JP2009263185A - 酸化自己熱型改質装置及び固体酸化物形燃料電池システムの起動方法 - Google Patents
酸化自己熱型改質装置及び固体酸化物形燃料電池システムの起動方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】炭化水素及び脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも一種の改質原料と水蒸気との混合物の改質反応により水素を主成分とする改質ガスを生成する改質部と、少なくとも一部に酸化触媒が充填されており、前記改質原料又は前記改質ガスの一部を酸化して熱を発生させる酸化発熱部とを有する酸化自己熱型改質装置1の起動時において、前記酸化発熱部に酸化反応により発熱する物質と酸素を含む酸化性ガスとを導入して部分酸化反応を行わせて水素及び/又は一酸化炭素を含むガスを生成及び/又は残存させ、該部分酸化反応の酸化発熱により前記改質原料と水蒸気との混合物の改質反応が可能となる温度以上に前記改質部を昇温する。
【選択図】図1
Description
前記酸化発熱部に酸化反応により発熱する物質と酸素を含む酸化性ガスとを導入して部分酸化反応を行わせて水素及び/又は一酸化炭素を含むガスを生成及び/又は残存させ、該部分酸化反応の酸化発熱により前記改質原料と水蒸気との混合物の改質反応が可能となる温度以上に前記酸化自己熱型改質装置を昇温する酸化自己熱型改質装置の起動方法。
図2に示す酸化自己熱型改質装置を用いて本発明の起動方法を実施した。具体的には、定常運転時は灯油を4.6mL/minと水蒸気を14.4g/minを原料導入管から供給し、また酸化性ガス導入管21からは空気5.4NL/min供給して、灯油を改質原料として酸化自己熱改質を行うように設計された図2の酸化自己熱型改質装置において、原料導入管16へ99.9%の水素を5L/minの流速で供給し、酸化性ガス導入管21へ空気を2.5L/minの流速で供給した。原料導入管16に導入された水素は、改質層11を経由して酸化発熱層12へ導かれる。また、この時酸化性ガス導入管21から導入された空気は、管状リング22から酸化発熱層12に供給される。ここで酸化発熱層12に充填された酸化触媒の作用により、水素の部分酸化反応(発熱反応)が起こった。この反応熱は管状隔壁15を介して改質層11に伝熱され、その結果、酸化自己熱型改質装置10内部全体が効果的に昇温された。なお、水素及び空気の供給開始から10分後における改質ガス排出管17から排出されるガスの組成は、水素が56.7体積%、窒素が14.9体積%、水が28.4%であった。
2 固体酸化物形燃料電池
3 原料導入ライン
4 酸化性ガス導入ライン
5 アノード燃料導入ライン
6 カソード空気導入ライン
7 アノード排ガス出口
8 カソード排ガス出口
9 酸化発熱物質導入ライン
10 酸化自己熱型改質装置
11 改質層
11A 内側改質層
11B 外側改質層
12 酸化発熱層
13 内筒
14 外筒
15 管状隔壁
15A 半径方向内側の隔壁
15B 半径方向外側の隔壁
16 原料導入管
17 改質ガス排出管
18A,18B,18C 仕切り受け
19 隔壁
20 開口
21 酸化性ガス導入管
22 管状リング
23 原料ガス流路
24,25 改質ガス流路
Claims (7)
- 炭化水素及び脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも一種の改質原料と水蒸気との混合物の改質反応により水素を主成分とする改質ガスを生成する改質部と、少なくとも一部に酸化触媒が充填されており、前記改質原料又は前記改質ガスの一部を酸化して熱を発生させる酸化発熱部とを有する酸化自己熱型改質装置の起動方法であって、
前記酸化発熱部に酸化反応により発熱する物質と酸素を含む酸化性ガスとを導入して部分酸化反応を行わせて水素及び/又は一酸化炭素を含むガスを生成及び/又は残存させ、該部分酸化反応の酸化発熱により前記改質原料と水蒸気との混合物の改質反応が可能となる温度以上に前記改質部を昇温することを特徴とする酸化自己熱型改質装置の起動方法。 - 前記酸化反応により発熱する物質が、水素及び/又は一酸化炭素を含むガスであることを特徴とする請求項1に記載の酸化自己熱型改質装置の起動方法。
- 前記酸化反応により発熱する物質が、炭化水素及び脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の酸化自己熱型改質装置の起動方法。
- 前記酸化性ガスが空気であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の酸化自己熱型改質装置の起動方法。
- 前記改質原料が、軽油、ナフサ、灯油及びガソリンからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の酸化自己熱型改質装置の起動方法。
- 前記酸化反応により発熱する物質が、炭化水素及び脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも一種を前記酸化自己熱型改質装置に導入する前に改質反応を行って生成させた改質ガスであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の酸化自己熱型改質装置の起動方法。
- 炭化水素及び脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも一種の改質原料と水蒸気との混合物の改質反応により水素を主成分とする改質ガスを生成する改質部と、少なくとも一部に酸化触媒が充填されており、前記改質原料又は前記改質ガスの一部を酸化して熱を発生させる酸化発熱部とを有する酸化自己熱型改質装置と、固体酸化物形燃料電池とを備える固体酸化物形燃料電池システムの起動方法であって、
前記酸化自己熱型改質装置を請求項1〜6のいずれかに記載の起動方法により起動することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの起動方法。
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