust gas from the reforming burner discharged from the combustion part As a result, the temperature of the other processing unit is controlled so that the predetermined processing related to the generation of the hydrogen-containing gas can be performed. The generated hydrogen-containing gas is used as, for example, a fuel gas for power generation reaction in a fuel cell.
Then, the supply amount of the combustion fuel to the reforming burner is adjusted by the control means so that the temperature of the reforming section becomes the set appropriate temperature.
このような水素含有ガス生成装置において、従来は、改質バーナの燃焼用燃料として燃料電池から排出された排燃料ガスを用いる場合に、空気比が1.27〜1.45(燃焼排ガス中の酸素濃度で略4.7〜7%に相当する)になるように、改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節していた(例えば、特許文献1参照。)。 In such a hydrogen-containing gas generating apparatus, conventionally, when the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell is used as the combustion fuel of the reformer burner, the air ratio is 1.27 to 1.45 (in the combustion exhaust gas). The amount of combustion air supplied to the reforming burner was adjusted so that the oxygen concentration was approximately 4.7 to 7% (see, for example, Patent Document 1).
つまり、空気比が1.27〜1.45になるように燃焼用空気を供給することにより、燃焼用空気の供給量を多くして、改質バーナの燃焼排ガスの量を多くしていた。
そして、改質バーナの燃焼排ガスの量を多くすることにより、燃焼排ガスの保有熱量に対するその燃焼排ガスから改質部や他処理部に伝熱される伝熱量の割合(以下、伝熱比率と記載する場合がある)を小さくして、燃焼排ガスの流動に伴う改質部への伝熱量の減少を抑制し、改質部を改質処理に適切な温度に加熱すると共に、他処理部をその処理に適切な温度に温調するようにしていた。
That is, by supplying combustion air so that the air ratio becomes 1.27 to 1.45, the supply amount of combustion air is increased and the amount of combustion exhaust gas of the reforming burner is increased.
Then, by increasing the amount of combustion exhaust gas of the reforming burner, the ratio of the amount of heat transferred from the combustion exhaust gas to the reforming unit and other processing units with respect to the amount of heat retained by the combustion exhaust gas (hereinafter referred to as the heat transfer ratio) To reduce the amount of heat transfer to the reforming part due to the flow of combustion exhaust gas, heat the reforming part to a temperature suitable for the reforming process, and treat the other processing part The temperature was adjusted to an appropriate temperature.
ちなみに、前記特許文献1では、他処理部として、供給される水を加熱して改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部と、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成部とを設け、燃焼部から排出された燃焼排ガスを、水蒸気生成部を水蒸気生成可能なように温調し、その水蒸気生成部の温調後に、変成部を変成処理可能なように温調するべく通流させるように構成してある。
Incidentally, in the above-mentioned
しかしながら、従来の水素含有ガス生成装置では、空気比1.27〜1.45になるように改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節して、そのように燃焼用空気の供給量が調節される状態で燃焼する改質バーナの燃焼排ガスを他処理部の温調用として通流させることにより、その他処理部を成り行きにて温調するものであるので、他処理部の温度が変動し易いという問題があった。 However, in the conventional hydrogen-containing gas generation device, the supply amount of combustion air to the reforming burner is adjusted so that the air ratio is 1.27 to 1.45, and the supply amount of combustion air is thus reduced. By passing the flue gas of the reforming burner that burns in a controlled state for temperature control of the other processing unit, the temperature of the other processing unit is adjusted accordingly, so the temperature of the other processing unit fluctuates. There was a problem that it was easy.
ちなみに、改質バーナの燃焼用燃料として、燃料電池からの排燃料ガスを用いずに、原燃料を用いる場合がある。そして、改質バーナにて排燃料ガスを燃焼させる場合と、原燃料を燃焼させる場合とで比較すると、排燃料ガスには二酸化炭素ガスや水蒸気等が含まれていることから、空気比が同一であれば、原燃料を燃焼させる場合の方が燃焼排ガス量が少なくなる。
従って、改質バーナの燃焼用燃料として原燃料を用いる場合、改質バーナの燃焼排ガスの量が少なくなる傾向となることから、改質部での燃焼排ガスからの伝熱比率が大きくなって、燃焼排ガスの流動に伴う伝熱量が大きくなる傾向となり、他処理部への伝熱量が少なくなるので、その他処理部の温度がより変動し易くなる。
Incidentally, raw fuel may be used as combustion fuel for the reformer burner without using the exhaust fuel gas from the fuel cell. When comparing the case where the exhaust fuel gas is burned with the reformer burner and the case where the raw fuel is burned, the exhaust fuel gas contains carbon dioxide gas, water vapor, etc., so the air ratio is the same. If so, the amount of combustion exhaust gas is reduced when the raw fuel is burned.
Therefore, when raw fuel is used as the combustion fuel for the reforming burner, the amount of combustion exhaust gas from the reforming burner tends to decrease, so the heat transfer ratio from the combustion exhaust gas in the reforming section increases. The amount of heat transfer accompanying the flow of the combustion exhaust gas tends to increase, and the amount of heat transfer to the other processing unit decreases, so that the temperature of the other processing unit is more likely to fluctuate.
そして、他処理部での温度が変動すると、その他処理部における水素含有ガス生成に係わる処理のバラツキが大きくなり、延いては、水素含有ガスを適切に生成することができなくなる。
例えば、他処理部として、上述のように水蒸気生成部及び変成部を設ける場合、水蒸気生成部の温度が変動すると、その水蒸気生成部での水蒸気生成量が変動して、改質部において原燃料の改質処理の処理状態のバラツキが大きくなり、又、変成部の温度が変動すると、変成部における変成処理の処理状態のバラツキが大きくなって、変成処理後の改質処理ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる等、所定の組成になるように水素含有ガスを生成できなくなる。
When the temperature in the other processing unit varies, the variation in processing related to the generation of the hydrogen-containing gas in the other processing unit increases, and accordingly, the hydrogen-containing gas cannot be generated appropriately.
For example, when the steam generation unit and the shift unit are provided as other processing units as described above, when the temperature of the steam generation unit varies, the amount of steam generated in the steam generation unit varies, and the raw fuel in the reforming unit The variation in the processing state of the reforming process increases, and when the temperature of the shift section varies, the variation in the processing state of the shift process in the shift section increases, and the oxidized gas in the reformed process gas after the shift process A hydrogen-containing gas cannot be generated so as to have a predetermined composition such as an increase in carbon concentration.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の組成になるように水素含有ガスの生成を適切に行い得る水素含有ガス生成装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the hydrogen containing gas production | generation apparatus which can perform the production | generation of hydrogen containing gas appropriately so that it may become a predetermined composition.
本発明の水素含有ガス生成装置は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、
改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質部を改質処理可能なように加熱する燃焼部とが設けられ、
前記燃焼部から排出された前記改質バーナの燃焼排ガスを、前記改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させるように構成され、
運転を制御する制御手段が、前記改質部の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成されたものであって、
第1特徴構成は、前記制御手段が、前記改質バーナの燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%になるように、前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節し、且つ、前記他処理部の温度が設定温度になるように、前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を補正するように構成されている点を特徴とする。
The hydrogen-containing gas generating apparatus of the present invention includes a reforming unit that generates a reforming treatment gas mainly composed of hydrogen gas by reforming a supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam.
A combustion unit that burns fuel for combustion in a reformer burner and heats the reforming unit so as to be reformed; and
The combustion exhaust gas of the reforming burner discharged from the combustion unit is configured to flow for temperature control of another processing unit different from the reforming unit,
The control means for controlling the operation is configured to adjust the supply amount of the combustion fuel to the reforming burner so that the temperature of the reforming section becomes a set appropriate temperature,
In the first characteristic configuration, the control means adjusts the amount of combustion air supplied to the reforming burner so that the oxygen concentration in the combustion exhaust gas of the reforming burner is 4 to 8%, and A feature is that the supply amount of combustion air to the reforming burner is corrected so that the temperature of the other processing unit becomes a set temperature.
即ち、制御手段により、改質バーナの燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%(空気比で略1.2〜1.6に相当する)になるように、改質バーナへの燃焼用空気の供給量が調節され、且つ、他処理部の温度が設定温度になるように、改質バーナへの燃焼用空気の供給量が補正される。 That is, the air for combustion to the reforming burner is adjusted by the control means so that the oxygen concentration in the combustion exhaust gas of the reforming burner becomes 4 to 8% (corresponding to an air ratio of approximately 1.2 to 1.6). The supply amount of combustion air to the reforming burner is corrected so that the supply amount is adjusted and the temperature of the other processing unit becomes the set temperature.
つまり、燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%になるように燃焼用空気の供給量を多くして、改質バーナの燃焼排ガスの量を多くすることにより、改質部での燃焼排ガスからの伝熱比率が小さくなって、燃焼排ガスの流動に伴う伝熱量の減少が抑制されるので、改質部を改質処理に適切な温度に加熱すると共に、他処理部をその他処理部での処理に適切な温度に温調することができる。 That is, by increasing the supply amount of combustion air so that the oxygen concentration in the combustion exhaust gas becomes 4-8% and increasing the amount of combustion exhaust gas of the reformer burner, This reduces the heat transfer ratio of the combustion exhaust gas and reduces the amount of heat transfer associated with the flow of combustion exhaust gas, so that the reforming section is heated to a temperature suitable for the reforming process and the other processing section is used in the other processing section. The temperature can be adjusted to an appropriate temperature for the treatment.
そして、燃焼排ガスの量を多くして、他処理部をその他処理部での処理に適切な温度に温調することができるようにしながら、その他処理部の温度が設定温度になるように、改質バーナへの燃焼用空気の供給量が補正されることから、他処理部の温度の変動を抑制することができるので、その他処理部での処理のバラツキを抑制することができる。
例えば、他処理部の温度が設定温度よりも低いときは、改質バーナへの燃焼用空気の供給量を増大するように補正して、燃焼排ガスの量を増大させると、燃焼排ガスから他処理部夫々への伝熱量が多くなるので、他処理部の温度を上昇させることができる。
一方、他処理部の温度が設定温度よりも高いときは、改質バーナへの燃焼用空気の供給量を減少するように補正して、燃焼排ガスの量を減少させると、燃焼排ガスから他処理部夫々への伝熱量が少なくなるので、他処理部の温度を下降させることができる。
従って、所定の組成になるように水素含有ガスの生成を適切に行い得る水素含有ガス生成装置を提供することができるようになった。
Then, the amount of the combustion exhaust gas is increased so that the temperature of the other processing unit can be adjusted to a temperature suitable for processing in the other processing unit, while the temperature of the other processing unit is adjusted to the set temperature. Since the supply amount of the combustion air to the quality burner is corrected, it is possible to suppress fluctuations in the temperature of the other processing units, and thus it is possible to suppress variations in processing in the other processing units.
For example, when the temperature of the other processing unit is lower than the set temperature, if the amount of combustion exhaust gas is increased by correcting the supply amount of combustion air to the reforming burner, Since the amount of heat transfer to each of the sections increases, the temperature of the other processing section can be raised.
On the other hand, if the temperature of the other processing unit is higher than the set temperature, the amount of combustion exhaust gas supplied to the reforming burner is corrected to decrease, and the amount of combustion exhaust gas is reduced. Since the amount of heat transfer to each of the sections is reduced, the temperature of the other processing section can be lowered.
Therefore, it has become possible to provide a hydrogen-containing gas generating apparatus that can appropriately generate a hydrogen-containing gas so as to have a predetermined composition.
第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記他処理部として、供給される水を加熱して前記改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部と、前記改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成部とが設けられ、
前記燃焼部から排出された燃焼排ガスを、前記水蒸気生成部を水蒸気生成可能なように温調し、その水蒸気生成部の温調後に、前記変成部を変成処理可能なように温調するべく通流させるように構成され、
前記制御手段が、前記水蒸気生成部の温度が水蒸気生成用の設定温度になるように、又は、前記変成部の温度が変成用の設定温度になるように、前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を補正するように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration is
As the other processing unit, a water vapor generating unit for heating supplied water to generate water vapor to be supplied to the reforming unit, and carbon monoxide in the reforming treatment gas generated in the reforming unit And a metamorphic part that transforms to carbon,
The flue gas discharged from the combustion section is temperature-controlled so that the steam generation section can generate steam, and after the temperature control of the steam generation section, the conversion section is controlled to be temperature-controllable. Configured to flow,
Combustion air to the reforming burner so that the temperature of the steam generation unit becomes a set temperature for steam generation or the temperature of the shift unit becomes a set temperature for conversion. It is characterized in that it is configured to correct the supply amount.
即ち、燃焼部から排出された燃焼排ガスが、水蒸気生成部を水蒸気生成可能なように温調し、その水蒸気生成部の温調後に、変成部を変成処理可能なように温調するべく通流して、水蒸気生成部においては、供給される水が加熱されて水蒸気が生成され、その生成水蒸気が改質処理用として改質部に供給され、変成処理部においては、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素が二酸化炭素に変成処理される。
そして、制御手段により、水蒸気生成部の温度が水蒸気生成用の設定温度になるように、改質バーナへの燃焼用空気の供給量が補正されると、水蒸気生成部の温度の変動が抑制されるようになって、その水蒸気生成部における水蒸気生成が安定して、水蒸気生成量が安定化するので、改質部において原燃料の改質処理をより一層安定に行わせて、改質処理ガスの組成をより一層安定化することができる。
又、制御手段により、変成部の温度が変成用の設定温度になるように、改質バーナへの燃焼用空気の供給量が補正されると、変成部の温度の変動が抑制されるので、変成部において、改質処理ガス中の一酸化炭素をより一層安定して二酸化炭素に変成処理させることができて、変成処理後の改質処理ガスの組成を安定化することができる。
従って、生成した水素含有ガスの組成をより一層安定化することができるようになった。
That is, the flue gas discharged from the combustion section is tempered so that the steam generation section can generate steam, and after the temperature of the steam generation section is adjusted, the transformation section is tempered so that it can be transformed. In the steam generation unit, the supplied water is heated to generate steam, and the generated steam is supplied to the reforming unit for the reforming process, and in the shift processing unit, the steam is generated in the reforming unit. The carbon monoxide in the reformed gas is converted to carbon dioxide.
When the supply amount of combustion air to the reforming burner is corrected by the control means so that the temperature of the steam generating unit becomes the set temperature for generating steam, fluctuations in the temperature of the steam generating unit are suppressed. As a result, the steam generation in the steam generating section is stabilized and the amount of steam generated is stabilized, so that the reforming process of the raw fuel is performed more stably in the reforming section, and the reforming process gas The composition can be further stabilized.
Also, if the control means corrects the supply amount of combustion air to the reforming burner so that the temperature of the shift section becomes the set temperature for shift, fluctuations in the temperature of the shift section are suppressed. In the shift section, carbon monoxide in the reforming process gas can be further stably converted to carbon dioxide, and the composition of the reforming process gas after the shift process can be stabilized.
Therefore, the composition of the produced hydrogen-containing gas can be further stabilized.
第3特徴構成は、上記第2特徴構成に加えて、
前記改質部及び前記燃焼部の一方側に、前記水蒸気生成部が、前記改質部及び前記燃焼部から伝熱可能な状態で設けられ、
前記改質部及び前記燃焼部の他方側に、前記変成部が、前記改質部及び前記燃焼部から伝熱可能な状態で設けられている点を特徴とする。
The third feature configuration is in addition to the second feature configuration,
The steam generation unit is provided on one side of the reforming unit and the combustion unit in a state where heat can be transferred from the reforming unit and the combustion unit,
The transformation section is provided on the other side of the reforming section and the combustion section in a state where heat can be transferred from the reforming section and the combustion section.
即ち、改質部及び燃焼部の一方側に設けられた水蒸気生成部に、改質部及び燃焼部から伝熱され、改質部及び燃焼部の他方側に設けられた変成部に、改質部及び燃焼部から伝熱される。 That is, heat is transferred from the reforming unit and the combustion unit to the steam generation unit provided on one side of the reforming unit and the combustion unit, and the reforming unit provided on the other side of the reforming unit and combustion unit is reformed. Heat is transferred from the part and the combustion part.
つまり、水蒸気生成部において水を加熱して水蒸気を生成する温度、及び、変成部において改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する温度は、いずれも、改質部において原燃料を改質処理する温度に比べて低いので、水蒸気生成部と変成部とを改質部及び燃焼部の両側に伝熱可能な状態で振り分けて設けることにより、改質部及び燃焼部からの放熱損失を抑制して省エネルギ化を図りながら、水蒸気生成部及び変成部夫々の温度変動をより一層抑制することができる。
従って、省エネルギ化を図りながら、生成した水素含有ガスの組成を更に安定化することができるようになった。
That is, the temperature at which water is generated in the steam generation unit by generating water and the temperature at which the carbon monoxide in the reformed gas is converted to carbon dioxide in the shift unit are both raw fuel in the reforming unit. The heat generation from the reforming section and the combustion section is made possible by distributing the steam generation section and the transformation section in a state where heat can be transferred to both sides of the reforming section and the combustion section. While suppressing loss and saving energy, it is possible to further suppress temperature fluctuations in the water vapor generation unit and the transformation unit.
Therefore, the composition of the produced hydrogen-containing gas can be further stabilized while saving energy.
第4特徴構成は、上記第1〜第3特徴構成のいずれかに加えて、
前記改質部にて生成された改質処理ガスが発電用の燃料ガスとして燃料電池に供給され、且つ、その燃料電池から排出された排燃料ガスが前記改質バーナとは異なる他の燃焼機器にて燃焼されるように構成され、
前記改質バーナに燃焼用燃料として原燃料が供給されるように構成されている点を特徴とする。
In addition to any of the first to third feature configurations described above, the fourth feature configuration is
Other combustion equipment in which the reformed gas generated in the reforming unit is supplied to the fuel cell as a fuel gas for power generation, and the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell is different from the reforming burner Configured to burn at
A feature is that raw fuel is supplied to the reforming burner as combustion fuel.
即ち、改質部にて生成された改質処理ガスが発電用の燃料ガスとして燃料電池に供給され、その燃料電池から排出された排燃料ガスが改質バーナとは異なる他の燃焼機器にて燃焼され、改質バーナには燃焼用燃料として原燃料が供給される。 That is, the reformed gas generated in the reforming unit is supplied to the fuel cell as a fuel gas for power generation, and the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell is in another combustion device different from the reformer burner. The reformed burner is combusted, and raw fuel is supplied as combustion fuel.
つまり、燃料電池から排出された排燃料ガスは、改質バーナに燃焼用燃料として供給される場合もあるが、この第4特徴構成では、排燃料ガスをボイラ等、改質バーナとは異なる他の燃焼機器にて燃焼させて、改質バーナへは、燃焼用燃料として排燃料ガスに代えて原燃料を供給して燃焼させるようにしてある。 In other words, the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell may be supplied to the reformer burner as combustion fuel. However, in the fourth feature configuration, the exhaust fuel gas is different from the reformer burner, such as a boiler. The reforming burner is supplied with raw fuel instead of exhaust fuel gas and burned to the reforming burner.
そして、改質バーナにて排燃料ガスを燃焼させる場合と、原燃料を燃焼させる場合とで比較すると、排燃料ガスには二酸化炭素ガスや水蒸気等が含まれていることから、空気比が同一であれば、原燃料を燃焼させる場合の方が燃焼排ガス量が少なくなる。
そこで、改質バーナにて原燃料を燃焼させる状態で、改質部にて生成される改質処理ガスを発電用の燃料ガスとして燃料電池に供給する場合に、改質バーナの燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%になるように燃焼用空気の供給量を多くして、燃焼排ガス量を多くすることにより、燃焼排ガスからの伝熱比率が小さくなって、燃焼排ガスの流動に伴う伝熱量の減少が抑制されるので、改質部を改質処理に適切な温度に加熱することができると共に、他処理部をその他処理部での処理に適切な温度に温調することができる。
従って、生成した水素含有ガスを燃料電池の発電用の燃料ガスとして使用する場合において、排燃料ガスを改質バーナとは異なる他の燃焼機器にて燃焼させ、改質バーナでは原燃料を燃焼させる場合においても、所定の組成になるように水素含有ガスの生成を適切に行うことができるようになった。
When comparing the case where the exhaust fuel gas is burned with the reformer burner and the case where the raw fuel is burned, the exhaust fuel gas contains carbon dioxide gas, water vapor, etc., so the air ratio is the same. If so, the amount of combustion exhaust gas is reduced when the raw fuel is burned.
Therefore, when the reforming gas generated in the reforming section is supplied to the fuel cell as the fuel gas for power generation in the state where the raw fuel is burned by the reforming burner, By increasing the supply amount of combustion air so that the oxygen concentration becomes 4-8% and increasing the amount of combustion exhaust gas, the heat transfer ratio from the combustion exhaust gas is reduced, and the heat transfer accompanying the flow of combustion exhaust gas is reduced. Since the decrease in the amount of heat is suppressed, the reforming section can be heated to a temperature suitable for the reforming process, and the other processing section can be adjusted to a temperature suitable for the processing in the other processing section.
Therefore, when the generated hydrogen-containing gas is used as a fuel gas for power generation of a fuel cell, the exhaust fuel gas is burned by another combustion device different from the reforming burner, and the raw fuel is burned by the reforming burner. Even in this case, the hydrogen-containing gas can be appropriately generated so as to have a predetermined composition.
以下、図面に基づいて、本発明を燃料電池用の水素含有ガス生成装置に適用した場合の実施形態を説明する。
図1及び図2は、本発明に係る水素含有ガス生成装置Pを備えた燃料電池発電装置を示し、この燃料電池発電装置は、炭化水素系の原燃料ガスを原料として水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する前記水素含有ガス生成装置Pと、その水素含有ガス生成装置Pにて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池Gと、運転を制御する制御手段としての制御部Cとを備えて構成してある。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a hydrogen-containing gas generator for a fuel cell will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 and 2 show a fuel cell power generation apparatus equipped with a hydrogen-containing gas generation apparatus P according to the present invention. This fuel cell power generation apparatus uses hydrogen-based raw fuel gas as a raw material and hydrogen gas as a main component. The hydrogen-containing gas generating device P that generates the fuel gas to be generated, the fuel cell G that is supplied with the fuel gas generated by the hydrogen-containing gas generating device P and generates power, and the control unit as a control means that controls the operation C.
前記燃料電池Gは、周知であるので詳細な説明及び図示は省略して簡単に説明すると、燃料電池Gは、例えば、固体高分子膜を電解質層とするセルの複数を積層状態に設けた固体高分子型に構成し、各セルの燃料極に前記水素含有ガス生成装置Pから燃料ガスを供給し、各セルの酸素極に反応用送風機36から空気を供給して、水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行うように構成してある。
Since the fuel cell G is well known and will not be described in detail and illustrated briefly, the fuel cell G is, for example, a solid state in which a plurality of cells each having a solid polymer film as an electrolyte layer are provided in a stacked state. The fuel gas is supplied from the hydrogen-containing gas generator P to the fuel electrode of each cell, the air is supplied from the
水素含有ガス生成装置Pは、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫室1と、供給される水を加熱して蒸発させて水蒸気を生成する水蒸気生成室2と、脱硫室1で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成室2で生成された水蒸気を用いて改質処理して水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部としての改質室3と、改質バーナ17にて燃焼用燃料を燃焼させて、改質室3を改質処理可能なように加熱する燃焼部としての燃焼室6と、改質室3から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成室4と、その変成室4から供給される改質処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化室5等を備えて構成して、一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成するように構成してある。
The hydrogen-containing gas generation device P includes a
更に、水素含有ガス生成装置Pには、前記改質室3から排出される改質処理ガスを通流させて改質室3を加熱する改質室加熱用通流室7、前記燃焼室6から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記水蒸気生成室2を水蒸気生成可能なように加熱する加熱用排ガス通流室8、その加熱用排ガス通流室8から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記変成室4を温調する温調用排ガス通流室9、前記改質室加熱用通流室7から排出される高温の改質処理ガスにより前記脱硫室1にて脱硫された脱硫後の原燃料ガスを加熱する脱硫後原燃料用熱交換器Ea、その脱硫後原燃料用熱交換器Eaにて熱交換後の改質処理ガスにより脱硫室1にて脱硫処理する原燃料ガスを加熱する脱硫前原燃料用熱交換器Eb、及び、前記温調用排ガス通流室9から排出される燃焼排ガスの排熱を前記改質バーナ17に供給される燃焼用空気に回収するエコノマイザEcを設けてある。
Further, the reforming chamber heating flow chamber 7 for heating the reforming
つまり、燃焼室6から排出された燃焼排ガスを、水蒸気生成室2を水蒸気生成可能なように温調し、その水蒸気生成室2の温調後に、変成室4を変成処理可能なように温調するべく通流させるように構成してあり、燃焼室6から排出された改質バーナ17の燃焼排ガスを温調用として通流させる他処理部として、前記水蒸気生成室2及び前記変成室4を設けてある。
That is, the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the
前記脱硫後原燃料用熱交換器Eaは、前記改質室加熱用通流室7から排出された改質処理ガスを通流させる上流側熱交換用通流室10と、前記脱硫室1にて脱硫処理されて改質室3に供給する脱硫後の原燃料ガスを通流させる脱硫後原燃料通流室11とを熱交換自在に設けて構成し、前記脱硫前原燃料用熱交換部Ebは、前記上流側熱交換用通流室10から排出された改質処理ガスを通流させる下流側熱交換用通流室12と、前記脱硫室1にて脱硫処理する原燃料ガスを通流させる脱硫前原燃料通流室13とを熱交換自在に設けて構成してある。
The desulfurized raw fuel heat exchanger Ea is connected to the upstream heat
又、前記エコノマイザEcは、前記温調用排ガス通流室9から排出される燃焼排ガスを通流させる排熱源排ガス通流室14と、前記改質バーナ17に供給される燃焼用空気を通流させる燃焼用空気通流室16とを熱交換自在に設けて構成してある。
The economizer Ec allows the exhaust heat source exhaust
そして、この実施形態では、図12に示すように、前記燃料電池Gから排出された排燃料ガスを前記改質バーナ17とは異なる他の燃焼機器としてのボイラ44にて燃焼するように構成し、前記改質バーナ17に燃焼用燃料として原燃料ガスを供給するように構成してある。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell G is combusted in a
図2に示すように、水素含有ガス生成装置Pは、流体を処理する処理室Sを形成する複数の扁平状の容器Bを横方向に積層状に並べ、それら複数の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付け手段(図示省略)にて押し付けて構成してある。
前記容器Bは、図3ないし図5にも示すように、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材51を、その周辺部を溶接接続して構成し、前記一対の容器形成部材51の少なくとも一方を、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成してある。
As shown in FIG. 2, the hydrogen-containing gas generation device P arranges a plurality of flat containers B that form a processing chamber S for processing a fluid in a laterally stacked manner, and arranges the plurality of containers B in a container arrangement direction. Are pressed by pressing means (not shown) from both sides of the container arrangement direction in a state allowing relative movement in a direction orthogonal to the container.
As shown in FIGS. 3 to 5, the container B includes a pair of
そして、前記複数の容器Bにて形成される複数の処理室Sにより、前記脱硫、水蒸気生成、改質、変成、選択酸化、燃焼の各室1,2,3,4,5,6、及び、前記改質室加熱用、加熱用排ガス、温調用排ガス、上流側熱交換用、脱硫後原燃料、下流側熱交換用、脱硫前原燃料用、排熱源排ガス、燃焼用燃料、燃焼用空気の各通流室7,8,9,10,11,12,13,14,15,16を構成してある。
And, by the plurality of processing chambers S formed in the plurality of containers B, the desulfurization, steam generation, reforming, transformation, selective oxidation,
この実施形態では、前記複数の容器Bを、前記一対の容器形成部材51の夫々を前記皿状の容器形成部材51とする状態に形成し、且つ、前記一対の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材52の両側に前記処理室Sを備えるように構成してある。
そして、前記複数の容器Bのうちの一部を、前記皿状の容器形成部材51の背部に積層状態で位置させる一つの皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接することにより、前記容器並び方向に複数の処理室Sを形成する多処理室型の容器Bmに構成してある。この多処理室型の容器Bmを、図4及び図5に示す
又、前記複数の容器Bのうちの残部を、前記補助容器形成部材53を設けない基本型の容器Bsとしてある。この基本型の容器Bsを、図3に示す。
In this embodiment, the plurality of containers B are formed so that each of the pair of
Then, one dish-shaped auxiliary
前記皿状の容器形成部材51、仕切り部材52及び皿状の補助容器形成部材53は、夫々、ステンレス等の耐熱金属製であり、前記皿状の容器形成部材51及び皿状の補助容器形成部材53は、その耐熱金属からなる板材をプレス成形して皿状に形成する。
The dish-shaped
この実施形態では、7個の容器Bを並べて、水素含有ガス生成装置Pを構成してある。
尚、7個の容器Bの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Bの後に、図2において左からの並び順を示す符合1,2,3……………7を付す。
In this embodiment, seven containers B are arranged to constitute the hydrogen-containing gas generation device P.
In addition, in order to clarify the distinction of the seven containers B, for the sake of convenience,
そして、この実施形態では、左から1個目の容器B1、2個目の容器B2、4個目の容器B4、右端の容器B7を基本型の容器Bsとしてある。 In this embodiment, the first container B1, the second container B2, the fourth container B4, and the rightmost container B7 from the left are the basic containers Bs.
又、左から3個目の容器B3は、図4にも示すように、一対の皿状の容器形成部材51のうち、右側の皿状の容器形成部材51の背部に前記補助容器形成部材53を設けて、3個の処理室Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Bmとし、左から5個目の容器B5は、図5にも示すように、一対の皿状の容器形成部材51の両方の背部夫々に前記補助容器形成部材53を設けて、4個の処理室Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Bmとし、左から6個目の容器B6も、左から5個目の容器B5と同様に、4個の処理室Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Bmとしてある。
Further, as shown in FIG. 4, the third container B3 from the left is the auxiliary
図2に示すように、左端の容器B1(基本型の容器Bs)において、左側の処理室Sにて前記排熱源排ガス通流室14を構成し、右側の処理室Sにて前記燃焼用空気通流室16を構成して、この左端の容器B1にて前記エコノマイザEcを構成してある。
As shown in FIG. 2, in the leftmost container B1 (basic container Bs), the exhaust heat source exhaust
左から2個目の容器B2(処理室Sを前記容器並び方向に2個備えた基本型の容器Bs)における左側の処理室Sにて前記加熱用排ガス通流室8を構成し、右側の処理室Sにて前記水蒸気生成室2を構成してある。
この水蒸気生成室2は、改質用水が下端部から供給されて、生成された水蒸気が上端部から排出されるように構成され、この水蒸気生成室2内における上端部の温度を検出するように、水蒸気生成温度センサTsを設けてある。
The exhaust
The
図4にも示すように、左から3個目の容器B3(処理室Sを前記容器並び方向に3個備えた多処理室型の容器Bm)において、左端の処理室Sにて前記燃焼室6を構成し、中央の処理室Sにて前記改質室3を構成し、右端の処理室Sにて前記改質室加熱用通流室7を構成してある。
As shown in FIG. 4, in the third container B3 from the left (multi-processing chamber type container Bm having three processing chambers S in the container arrangement direction), the combustion chamber is disposed in the processing chamber S at the left end. 6, the reforming
そして、左から3個目の容器B3の中央の処理室S内に、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気を用いて水素ガスを主成分とするガスに改質処理するルテニウム、ニッケル、白金等の改質反応用触媒19を充填して、その処理室Sを改質室3に構成してある。
Then, in the central processing chamber S of the third container B3 from the left, ruthenium, nickel, platinum, etc. for reforming the hydrocarbon-based raw fuel gas into a gas mainly composed of hydrogen gas using water vapor The reforming
前記改質室3は、原燃料ガスと水蒸気とが混合状態で上端部から供給されて、下方側に向けて流動するように構成され、その改質室3として構成する処理室Sと前記改質室加熱用通流室7として構成する処理室Sとを仕切る皿状の容器形成部材51の下端部には、容器並び方向に隣接するそれら処理室Sを連通する流体通過部54を設けて、その流体通過部54を通して、前記改質室3にて改質処理された改質処理ガスを前記改質室加熱用通流室7に流入させるように構成してある。
そして、前記改質室3の下端部分における改質反応用触媒19の温度を検出するように改質温度センサTrを設けてある。
The reforming
A reforming temperature sensor Tr is provided so as to detect the temperature of the reforming
ちなみに、前記改質室3では、原燃料ガスがメタンガスを主成分とする天然ガスベースの都市ガス(13A)である場合は、改質反応用触媒19の触媒作用により、例えば600〜750°Cの範囲の改質処理温度の下で、メタンガスと水蒸気とを下記の反応式(1)にて改質反応させて、水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成させる。
Incidentally, in the reforming
又、左から3個目の容器B3の左端の処理室Sにて構成する燃焼室6内における下端部に、その燃焼室6内にて燃焼用燃料を燃焼させるように、前記改質用バーナ17を設けてある。
この改質用バーナ17は、図4にも示すように、円筒状の噴出管に複数の噴出孔17aを長手方向並べて列状に形成して構成してある。
更に、燃焼室6内における改質バーナ17よりも上方側に、白金、パラジウム等から成る燃焼触媒を保持させた燃焼触媒保持体18を配設してある。
そして、燃焼室6内の温度を検出するように、燃焼温度センサTfを設けてある。
Further, the reforming burner is burned in the
As shown in FIG. 4, the reforming
Further, a combustion
A combustion temperature sensor Tf is provided so as to detect the temperature in the
前記改質バーナ17は、改質室3に供給するのと同様の原燃料ガスを燃焼用燃料として燃焼用空気と予混合状態で供給することにより、噴出孔17aから噴出させて燃焼させるように構成してある。
The reforming
左から4個目の容器B4(基本型の容器Bs)における左側の処理室Sにて前記上流側熱交換用通流室10を構成し、右側の処理室Sにて前記脱硫後原燃料通流室11を構成して、この左から4個目の容器B4にて、前記脱硫後原燃料用熱交換器Eaを構成してある。
The upstream side heat
図5にも示すように、左から5個目の容器B5(処理室Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理室型の容器Bm)において、左端及び左から2個目の処理室Sの夫々は、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫反応用触媒20を充填して脱硫室1に構成し、左から3個目の処理室Sは、脱硫前原燃料通流室13に構成し、右端の処理室Sは、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する酸化鉄系又は銅亜鉛系の変成反応用触媒21を充填して変成室4に構成してある。
ちなみに、詳細は後述するが、この左から5個目の容器B5にて構成する変成室4を1段目として、変成室4を4段に設けるので、以下、この左から5個目の容器B5にて構成する変成室4を1段目の変成室4と記載する場合がある。
As shown also in FIG. 5, in the fifth container B5 from the left (multi-processing chamber type container Bm having four processing chambers S in the container arrangement direction), the second processing chamber from the left end and the left. Each of S is filled with a
Incidentally, although details will be described later, since the
又、左端の処理室Sと左から2個目の処理室Sとを仕切る皿状の容器形成部材51、左から2個目の処理室Sと左から3個目の処理室Sとを仕切る仕切り部材52の夫々に、夫々の両側の処理室Sを連通する流体通過部54を設けてある。そして、左から2個目の処理室Sにて構成する脱硫室1を1段目とし、左端の処理室Sにて構成する脱硫室1を2段目として、脱硫対象の原燃料ガスを、脱硫前原燃料通流室13を通過させて予熱した後、1段目、2段目の順に各脱硫室1を通流させて、脱硫処理するように構成してある。
Further, the dish-shaped
又、脱硫前原燃料通流室13を構成する左から3個目の処理室Sと1段目の変成室4を構成する右端の処理室Sとを仕切る皿状の容器形成部材51を、伝熱壁として、その伝熱壁を通して、脱硫前原燃料通流室13を通流する脱硫対象の原燃料ガスと1段目の変成室4を通流する変成処理対象の改質処理ガスとを熱交換させるように構成してある。
つまり、1段目の変成室4を前記下流側熱交換用通流室12として兼用するように構成して、前記脱硫前原燃料通流室13と下流側熱交換用通流室12とにより、前記脱硫前原燃料用熱交換器Ebを構成してある。
In addition, a plate-shaped
That is, the first-
左から6個目の容器B6(処理室Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理室型の容器Bm)において、左端の処理室Sを前記温調用排ガス通流室9に構成し、左から2個目、左から3個目及び右端の処理室Sの夫々は、前記変成反応用触媒21を充填して変成室4に構成してある。
In the sixth container B6 from the left (multi-processing chamber type container Bm having four processing chambers S in the container arrangement direction), the leftmost processing chamber S is configured as the temperature control exhaust
又、左から2個目の処理室Sと左から3個目の処理室Sを仕切る仕切り部材52、左から3個目の処理室Sと右端の処理室Sとを仕切る皿状の容器形成部材51夫々に、夫々の両側の処理室Sを連通する流体通過部54を設けてある。そして、左から2個目の処理室Sにて構成する変成室4を2段目とし、左から3個目の処理室Sにて構成する変成室4を3段目とし、右端の処理室Sにて構成する変成室4を4段目として、前記左から5個目の容器B5にて構成する1段目の変成室4からこの2段目の変成室4に外部のガス処理流路32にて改質処理ガスを供給して、改質処理ガスを2段目、3段目、4段目の順に各変成室4を通流させて、変成処理するように構成してある。
Further, a
前記温調用排ガス通流室9に隣接する2段目の変成室4は、1段目の変成処理室4から改質処理ガスが上端部から供給されて、下方側に向けて流動して下端部の流体通過部54から3段目の変成室4に向けて排出されるように構成され、この2段目の変成室4における上端部の変成反応触媒21の温度を検出するように、変成温度センサTtを設けてある。
The second-
ちなみに、前記変成室4では、変成反応用触媒21の触媒作用により、改質室3から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを、例えば、150〜400°Cの範囲の変成処理温度の下で、下記の反応式(2)にて変成反応させる。
Incidentally, in the
左から7個目、即ち右端の容器B7(基本型の容器Bs)において、左側の処理室Sは何にも用いずに伝熱調整用とし、右側の処理室Sは、一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する白金、ルテニウム、ロジウム等の貴金属系の選択酸化用触媒22を充填して前記選択酸化室5に構成してある。
In the seventh container from the left, that is, the rightmost container B7 (basic container Bs), the left processing chamber S is used for heat transfer adjustment without using anything, and the right processing chamber S contains carbon monoxide gas. The
この選択酸化室5は、前記変成室4にて変成処理された改質処理ガスと選択酸化用空気が混合状態で下端部から供給されて、上方側に向けて流動して上端部から排出するように構成され、選択酸化室5における上下方向略中央部の選択酸化触媒22の温度を検出するように、選択酸化温度センサTmを設けてある。
The
ちなみに、前記選択酸化室5では、選択酸化反応用触媒22の触媒作用により、例えば80〜150°Cの選択酸化処理温度の下で、変成処理後の改質処理ガス中に残存している一酸化炭素ガスが選択酸化される。
Incidentally, in the
尚、容器Bの処理室Sに、前記改質反応用触媒19等の触媒を充填する場合は、扁平状の容器Bを上下方向に沿わせた姿勢で、処理室Sにおける底部よりもやや上方部にて触媒を受けるべく、多孔状の触媒受け板55を、その処理室Sを形成する皿状の容器形成部材51、仕切り部材52又は皿状の補助容器形成部材53に溶接にて取り付けてある。
When the processing chamber S of the container B is filled with a catalyst such as the reforming
そして、上述の7個の扁平状の容器Bを、夫々を上下方向に沿わせた姿勢で、左端の容器B1の外側、左端の容器B1と左から2個目の容器B2との間、左から2個目の容器B2と左から3個目の容器B3との間、左から3個目の容器B3と左から4個目の容器B4との間、左から4個目の容器B4と左から5個目の容器B5との間、及び、左から5個目の容器B5と左から6個目の容器B6との間の夫々に伝熱量調節用の断熱材23を配置した状態で密接状態に並べて設けて、前記押し付け手段により、それら密接状態の7個の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付けるように構成し、更に、前記選択酸化室5を構成する右端の容器B7の側方に、その容器B7に向けて通風するように冷却用送風機26を設けて、その冷却用送風機26により、前記選択酸化室5を冷却するように構成してある。
Then, in the posture in which the above-described seven flat containers B are arranged in the vertical direction, the left side of the left end container B1 and the left end container B1 and the second container B2 from the left, Between the second container B2 and the third container B3 from the left, between the third container B3 from the left and the fourth container B4 from the left, and the fourth container B4 from the left In a state where the heat transfer amount adjusting
つまり、脱硫室1、改質室3、変成室4及び選択酸化室5のうち、改質室3が最も高温に維持する必要があり、選択酸化室5が最も低温に維持する必要がある。
そこで、改質室3とそれを加熱する燃焼室6とを伝熱可能に密接させて設け、その密接状態の改質室3及び燃焼室6における改質室3側に、脱硫室1、変成室4、選択酸化室5を記載順に改質室3の側から並んで位置し且つ改質室3及び燃焼室6から伝熱可能な状態で設け、密接状態の改質室3及び燃焼室6における燃焼室6側に、水蒸気生成室2を改質室3及び燃焼室6から伝熱可能な状態で設けてある。
That is, among the
Therefore, the reforming
そして、隣接するもの同士の間、即ち、改質室3と脱硫室1との間、脱硫室1と変成室4との間、変成室4と選択酸化室5との間、及び、燃焼室6と水蒸気生成室2との間のそれぞれの伝熱状態(伝熱量)を所定に設定して、改質室3を改質処理温度に維持するように改質バーナ17の燃焼量を調節し、且つ、選択酸化室5を選択酸化処理温度に維持するように冷却用送風機26の通風量を調節することにより、改質室3と選択酸化室5との間に位置する脱硫室1及び変成室4を、それぞれ脱硫処理温度、変成処理温度に維持することができ、並びに、水蒸気生成室2を水蒸気生成に適正な温度に維持することができるように構成してある。
And between adjacent ones, that is, between the reforming
以下、各容器Bにて形成される各処理室Sに流体を供給したり、各処理室Sから流体を排出するための、各処理室Sに対する流路の接続形態について説明する。尚、各処理室Sにおいては、流体を上部から供給して下方側に向けて通流させて下部から排出する、あるいは、流体を下部から供給して上方側に向けて通流させて上部から排出するように、流体を上下方向に通流させるように構成するので、各流路は、各処理室Sの上端部又は下端部に接続する。 Hereinafter, the connection form of the flow path with respect to each processing chamber S for supplying the fluid to each processing chamber S formed in each container B and discharging the fluid from each processing chamber S will be described. In each processing chamber S, the fluid is supplied from the upper part and flows downward and discharged from the lower part, or the fluid is supplied from the lower part and flows upward and supplied from the upper part. Since the fluid is configured to flow in the vertical direction so as to be discharged, each flow path is connected to the upper end portion or the lower end portion of each processing chamber S.
発電用原燃料供給路31を前記脱硫前原燃料通流室13に接続し、前記2段目の脱硫室1と前記脱硫後原燃料通流室11とを、その脱硫後原燃料通流室11と前記改質室3とを、前記改質室加熱用通流室7と前記上流側熱交換用通流室10とを、その上流側熱交換用通流室10と前記下流側熱交換用通流室12を兼用する前記1段目の変成室4とを、その1段目の変成室4と前記2段目の変成室4とを、前記4段目の変成室4と前記選択酸化室5とを、夫々ガス処理流路32にて接続し、更に、その選択酸化室5と燃料電池Gの燃料ガス供給部とを燃料ガス流路33にて接続して、脱硫前原燃料通流室13、1段目、2段目の脱硫室1、脱硫後原燃料通流室11、改質室3、改質室加熱用通流室7、上流側熱交換用通流室10、1段目、2段目、3段目、4段目の変成室4、選択酸化室5を順に流れて、燃料電池Gに至るガス処理経路を形成してある。
A raw
前記発電用原燃料供給路31には、この発電用原燃料供給路31を通して供給する改質処理用の原燃料ガスの供給量を調節する発電用原燃料調節弁V1、及び、この発電用原燃料調節弁V1にて供給量が調節されて発電用原燃料供給路31を通流する原燃料ガスの流量を検出する発電用原燃料流量センサQを設けてある。
The power generation raw
2段目の脱硫室1と前記脱硫後原燃料通流室11とを接続するガス処理流路32には、脱硫後の原燃料ガスに水蒸気を混合させるためのエジェクタ35を設けてある。
In the gas
又、前記4段目の変成室4と前記選択酸化室5とを接続するガス処理流路32には、選択酸化用送風手段としての選択酸化用送風機24から選択酸化用空気が供給される選択酸化用空気供給路25を接続して、変成室4にて変成処理された改質処理ガスに選択酸化用空気を混合させて前記選択酸化室5に供給するように構成してある。
Further, the selective oxidation air is supplied from the
つまり、原燃料ガスを1段目、2段目の脱硫室1にて脱硫処理し、その脱硫処理した原燃料ガスに、後述する水蒸気生成室2から水蒸気流路34にて供給される水蒸気をエジェクタ35にて混合させ、その水蒸気を混合させた原燃料ガスを改質室3にて改質処理し、その改質処理ガスを1段目、2段目、3段目、4段目の変成室4にて変成処理し、その変成処理した改質処理ガスを選択酸化室5にて選択酸化処理して、一酸化炭素含有率の小さい水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料ガスとして燃料ガス流路33を通じて燃料電池Gに供給するように構成してある。
この実施形態では、図12に示すように、この水素含有ガス生成装置Pにて生成した水素含有ガスを、複数(この実施形態では3台)の燃料電池Gに燃料ガスとして供給するように構成してある。
That is, the raw fuel gas is desulfurized in the first-stage and second-
In this embodiment, as shown in FIG. 12, the hydrogen-containing gas generated by the hydrogen-containing gas generator P is supplied as fuel gas to a plurality (three in this embodiment) of fuel cells G. It is.
図2に示すように、前記燃焼室6と前記加熱用排ガス通流室8とを、その加熱用排ガス通流室8と前記温調用排ガス通流室9とを、その温調用排ガス通流室9と前記エコノマイザEcの前記排熱源排ガス通流室14とを、夫々燃焼排ガス流路37にて接続して、燃焼室6から排出される燃焼排ガスを、加熱用排ガス通流室8、温調用排ガス通流室9、エコノマイザEcの排熱源排ガス通流室14の順に通流させるように構成してある。
As shown in FIG. 2, the
又、前記改質バーナ17に燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段としての燃焼用送風機39と前記エコノマイザEcの前記燃焼用空気通流室16とを、その燃焼用空気通流室16と前記改質バーナ17とを、夫々燃焼用空気流路40にて接続してある。
そして、前記エコノマイザEcにて、燃焼排ガスの排熱を燃焼用空気に回収して、その燃焼用空気を予熱し、そのように予熱した燃焼用空気を前記改質バーナ17に供給して燃焼させるように構成してある。
Also, a
Then, in the economizer Ec, the exhaust heat of the combustion exhaust gas is recovered into combustion air, the combustion air is preheated, and the preheated combustion air is supplied to the reforming
更に、前記改質バーナ17には、改質用の原燃料ガスと同じ原燃料ガスを燃焼用燃料として供給するバーナ用原燃料供給路41を接続してある。
このバーナ用原燃料供給路41には、このバーナ用原燃料供給路41を通して供給するバーナ用の原燃料ガスの供給量を調節するバーナ用原燃料調節弁V2を設けてある。
Further, the
The burner raw
尚、前記バーナ用原燃料供給路41と前記燃焼用空気流路40とは、前記改質バーナ17の手前で合流させた状態でその前記改質バーナ17に接続してあり、原燃料ガスを燃焼用空気と予混合した状態で改質バーナ17に供給するように構成してある。
The burner raw
改質処理用の水蒸気を生成するための改質用水を改質用水ポンプ42にて供給する改質用水供給流路43を前記水蒸気生成室2に接続し、前記加熱用排ガス通流室8による加熱により前記水蒸気生成室2にて生成された水蒸気を導く前記水蒸気流路34を前記エジェクタ35に接続してある。
A reforming
つまり、改質室3に隣接する処理室Sを、その改質室3を加熱するために燃焼用燃料を燃焼させる燃焼室6に構成し、互いに隣接する二つの処理室Sのうちの一方を、供給される水を加熱により蒸発させる水蒸気生成室2に構成し、他方を前記燃焼室6から排出される燃焼排ガスを前記水蒸気生成室2を加熱するために通流させる加熱用排ガス通流室8に構成し、前記水蒸気生成室2で生成された水蒸気が改質反応用として前記改質室3に供給されるように構成してある。
That is, the processing chamber S adjacent to the reforming
上述のように構成することにより、炭化水素系の原燃料と水蒸気を用いて一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成装置Pを、原燃料の改質処理用の水蒸気を生成する水蒸気生成部をも備えた状態で一体的に構成してある。
又、改質室3及び水蒸気生成室2夫々を加熱する必要があるものの、水は原燃料と水蒸気とが改質反応する温度よりも低い温度で蒸発することを利用して、燃焼室6を改質室3に隣接して設けて、その燃焼室6にて改質室3を高温に加熱し、その燃焼室6から排出される燃焼排ガスを水蒸気生成室2に隣接する加熱用排ガス通流室8に通流させて水蒸気生成室2を加熱するようにしてある。
つまり、一つの燃焼室6により、改質室3と水蒸気生成室2の両方を夫々に適した温度に加熱するので、装置の低廉化並びに消費エネルギの低減化を図ることができる。
By configuring as described above, the hydrogen-containing gas generation device P that generates a hydrogen-containing gas with a low carbon monoxide gas content using hydrocarbon-based raw fuel and steam is used for the raw fuel reforming process. It is configured integrally with a water vapor generating part that generates water vapor.
Although it is necessary to heat each of the reforming
That is, since the
図12に示すように、各燃料電池Gの前記燃料極から排出されるオフガスを導くオフガス路38を、ボイラ44に接続して、複数の燃料電池Gから排出されるオフガスをボイラ44にて燃焼させるように構成してある。
As shown in FIG. 12, an
次に、前記制御部Cの制御動作について、説明する。
この制御部Cは、前記改質室3の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナ17への燃焼用燃料の供給量を調節するように構成してある。
そして、本発明では、制御部Cを、前記改質バーナ17の燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%になるように、前記改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節し、且つ、水蒸気生成室2の温度が水蒸気生成用の設定温度になるように、又は、前記変成室4の温度が変成用の設定温度になるように、前記改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を補正するように構成してある。
燃焼排ガス中の残存酸素濃度が4〜8%となる燃焼用空気供給量は、空気比が略1.2〜1.6の範囲となる燃焼用空気供給量に相当するので、具体的には、空気比が1.2〜1.6になるように、改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節するように構成してある。
Next, the control operation of the control unit C will be described.
The control unit C is configured to adjust the amount of fuel supplied to the reforming
In the present invention, the control unit C adjusts the amount of combustion air supplied to the reforming
The combustion air supply amount at which the residual oxygen concentration in the combustion exhaust gas is 4 to 8% corresponds to the combustion air supply amount at which the air ratio is in the range of approximately 1.2 to 1.6. The supply amount of combustion air to the reforming
ちなみに、この実施形態では、燃焼排ガス中の酸素濃度が6%になるように、即ち、空気比が1.4になるように、前記改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節するように構成してある。
Incidentally, in this embodiment, the supply amount of combustion air to the reforming
以下、前記制御部Cの制御動作について、具体的に説明する。
図6のフローチャートに示すように、前記制御部Cは、起動タイミングになると、改質バーナ17に着火して改質室3を改質用設定温度に加熱する起動運転処理を実行し、その起動運転処理が終了すると、水素含有ガス生成部Pに改質用の原燃料ガスを供給して燃料ガスを生成すると共にその生成燃料ガスを燃料電池Gに供給して発電させる通常運転処理を実行し、停止タイミングになると、所定の停止処理を実行して、水素含有ガス生成部P及び燃料電池Gの運転を停止する。
例えば、この燃料電池発電装置を1日のうちの所定の運転時間帯に運転する場合は、その運転時間帯の開始時刻になると起動タイミングとなり、その運転時間帯の終了時刻になると停止タイミングになる。
ちなみに、前記改質用設定温度は、600〜750°Cの範囲内の所定の改質処理温度に設定する。
Hereinafter, the control operation of the control unit C will be specifically described.
As shown in the flowchart of FIG. 6, at the start timing, the control unit C ignites the reforming
For example, when the fuel cell power generator is operated during a predetermined operation time of the day, the start timing is reached at the start time of the operation time zone, and the stop timing is reached at the end time of the operation time zone. .
Incidentally, the set temperature for reforming is set to a predetermined reforming processing temperature within a range of 600 to 750 ° C.
次に、前記起動運転処理について説明を加える。
尚、起動運転処理における改質バーナ17への燃焼用燃料の供給量として起動用設定燃料供給量を設定すると共に、その起動用設定燃料供給量に対して、燃焼排ガス中の残存酸素濃度が4%〜8%の範囲内で、起動用設定空気供給量を設定してある。
燃焼排ガス中の残存酸素濃度が4〜8%となる燃焼用空気供給量は、空気比が略1.2〜1.6の範囲となる燃焼用空気供給量に相当するので、具体的には、起動用設定燃料供給量に対して、空気比が1.2〜1.6の範囲内で前記起動用設定空気供給量を設定してある。
ちなみに、この実施形態では、燃焼排ガス中の残存酸素濃度が6%、即ち、空気比1.4となるように前記起動用設定空気供給量を設定してある。
Next, the start-up operation process will be described.
Note that a set fuel supply amount for start-up is set as the supply amount of combustion fuel to the reforming
The combustion air supply amount at which the residual oxygen concentration in the combustion exhaust gas is 4 to 8% corresponds to the combustion air supply amount at which the air ratio is in the range of approximately 1.2 to 1.6. The starting set air supply amount is set within the range of 1.2 to 1.6 with respect to the starting set fuel supply amount.
Incidentally, in this embodiment, the set air supply amount for starting is set so that the residual oxygen concentration in the combustion exhaust gas is 6%, that is, the air ratio is 1.4.
例えば、起動用設定燃料供給量を1リットル/min(標準状態)に設定し、起動用設定空気供給量を、空気比を1.4(燃焼排ガス中の残存酸素濃度は6%)として、13リットル/min(標準状態)に設定してある。 For example, the starting set fuel supply amount is set to 1 liter / min (standard state), the starting set air supply amount is set to 1.4 (the residual oxygen concentration in the combustion exhaust gas is 6%), 13 It is set to liter / min (standard state).
図7のフローチャートにて示すように、起動タイミングになると、燃焼用空気の供給量が起動用設定空気供給量となるように、燃焼用送風機39の回転速度を調節し、イグナイタ(図示省略)を作動させ、バーナ用の原燃料ガスの供給量が起動用設定燃料供給量になるように、バーナ用原燃料調節弁V2の開度を調節し、フレームロッド(図示省略)により改質バーナ17の着火を検出すると、イグナイタをオフし、その後、改質温度センサTrの検出情報に基づいて、改質反応用触媒19の温度が改質用設定温度(例えば、700°C)になると、起動運転処理を終了してリターンする(ステップ#1〜#6)。
As shown in the flowchart of FIG. 7, at the start timing, the rotational speed of the
前記通常運転処理について、説明を加える。
この通常運転処理では、現在要求されている電力負荷に対して追従する目標出力を設定して、燃料電池Gの出力を目標出力(出力電流値)に調節する電主運転を実行する。
そして、図9に示すように、目標出力に応じて、その目標出力を燃料電池Gにて出力するのに必要とする改質用の原燃料ガスの流量を設定してある。
又、図10に示すように、改質反応用触媒19を改質処理に適切な温度(例えば、前記改質用設定温度)に維持するために必要となる燃焼室6内の温度を、目標出力に応じて設定してある。
又、図11に示すように、改質用の原燃料ガス流量に対して所定のS/C(改質室3への原燃料ガス供給量に対する水蒸気供給量の比)となるように改質用水を供給するための改質用水ポンプ42の回転速度を、目標出力に応じて設定してある。
The normal operation process will be described.
In this normal operation processing, a target output that follows the currently requested power load is set, and an electric main operation for adjusting the output of the fuel cell G to the target output (output current value) is executed.
As shown in FIG. 9, the flow rate of the raw fuel gas for reforming required to output the target output from the fuel cell G is set according to the target output.
In addition, as shown in FIG. 10, the temperature in the
In addition, as shown in FIG. 11, the reforming is performed so that a predetermined S / C (ratio of the amount of steam supplied to the amount of raw fuel gas supplied to the reforming chamber 3) is obtained with respect to the raw fuel gas flow rate for reforming. The rotational speed of the reforming
図8のフローチャートに示すように、制御部Cは、電力負荷に対して追従する目標出力を設定し、発電用原燃料流量センサQの検出情報に基づいて、改質室3への改質用の原燃料ガスの供給流量が目標出力に応じた流量になるように、発電用原燃料調節弁V1を調節し、並びに、改質室3への改質用水の供給流量が目標出力に応じた流量になるように、改質用水ポンプ42の回転速度を調節し、更に、燃焼温度検出手段Tfの検出情報に基づいて、燃焼室6内の温度が目標出力に応じた温度になるように、改質バーナ17へのバーナ用の原燃料ガスの供給量を調節すべく、バーナ用原燃料調節弁V2を調節し、並びに、そのようにバーナ用原燃料調節弁V2にて調節される原燃料ガスの供給量に対して、空気比1.4になるように、改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節すべく、燃焼用送風機39の回転速度を調節する(ステップ#11〜#13)。
As shown in the flowchart of FIG. 8, the control unit C sets a target output that follows the power load, and based on the detection information of the power generation raw fuel flow sensor Q, the control unit C supplies the reforming
具体的には、前記燃焼用送風機39の回転速度と送風量との関係を予め設定して制御部Cに記憶させてあり、制御部Cは、その回転速度と送風量との関係に基づいて、空気比が1.4となる燃焼用空気の供給量に対応する回転速度を求めて、その回転速度になるように燃焼用送風機39を制御する。
Specifically, the relationship between the rotational speed of the
続いて、ステップ#14にて、変成温度センサTtの検出情報に基づいて、変成反応触媒21の温度ttが変成用設定温度ttsから変成用設定温度幅Δt1を減じた下限温度以下か否かを判断して、下限温度以下のときは、変成反応触媒21の温度ttが下限温度よりも高くなるまで、設定時間(例えば5分間)毎に、燃焼用空気の供給量を設定量ずつ増大補正する処理を実行する(ステップ#14〜#16)。
但し、上述の燃焼用空気供給量の増大補正は、空気比が1.6以下の範囲で行うように構成してある。
Subsequently, at
However, the above-described increase correction of the combustion air supply amount is configured such that the air ratio is within a range of 1.6 or less.
ステップ#14にて、変成反応触媒21の温度ttが前記下限温度よりも高いと判断したときは、ステップ#17にて、変成温度センサTtの検出情報及び水蒸気生成温度センサTsの検出情報に基づいて、変成反応触媒21の温度ttが変成用設定温度ttsに変成用設定温度幅Δt1を加えた変成用の上限温度以上で、且つ、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用設定温度tssに水蒸気生成用設定温度幅Δt2を加えた水蒸気生成用の上限温度以上か否かを判断して、変成反応触媒21の温度ttが変成用の上限温度以上で、且つ、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用の上限温度以上であるときは、変成反応触媒21の温度ttが変成用の上限温度よりも低くなる、又は、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用の上限温度よりも低くなるまで、前記設定時間毎に、燃焼用空気の供給量を設定量ずつ減少補正する処理を実行する(ステップ#17〜#19)。
但し、上述の燃焼用空気供給量の減少補正は、空気比が1.2以上の範囲で行うように構成してある。
When it is determined in
However, the above-described reduction correction of the combustion air supply amount is configured so that the air ratio is 1.2 or more.
又、ステップ#14にて、変成反応触媒21の温度ttが前記下限温度よりも高いと判断し、ステップ#17にて、変成反応触媒21の温度ttが変成用の上限温度よりも低い、又は、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用の上限温度よりも低いと判断したときは、リターンする。
In
ちなみに、前記変成用設定温度ttsは、150〜400°Cの範囲内で、変成処理に適切な温度に設定し、前記水蒸気生成用設定温度tssは、前記水蒸気生成室2内での水蒸気生成に適した温度に設定し、前記変成用設定温度幅Δt1及び前記水蒸気生成用設定温度幅Δt2は、頻繁に燃焼用空気の増大補正や減少補正が行われるのを抑制することができる温度、例えば、変成用設定温度幅Δt1は5〜10°Cに、水蒸気生成用設定温度幅Δt2は10〜15°Cに設定する。
By the way, the set temperature for transformation tts is set within a range of 150 to 400 ° C., and is set to a temperature suitable for the shift treatment, and the set temperature for steam generation tss is used for steam generation in the
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 燃焼用空気供給量を増大補正する条件は、上記の実施形態において例示した条件、即ち、変成反応触媒21の温度ttが下限温度以下の条件に限定されるものではなく、変成反応触媒21の温度ttが下限温度以下であること、及び、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用設定温度tssから水蒸気生成用設定温度幅Δt2を減じた水蒸気生成用の下限温度以下であることの両方を満足する条件、又は、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用の下限温度以下であることを満足する条件でも良い。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) The condition for increasing the combustion air supply amount is not limited to the condition exemplified in the above embodiment, that is, the condition that the temperature tt of the
(ロ) 燃焼用空気供給量を減少補正する条件は、上記の実施形態において例示した条件、即ち、変成反応触媒21の温度ttが変成用の上限温度以上であること、及び、水蒸気生成室2内の温度tsが水蒸気生成用の上限温度以上であることの両方を満足する条件に限定されるものではなく、いずれか一方を満足する条件でも良い。
(B) The conditions for reducing the combustion air supply amount are the conditions exemplified in the above embodiment, that is, the temperature tt of the
(ハ) 水素含有ガス生成部Pに改質用の原燃料ガスを供給して燃料ガスを生成すると共にその生成燃料ガスを燃料電池Gに供給して発電させる通常運転において、改質バーナ17に供給する燃焼用燃料は、上記の実施形態において例示した如き、改質用の原燃料ガスと同じ原燃料ガスに限定されるものではなく。
例えば、燃料電池Gのオフガスと、改質室3を改質処理可能なように加熱するのにオフガスだけでは不足する分の原燃料ガスとからなるガスでも良い。
但し、燃焼用燃料の種類に拘らず、改質バーナ17の燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%になるように、改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節する。
(C) In the normal operation in which the raw fuel gas for reforming is supplied to the hydrogen-containing gas generating part P to generate the fuel gas and the generated fuel gas is supplied to the fuel cell G to generate power, the reforming
For example, a gas composed of the off gas of the fuel cell G and the raw fuel gas that is insufficient for the off gas alone to heat the reforming
However, regardless of the type of combustion fuel, the amount of combustion air supplied to the reforming
(ニ) 燃焼排ガス中の残存酸素濃度が4〜8%となるように改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節するに当たっては、上記の実施形態のように、空気比が1.2〜1.6になるように改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節する構成に代えて、改質バーナ17の燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設けて、その酸素濃度センサの検出情報に基づいて改質バーナ17への燃焼用空気の供給量を調節する構成でも良い。
(D) In adjusting the amount of combustion air supplied to the reforming
(ホ) 改質部3とは異なる他処理部としては、上記の実施形態において例示した水蒸気生成室2や変成室4に限定されるものではなく、例えば、脱硫室1や、選択酸化室5でも良い。
(E) Other processing units different from the reforming
(ヘ) 燃料電池Gからのオフガスを燃焼させる燃焼機器としては、上記の実施形態において例示したボイラに限定されるものではなく、例えば、各種の炉を加熱するバーナでも良い。 (F) The combustion equipment for burning off-gas from the fuel cell G is not limited to the boiler exemplified in the above embodiment, and may be, for example, a burner for heating various furnaces.
(ト) 炭化水素系の原燃料としては、上記の実施形態において例示した天然ガスベースの都市ガス(13A)に限定されるものではなく、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることができる。 (G) The hydrocarbon-based raw fuel is not limited to the natural gas-based city gas (13A) exemplified in the above embodiment, and various kinds of fuels such as alcohols such as propane gas and methanol are used. Can be used.
(チ) 本発明による水素含有ガス生成装置は、上記の実施形態において例示した如き燃料電池に供給する燃料ガスの生成用以外に、種々の用途で用いることができる。 (H) The hydrogen-containing gas generator according to the present invention can be used for various purposes other than for generating fuel gas to be supplied to the fuel cell as exemplified in the above embodiment.
2 水蒸気生成部、他処理部
3 改質部
4 変成部、他処理部
6 燃焼部
17 改質バーナ
44 他の燃焼機器
C 制御手段
G 燃料電池
2 Steam generation unit,
Claims (4)
改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質部を改質処理可能なように加熱する燃焼部とが設けられ、
前記燃焼部から排出された前記改質バーナの燃焼排ガスを、前記改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させるように構成され、
運転を制御する制御手段が、前記改質部の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記制御手段が、前記改質バーナの燃焼排ガス中の酸素濃度が4〜8%になるように、前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節し、且つ、前記他処理部の温度が設定温度になるように、前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を補正するように構成されている水素含有ガス生成装置。 A reforming section for reforming the supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam to generate a reforming treatment gas containing hydrogen gas as a main component;
A combustion unit that burns fuel for combustion in a reformer burner and heats the reforming unit so as to be reformed; and
The combustion exhaust gas of the reforming burner discharged from the combustion unit is configured to flow for temperature control of another processing unit different from the reforming unit,
The control means for controlling the operation is a hydrogen-containing gas generator configured to adjust the amount of combustion fuel supplied to the reforming burner so that the temperature of the reforming section becomes a set appropriate temperature. ,
The control means adjusts the supply amount of combustion air to the reforming burner so that the oxygen concentration in the combustion exhaust gas of the reforming burner is 4 to 8%, and the temperature of the other processing unit A hydrogen-containing gas generating device configured to correct the amount of combustion air supplied to the reforming burner so that becomes a set temperature.
前記燃焼部から排出された燃焼排ガスを、前記水蒸気生成部を水蒸気生成可能なように温調し、その水蒸気生成部の温調後に、前記変成部を変成処理可能なように温調するべく通流させるように構成され、
前記制御手段が、前記水蒸気生成部の温度が水蒸気生成用の設定温度になるように、又は、前記変成部の温度が変成用の設定温度になるように、前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を補正するように構成されている請求項1記載の水素含有ガス生成装置。 As the other processing unit, a water vapor generating unit for heating supplied water to generate water vapor to be supplied to the reforming unit, and carbon monoxide in the reforming treatment gas generated in the reforming unit And a metamorphic part that transforms to carbon,
The flue gas discharged from the combustion section is temperature-controlled so that the steam generation section can generate steam, and after the temperature control of the steam generation section, the conversion section is controlled to be temperature-controllable. Configured to flow,
Combustion air to the reforming burner so that the temperature of the steam generation unit becomes a set temperature for steam generation or the temperature of the shift unit becomes a set temperature for conversion. The hydrogen-containing gas generating device according to claim 1, wherein the hydrogen-containing gas generating device is configured to correct a supply amount of the gas.
前記改質部及び前記燃焼部の他方側に、前記変成部が、前記改質部及び前記燃焼部から伝熱可能な状態で設けられている請求項2記載の水素含有ガス生成装置。 The steam generation unit is provided on one side of the reforming unit and the combustion unit in a state where heat can be transferred from the reforming unit and the combustion unit,
The hydrogen-containing gas generating device according to claim 2, wherein the transformation unit is provided on the other side of the reforming unit and the combustion unit in a state where heat can be transferred from the reforming unit and the combustion unit.
前記改質バーナに燃焼用燃料として原燃料が供給されるように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素含有ガス生成装置。 Other combustion equipment in which the reformed gas generated in the reforming unit is supplied to the fuel cell as a fuel gas for power generation, and the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell is different from the reforming burner Configured to burn at
The hydrogen-containing gas generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein raw gas is supplied as combustion fuel to the reforming burner.
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WO2010125731A1 (en) | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 株式会社Eneosセルテック | Reformer for fuel cell |
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-
2006
- 2006-03-28 JP JP2006088719A patent/JP2007261871A/en active Pending
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