JP2526723B2 - 燃料電池用改質装置 - Google Patents
燃料電池用改質装置Info
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- JP2526723B2 JP2526723B2 JP2198261A JP19826190A JP2526723B2 JP 2526723 B2 JP2526723 B2 JP 2526723B2 JP 2198261 A JP2198261 A JP 2198261A JP 19826190 A JP19826190 A JP 19826190A JP 2526723 B2 JP2526723 B2 JP 2526723B2
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- nitrogen
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃料電池用改質装置に関するものであ
る。
る。
従来の改質装置は、例えば特開昭63−230508号公報に
示すよう構成されており、これを第３図に示す。第３図
において、（１）、（２）は、流量調節弁、（３）は改
質反応用の熱を供給する改質器燃焼部、（４）は、改質
反応が行なわれる改質器プロセス部、（５）、（６）、
（７）、（８）は、出入口弁、（９）、（10）は、バイ
パス弁、（11）、（12）は、改質ガス中の一酸化炭素濃
度を低減させるための高温シフトコンバータ、低温シフ
トコンバータ、（13）は、気水分離器、（14）は、窒素
を循環するためのリサイクルブロワ、（15）は、配管、
（16）は、電池燃料極、（17）は、電池空気極である。
第４図は、例えば特開昭53−79767号公報に示された形
式の改質器内部の概念図である。第４図において（18）
は、反応管、（19）は、触媒、（20）は、伝熱粒子、
（21）は、バーナ、（22）は、燃焼空間、（23）は、原
料ガスマニホールド、（24）は、改質ガスを取出す改質
ガスマニホールド、（25）は、燃焼ガスを排出する燃焼
ガスマニホールド、（26）は、戻りガス通路を示す。第
３図における改質器プロセス部（４）は、第４図の反応
管（18）、触媒（19）に対応する。同じく、第３図にお
ける改質器燃焼部（３）は、第４図のバーナ（21）、燃
焼空間（22）、伝熱粒子（20）に対応する。
示すよう構成されており、これを第３図に示す。第３図
において、（１）、（２）は、流量調節弁、（３）は改
質反応用の熱を供給する改質器燃焼部、（４）は、改質
反応が行なわれる改質器プロセス部、（５）、（６）、
（７）、（８）は、出入口弁、（９）、（10）は、バイ
パス弁、（11）、（12）は、改質ガス中の一酸化炭素濃
度を低減させるための高温シフトコンバータ、低温シフ
トコンバータ、（13）は、気水分離器、（14）は、窒素
を循環するためのリサイクルブロワ、（15）は、配管、
（16）は、電池燃料極、（17）は、電池空気極である。
第４図は、例えば特開昭53−79767号公報に示された形
式の改質器内部の概念図である。第４図において（18）
は、反応管、（19）は、触媒、（20）は、伝熱粒子、
（21）は、バーナ、（22）は、燃焼空間、（23）は、原
料ガスマニホールド、（24）は、改質ガスを取出す改質
ガスマニホールド、（25）は、燃焼ガスを排出する燃焼
ガスマニホールド、（26）は、戻りガス通路を示す。第
３図における改質器プロセス部（４）は、第４図の反応
管（18）、触媒（19）に対応する。同じく、第３図にお
ける改質器燃焼部（３）は、第４図のバーナ（21）、燃
焼空間（22）、伝熱粒子（20）に対応する。
次に動作について説明する。
従来の改質装置は、第３図のように構成されており、
起動時は、リサイクルブロワ（14）で改質器プロセス部
（４）に窒素を循環し、改質器燃焼部（３）の熱を利用
して改質器プロセス部（４）を昇温する。この時の改質
器内部の動作を第４図を用いて説明する。
起動時は、リサイクルブロワ（14）で改質器プロセス部
（４）に窒素を循環し、改質器燃焼部（３）の熱を利用
して改質器プロセス部（４）を昇温する。この時の改質
器内部の動作を第４図を用いて説明する。
循環する窒素は第４図の原料ガスマニホールド（23）
より導入され、触媒（19）内を下から上へと流れる。反
応管（18）の頂部に達した窒素は、戻りガス通路（26）
を折り返して改質ガスマニホールド（24）より、改質器
外へ流出する。この際、触媒（19）は、燃焼空間（22）
や伝熱粒子（20）によりの伝熱によって熱せられ、昇温
される。
より導入され、触媒（19）内を下から上へと流れる。反
応管（18）の頂部に達した窒素は、戻りガス通路（26）
を折り返して改質ガスマニホールド（24）より、改質器
外へ流出する。この際、触媒（19）は、燃焼空間（22）
や伝熱粒子（20）によりの伝熱によって熱せられ、昇温
される。
最も温度が上がりにくい触媒の原料ガス入口側（この
場合は下部）の温度がスチームの凝縮温度を越えた時点
で、より昇温効果の高いスチームの熱媒体に切り替え、
改質反応が可能な温度まで昇温を続ける。
場合は下部）の温度がスチームの凝縮温度を越えた時点
で、より昇温効果の高いスチームの熱媒体に切り替え、
改質反応が可能な温度まで昇温を続ける。
従来の改質装置は、以上のように構成されているの
で、起動時において改質器へ導入される窒素の温度が高
くなければ改質器触媒の下部がなかなか昇温されず、ス
チームの凝縮温度を越えないために窒素に比べて熱容量
が大きく、昇温効果が高いスチームを使用する迄に時間
がかかり、結果的に改質装置の起動に要する時間が長く
なるという問題点があつた。
で、起動時において改質器へ導入される窒素の温度が高
くなければ改質器触媒の下部がなかなか昇温されず、ス
チームの凝縮温度を越えないために窒素に比べて熱容量
が大きく、昇温効果が高いスチームを使用する迄に時間
がかかり、結果的に改質装置の起動に要する時間が長く
なるという問題点があつた。
この発明は、上記のような課題を解消するために為さ
れたもので、改質装置の起動に要する時間を短縮するこ
とを目的とする。
れたもので、改質装置の起動に要する時間を短縮するこ
とを目的とする。
この発明に係る燃料電池用改質装置は、起動時に窒素
を改質運転時の原料ガスの流れ方向とは逆方向に流し、
燃焼空間の熱により窒素を加熱し、加熱された窒素によ
って触媒が加熱されるようにしたものである。
を改質運転時の原料ガスの流れ方向とは逆方向に流し、
燃焼空間の熱により窒素を加熱し、加熱された窒素によ
って触媒が加熱されるようにしたものである。
この発明における燃料電池用改質装置は、起動時に窒
素を改質運転時の原料ガスの流れ方向とは逆方向に流す
ことにより加熱された窒素が改質器内部の触媒の原料ガ
ス入口側を加熱する。
素を改質運転時の原料ガスの流れ方向とは逆方向に流す
ことにより加熱された窒素が改質器内部の触媒の原料ガ
ス入口側を加熱する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（１）〜（17）は、上述した従来装置と
同一である。ただし、リサイクルブロワ（14）は、従来
装置の場合と逆向きに設置している。従来の技術におい
て説明したように、改質器の昇温のために改質器プロセ
ス部（４）に窒素を流すが、リサイクルブロワ（14）の
向きを変え、窒素を改質運転時の燃料ガスの流れとは逆
向きに流す。従来例と同じく第４図を用いて改質器内部
の動作を説明する。窒素は改質ガスマニホールド（24）
より、反応管（18）に入り、戻りガス通路（26）を下か
ら上へ通つたのち反応管（18）の頂部で加熱されながら
折り返し、つづいて触媒（19）内を上から下に流れ、原
料ガスマニホールド（23）を通つて改質器外へ流出す
る。このように窒素を流すことにより、窒素は、反応管
（18）頂部の燃焼空間の内壁で加熱され、触媒の充填部
を下降して触媒を加熱し、原料ガス入り口側の触媒につ
いても、スチームの凝縮温度まで短時間で昇温し、起動
時間を短縮することが出来る。
１図において、（１）〜（17）は、上述した従来装置と
同一である。ただし、リサイクルブロワ（14）は、従来
装置の場合と逆向きに設置している。従来の技術におい
て説明したように、改質器の昇温のために改質器プロセ
ス部（４）に窒素を流すが、リサイクルブロワ（14）の
向きを変え、窒素を改質運転時の燃料ガスの流れとは逆
向きに流す。従来例と同じく第４図を用いて改質器内部
の動作を説明する。窒素は改質ガスマニホールド（24）
より、反応管（18）に入り、戻りガス通路（26）を下か
ら上へ通つたのち反応管（18）の頂部で加熱されながら
折り返し、つづいて触媒（19）内を上から下に流れ、原
料ガスマニホールド（23）を通つて改質器外へ流出す
る。このように窒素を流すことにより、窒素は、反応管
（18）頂部の燃焼空間の内壁で加熱され、触媒の充填部
を下降して触媒を加熱し、原料ガス入り口側の触媒につ
いても、スチームの凝縮温度まで短時間で昇温し、起動
時間を短縮することが出来る。
触媒（19）がスチームの凝縮温度を越えたのち、スチ
ームを昇温用の熱媒体に用いるのは、従来例と同じであ
る。
ームを昇温用の熱媒体に用いるのは、従来例と同じであ
る。
上記実施例の他に第２図に示すようにリサイクルブロ
ワを使用せず、改質器プロセス部の前後に導入・放出ラ
インを設けて、改質運転時と逆向きに窒素ガスを流すよ
うに構成すれば同様の作用がある。
ワを使用せず、改質器プロセス部の前後に導入・放出ラ
インを設けて、改質運転時と逆向きに窒素ガスを流すよ
うに構成すれば同様の作用がある。
この発明は以上説明した通り、窒素を改質運転時の原
料ガスの方向とは逆方向に流すことにより、原料ガス入
り口側の触媒も短時間で昇温させることができるので、
起動時間を短縮することができる。
料ガスの方向とは逆方向に流すことにより、原料ガス入
り口側の触媒も短時間で昇温させることができるので、
起動時間を短縮することができる。
第１図は、この発明の一実施例による燃料電池用改質装
置を示す系統図、第２図はこの発明の他の実施例による
燃料電池用改質装置を示す系統図、第３図は、従来の燃
料電池用改質装置を示す系統図、第４図は、改質器内部
の概念図である。 図において、（１）、（２）は、流量調節弁、（３）
は、改質器燃焼部、（４）は、改質器プロセス部、
（５）、（６）、（７）、（８）は、出入口弁、
（９）、（10）は、バイパス弁、（11）は、高温シフト
コンバータ、（12）は低温シフトコンバータ、（13）
は、気水分離器、（14）は、リサイクルブロワ、（15）
は、配管、（16）は、電池燃料極、（17）は電池空気極
である。 第３図において、（18）は、反応管、（19）は触媒、
（20）は伝熱粒子、（21）は、バーナ、（22）は、燃焼
空間、（23）は、原料ガスマニホールド、（24）は、改
質ガスマニホールド、（25）は、燃焼ガスマニホール
ド、（26）は、戻りガス通路を示す。 なお図中同一符号は、同一、又は相当部分を示す。
置を示す系統図、第２図はこの発明の他の実施例による
燃料電池用改質装置を示す系統図、第３図は、従来の燃
料電池用改質装置を示す系統図、第４図は、改質器内部
の概念図である。 図において、（１）、（２）は、流量調節弁、（３）
は、改質器燃焼部、（４）は、改質器プロセス部、
（５）、（６）、（７）、（８）は、出入口弁、
（９）、（10）は、バイパス弁、（11）は、高温シフト
コンバータ、（12）は低温シフトコンバータ、（13）
は、気水分離器、（14）は、リサイクルブロワ、（15）
は、配管、（16）は、電池燃料極、（17）は電池空気極
である。 第３図において、（18）は、反応管、（19）は触媒、
（20）は伝熱粒子、（21）は、バーナ、（22）は、燃焼
空間、（23）は、原料ガスマニホールド、（24）は、改
質ガスマニホールド、（25）は、燃焼ガスマニホール
ド、（26）は、戻りガス通路を示す。 なお図中同一符号は、同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】燃料ガスを水素を多く含む改質ガスに変換
する触媒が収容された改質器プロセス部と、この改質器
プロセス部の上部に配置された改質器燃焼部と、原料ガ
スの供給口、改質ガスの取出口および上記改質器燃焼部
で燃焼した燃焼ガスを上記原料ガスの流れ方向とは逆方
向に流して排出する排出口を備え、起動昇温時に上記改
質器燃焼部で燃焼した燃焼ガスにより上記触媒を加熱す
るとともに、上記改質器プロセス部に、改質器運転時の
原料ガスの流れ方向とは逆方向に窒素を流すことを特徴
とする燃料電池用改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198261A JP2526723B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 燃料電池用改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198261A JP2526723B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 燃料電池用改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483703A JPH0483703A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2526723B2 true JP2526723B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=16388194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2198261A Expired - Lifetime JP2526723B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 燃料電池用改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526723B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230503A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 改質系の昇温方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445736U (ja) * | 1987-09-10 | 1989-03-20 |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2198261A patent/JP2526723B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230503A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 改質系の昇温方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0483703A (ja) | 1992-03-17 |
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