JP2009286666A - Method and apparatus for producing synthesis gas, and fuel cell system - Google Patents

Method and apparatus for producing synthesis gas, and fuel cell system Download PDF

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洋 大橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a synthesis gas, in which carbonization is prevented when a raw material is charged, and a high reaction efficiency is obtained in a reaction for obtaining the synthesis gas from the raw material, and to provide an apparatus for producing the synthesis gas. <P>SOLUTION: The apparatus 100 for producing the synthesis gas is equipped with: a combustion device 200 for burning a portion of a synthesis gas by using oxygen; a supply device 300 for supplying a raw material to a reforming device 400; a connection device 350 for connecting the combustion device 200 and the supply device 300; the reforming device for forming the synthesis gas by subjecting a combustion product formed in the combustion device 200 and the raw material to a reforming reaction; and a recycling device for supplying a portion of the formed synthesis gas to the combustion device 200. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸素透過手段を用いて炭化水素から合成ガスを製造する合成ガスの製造方法、その製造装置および燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a synthesis gas production method for producing synthesis gas from hydrocarbons using oxygen permeation means, a production apparatus therefor, and a fuel cell system.

従来、炭化水素を原料として水素(H)や一酸化炭素(CO)を含む合成ガスを製造するプロセスとして水蒸気改質反応がよく知られている。この水蒸気改質反応は激しい吸熱反応であるため、多くのエネルギーを必要とし、また大きな装置が必要となる。そこで、これらの欠点を解決する技術として部分酸化反応がある。部分酸化反応は、原料である炭化水素の一部を酸素で燃焼させ、このときの熱により残りの炭化水素を改質する方法である。しかし、この部分酸化反応には純酸素が必要であり、純酸素を作る装置は高価であるため、その改良が求められている。
安価に純酸素を作る方法として酸素透過性膜が提案されており、酸素透過性膜を透過した酸素(O)と原料である炭化水素とを部分酸化反応させる(例えば、特許文献1〜5参照)。酸素透過膜を作動させるには、酸素透過膜の一方側と他方側において酸素濃度差を発生させることと酸素透過膜を高温にすることが必要である。これらの条件を満たすために、酸素透過膜と部分酸化反応を共存させることが提案されている。
Conventionally, a steam reforming reaction is well known as a process for producing synthesis gas containing hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) using hydrocarbon as a raw material. Since this steam reforming reaction is a vigorous endothermic reaction, it requires a lot of energy and requires a large apparatus. Thus, there is a partial oxidation reaction as a technique for solving these drawbacks. The partial oxidation reaction is a method in which a part of hydrocarbon as a raw material is burned with oxygen and the remaining hydrocarbon is reformed by heat at this time. However, this partial oxidation reaction requires pure oxygen, and an apparatus for producing pure oxygen is expensive.
An oxygen permeable membrane has been proposed as a method for producing pure oxygen at a low cost, and oxygen (O 2 ) permeated through the oxygen permeable membrane and a hydrocarbon as a raw material are partially oxidized (for example, Patent Documents 1 to 5). reference). In order to operate the oxygen permeable membrane, it is necessary to generate an oxygen concentration difference between one side and the other side of the oxygen permeable membrane and to raise the temperature of the oxygen permeable membrane. In order to satisfy these conditions, it has been proposed to coexist an oxygen-permeable membrane and a partial oxidation reaction.

特開2003−183004号公報JP 2003-183004 A 特開2004−267884号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-267884 特開2005−270895号公報JP 2005-270895 A 特開2005−281077号公報JP 2005-281077 A 特表2005−535434号公報JP 2005-535434 Gazette

しかしながら、特許文献1〜5では、高温の酸素透過膜反応器に原料である炭化水素を直接導入し、酸素透過膜を透過した酸素と炭化水素とを部分酸化反応させている。このように、炭化水素を酸素透過膜反応器に直接導入すると、炭化水素が酸素透過膜反応器内で炭化する可能性があり、部分酸化反応の効率の低下、さらには酸素透過膜反応器を閉塞させる等の運転不能に陥る危険性がある。
また、酸素透過膜反応器に炭化水素を直接導入すると、酸素透過膜を透過する酸素量を計測することができないため、酸素と炭化水素の反応量を調整することが出来ない。したがって、部分酸化反応が予期せぬ状態となり運転不能に陥る可能性がある。
さらに、酸素透過膜を透過する酸素量を増やすために、原料である炭化水素を過剰に導入する必要があるが、これもまた原料である炭化水素の炭化による酸素透過膜反応器の閉塞を引き起こす可能性がある。
However, in patent documents 1-5, the hydrocarbon which is a raw material is directly introduce | transduced into a high temperature oxygen permeable membrane reactor, and the oxygen and hydrocarbon which permeate | transmitted the oxygen permeable membrane are made to carry out a partial oxidation reaction. In this way, when hydrocarbons are directly introduced into the oxygen permeable membrane reactor, the hydrocarbons may be carbonized in the oxygen permeable membrane reactor, reducing the efficiency of the partial oxidation reaction, and further reducing the oxygen permeable membrane reactor. There is a risk of being unable to drive such as being blocked.
In addition, when hydrocarbons are directly introduced into the oxygen permeable membrane reactor, the amount of oxygen permeating through the oxygen permeable membrane cannot be measured, so that the reaction amount of oxygen and hydrocarbons cannot be adjusted. Therefore, there is a possibility that the partial oxidation reaction becomes an unexpected state and the operation becomes impossible.
Furthermore, in order to increase the amount of oxygen that permeates the oxygen permeable membrane, it is necessary to introduce an excessive amount of hydrocarbon as a raw material, which also causes a blockage of the oxygen permeable membrane reactor due to carbonization of the raw material hydrocarbon. there is a possibility.

そこで、本発明の目的は、原料投入時の炭化を防止できるとともに、原料から合成ガスを得るまでの反応効率の高い合成ガスの製造方法、その製造装置および燃料電池システムを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a synthesis gas, a production apparatus thereof, and a fuel cell system that can prevent carbonization at the time of charging the raw material and have high reaction efficiency until the synthesis gas is obtained from the raw material.

本発明の合成ガスの製造方法は、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物から合成ガスを製造する合成ガスの製造方法であって、酸素透過手段に酸素含有気体を供給して酸素を分離する分離工程と、前記分離工程で分離された酸素を用いて前記合成ガスの一部を燃焼させる燃焼工程と、前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物を供給する供給工程と、前記燃焼工程で得られた燃焼生成物を前記燃焼工程の系外へ排出して前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物に混合させて混合原料を生成する混合工程と、前記燃焼生成物と、前記炭素および水素からなる化合物または前記炭素、水素および酸素からなる化合物と、の改質反応により合成ガスを生成する改質反応工程と、前記合成ガスの一部を前記燃焼工程に供給するリサイクル工程と、前記リサイクル工程で前記燃焼工程に供給されなかった合成ガスを回収する回収工程と、を実施することを特徴とする。   The synthesis gas production method of the present invention is a synthesis gas production method for producing synthesis gas from a compound containing carbon and hydrogen, or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen, and supplying an oxygen-containing gas to the oxygen permeation means A separation step of separating oxygen, a combustion step of burning a part of the synthesis gas using the oxygen separated in the separation step, a compound containing carbon and hydrogen, or the carbon, hydrogen and oxygen A supply step of supplying a compound containing the mixture, and a combustion product obtained in the combustion step is discharged out of the system of the combustion step and mixed with the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen And a reforming reaction between the combustion product and the compound composed of carbon and hydrogen or the compound composed of carbon, hydrogen and oxygen. A reforming reaction step for generating a synthesis gas, a recycling step for supplying a part of the synthesis gas to the combustion step, a recovery step for recovering the synthesis gas that has not been supplied to the combustion step in the recycling step, It is characterized by implementing.

この発明では、酸素透過手段によって分離された酸素(O)(分離工程)は、燃焼工程において、燃焼工程の系内に供給されている合成ガス(CO、H)の一部と反応し、例えば以下の反応式(1)に示すような燃焼反応を起こす。ここで、酸素透過手段としては酸素をできるものであれば限定されず、例えば、酸素透過膜を使用することができる。 In this invention, oxygen (O 2 ) (separation process) separated by the oxygen permeation means reacts with a part of the synthesis gas (CO, H 2 ) supplied into the combustion process system in the combustion process. For example, a combustion reaction as shown in the following reaction formula (1) occurs. Here, the oxygen permeable means is not limited as long as it can generate oxygen, and for example, an oxygen permeable film can be used.

12(CO+H)+6O→6(HO+CO)+6(H+CO)…(1) 12 (CO + H 2 ) + 6O 2 → 6 (H 2 O + CO 2 ) +6 (H 2 + CO) (1)

この燃焼反応によって生成された燃焼生成物は燃焼工程の系外へ排出され、この燃焼生成物は、供給工程において供給されている原料である炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物に混合されて混合原料となる(混合工程)。
そして、改質反応工程において、混合原料のうち、原料である炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物と燃焼生成物(HO、CO)とが、例えば以下の反応式(2)に示す改質反応を起こして合成ガス(CO、H)を生成する。なお、反応式(2)で使用する炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物は灯油(C1224)を例示する。
The combustion product generated by this combustion reaction is discharged out of the system of the combustion process, and this combustion product is a compound containing carbon and hydrogen, or carbon, hydrogen and oxygen, which are raw materials supplied in the supply process. It becomes a mixed raw material by being mixed with the compound it contains (mixing step).
In the reforming reaction step, among the mixed raw materials, the raw material compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen and the combustion product (H 2 O, CO 2 ) are, for example, A reforming reaction shown in the reaction formula (2) is caused to generate synthesis gas (CO, H 2 ). Note that the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen used in the reaction formula (2) is exemplified by kerosene (C 12 H 24 ).

1224+6(HO+CO)→18(CO+H)…(2) C 12 H 24 +6 (H 2 O + CO 2 ) → 18 (CO + H 2 ) (2)

リサイクル工程では、改質反応工程で生成された合成ガスの一部を燃焼工程の系内に供給する。これにより、供給された合成ガスと酸素透過手段によって分離された酸素とが燃焼反応を起こして前述と同様の工程を経て合成ガスを生成する。なお、リサイクル工程でリサイクルされなかった合成ガスは回収される(回収工程)。   In the recycle process, a part of the synthesis gas generated in the reforming reaction process is supplied into the combustion process system. As a result, the supplied synthesis gas and the oxygen separated by the oxygen permeation means cause a combustion reaction, and the synthesis gas is generated through the same process as described above. Note that the synthesis gas that has not been recycled in the recycling process is recovered (recovery process).

このように、酸素透過手段によって分離された酸素を用いて合成ガスの一部を燃焼させる燃焼工程と、この燃焼によって生成した燃焼生成物と原料である炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物とを改質反応させる改質反応工程との2段階の反応(反応式(1)および(2))によって合成ガスを製造する。
したがって、原料である炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物を燃焼工程で使用しないので、燃焼工程の系内において炭化するおそれがなく、酸素透過手段を閉塞させるおそれもない。その結果、効率よく燃焼反応を進行させることができるとともに、改質反応の効率も向上し、合成ガスを効率よく製造することができる。
Thus, a combustion process in which a part of the synthesis gas is combusted using oxygen separated by the oxygen permeation means, a combustion product generated by this combustion and a compound containing carbon and hydrogen as raw materials, or carbon, hydrogen A synthesis gas is produced by a two-stage reaction (reaction formulas (1) and (2)) with a reforming reaction step in which a compound containing oxygen and oxygen is reformed.
Therefore, since a raw material compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen is not used in the combustion process, there is no possibility of carbonization in the combustion process system, and there is no possibility of blocking the oxygen permeation means. . As a result, the combustion reaction can proceed efficiently, the efficiency of the reforming reaction can be improved, and the synthesis gas can be produced efficiently.

また、改質反応工程では、酸素が存在しないので酸素に対して耐久性のある触媒を使用しなくてもよい。酸素に対して耐久性のある触媒としては、ロジウム(Rh)などの貴金属の中でも特に高価な金属が使用されるため、従来の方法ではコスト高であったが、本発明では安価な触媒を使用することができる。すなわち、合成ガスの製造におけるコスト削減を実現することができる。   In the reforming reaction step, oxygen is not present, and therefore a catalyst having durability against oxygen may not be used. As a catalyst having durability against oxygen, a particularly expensive metal such as rhodium (Rh) is used, so the conventional method is expensive, but an inexpensive catalyst is used in the present invention. can do. That is, cost reduction in the production of synthesis gas can be realized.

本発明の合成ガスの製造方法において、前記供給工程は、前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物とともに水および二酸化炭素のうち少なくともいずれか一方を供給することが好ましい。   In the synthesis gas production method of the present invention, the supplying step preferably supplies at least one of water and carbon dioxide together with the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen. .

燃焼工程の燃焼反応によっても、水や二酸化炭素は発生する。しかしながら、供給工程でさらに水(HO)や二酸化炭素(CO)を供給することにより、改質反応にて製造される合成ガスのHとCOの比率を任意にコントロールすることが可能となる。また、水の供給は改質反応工程においてコーキングを抑制し、反応効率の向上を図ることができる。 Water and carbon dioxide are also generated by the combustion reaction in the combustion process. However, by further supplying water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) in the supply process, the ratio of H 2 and CO in the synthesis gas produced by the reforming reaction can be arbitrarily controlled. It becomes. In addition, the supply of water can suppress coking in the reforming reaction step and can improve the reaction efficiency.

本発明の合成ガスの製造方法において、前記混合工程は、前記燃焼生成物を前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物に混合させる前に前記燃焼生成物の量を測定することが好ましい。   In the method for producing synthesis gas of the present invention, the mixing step may include the step of mixing the combustion product with the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen before mixing the amount of the combustion product. It is preferable to measure.

この発明によれば、燃焼工程で生成された燃焼生成物の量を測定することにより、その測定値から分離工程で分離された酸素の量を換算して求めることができる。具体的には、前述の反応式(1)に基づいてモル比換算により算出することができる。
したがって、燃焼工程で酸素透過手段を透過する酸素量を把握することができるので、この酸素量に見合った合成ガスのリサイクル量を調整して燃焼工程に供給することができる。同様に、供給工程において供給する炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物の量も調整することができ、効率よく改質反応を進行させることができる。
以上のように、本発明によって反応の進行度合いや合成ガスの製造量を制御することができるので、製造工程において有用性が高い。
According to this invention, by measuring the amount of combustion products generated in the combustion process, the amount of oxygen separated in the separation process can be calculated from the measured value. Specifically, it can be calculated by molar ratio conversion based on the above reaction formula (1).
Therefore, since the amount of oxygen permeating through the oxygen permeation means in the combustion process can be grasped, the amount of synthesis gas recycled corresponding to this amount of oxygen can be adjusted and supplied to the combustion process. Similarly, the amount of the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen to be supplied in the supply step can be adjusted, and the reforming reaction can proceed efficiently.
As described above, since the progress of the reaction and the production amount of the synthesis gas can be controlled by the present invention, the utility in the production process is high.

本発明の合成ガスの製造方法において、前記リサイクル工程は、前記燃焼生成物の量に基づいて換算された前記燃焼工程で使用される酸素量に応じた量の合成ガスを前記燃焼工程に供給することが好ましい。   In the synthesis gas production method of the present invention, in the recycling step, an amount of synthesis gas corresponding to the amount of oxygen used in the combustion step converted based on the amount of the combustion product is supplied to the combustion step. It is preferable.

前述のとおり、酸素透過手段を透過した酸素量に応じた量の合成ガスが燃焼工程に供給されるため、燃焼工程における燃焼反応を効率よく進行させることができる。また、酸素透過量を増加させるためには合成ガスのリサイクル量を増加させるなど、反応の進行度合いを制御することができ、製造工程において有用性が高い。   As described above, since the amount of synthesis gas corresponding to the amount of oxygen permeated through the oxygen permeable means is supplied to the combustion process, the combustion reaction in the combustion process can be efficiently advanced. Further, in order to increase the oxygen permeation amount, the progress of the reaction can be controlled, for example, by increasing the recycle amount of the synthesis gas, which is highly useful in the production process.

本発明の合成ガスの製造方法において、前記供給工程は、前記燃焼装置で生成された前記燃焼生成物の量に応じた量の前記炭素および水素を含む化合物、又は前記炭素、水素および酸素を含む化合物を供給することが好ましい。
前述のとおり、前記燃焼装置で生成された前記燃焼生成物の量に応じた量の炭素および水素を含む化合物、又は炭素、水素および酸素を含む化合物が改質反応工程に供給されるため、改質反応工程における改質反応を効率よく進行させることができる。
In the method for producing synthesis gas of the present invention, the supplying step includes the compound containing carbon and hydrogen in an amount corresponding to the amount of the combustion product generated by the combustion device, or the carbon, hydrogen and oxygen. It is preferred to supply the compound.
As described above, since a compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen corresponding to the amount of the combustion product produced by the combustion device is supplied to the reforming reaction step, The reforming reaction in the quality reaction step can proceed efficiently.

本発明の合成ガスの製造装置は、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物から合成ガスを製造する合成ガスの製造装置であって、酸素透過手段を備え、この酸素透過手段を透過した酸素を用いて前記合成ガスの一部を燃焼させる燃焼装置と、前記燃焼装置で生成した燃焼生成物と前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物とを反応させる改質装置と、前記改質装置に、前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物を供給する供給手段と、前記燃焼装置と前記供給装置とを接続する接続手段と、前記改質装置と前記燃焼装置とを接続し、前記改質装置で生成された合成ガスの一部を前記燃焼装置に供給するリサイクル手段と、を具備したことを特徴とする。   The synthesis gas production apparatus of the present invention is a synthesis gas production apparatus for producing synthesis gas from a compound containing carbon and hydrogen, or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen, comprising oxygen permeation means, and this oxygen permeation means. A combustion apparatus for combusting a part of the synthesis gas using oxygen that has passed through the means, a combustion product generated in the combustion apparatus and the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen A reforming apparatus that reacts, a supply unit that supplies the compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen, and oxygen to the reforming apparatus, and the combustion apparatus and the supply apparatus. Connecting means; and recycling means for connecting the reformer and the combustion device, and supplying a part of the synthesis gas generated by the reformer to the combustion device. Characterized in that was.

この発明の製造装置を用いることにより、前述と同様の作用効果を得ることができる。具体的には、燃焼装置にあらかじめ供給された合成ガスの一部と酸素透過手段を透過した酸素とが燃焼反応を起こす。ここで、酸素透過手段としては、酸素透過膜などを使用することができる。
そして、この燃焼反応により生成した燃焼生成物は、接続手段を介して燃焼装置から供給手段へ供給される。
供給手段は、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物を改質装置に供給しており、接続手段から供給された燃焼生成物は、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物に混合されて混合原料となり、改質装置に供給される。
改質装置では、混合原料が改質反応して合成ガスが生成される。そして、リサイクル手段において、改質装置で生成された合成ガスの一部を燃焼装置に供給し、燃焼装置に供給されなかった合成ガスは回収される。
By using the manufacturing apparatus of the present invention, the same effects as described above can be obtained. Specifically, a part of the synthesis gas supplied in advance to the combustion apparatus and oxygen that has passed through the oxygen permeation means cause a combustion reaction. Here, an oxygen permeable film or the like can be used as the oxygen permeable means.
And the combustion product produced | generated by this combustion reaction is supplied to a supply means from a combustion apparatus via a connection means.
The supply means supplies a compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen to the reformer, and the combustion product supplied from the connecting means is a compound containing carbon and hydrogen, or carbon , Mixed with a compound containing hydrogen and oxygen to form a mixed raw material, which is supplied to the reformer.
In the reformer, the mixed raw material undergoes a reforming reaction to generate synthesis gas. In the recycling means, a part of the synthesis gas generated by the reformer is supplied to the combustion device, and the synthesis gas not supplied to the combustion device is recovered.

このように、燃焼装置と改質装置を別々に設置することにより、2段階の反応を経て合成ガスを製造する。特に、酸素透過手段として酸素透過膜を備えた燃焼装置では酸素を用いた燃焼反応のみを行うので、燃焼装置内に原料である炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物が供給されない。したがって、燃焼装置内で炭化が発生しないため、酸素透過手段が閉塞するおそれがなく、燃焼装置内の燃焼反応を効率よく進行させることができる。その結果、改質装置における改質反応も効率よく進行し、合成ガスを効率よく製造することができる。
また、改質反応装置には酸素が存在しないので、酸素に対して耐久性のある触媒を使用しなくてもよい。このような触媒としては、ロジウム(Rh)などの高価な貴金属が使用されるため、従来の方法ではコスト高であったが、本発明では安価な触媒を使用することができる。すなわち、合成ガスの製造におけるコスト削減を実現することができる。
In this way, by separately installing the combustion device and the reformer, the synthesis gas is produced through a two-stage reaction. In particular, in a combustion apparatus provided with an oxygen permeable membrane as an oxygen permeable means, only a combustion reaction using oxygen is performed, so that a compound containing carbon and hydrogen as a raw material or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen is contained in the combustion apparatus. Not supplied. Therefore, since carbonization does not occur in the combustion device, there is no possibility that the oxygen permeation means is blocked, and the combustion reaction in the combustion device can be advanced efficiently. As a result, the reforming reaction in the reformer also proceeds efficiently, and the synthesis gas can be produced efficiently.
Further, since oxygen does not exist in the reforming reaction apparatus, it is not necessary to use a catalyst durable to oxygen. As such a catalyst, an expensive noble metal such as rhodium (Rh) is used. Therefore, although the cost is high in the conventional method, an inexpensive catalyst can be used in the present invention. That is, cost reduction in the production of synthesis gas can be realized.

本発明の合成ガスの製造装置において、前記改質装置は、前記燃焼装置に隣接して設けられることが好ましい。   In the synthesis gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the reforming device is provided adjacent to the combustion device.

燃焼装置内で進行する燃焼反応は発熱反応である。一方、改質装置内で進行する改質反応は吸熱反応である。したがって、燃焼装置と改質装置を隣接させて設けることにより、燃焼装置で発生した熱が改質装置へ伝導される。したがって、エネルギーを有効利用することができ、省エネルギー化を図ることができる。   The combustion reaction that proceeds in the combustion apparatus is an exothermic reaction. On the other hand, the reforming reaction that proceeds in the reformer is an endothermic reaction. Therefore, by providing the combustion device and the reforming device adjacent to each other, the heat generated in the combustion device is conducted to the reforming device. Therefore, energy can be used effectively and energy saving can be achieved.

本発明の合成ガスの製造装置において、前記供給手段は、前記炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物とともに水および二酸化炭素のうち少なくともいずれか一方を供給することが好ましい。   In the synthesis gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the supply means supplies at least one of water and carbon dioxide together with the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen.

供給手段が原料とともに水および二酸化炭素のうち少なくともいずれか一方を供給することにより、改質反応にて製造される合成ガスのHとCOの比率を任意にコントロールすることが可能となる。また、水の供給は改質反応工程においてコーキングを抑制し、改質反応を効率よく進行させることができる。 When the supply means supplies at least one of water and carbon dioxide together with the raw material, the ratio of H 2 and CO of the synthesis gas produced by the reforming reaction can be arbitrarily controlled. Further, the supply of water suppresses coking in the reforming reaction step, and the reforming reaction can proceed efficiently.

本発明の合成ガスの製造装置において、前記接続手段は、前記燃焼生成物を定量する生成物測定部を備えることが好ましい。   In the synthesis gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the connection means includes a product measurement unit that quantifies the combustion product.

この発明では、接続手段が燃焼装置で生成された燃焼生成物を燃焼装置から供給手段へ供給する際、生成物測定部によって燃焼生成物の定量を行う。そして、燃焼反応である前述の反応式(1)に基づいて、燃焼生成物の量から燃焼装置で酸素透過手段を透過した酸素量を換算することができる。
したがって、燃焼装置で酸素透過手段を透過する酸素量を把握することができるので、この酸素量に見合った合成ガスのリサイクル量を調整することができる。同様に、供給装置で供給される炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物の量も調整することができ、改質装置内の改質反応を効率よく進行させることができる。以上のように、反応の進行度合いや合成ガスの製造量を制御することができる。
In this invention, when a connection means supplies the combustion product produced | generated with the combustion apparatus to a supply means from a combustion apparatus, a fixed quantity of a combustion product is performed by a product measurement part. And based on the above-mentioned reaction formula (1) which is a combustion reaction, the amount of oxygen which permeate | transmitted the oxygen permeation | transmission means with the combustion apparatus can be converted from the quantity of a combustion product.
Therefore, since the amount of oxygen permeating through the oxygen permeable means can be grasped by the combustion apparatus, the amount of synthesis gas recycled corresponding to this amount of oxygen can be adjusted. Similarly, the amount of the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen supplied by the supply device can be adjusted, and the reforming reaction in the reforming device can be advanced efficiently. . As described above, the progress of the reaction and the production amount of synthesis gas can be controlled.

本発明の合成ガスの製造装置において、前記リサイクル手段は、前記燃焼装置で使用される酸素量に基づいて合成ガスのリサイクル量を制御するリサイクル制御部を備えたことが好ましい。   In the synthesis gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the recycling means includes a recycle control unit that controls the amount of synthesis gas recycled based on the amount of oxygen used in the combustion apparatus.

リサイクル制御部は、酸素透過手段を透過した酸素量に応じた量の合成ガスを燃焼装置に供給する。すなわち、合成ガスのリサイクル量を調整することができる。したがって、燃焼装置における燃焼反応を効率よく進行させることができる。また、酸素透過量を増加させるためには合成ガスのリサイクル量を増加させるなど、反応の進行度合いを制御することができるので、製造工程における有用性が高い。   The recycle control unit supplies an amount of synthesis gas corresponding to the amount of oxygen permeated through the oxygen permeation means to the combustion device. That is, the amount of synthesis gas recycled can be adjusted. Therefore, the combustion reaction in the combustion apparatus can be advanced efficiently. Moreover, in order to increase the oxygen permeation amount, the progress of the reaction can be controlled, for example, by increasing the recycle amount of the synthesis gas.

本発明の合成ガスの製造装置において、前記供給手段は、前記燃焼装置で生成された前記燃焼生成物の量に基づいて前記炭素および水素を含む化合物、又は前記炭素、水素および酸素を含む化合物の供給量を制御することが好ましい。
この発明によれば、改質反応を進行させるのに最適な量の炭素および水素を含む化合物、又は炭素、水素および酸素を含む化合物が改質装置に供給されるため、改質装置内の改質反応を効率よく進行させることができる。
In the syngas production apparatus of the present invention, the supply means is configured to supply the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen based on the amount of the combustion product generated by the combustion apparatus. It is preferable to control the supply amount.
According to the present invention, since an optimal amount of a compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen is supplied to the reformer, the reformer in the reformer is improved. The quality reaction can proceed efficiently.

本発明の燃料電池システムは、前述の合成ガスの製造装置と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給手段と、前記合成ガスおよび前記酸素含有気体供給手段により供給される前記酸素含有気体を利用して発電する燃料電池と、を具備したことを特徴とする。   The fuel cell system of the present invention utilizes the above-described synthesis gas production apparatus, oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas, and the oxygen-containing gas supplied by the synthesis gas and the oxygen-containing gas supply means. And a fuel cell for generating electricity.

この発明では、各種原料を用いて合成ガスを生成できる前述の合成ガスの製造装置で生成した合成ガスと、酸素含有気体供給手段から供給される酸素含有気体とを利用して、燃料電池にて発電する。
このことにより、原料に限られることなく安定して燃料電池で発電でき、家庭用としても好適で、安定した電力供給ができる。
In this invention, in the fuel cell, the synthesis gas produced by the above-described synthesis gas production apparatus capable of producing synthesis gas using various raw materials and the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply means are used. Generate electricity.
As a result, the fuel cell can stably generate power without being limited to raw materials, is suitable for home use, and can stably supply power.

(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、一実施形態にかかる合成ガスの製造装置を示す概略図である。
〔1.製造装置の構成〕
図1に示すように、製造装置100は、酸素を用いて合成ガスの一部を燃焼させる燃焼装置200と、後述の改質装置400に原料を供給する供給手段としての供給装置300と、燃焼装置200と供給装置300とを接続する接続手段としての接続装置350と、燃焼装置200で生成された燃焼生成物と原料とを改質反応させて合成ガスを生成させる改質装置400と、合成ガスの一部を燃焼装置200へ供給するリサイクル手段としてのリサイクル装置500と、を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a synthesis gas production apparatus according to an embodiment.
[1. Configuration of manufacturing equipment]
As shown in FIG. 1, a manufacturing apparatus 100 includes a combustion apparatus 200 that burns a part of synthesis gas using oxygen, a supply apparatus 300 as a supply unit that supplies a raw material to a reformer 400 described later, A connecting device 350 as connecting means for connecting the device 200 and the supply device 300, a reforming device 400 for generating a synthesis gas by reforming a combustion product generated in the combustion device 200 and a raw material, and a synthesis And a recycling device 500 as a recycling means for supplying a part of the gas to the combustion device 200.

燃焼装置200は、外部の空気中の酸素を透過させる酸素透過手段としての酸素透過膜210と、酸素透過膜210に隣接して設けられた燃焼部220を備えている。
酸素透過膜210は、平板形または円筒形に形成され、その一面が図示しない酸素含有気体供給手段により供給された酸素含有気体、例えば空気に接する状態で設けられる。本実施形態では、平板形の酸素透過膜210を使用する。酸素透過膜210を作動させると、外部の空気が酸素透過膜210に取り込まれ、酸素のみが透過して燃焼部220に収納される。
The combustion apparatus 200 includes an oxygen permeable film 210 as an oxygen permeable means that allows oxygen in the outside air to permeate, and a combustion unit 220 provided adjacent to the oxygen permeable film 210.
The oxygen permeable membrane 210 is formed in a flat plate shape or a cylindrical shape, and one surface thereof is provided in contact with an oxygen-containing gas, for example, air, supplied by an oxygen-containing gas supply means (not shown). In the present embodiment, a flat oxygen permeable membrane 210 is used. When the oxygen permeable membrane 210 is operated, external air is taken into the oxygen permeable membrane 210 and only oxygen is permeated and stored in the combustion unit 220.

酸素透過膜210を形成する材料としては、酸素を透過できるものであれば特に限定されないが、例えば、酸素イオンと電子の両方を透過させる混合伝導体として報告されているABO型のペロブスカイト化合物や、ZrO、CeO、Bi等を母体とする酸素イオン伝導体が挙げられる。
また、酸素透過膜210は図示しない加熱装置を有しており、酸素を透過させる際には酸素透過膜210の温度を1000℃程度に調整する。酸素透過膜210の温度は、300℃以上1800℃以下であることが好ましく、より好ましくは500℃以上1500℃以下、さらに好ましくは600℃以上1200℃以下である。酸素透過膜210の温度が300℃未満または1800℃を超えると、酸素の透過量が著しく低下するおそれがある。
加熱装置としては、バーナ、ヒータなどの外燃式のほか、空気と燃料を燃焼部に入れて燃焼させるなどの内燃式を使用することができる。
The material for forming the oxygen permeable membrane 210 is not particularly limited as long as it can transmit oxygen. For example, an ABO 3 type perovskite compound reported as a mixed conductor that transmits both oxygen ions and electrons can be used. , ZrO 2 , CeO 2 , Bi 2 O 3, and the like as an oxygen ion conductor.
The oxygen permeable membrane 210 has a heating device (not shown), and the temperature of the oxygen permeable membrane 210 is adjusted to about 1000 ° C. when allowing oxygen to permeate. The temperature of the oxygen permeable membrane 210 is preferably 300 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, and further preferably 600 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. If the temperature of the oxygen permeable membrane 210 is less than 300 ° C. or exceeds 1800 ° C., the oxygen permeation amount may be significantly reduced.
As the heating device, in addition to an external combustion type such as a burner or a heater, an internal combustion type in which air and fuel are put into a combustion section and burned can be used.

燃焼部220は、酸素透過膜210と隣接する位置に配置され、酸素透過膜210を透過した酸素が収納される。
燃焼部220には、後述の改質装置400で生成された合成ガス(H、CO)の一部が供給されており、この合成ガスと酸素透過膜210を透過してきた酸素とが燃焼反応を起こす。この燃焼反応を、以下の反応式(1)に示す。
The combustion unit 220 is disposed at a position adjacent to the oxygen permeable membrane 210 and stores oxygen that has passed through the oxygen permeable membrane 210.
A part of the synthesis gas (H 2 , CO) generated by the reformer 400 described later is supplied to the combustion unit 220, and the synthesis gas and oxygen that has permeated the oxygen permeable membrane 210 undergo a combustion reaction. Wake up. This combustion reaction is shown in the following reaction formula (1).

12(CO+H)+6O→6(HO+CO)+6(H+CO)…(1) 12 (CO + H 2 ) + 6O 2 → 6 (H 2 O + CO 2 ) +6 (H 2 + CO) (1)

燃焼部220内の温度は、300℃以上1800℃以下であることが好ましく、より好ましくは500℃以上1500℃以下、さらに好ましくは600℃以上1200℃以下である。燃焼部220の温度が300℃未満または1800℃を超えると、燃焼反応が効率よく進行しない。
また、燃焼部220には、この燃焼反応を進行させるための燃焼触媒が投入されている。燃焼触媒としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、タリウム、鉛、ビスマス等の卑金属触媒のほか、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等の貴金属触媒や、遷移金属酸化物触媒等が挙げられる。なお、燃焼触媒は、投入されていなくてもよい。
It is preferable that the temperature in the combustion part 220 is 300 degreeC or more and 1800 degrees C or less, More preferably, it is 500 degreeC or more and 1500 degrees C or less, More preferably, they are 600 degreeC or more and 1200 degrees C or less. When the temperature of the combustion part 220 is less than 300 ° C. or exceeds 1800 ° C., the combustion reaction does not proceed efficiently.
The combustion unit 220 is charged with a combustion catalyst for advancing this combustion reaction. The combustion catalyst is not particularly limited. For example, in addition to base metal catalysts such as aluminum, gallium, indium, tin, thallium, lead, and bismuth, noble metals such as gold, silver, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, and osmium. Examples thereof include a catalyst and a transition metal oxide catalyst. Note that the combustion catalyst may not be input.

供給装置300は、後述の改質装置に原料である炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物を供給するものであり、原料供給部310を有している。
ここで、炭素および水素を含む化合物は炭化水素であり、具体的には、メタン、都市ガス、液化石油ガス(LPG:Liquefied Petroleum Gas)、ナフサ、ガソリン、灯油、軽油、重油等が挙げられる。また、炭素、水素および酸素を含む化合物としては、炭化水素骨格を有するエーテル系や炭化水素骨格を有するアルコール系の化合物が挙げられる。炭化水素骨格を有するエーテル系としては、ジメチルエーテル(DME:Dimethyl ether)等が挙げられる。炭化水素骨格を有するアルコール系としては、メタノールやエタノール等が挙げられる。なお、本実施形態では、原料として灯油(C1224)を使用する。
原料供給部310は、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物の供給量を、燃焼装置200で生成された燃焼生成物の量に応じて調整する。
The supply apparatus 300 supplies a raw material compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen to a reformer described later, and has a raw material supply section 310.
Here, the compound containing carbon and hydrogen is a hydrocarbon, and specific examples include methane, city gas, liquefied petroleum gas (LPG), naphtha, gasoline, kerosene, light oil, and heavy oil. In addition, examples of the compound containing carbon, hydrogen, and oxygen include ether-based compounds having a hydrocarbon skeleton and alcohol-based compounds having a hydrocarbon skeleton. Examples of the ether type having a hydrocarbon skeleton include dimethyl ether (DME: Dimethyl ether). Examples of alcohols having a hydrocarbon skeleton include methanol and ethanol. In the present embodiment, kerosene (C 12 H 24 ) is used as a raw material.
The raw material supply unit 310 adjusts the supply amount of the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen according to the amount of combustion products generated by the combustion apparatus 200.

接続装置350は、燃焼装置200と供給装置300とを接続する管状の第一の接続部351と、第一の接続部351の途中に設けられた生成物測定部352と、を備えている。
第一の接続部351は、燃焼装置200で生成された燃焼生成物を、供給装置300に供給する。
生成物測定部352は、灯油または水が供給される原料供給部310よりも燃焼装置200側の第一の接続部351上に配置され、燃焼装置200で生成した燃焼生成物の量を測定する。燃焼装置200で生成される燃焼生成物としては、具体的には、水(HO)および二酸化炭素(CO)である。これらの燃焼生成物の量を測定し、反応式(1)のモル比から燃焼装置200における酸素透過量を換算することができる。
The connection device 350 includes a tubular first connection portion 351 that connects the combustion device 200 and the supply device 300, and a product measurement portion 352 provided in the middle of the first connection portion 351.
The first connection unit 351 supplies the combustion product generated by the combustion device 200 to the supply device 300.
The product measurement unit 352 is disposed on the first connection unit 351 on the combustion device 200 side relative to the raw material supply unit 310 to which kerosene or water is supplied, and measures the amount of combustion products generated by the combustion device 200. . Specifically, the combustion products generated by the combustion apparatus 200 are water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). The amount of these combustion products can be measured, and the oxygen permeation amount in the combustion apparatus 200 can be converted from the molar ratio of the reaction formula (1).

そして、第一の接続部351から供給される燃焼生成物と原料供給部310から供給される灯油とが混合されて改質装置400に供給される。このとき、灯油の供給と同時に水や二酸化炭素を供給してもよい。   Then, the combustion product supplied from the first connection part 351 and the kerosene supplied from the raw material supply part 310 are mixed and supplied to the reformer 400. At this time, water or carbon dioxide may be supplied simultaneously with the supply of kerosene.

改質装置400は、燃焼装置200と隣接して配置され、燃焼部220と隣接する改質反応部410を備えている。燃焼部220と改質反応部410との間を仕切る仕切り板420は、燃焼部220の温度に対する耐熱性を備え、熱伝導性の高い材質で形成される。このような材質として、例えば、ステンレスなどの金属が挙げられる。
改質反応部410では、燃焼装置200で生成された燃焼生成物(HO、CO)と供給装置300で供給された原料としての灯油(C1224)と、により以下の反応式(2)に示す改質反応が起こり、合成ガス(CO、H)を生成する。
The reformer 400 is provided adjacent to the combustion device 200 and includes a reforming reaction unit 410 adjacent to the combustion unit 220. A partition plate 420 that partitions between the combustion unit 220 and the reforming reaction unit 410 has heat resistance against the temperature of the combustion unit 220 and is formed of a material having high thermal conductivity. Examples of such a material include metals such as stainless steel.
In the reforming reaction unit 410, the following reaction formula is obtained by using combustion products (H 2 O, CO 2 ) generated by the combustion apparatus 200 and kerosene (C 12 H 24 ) as a raw material supplied by the supply apparatus 300. The reforming reaction shown in (2) occurs, and synthesis gas (CO, H 2 ) is generated.

1224+6(HO+CO)→18(CO+H)…(2) C 12 H 24 +6 (H 2 O + CO 2 ) → 18 (CO + H 2 ) (2)

改質反応部410は図示しない加熱装置を有しており、上記反応式(2)で示される改質反応を進行させる際には、改質反応部410内の温度を調整可能となっている。改質反応部410内の温度は燃焼部220内の温度よりも低くてよいが、改質反応を進行させるためには、500℃以上に加熱することが好ましい。より好ましい範囲は、600℃以上900℃以下である。改質反応部410内の温度が500℃未満または900℃を超えると、改質反応が効率よく進行しない。
加熱装置としては、バーナ、ヒータなどの外燃式のほか、空気と燃料を燃焼部に入れて燃焼させるなどの内燃式を使用することができる。
また、改質反応部410には、改質反応を進行させるための改質触媒が投入されている。改質触媒としては、特に限定されないが、前述の燃焼触媒で例示したものと同じものを使用することができる。
The reforming reaction unit 410 has a heating device (not shown), and the temperature in the reforming reaction unit 410 can be adjusted when the reforming reaction represented by the reaction formula (2) proceeds. . The temperature in the reforming reaction section 410 may be lower than the temperature in the combustion section 220, but it is preferable to heat to 500 ° C. or higher in order to advance the reforming reaction. A more preferable range is 600 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. If the temperature in the reforming reaction section 410 is less than 500 ° C. or exceeds 900 ° C., the reforming reaction does not proceed efficiently.
As the heating device, in addition to an external combustion type such as a burner or a heater, an internal combustion type in which air and fuel are put into a combustion section and burned can be used.
The reforming reaction unit 410 is charged with a reforming catalyst for causing the reforming reaction to proceed. Although it does not specifically limit as a reforming catalyst, The same thing as what was illustrated with the above-mentioned combustion catalyst can be used.

リサイクル装置500は、改質装置400と燃焼装置200とを接続する管状の第二の接続部510と、改質装置400で生成した合成ガス(CO、H)のうち燃焼装置200へリサイクルする合成ガスの量を制御するリサイクル制御部520と、を備えている。
第二の接続部510は、改質装置400で生成した合成ガスを燃焼装置200へ供給するリサイクル部511と、生成した合成ガスを回収する回収部512と、を有する。
リサイクル制御部520は、改質装置400で生成された合成ガスのリサイクル量を調整する。リサイクル量は、生成物測定部352で測定した燃焼生成物の量に応じて調整される。
そして、リサイクル制御部520は、リサイクルする合成ガスをリサイクル部511へ流通させることにより合成ガスの一部が燃焼装置200へ供給され、残りの合成ガスは回収部512へ供給されて回収される。
The recycling apparatus 500 recycles the tubular second connection portion 510 that connects the reforming apparatus 400 and the combustion apparatus 200, and the synthesis gas (CO, H 2 ) generated by the reforming apparatus 400 to the combustion apparatus 200. A recycle control unit 520 that controls the amount of synthesis gas.
The second connection unit 510 includes a recycle unit 511 that supplies the synthesis gas generated by the reformer 400 to the combustion device 200 and a recovery unit 512 that recovers the generated synthesis gas.
The recycle control unit 520 adjusts the recycle amount of the synthesis gas generated by the reformer 400. The amount of recycling is adjusted according to the amount of combustion products measured by the product measuring unit 352.
Then, the recycle control unit 520 distributes the synthesis gas to be recycled to the recycle unit 511 so that a part of the synthesis gas is supplied to the combustion device 200 and the remaining synthesis gas is supplied to the recovery unit 512 and recovered.

〔2.合成ガスの製造方法〕
次に、前述の製造装置100を用いて合成ガスを製造する方法を以下に説明する。
まず、酸素透過膜210を、図示しない加熱装置により1000℃まで加熱する。これにより、空気中の酸素が酸素透過膜210を透過して燃焼部220に収納される(分離工程)。
[2. Method for producing synthesis gas]
Next, a method for producing synthesis gas using the production apparatus 100 will be described below.
First, the oxygen permeable membrane 210 is heated to 1000 ° C. by a heating device (not shown). Thereby, oxygen in the air permeates the oxygen permeable membrane 210 and is stored in the combustion unit 220 (separation process).

また、燃焼部220には、合成ガス(CO、H)を供給しておく。これにより、酸素透過膜210を透過した酸素と合成ガスとによって前述の反応式(1)で示す燃焼反応が起こり、燃焼生成物である水(HO)と二酸化炭素(CO)が発生する(燃焼工程)。 Further, synthesis gas (CO, H 2 ) is supplied to the combustion unit 220. As a result, the combustion reaction shown in the above reaction formula (1) occurs by the oxygen and the synthesis gas that have passed through the oxygen permeable membrane 210, and water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) as combustion products are generated. (Combustion process)

そして、燃焼生成物は接続装置350および供給装置300によって改質装置400へ供給される(混合工程および供給工程)。
混合工程では、生成物測定部352において、燃焼生成物である水(HO)と二酸化炭素(CO)の測定を行い、前述の反応式(1)のモル比換算により、燃焼装置200において酸素透過膜210を透過した酸素量を換算することができる。そして、燃焼生成物を供給工程へ供給する。
供給工程では、原料と水とが原料供給部310から供給され、接続装置350から供給された燃焼生成物と混合されて改質装置400へ供給される。このとき、必要に応じて二酸化炭素を供給してもよい。
ここで使用する原料としては、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物である。本実施形態では、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物として灯油(C1224)を使用する。
また、炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物の供給量は、燃焼工程で生成された燃焼生成物の生成量に応じて供給される。具体的には、前述の反応式(2)のモル比換算により供給量を算出することができる。
The combustion products are supplied to the reformer 400 by the connecting device 350 and the supply device 300 (mixing process and supply process).
In the mixing step, the product measurement unit 352 measures water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) as combustion products, and converts the molar ratio of the above reaction formula (1) to the combustion device 200. The amount of oxygen transmitted through the oxygen permeable membrane 210 can be converted. And a combustion product is supplied to a supply process.
In the supply step, the raw material and water are supplied from the raw material supply unit 310, mixed with the combustion product supplied from the connection device 350, and supplied to the reformer 400. At this time, carbon dioxide may be supplied as necessary.
The raw material used here is a compound containing carbon and hydrogen, or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen. In the present embodiment, kerosene (C 12 H 24 ) is used as a compound containing carbon and hydrogen, or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen.
Moreover, the supply amount of the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen is supplied according to the production amount of the combustion product produced | generated at the combustion process. Specifically, the supply amount can be calculated by converting the molar ratio of the above reaction formula (2).

改質装置400では、供給装置300から供給された灯油、水、燃焼生成物(CO、HO)により、前述の反応式(2)で示す改質反応が起こる(反応工程)。このとき、改質反応部410内の温度は、500℃以上となるように図示しない加熱装置で調製することができる。また、燃焼部220における燃焼反応で発生した熱が仕切り板420を介して改質反応部410に伝導される。 In the reformer 400, the reforming reaction represented by the above reaction formula (2) occurs by the kerosene, water, and combustion products (CO, H 2 O) supplied from the supply device 300 (reaction process). At this time, the temperature in the reforming reaction unit 410 can be adjusted with a heating device (not shown) so as to be 500 ° C. or higher. Further, heat generated by the combustion reaction in the combustion unit 220 is conducted to the reforming reaction unit 410 through the partition plate 420.

改質装置400で生成した合成ガス(CO、H)は、リサイクル装置500の第二の接続部510を流通し、リサイクル制御部520において、燃焼装置200へリサイクルされる合成ガスと(リサイクル工程)、回収される合成ガスと(回収工程)に調整される。 The synthesis gas (CO, H 2 ) generated by the reformer 400 circulates through the second connection unit 510 of the recycle device 500, and the recycle control unit 520 and the synthesis gas recycled to the combustion device 200 (recycle process) ) And the recovered synthesis gas and (recovery step).

燃焼装置200への合成ガスのリサイクル量は、酸素透過膜210を透過して燃焼部220内に収納された酸素量に見合った量が供給される。酸素透過膜210を透過した酸素量は生成物測定部352における測定値から換算されるので、この換算値と前述の反応式(1)のモル比換算により合成ガスのリサイクル量を換算することができる。
合成ガスがリサイクルされた後は、前述と同じように、分離工程、燃焼工程、混合工程、供給工程、反応工程を経て合成ガスが製造され、その一部がリサイクルされる(リサイクル工程)とともに残りの合成ガスが回収される(回収工程)。
なお、リサイクルされなかった合成ガスは回収部512を流通し、回収される。
The amount of synthesis gas recycled to the combustion apparatus 200 is supplied in an amount corresponding to the amount of oxygen permeated through the oxygen permeable membrane 210 and stored in the combustion section 220. Since the amount of oxygen permeated through the oxygen permeable membrane 210 is converted from the measured value in the product measuring unit 352, the amount of synthesis gas recycled can be converted by converting the converted value and the molar ratio of the above reaction formula (1). it can.
After the synthesis gas is recycled, the synthesis gas is manufactured through the separation process, the combustion process, the mixing process, the supply process, and the reaction process in the same manner as described above, and a part of the synthesis gas is recycled (recycle process) and remains. The synthesis gas is recovered (recovery step).
The synthesis gas that has not been recycled flows through the collection unit 512 and is collected.

以上のように、燃焼装置200における燃焼反応を示す反応式(1)と改質装置400における改質反応を示す反応式(2)をまとめると、本発明の製造装置100では、以下に示す反応式(3)となる。   As described above, when the reaction formula (1) indicating the combustion reaction in the combustion apparatus 200 and the reaction formula (2) indicating the reforming reaction in the reformer 400 are put together, the following reaction is performed in the manufacturing apparatus 100 of the present invention. Equation (3) is obtained.

1224+6O→12(CO+H)…(3) C 12 H 24 + 6O 2 → 12 (CO + H 2 ) (3)

次に、この製造装置100を停止させる方法を以下に説明する。
まず、供給装置300への原料の供給を停止する。これにより、改質反応部410での改質反応が止まり合成ガスの生成が停止する。さらに、リサイクル部511を通り燃焼装置200へと供給されていた合成ガスが止まる。燃焼部220の燃料である合成ガスの供給が停止することにより燃焼反応が止まり製造装置100の温度が下がる。この時、冷却装置等により強制的に温度を下げてもよい。最後に、燃焼部220内と改質反応部410内に窒素(N)やヘリウム(He)等の不活性ガスや水素(H)を供給することで原料および合成ガスを製造装置100内から完全に追い出す。装置停止後は、燃焼部220内と改質反応部410内の触媒を保護するために、外から空気が入ってこないように前述の不活性ガスや水素等で製造装置100内を外圧以上の圧力で保圧する。
Next, a method for stopping the manufacturing apparatus 100 will be described below.
First, the supply of the raw material to the supply apparatus 300 is stopped. As a result, the reforming reaction in the reforming reaction section 410 stops and the generation of synthesis gas stops. Furthermore, the synthesis gas that has been supplied to the combustion device 200 through the recycle unit 511 stops. When the supply of the synthesis gas that is the fuel of the combustion unit 220 is stopped, the combustion reaction is stopped and the temperature of the manufacturing apparatus 100 is lowered. At this time, the temperature may be forcibly lowered by a cooling device or the like. Finally, an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or helium (He) or hydrogen (H 2 ) is supplied into the combustion unit 220 and the reforming reaction unit 410 to supply the raw material and the synthesis gas into the manufacturing apparatus 100. Completely expelled from. After the apparatus is stopped, in order to protect the catalyst in the combustion section 220 and the reforming reaction section 410, the inside of the manufacturing apparatus 100 is more than the external pressure with the aforementioned inert gas or hydrogen so that air does not enter from the outside. Hold with pressure.

以上のような製造装置100を用いて燃料電池システムを構成することができる。燃料電池システムは、製造装置100により合成ガスを生成し、この合成ガスを利用して燃料電池により発電させる家庭用のシステムで、家屋に隣接して設置される。   A fuel cell system can be configured using the manufacturing apparatus 100 as described above. The fuel cell system is a household system in which a synthesis gas is generated by the manufacturing apparatus 100 and electric power is generated by the fuel cell using the synthesis gas. The fuel cell system is installed adjacent to a house.

(第二実施形態)
第二実施形態では、第一実施形態で説明した製造装置100を用いて合成ガスを製造する。製造工程において、製造装置100を起動させる方法が異なる以外は第一実施形態と同様であるので、製造装置100を起動させる方法のみを説明する。
〔1.合成ガスの製造方法〕
まず、改質反応部410内を、図示しない加熱装置により500℃以上になるまで加熱する。これにより、供給装置300から供給された灯油(C1224)と水(HO)とが改質反応部410内で改質反応を起こし、合成ガス(CO、H)が発生する。そして、合成ガスの一部がリサイクル装置500を介して燃焼装置200へ供給されると、燃焼部220内の酸素と合成ガスとが燃焼反応を起こすため、燃焼部220内の酸素濃度が薄くなる。こうして、燃焼部220の内部と酸素透過膜210を介した外部との酸素濃度差が大きくなるため、酸素透過膜210の酸素透過が促進される。したがって、燃焼部220内に多くの酸素が供給され、合成ガスと酸素との前述の反応式(1)で示される燃焼反応が促進される。
以降は、第一実施形態と同様に進行して、合成ガスの一部をリサイクルしながら合成ガスを製造する。
(Second embodiment)
In the second embodiment, synthesis gas is manufactured using the manufacturing apparatus 100 described in the first embodiment. Since the manufacturing process is the same as the first embodiment except that the method for starting the manufacturing apparatus 100 is different, only the method for starting the manufacturing apparatus 100 will be described.
[1. Method for producing synthesis gas]
First, the inside of the reforming reaction section 410 is heated to 500 ° C. or higher by a heating device (not shown). As a result, kerosene (C 12 H 24 ) and water (H 2 O) supplied from the supply device 300 cause a reforming reaction in the reforming reaction section 410, and synthesis gas (CO, H 2 ) is generated. . When a part of the synthesis gas is supplied to the combustion device 200 via the recycle device 500, the oxygen in the combustion unit 220 and the synthesis gas cause a combustion reaction, so that the oxygen concentration in the combustion unit 220 decreases. . In this way, the difference in oxygen concentration between the inside of the combustion section 220 and the outside through the oxygen permeable membrane 210 is increased, so that oxygen permeation of the oxygen permeable membrane 210 is promoted. Therefore, a large amount of oxygen is supplied into the combustion section 220, and the combustion reaction represented by the above reaction formula (1) between the synthesis gas and oxygen is promoted.
Thereafter, the process proceeds in the same manner as in the first embodiment, and the synthesis gas is produced while recycling a part of the synthesis gas.

(本実施形態における作用効果)
上述した本実施形態では、原料である灯油の供給を供給装置300から開始し、酸素の燃焼反応により得られた燃焼生成物と原料である灯油との改質反応を改質装置400で進行させるようにした。
すなわち、原料である灯油が燃焼装置200内に存在しないため、燃焼装置200内で原料が炭化するおそれがない。したがって、燃焼装置200内の燃焼反応および改質装置400内での改質反応を効率よく進行させることができる。
(Operational effects in this embodiment)
In the above-described embodiment, the supply of kerosene as a raw material is started from the supply device 300, and the reforming reaction between the combustion product obtained by the oxygen combustion reaction and the kerosene as the raw material is advanced by the reformer 400. I did it.
That is, since kerosene which is a raw material does not exist in the combustion apparatus 200, there is no possibility that the raw material is carbonized in the combustion apparatus 200. Therefore, the combustion reaction in the combustion apparatus 200 and the reforming reaction in the reformer 400 can be efficiently advanced.

また、生成物測定部352において燃焼生成物の量を測定することで酸素透過膜210を透過する酸素量を換算し、リサイクル制御部520においてこの酸素量に見合った量の合成ガスを換算して燃焼装置200にリサイクルすることとした。
このように、燃焼部220内で反応する酸素と合成ガスの反応量を調整することができる。すなわち、燃焼部220内の燃焼反応を制御することができるので、効率よく反応を進行させることができる。さらに、燃焼反応をより早く進行させるには、酸素透過膜210を透過する酸素量を増やす必要があるが、そのためにはリサイクルする合成ガスの量を増やせばよいので、リサイクル制御部520において簡単に調整することができる。
Further, the amount of combustion product is measured by the product measuring unit 352 to convert the amount of oxygen that permeates the oxygen permeable membrane 210, and the recycle control unit 520 converts the amount of synthesis gas corresponding to the amount of oxygen. It was decided to recycle to the combustion device 200.
Thus, the reaction amount of oxygen and synthesis gas that react in the combustion section 220 can be adjusted. That is, since the combustion reaction in the combustion unit 220 can be controlled, the reaction can be efficiently advanced. Furthermore, in order to advance the combustion reaction more quickly, it is necessary to increase the amount of oxygen that permeates the oxygen permeable membrane 210. For this purpose, the amount of synthesis gas to be recycled needs to be increased. Can be adjusted.

さらに、供給装置300で供給する灯油は、生成物測定部352で測定された燃焼生成物の量に応じた量が供給される。
このように、灯油の供給量を制御することにより、改質装置400で起こる前述の反応式(2)で示される改質反応を効率よく進行させることができる。
Further, the kerosene supplied by the supply device 300 is supplied in an amount corresponding to the amount of combustion products measured by the product measuring unit 352.
In this way, by controlling the supply amount of kerosene, the reforming reaction represented by the aforementioned reaction formula (2) occurring in the reformer 400 can be efficiently advanced.

本実施形態では、燃焼装置200で燃焼反応を起こし、改質装置400で改質反応を起こすという2段階の反応により合成ガスを製造することとした。
通常は、一つの反応器内で原料である炭化水素の一部を酸素で燃焼させ、このときの熱により残りの炭化水素を改質させるため、反応器内に置く部分改質触媒としては、酸素に対して耐久性のあるロジウム(Rh)などの貴金属の中でも特に高価な金属が使用されている。
しかしながら、本実施形態では前述のように、燃焼反応と改質反応を別々の装置で行うため、改質反応触媒として酸素に対して耐久性のある触媒を使用する必要がない。すなわち、貴金属の中でも特に高価な金属を使用しなくてよいので、安価な製造装置を提供することができる。
In this embodiment, the synthesis gas is produced by a two-stage reaction in which a combustion reaction is caused in the combustion device 200 and a reforming reaction is caused in the reformer 400.
Usually, a part of hydrocarbon as a raw material is combusted with oxygen in one reactor and the remaining hydrocarbon is reformed by heat at this time. Therefore, as a partial reforming catalyst placed in the reactor, Among precious metals such as rhodium (Rh) that is durable against oxygen, particularly expensive metals are used.
However, in the present embodiment, as described above, since the combustion reaction and the reforming reaction are performed in separate apparatuses, it is not necessary to use a catalyst having durability against oxygen as the reforming reaction catalyst. That is, it is not necessary to use a particularly expensive metal among the noble metals, so that an inexpensive manufacturing apparatus can be provided.

また、本実施形態では、改質装置400に原料を供給すると同時に水および二酸化炭素のうち少なくともいずれか一方を供給することとした。燃焼装置200の燃焼反応においても水や二酸化炭素が生成されるが、供給装置300にさらに水や二酸化炭素を供給することにより、改質装置400にて製造される合成ガスのHとCOの比率を任意にコントロールすることが可能となる。また、水の供給は改質装置400においてコーキングを抑制し、改質反応を効率よく進行させることができる。 Further, in the present embodiment, at least one of water and carbon dioxide is supplied simultaneously with supplying the raw material to the reformer 400. Water and carbon dioxide are also generated in the combustion reaction of the combustion apparatus 200, but by further supplying water and carbon dioxide to the supply apparatus 300, the synthesis gas H 2 and CO produced by the reformer 400 The ratio can be arbitrarily controlled. Further, the supply of water suppresses coking in the reformer 400, and the reforming reaction can proceed efficiently.

そして、本実施形態では、燃焼装置200の燃焼部220と改質装置400の改質反応部410とを隣接するように配置した。改質反応部410における改質反応は吸熱反応であるため、多くのエネルギーを必要とするが、隣接する燃焼装置200の燃焼反応により発生する熱が仕切り板420を介して改質反応部410に伝導し、この熱が改質反応に利用される。したがって、エネルギーの効率化を図ることができる。
なお、燃焼装置200と改質装置400との間を仕切る仕切り板420の材質にステンレスを使用しているため、耐熱性と熱伝導性に優れ、エネルギーのさらなる効率化を図ることができる。
In this embodiment, the combustion unit 220 of the combustion device 200 and the reforming reaction unit 410 of the reformer 400 are disposed adjacent to each other. Since the reforming reaction in the reforming reaction unit 410 is an endothermic reaction, a large amount of energy is required, but the heat generated by the combustion reaction of the adjacent combustion device 200 is transferred to the reforming reaction unit 410 via the partition plate 420. Conducted and this heat is used for the reforming reaction. Therefore, energy efficiency can be improved.
In addition, since stainless steel is used as the material of the partition plate 420 that partitions the combustion device 200 and the reformer 400, it is excellent in heat resistance and thermal conductivity, and further energy efficiency can be achieved.

上述の第一実施形態および第二実施形態に示すように、本発明の製造装置100は、燃焼装置200または改質装置400のいずれかの温度を上げることで起動させることができるので、製造装置100の使用方法が限られることなく有効に利用することができる。   As shown in the first embodiment and the second embodiment described above, the manufacturing apparatus 100 of the present invention can be started by raising the temperature of either the combustion apparatus 200 or the reforming apparatus 400. The usage method of 100 can be effectively used without limitation.

製造装置100を用いた燃料電池を使用することにより、合成ガスを安定して得ることができるので安定した電力供給を行うことができるとともに、省エネルギー化を図ることができる。   By using the fuel cell using the manufacturing apparatus 100, the synthesis gas can be obtained stably, so that stable power supply can be performed and energy saving can be achieved.

(変形例)
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、平板形の酸素透過膜210を使用したが、円筒形の酸素透過膜を使用してもよい。このような形状の酸素透過膜は外部の空気に接する面が大きいので、より多くの酸素を透過することができる。したがって、大量の合成ガスを製造するのに適している。
(Modification)
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the flat oxygen permeable membrane 210 is used, but a cylindrical oxygen permeable membrane may be used. Since the oxygen-permeable membrane having such a shape has a large surface in contact with external air, it can transmit more oxygen. Therefore, it is suitable for producing a large amount of synthesis gas.

また、前記実施形態では、製造装置100を用いた燃料電池システムを例示したが、これに限られず、合成ガスの製造が必要とされる水素ステーション、製油所、工場等の水素製造方法や、メタノール合成反応およびFT(Fischer−Tropsch)反応等にも利用することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the fuel cell system using the manufacturing apparatus 100 was illustrated, it is not restricted to this, Hydrogen production methods, such as a hydrogen station, a refinery, a factory, etc. from which the production | generation of synthesis gas is required, methanol It can also be used for synthesis reactions and FT (Fischer-Tropsch) reactions.

本発明は、燃料電池、水素ステーション、製油所、工場等の水素製造方法や、メタノール合成反応およびFT(Fischer−Tropsch)反応等の合成ガス製造方法として利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a hydrogen production method for fuel cells, hydrogen stations, refineries, factories, and the like, and a synthesis gas production method such as methanol synthesis reaction and FT (Fischer-Tropsch) reaction.

本発明の一実施形態にかかる合成ガスの製造装置を示す概略図。Schematic which shows the synthesis gas manufacturing apparatus concerning one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100…製造装置
200…燃焼装置
210…酸素透過膜
220…燃焼部
300…供給装置
350…接続装置
352…生成物測定部
400…改質装置
410…改質反応部
420…仕切り板
500…リサイクル装置
510…第二の接続部
511…リサイクル部
512…回収部
520…リサイクル制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Manufacturing apparatus 200 ... Combustion apparatus 210 ... Oxygen permeable film 220 ... Combustion part 300 ... Supply apparatus 350 ... Connection apparatus 352 ... Product measurement part 400 ... Reformer 410 ... Reformer reaction part 420 ... Partition plate 500 ... Recycler 510 ... Second connection unit 511 ... Recycling unit 512 ... Recovery unit 520 ... Recycling control unit

Claims (12)

炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物から合成ガスを製造する合成ガスの製造方法であって、
酸素透過手段に酸素含有気体を供給して酸素を分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された酸素を用いて前記合成ガスの一部を燃焼させる燃焼工程と、
前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物を供給する供給工程と、
前記燃焼工程で得られた燃焼生成物を前記燃焼工程の系外へ排出して前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物に混合させて混合原料を生成する混合工程と、
前記燃焼生成物と、前記炭素および水素からなる化合物または前記炭素、水素および酸素からなる化合物と、の改質反応により合成ガスを生成する改質反応工程と、
前記合成ガスの一部を前記燃焼工程に供給するリサイクル工程と、
前記リサイクル工程で前記燃焼工程に供給されなかった合成ガスを回収する回収工程と、を実施する
ことを特徴とする合成ガスの製造方法。
A method for producing a synthesis gas comprising producing a synthesis gas from a compound containing carbon and hydrogen, or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen,
A separation step of separating oxygen by supplying an oxygen-containing gas to the oxygen permeation means;
A combustion step of burning a part of the synthesis gas using oxygen separated in the separation step;
Supplying a compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen;
A mixing step in which the combustion product obtained in the combustion step is discharged out of the combustion step and mixed with the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen to produce a mixed raw material. When,
A reforming reaction step of generating synthesis gas by a reforming reaction between the combustion product and the compound composed of carbon and hydrogen or the compound composed of carbon, hydrogen and oxygen;
A recycling step of supplying a portion of the synthesis gas to the combustion step;
And a recovery step of recovering the synthesis gas that has not been supplied to the combustion step in the recycling step. A method for producing a synthesis gas, comprising:
請求項1に記載の合成ガスの製造方法において、
前記供給工程は、前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物とともに水および二酸化炭素のうち少なくともいずれか一方を供給する
ことを特徴とする合成ガスの製造方法。
The method for producing a synthesis gas according to claim 1,
The supply step supplies at least one of water and carbon dioxide together with the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen.
請求項1または請求項2に記載の合成ガスの製造方法において、
前記混合工程は、前記燃焼生成物を前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物に混合させる前に前記燃焼生成物の量を測定する
ことを特徴とする合成ガスの製造方法。
The method for producing a synthesis gas according to claim 1 or 2,
The mixing step measures the amount of the combustion product before mixing the combustion product with the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen. Production method.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の合成ガスの製造方法において、
前記リサイクル工程は、前記燃焼生成物の量に基づいて換算された前記燃焼工程で使用される酸素量に応じた量の合成ガスを前記燃焼工程に供給する
ことを特徴とする合成ガスの製造方法。
In the manufacturing method of the synthesis gas as described in any one of Claims 1-3,
The recycle process supplies a synthesis gas in an amount corresponding to the amount of oxygen used in the combustion process converted based on the amount of the combustion product to the combustion process. .
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の合成ガスの製造方法において、
前記供給工程は、前記燃焼装置で生成された前記燃焼生成物の量に応じた量の前記炭素および水素を含む化合物、又は前記炭素、水素および酸素を含む化合物を供給する
ことを特徴とする合成ガスの製造方法。
The method for producing a synthesis gas according to any one of claims 1 to 4,
The supplying step supplies the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen, in an amount corresponding to the amount of the combustion product generated by the combustion device. Gas production method.
炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物から合成ガスを製造する合成ガスの製造装置であって、
酸素透過手段を備え、この酸素透過手段を透過した酸素を用いて前記合成ガスの一部を燃焼させる燃焼装置と、
前記燃焼装置で生成した燃焼生成物と前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物とを反応させる改質装置と、
前記改質装置に、前記炭素および水素を含む化合物、または前記炭素、水素および酸素を含む化合物を供給する供給手段と、
前記燃焼装置と前記供給装置とを接続する接続手段と、
前記改質装置と前記燃焼装置とを接続し、前記改質装置で生成された合成ガスの一部を前記燃焼装置に供給するリサイクル手段と、を具備した
ことを特徴とする合成ガスの製造装置。
An apparatus for producing synthesis gas for producing synthesis gas from a compound containing carbon and hydrogen or a compound containing carbon, hydrogen and oxygen,
A combustion apparatus comprising oxygen permeation means, and combusting a part of the synthesis gas using oxygen permeated through the oxygen permeation means;
A reformer for reacting the combustion product generated in the combustion device with the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen;
Supply means for supplying the reformer with the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen;
Connection means for connecting the combustion device and the supply device;
A synthesis gas production apparatus, comprising: a recycle unit that connects the reformer and the combustion device and supplies a part of the synthesis gas generated by the reformer to the combustion device. .
請求項6に記載の合成ガスの製造装置において、
前記改質装置は、前記燃焼装置に隣接して設けられる
ことを特徴とする合成ガスの製造装置。
In the synthesis gas production apparatus according to claim 6,
The reforming apparatus is provided adjacent to the combustion apparatus. A synthesis gas production apparatus, wherein:
請求項6または請求項7に記載の合成ガスの製造装置において、
前記供給手段は、前記炭素および水素を含む化合物、または炭素、水素および酸素を含む化合物とともに水および二酸化炭素のうち少なくともいずれか一方を供給する
ことを特徴とする合成ガスの製造装置。
In the synthesis gas production apparatus according to claim 6 or 7,
The supply means supplies at least one of water and carbon dioxide together with the compound containing carbon and hydrogen, or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen.
請求項6から請求項8のいずれか一項に記載の合成ガスの製造装置において、
前記接続手段は、前記燃焼生成物を定量する生成物測定部を備える
ことを特徴とする合成ガスの製造装置。
In the synthesis gas production apparatus according to any one of claims 6 to 8,
The said connection means is provided with the product measurement part which quantifies the said combustion product. The synthesis gas manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の合成ガスの製造装置において、
前記リサイクル手段は、前記燃焼装置で使用される酸素量に基づいて合成ガスのリサイクル量を制御するリサイクル制御部を備えた
ことを特徴とする合成ガスの製造装置。
The syngas production apparatus according to any one of claims 6 to 9,
The recycle means includes a recycle control unit that controls a recycle amount of the synthesis gas based on an oxygen amount used in the combustion device.
請求項6から請求項10のいずれか一項に記載の合成ガスの製造装置において、
前記供給手段は、前記燃焼装置で生成された前記燃焼生成物の量に基づいて前記炭素および水素を含む化合物、又は前記炭素、水素および酸素を含む化合物の供給量を制御する
ことを特徴とする合成ガスの製造装置。
In the synthesis gas production apparatus according to any one of claims 6 to 10,
The supply means controls the supply amount of the compound containing carbon and hydrogen or the compound containing carbon, hydrogen and oxygen based on the amount of the combustion product generated by the combustion device. Syngas production equipment.
請求項6から請求項11のいずれか一項に記載の合成ガスの製造装置と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給手段と、
前記合成ガスおよび前記酸素含有気体供給手段により供給される前記酸素含有気体を利用して発電する燃料電池と、
を具備したことを特徴とする燃料電池システム。
The syngas production apparatus according to any one of claims 6 to 11,
An oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas;
A fuel cell that generates electric power using the oxygen-containing gas supplied by the synthesis gas and the oxygen-containing gas supply means;
A fuel cell system comprising:
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