JP3455991B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JP3455991B2 JP3455991B2 JP13084793A JP13084793A JP3455991B2 JP 3455991 B2 JP3455991 B2 JP 3455991B2 JP 13084793 A JP13084793 A JP 13084793A JP 13084793 A JP13084793 A JP 13084793A JP 3455991 B2 JP3455991 B2 JP 3455991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- desulfurizer
- desulfurizing agent
- gas
- cell power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脱硫器に都市ガス等の
原燃料ガス中の硫黄成分を吸着脱硫する機能と酸化分解
する機能とを有する脱硫剤を用いた燃料電池発電装置に
関する。
原燃料ガス中の硫黄成分を吸着脱硫する機能と酸化分解
する機能とを有する脱硫剤を用いた燃料電池発電装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池の中でも特に第２世代と呼ばれ
る溶融炭酸塩燃料電池は、作動温度が６５０℃と高く排
熱も利用すると高いエネルギー効率が期待できることが
知られている。これらの燃料としては、一般的に水素を
主成分とする燃料ガスが用いられる。このうち比較的大
規模な中央発電代替用と考えられているものは、石油ガ
スや天然ガスを原料とし、これを水蒸気改質した水素を
含む合成ガスが燃料として供給される。また比較的小規
模な燃料電池（オンサイト用）では、都市ガス（主成分
はメタン）を水蒸気改質して利用することができる。ど
ちらの場合も原料中に含まれる硫黄成分が改質触媒を被
毒するため、水蒸気改質する前にこの硫黄成分を除去し
て使用している。
る溶融炭酸塩燃料電池は、作動温度が６５０℃と高く排
熱も利用すると高いエネルギー効率が期待できることが
知られている。これらの燃料としては、一般的に水素を
主成分とする燃料ガスが用いられる。このうち比較的大
規模な中央発電代替用と考えられているものは、石油ガ
スや天然ガスを原料とし、これを水蒸気改質した水素を
含む合成ガスが燃料として供給される。また比較的小規
模な燃料電池（オンサイト用）では、都市ガス（主成分
はメタン）を水蒸気改質して利用することができる。ど
ちらの場合も原料中に含まれる硫黄成分が改質触媒を被
毒するため、水蒸気改質する前にこの硫黄成分を除去し
て使用している。
【０００３】硫黄成分を除去する方法としては水添脱硫
法がある。これは、まず最初に水添触媒を用いて硫黄成
分を水素と反応させ硫化水素にしてから、これをＺｎＯ
等の吸着剤で吸着除去するものである。この方法では、
先の反応を起こすために３００〜４００℃程度の温度が
必要であり、使用する材料としても水添触媒と吸着剤の
２種類が必要である。また、反応に水素を必要とするた
めエネルギー効率的に不利である。
法がある。これは、まず最初に水添触媒を用いて硫黄成
分を水素と反応させ硫化水素にしてから、これをＺｎＯ
等の吸着剤で吸着除去するものである。この方法では、
先の反応を起こすために３００〜４００℃程度の温度が
必要であり、使用する材料としても水添触媒と吸着剤の
２種類が必要である。また、反応に水素を必要とするた
めエネルギー効率的に不利である。
【０００４】これ以外の脱硫の方法としては、例えば、
特開平２−３０２３０２号公報に開示されるように、水
添脱硫器と銅−亜鉛系脱硫剤を充填した脱硫器の２種類
からなる脱硫装置を用いたものがあるが、これは高精度
に硫黄成分を除去できるというメリットはあるが、装置
としてはかなり複雑化する。また、特開平１−１４３１
５６号公報に開示されるように活性炭を脱硫剤に用いた
脱硫器を複数設け、適宜再生使用するものがあるが、水
添脱硫の操作を必要とせず工程が簡単になるが、この場
合触媒再生のために水蒸気が必要であるため、これを供
給する配管を設けなければならない。
特開平２−３０２３０２号公報に開示されるように、水
添脱硫器と銅−亜鉛系脱硫剤を充填した脱硫器の２種類
からなる脱硫装置を用いたものがあるが、これは高精度
に硫黄成分を除去できるというメリットはあるが、装置
としてはかなり複雑化する。また、特開平１−１４３１
５６号公報に開示されるように活性炭を脱硫剤に用いた
脱硫器を複数設け、適宜再生使用するものがあるが、水
添脱硫の操作を必要とせず工程が簡単になるが、この場
合触媒再生のために水蒸気が必要であるため、これを供
給する配管を設けなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
脱硫の方法である水添脱硫法では、水添触媒と脱硫剤の
２つが必要であり、反応を起こすために水素ガスと３０
０〜４００℃の温度も必要であるため、エネルギー効率
的には不利で、装置自体も複雑になるという欠点があ
る。また、特開平２−３０２３０２号公報に開示される
ように水添脱硫器と銅−亜鉛系脱硫剤入りの脱硫器の２
つを持つものでは、装置がより複雑化してしまうという
欠点がある。さらに、特開平１−１４３１５６号公報に
開示される活性炭入りの脱硫器を用いるものでは、再生
使用するために水蒸気を必要とするので水蒸気配管を設
ける必要があり、配管系が複雑化するという欠点があ
る。
脱硫の方法である水添脱硫法では、水添触媒と脱硫剤の
２つが必要であり、反応を起こすために水素ガスと３０
０〜４００℃の温度も必要であるため、エネルギー効率
的には不利で、装置自体も複雑になるという欠点があ
る。また、特開平２−３０２３０２号公報に開示される
ように水添脱硫器と銅−亜鉛系脱硫剤入りの脱硫器の２
つを持つものでは、装置がより複雑化してしまうという
欠点がある。さらに、特開平１−１４３１５６号公報に
開示される活性炭入りの脱硫器を用いるものでは、再生
使用するために水蒸気を必要とするので水蒸気配管を設
ける必要があり、配管系が複雑化するという欠点があ
る。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みて、従来の
燃料電池に用いられている脱硫装置に代わり、装置の構
造がより簡単で、脱硫剤の交換の必要がなく、より長寿
命で脱硫効果の優れた脱硫装置を備えた燃料電池発電装
置を提供するものである。
燃料電池に用いられている脱硫装置に代わり、装置の構
造がより簡単で、脱硫剤の交換の必要がなく、より長寿
命で脱硫効果の優れた脱硫装置を備えた燃料電池発電装
置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の燃料電池発電装置は、少なくともゼオライ
トと貴金属により構成される脱硫剤を有し、硫黄成分を
含んだ原燃料ガスを脱硫するための複数個の脱硫器と、
脱硫された原燃料ガスを水素を主成分とする燃料ガスに
水蒸気改質する改質器と、この改質器からの燃料ガスが
供給される燃料電池本体とを具備し、前記複数の脱硫器
を並列に配設し、一方が空気の存在下で加熱する酸化分
解で脱硫剤の再生を行い、他方が吸着により脱硫を行う
ことを特徴とする。 また、本発明の燃料電池発電装置
は、硫黄成分を含んだ原燃料ガスを脱硫するための吸着
を５０℃以下で脱硫器の再生のための酸化分解を３００
〜５００℃で行うと有効である。
め、本発明の燃料電池発電装置は、少なくともゼオライ
トと貴金属により構成される脱硫剤を有し、硫黄成分を
含んだ原燃料ガスを脱硫するための複数個の脱硫器と、
脱硫された原燃料ガスを水素を主成分とする燃料ガスに
水蒸気改質する改質器と、この改質器からの燃料ガスが
供給される燃料電池本体とを具備し、前記複数の脱硫器
を並列に配設し、一方が空気の存在下で加熱する酸化分
解で脱硫剤の再生を行い、他方が吸着により脱硫を行う
ことを特徴とする。 また、本発明の燃料電池発電装置
は、硫黄成分を含んだ原燃料ガスを脱硫するための吸着
を５０℃以下で脱硫器の再生のための酸化分解を３００
〜５００℃で行うと有効である。
【０００８】
【作用】本発明による燃料電池発電装置は燃料電池の作
動中、並列に配設した複数個の脱硫器を適宜切り換えて
使用することができる。つまり、一方の脱硫器が酸化分
解による再生を行っているときには、他方が吸着により
脱硫を行うことができる。また脱硫剤には、脱硫時に吸
着した硫黄成分を再生時に酸化分解して繰り返し使用で
きる材料を用いているため、脱硫剤を交換する必要がな
く、脱硫器を適宜切り換えることにより半永久的に脱硫
剤を使用することができる。これにより従来の水添脱硫
法を用いたものに比べ装置が簡単になり、コスト低下，
コンパクト化につながる。また、脱硫剤に活性炭を使用
したものに比べ水蒸気配管を設ける必要がないため、再
生使用がはるかに容易で、高信頼性，長寿命化が図れ
る。さらに、脱硫剤の再生に燃料電池本体において発生
する熱を利用することができるため装置としての効率も
上げることができる。
動中、並列に配設した複数個の脱硫器を適宜切り換えて
使用することができる。つまり、一方の脱硫器が酸化分
解による再生を行っているときには、他方が吸着により
脱硫を行うことができる。また脱硫剤には、脱硫時に吸
着した硫黄成分を再生時に酸化分解して繰り返し使用で
きる材料を用いているため、脱硫剤を交換する必要がな
く、脱硫器を適宜切り換えることにより半永久的に脱硫
剤を使用することができる。これにより従来の水添脱硫
法を用いたものに比べ装置が簡単になり、コスト低下，
コンパクト化につながる。また、脱硫剤に活性炭を使用
したものに比べ水蒸気配管を設ける必要がないため、再
生使用がはるかに容易で、高信頼性，長寿命化が図れ
る。さらに、脱硫剤の再生に燃料電池本体において発生
する熱を利用することができるため装置としての効率も
上げることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を用いた燃料電池発電システム
について図面を参照して述べる。
について図面を参照して述べる。
【００１０】（実施例１）図１は、本発明を用いた溶融
炭酸塩型燃料電池発電装置の一実施例の装置の構成図を
示すもので、原燃料ガスとなる都市ガスは、脱硫器１あ
るいは２を通過した後、予熱器３で予熱され、水蒸気と
ともに改質器４に導入される。改質器４で改質された都
市ガスは、燃料電池５の燃料極７に供給され、電池反応
に用いられる。ここで使用されなかった未反応の燃料ガ
スは、ライン１６からブロア９を通して、予熱器３およ
び脱硫器１で熱交換を行った後に改質器４の熱源として
使用される。また、改質器４からの排ガスは、燃料電池
５の空気極６の二酸化炭素供給源として、ライン１４か
らの空気とともに空気極６に供給される。また空気極６
からの排ガスの一部はライン１５からブロア８を通して
リサイクルされる。残りの空気極６からの排ガスは、ラ
イン１７を経てタービン１１を駆動するのに用いられ
る。タービン１１には空気を供給するための圧縮機１０
が直結されており、タービンで得た出力から圧縮機１０
を動かすための動力を引いた分を電力として発電機１２
を介して電力調整機１３から燃料電池発電の電力ととも
に取り出すことができる。圧縮機１０から供給される空
気は、ライン１４を経て一部は、先に述べた空気極供給
用に、もう一部は、ライン１６からの燃料排ガスととも
に改質器４の熱源に用いられる。また、脱硫剤の再利用
としても一部用いられる。
炭酸塩型燃料電池発電装置の一実施例の装置の構成図を
示すもので、原燃料ガスとなる都市ガスは、脱硫器１あ
るいは２を通過した後、予熱器３で予熱され、水蒸気と
ともに改質器４に導入される。改質器４で改質された都
市ガスは、燃料電池５の燃料極７に供給され、電池反応
に用いられる。ここで使用されなかった未反応の燃料ガ
スは、ライン１６からブロア９を通して、予熱器３およ
び脱硫器１で熱交換を行った後に改質器４の熱源として
使用される。また、改質器４からの排ガスは、燃料電池
５の空気極６の二酸化炭素供給源として、ライン１４か
らの空気とともに空気極６に供給される。また空気極６
からの排ガスの一部はライン１５からブロア８を通して
リサイクルされる。残りの空気極６からの排ガスは、ラ
イン１７を経てタービン１１を駆動するのに用いられ
る。タービン１１には空気を供給するための圧縮機１０
が直結されており、タービンで得た出力から圧縮機１０
を動かすための動力を引いた分を電力として発電機１２
を介して電力調整機１３から燃料電池発電の電力ととも
に取り出すことができる。圧縮機１０から供給される空
気は、ライン１４を経て一部は、先に述べた空気極供給
用に、もう一部は、ライン１６からの燃料排ガスととも
に改質器４の熱源に用いられる。また、脱硫剤の再利用
としても一部用いられる。
【００１１】これらの燃料電池発電装置において、ここ
では原料ガスとなる都市ガスを予熱する前に空気中で酸
化分解して再生使用できる脱硫剤を充填した脱硫器１，
２が設けられている。これらの脱硫器１，２は、５０℃
以下の温度で都市ガス中の硫黄成分を吸着脱硫すること
ができ、かつ脱硫器２を使用しているときには、脱硫器
１にライン１４から空気を供給し、ライン１６の未反応
の燃料ガスを熱交換して得られる熱を用いて３００〜５
００℃で酸化分解して再生する。この動作を交互に繰り
返すことにより脱硫剤を交換することなく継続して運転
可能なシステムが構成できる。また、水添脱硫法を用い
たものに比べ、水素ガスを必要とする水添触媒が不要
で、よりコンパクトな燃料電池発電装置が構成できる。
また、脱硫剤の再生には、取り扱いの容易な空気を用い
ることができ、脱硫剤の交換を必要としない脱硫器を備
えた燃料電池発電システムを構成できる。
では原料ガスとなる都市ガスを予熱する前に空気中で酸
化分解して再生使用できる脱硫剤を充填した脱硫器１，
２が設けられている。これらの脱硫器１，２は、５０℃
以下の温度で都市ガス中の硫黄成分を吸着脱硫すること
ができ、かつ脱硫器２を使用しているときには、脱硫器
１にライン１４から空気を供給し、ライン１６の未反応
の燃料ガスを熱交換して得られる熱を用いて３００〜５
００℃で酸化分解して再生する。この動作を交互に繰り
返すことにより脱硫剤を交換することなく継続して運転
可能なシステムが構成できる。また、水添脱硫法を用い
たものに比べ、水素ガスを必要とする水添触媒が不要
で、よりコンパクトな燃料電池発電装置が構成できる。
また、脱硫剤の再生には、取り扱いの容易な空気を用い
ることができ、脱硫剤の交換を必要としない脱硫器を備
えた燃料電池発電システムを構成できる。
【００１２】また、脱硫器に入れる脱硫剤の形状は、通
常の触媒で用いられる球状あるいはペレット状でも良
く、この材料をハニカム状，円筒状，円筒中空状に成型
して用いることもできる。これ以外でも本発明で使用可
能な形状であればどんな形でも構わない。脱硫器の個数
に関しても、ここでは２つの場合を例に説明したが、本
発明で使用できるならば、いくつでも構わない。
常の触媒で用いられる球状あるいはペレット状でも良
く、この材料をハニカム状，円筒状，円筒中空状に成型
して用いることもできる。これ以外でも本発明で使用可
能な形状であればどんな形でも構わない。脱硫器の個数
に関しても、ここでは２つの場合を例に説明したが、本
発明で使用できるならば、いくつでも構わない。
【００１３】ここでは、改質器を燃料電池の外部に設け
た外部改質方式の溶融炭酸塩燃料電池を例に述べたが、
改質の方式は内部改質方式でも良く、また燃料電池の種
類については、固体電解質型，リン酸型等ここで示した
方式を用いることができればどんなものでも構わない。
た外部改質方式の溶融炭酸塩燃料電池を例に述べたが、
改質の方式は内部改質方式でも良く、また燃料電池の種
類については、固体電解質型，リン酸型等ここで示した
方式を用いることができればどんなものでも構わない。
【００１４】（実施例２）図２は、実際に実施例１で示
した脱硫器１，２の中に、銅ゼオライト（４８ｗｔ
％），シリカ（３０ｗｔ％），アルミナ（２０ｗｔ
％），Ｐｔ（１ｗｔ％），Ｐｄ（１ｗｔ％）を含有する
材料Ａを脱硫剤として入れたとき、改質器４を通過した
後のガス中の残メタン濃度（３００時間後）を脱硫器の
使用温度に対して調べたものである。運転条件は、脱硫
器のＳＶ＝５００ｈ-1，改質器のＳＶ＝４０００ｈ-1，
Ｓ／Ｃ＝３．０，改質温度６５０℃で行った。この結
果、５０℃以上の温度域で残メタン濃度が上昇し、改質
性能が低下していることが分かった。これは、５０℃以
上の温度域では、脱硫剤の活性が低下し、脱硫剤で吸着
できなかった硫黄成分が改質触媒を被毒したためと考え
られた。実際、この後調べてみると改質触媒はかなり劣
化していた。よって、脱硫剤の使用温度は、５０℃以下
にすることが望ましい。
した脱硫器１，２の中に、銅ゼオライト（４８ｗｔ
％），シリカ（３０ｗｔ％），アルミナ（２０ｗｔ
％），Ｐｔ（１ｗｔ％），Ｐｄ（１ｗｔ％）を含有する
材料Ａを脱硫剤として入れたとき、改質器４を通過した
後のガス中の残メタン濃度（３００時間後）を脱硫器の
使用温度に対して調べたものである。運転条件は、脱硫
器のＳＶ＝５００ｈ-1，改質器のＳＶ＝４０００ｈ-1，
Ｓ／Ｃ＝３．０，改質温度６５０℃で行った。この結
果、５０℃以上の温度域で残メタン濃度が上昇し、改質
性能が低下していることが分かった。これは、５０℃以
上の温度域では、脱硫剤の活性が低下し、脱硫剤で吸着
できなかった硫黄成分が改質触媒を被毒したためと考え
られた。実際、この後調べてみると改質触媒はかなり劣
化していた。よって、脱硫剤の使用温度は、５０℃以下
にすることが望ましい。
【００１５】（実施例３）図３は、脱硫器の中に実施例
２の材料Ａを入れた場合と従来から吸着剤として使用さ
れている活性炭を入れた場合、また脱硫器を用いず都市
ガスを直接改質器に入れた場合の各々について、改質器
を通った後のガス中の残メタン濃度を経時的に測定した
ものである。運転条件は、実施例１と同じとした。これ
より本発明を用いたものでは、約３００時間後から残メ
タン濃度の上昇がなくなり、ほぼ一定になっている。こ
れに対し脱硫剤として活性炭を用いたものでは、脱硫器
を用いない場合に比べるとかなりメタン濃度の増加の割
合は小さくなっているものの、本発明に比べると残メタ
ン濃度の増加の割合いが大きく、５００時間後では本発
明の約２倍程度の残メタン濃度になった。これは、活性
炭では吸着しきれなかった硫黄成分が改質触媒を徐々に
被毒し、性能が劣化したためと考えられた。
２の材料Ａを入れた場合と従来から吸着剤として使用さ
れている活性炭を入れた場合、また脱硫器を用いず都市
ガスを直接改質器に入れた場合の各々について、改質器
を通った後のガス中の残メタン濃度を経時的に測定した
ものである。運転条件は、実施例１と同じとした。これ
より本発明を用いたものでは、約３００時間後から残メ
タン濃度の上昇がなくなり、ほぼ一定になっている。こ
れに対し脱硫剤として活性炭を用いたものでは、脱硫器
を用いない場合に比べるとかなりメタン濃度の増加の割
合は小さくなっているものの、本発明に比べると残メタ
ン濃度の増加の割合いが大きく、５００時間後では本発
明の約２倍程度の残メタン濃度になった。これは、活性
炭では吸着しきれなかった硫黄成分が改質触媒を徐々に
被毒し、性能が劣化したためと考えられた。
【００１６】（実施例４）図４は、一度吸着脱硫した脱
硫剤を、１００〜８００℃で再生した後、再度脱硫器の
中に入れて使用したとき，改質器を通過した後のガス中
の残メタン濃度（３００時間後）を再生処理温度に対し
て調べたものである。ここでも脱硫剤としては、実施例
２の材料Ａを使用した。再生の方法としては、空気を流
しながらＳＶ＝１０００ｈ-1で、３ｈ処理した。試験条
件は先と同条件で行った。これより３００〜５００℃で
再生処理したものが、再生処理する前とほぼ同じ残メタ
ン濃度を示している。よって、この材料を用いれば３０
０〜５００℃の温度範囲で再生することにより、繰り返
し使用することが可能となる。
硫剤を、１００〜８００℃で再生した後、再度脱硫器の
中に入れて使用したとき，改質器を通過した後のガス中
の残メタン濃度（３００時間後）を再生処理温度に対し
て調べたものである。ここでも脱硫剤としては、実施例
２の材料Ａを使用した。再生の方法としては、空気を流
しながらＳＶ＝１０００ｈ-1で、３ｈ処理した。試験条
件は先と同条件で行った。これより３００〜５００℃で
再生処理したものが、再生処理する前とほぼ同じ残メタ
ン濃度を示している。よって、この材料を用いれば３０
０〜５００℃の温度範囲で再生することにより、繰り返
し使用することが可能となる。
【００１７】以上のことから、本発明の脱硫剤を５０℃
以下の温度で使用すれば、従来使用されている活性炭を
用いるよりも高性能な脱硫器を備えた燃料電池発電シス
テムを構成することができる。また３００〜５００℃の
温度で再生することにより繰り返し使用可能な脱硫器を
備えた燃料電池発電システムを構成することができる。
以下の温度で使用すれば、従来使用されている活性炭を
用いるよりも高性能な脱硫器を備えた燃料電池発電シス
テムを構成することができる。また３００〜５００℃の
温度で再生することにより繰り返し使用可能な脱硫器を
備えた燃料電池発電システムを構成することができる。
【００１８】（実施例５）実施例２の材料Ａの構成材料
である貴金属Ｐｔ，Ｐｄを別の貴金属（Ｒｈ，Ｒｕ，Ａ
ｕ）ないしこれらを組み合わせて使用したものに置き換
えて、実施例４と同様一度吸着脱硫を行い、４００℃で
３時間再生した後、再度脱硫器の中に入れて使用したと
き、改質器を通過した後のガス中の残メタン濃度（３０
０時間後）を調べ、まとめたのが（表１）である。貴金
属量は単独で用いる場合は、２ｗｔ％とし、２つを組み
合わせた場合はそれぞれ１ｗｔ％とした。これより貴金
属にＰｔあるいはＰｄを用いたものが、残メタン濃度が
いちばん少なくなっており、脱硫剤の構成材料の一つで
ある貴金属としてはＰｔあるいはＰｄを用いることが望
ましい。ただし、これ以外の貴金属が全く使用できない
ということはない。
である貴金属Ｐｔ，Ｐｄを別の貴金属（Ｒｈ，Ｒｕ，Ａ
ｕ）ないしこれらを組み合わせて使用したものに置き換
えて、実施例４と同様一度吸着脱硫を行い、４００℃で
３時間再生した後、再度脱硫器の中に入れて使用したと
き、改質器を通過した後のガス中の残メタン濃度（３０
０時間後）を調べ、まとめたのが（表１）である。貴金
属量は単独で用いる場合は、２ｗｔ％とし、２つを組み
合わせた場合はそれぞれ１ｗｔ％とした。これより貴金
属にＰｔあるいはＰｄを用いたものが、残メタン濃度が
いちばん少なくなっており、脱硫剤の構成材料の一つで
ある貴金属としてはＰｔあるいはＰｄを用いることが望
ましい。ただし、これ以外の貴金属が全く使用できない
ということはない。
【００１９】
【表１】
【００２０】（実施例６）実施例２の材料Ａの構成材料
である銅ゼオライトを別のイオン交換ゼオライト（Ｎ
ａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｚｎ）に置き換えて実施例２と
同様に改質器を通過した後のガス中の残メタン濃度（３
００時間後）を調べてまとめたのが（表２）である。こ
れよりゼオライトとしてＣｕゼオライトを用いたもの
が、残メタン濃度が他のものに比べて著しく小さくなる
ことが分かった。よって脱硫剤の構成材料の一つである
ゼオライトとしては、銅ゼオライトを用いることが望ま
しい。
である銅ゼオライトを別のイオン交換ゼオライト（Ｎ
ａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｚｎ）に置き換えて実施例２と
同様に改質器を通過した後のガス中の残メタン濃度（３
００時間後）を調べてまとめたのが（表２）である。こ
れよりゼオライトとしてＣｕゼオライトを用いたもの
が、残メタン濃度が他のものに比べて著しく小さくなる
ことが分かった。よって脱硫剤の構成材料の一つである
ゼオライトとしては、銅ゼオライトを用いることが望ま
しい。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】以上実施例の説明から明らかなように、
本発明の燃料電池発電装置によれば、脱硫剤として酸化
分解して繰り返し再生使用できる材料を用いた複数個の
脱硫器を適宜切り換えて使用できるようにしたため、従
来の水添脱硫法を用いたものに比べて、水素ガスを必要
とする水添触媒を用いる必要がなく、構成が簡単で、従
来用いられてきた脱硫剤の活性炭に比べて高性能で、取
り扱い易く、再生使用できるため脱硫剤の交換が不要な
脱硫器を備えた、信頼性の高い、また長寿命な燃料電池
発電装置を提供できる。
本発明の燃料電池発電装置によれば、脱硫剤として酸化
分解して繰り返し再生使用できる材料を用いた複数個の
脱硫器を適宜切り換えて使用できるようにしたため、従
来の水添脱硫法を用いたものに比べて、水素ガスを必要
とする水添触媒を用いる必要がなく、構成が簡単で、従
来用いられてきた脱硫剤の活性炭に比べて高性能で、取
り扱い易く、再生使用できるため脱硫剤の交換が不要な
脱硫器を備えた、信頼性の高い、また長寿命な燃料電池
発電装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施例の溶融炭酸塩燃料電池発電装
置の構成図である
置の構成図である
【図２】本発明の第２の実施例の脱硫器の使用温度と残
メタン濃度の関係を示す図である
メタン濃度の関係を示す図である
【図３】本発明の第３の実施例の脱硫剤を変えたときの
残メタン濃度を示す図である
残メタン濃度を示す図である
【図４】本発明の第４の実施例の脱硫剤の再生処理温度
と残メタン濃度の関係を示す図である
と残メタン濃度の関係を示す図である
１，２ 脱硫器
３ 予熱器
４ 改質器
５ 燃料電池
６ 空気極
７ 燃料極
８，９ ブロア
１０ 圧縮機
１１ タービン
１２ 発電機
１３ 電力調整機
１４，１５，１６ ライン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 羽藤 一仁
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 木村 邦夫
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 小野 之良
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−143156（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−36580（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−245222（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−253168（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−35821（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−294943（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−9067（ＪＰ，Ａ)
特公 昭48−20999（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/04
H01M 8/06
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくともゼオライトと貴金属により構
成される脱硫剤を有し、硫黄成分を含んだ原燃料ガスを
脱硫するための複数個の脱硫器と、脱硫された原燃料ガ
スを水素を主成分とする燃料ガスに水蒸気改質する改質
器と、この改質器からの燃料ガスが供給される燃料電池
本体とを具備し、前記複数の脱硫器を並列に配設し、一
方が空気の存在下で加熱する酸化分解で脱硫剤の再生を
行い、他方が吸着により脱硫を行うことを特徴とする燃
料電池発電装置。 - 【請求項２】 硫黄成分を含んだ原燃料ガスを脱硫する
ための吸着を５０℃以下で脱硫器の再生のための酸化分
解を３００〜５００℃で行うことを特徴とする請求項１
に記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13084793A JP3455991B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13084793A JP3455991B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342669A JPH06342669A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3455991B2 true JP3455991B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=15044088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13084793A Expired - Fee Related JP3455991B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3455991B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018162694A1 (de) * | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Avl List Gmbh | Brennstoffzellensystem und verfahren zum durchführen einer thermischen regeneration von entschwefelungsadsorbaten |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065621A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Ebara Corporation | Fuel cell power generation method and system |
| JP4653138B2 (ja) * | 2007-04-16 | 2011-03-16 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
| JPWO2014097622A1 (ja) * | 2012-12-19 | 2017-01-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
| JP2017174574A (ja) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | 東邦瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
| JP7183095B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2022-12-05 | 大阪瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP13084793A patent/JP3455991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018162694A1 (de) * | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Avl List Gmbh | Brennstoffzellensystem und verfahren zum durchführen einer thermischen regeneration von entschwefelungsadsorbaten |
| CN110392951A (zh) * | 2017-03-10 | 2019-10-29 | Avl李斯特有限公司 | 用于执行脱硫被吸附物的热再生的方法和燃料电池系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06342669A (ja) | 1994-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5079103A (en) | Fuel cells with hydrogen recycle | |
| EP1660215B1 (en) | High-capacity sulfur adsorbent bed and gas desulfurization method | |
| JP2004527367A (ja) | ガスの精製 | |
| JP2002020102A (ja) | 水素製造装置の起動方法およびその停止方法 | |
| JP2016517613A (ja) | 燃料電池システムにおける酸化脱硫に使用するための酸化マンガン含有材料 | |
| US7198862B2 (en) | Process for preparing a low-sulfur reformate gas for use in a fuel cell system | |
| JP2004168648A (ja) | 金属イオン交換ゼオライト及びその製造方法、並びに該金属イオン交換ゼオライトを含む硫黄化合物除去用吸着剤 | |
| JP3455991B2 (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP2004284875A (ja) | 水素製造システムおよび燃料電池システム | |
| JP2003524566A (ja) | 再生可能なｃｏスカベンジャに基づく一酸化炭素の除去方法 | |
| WO2001004046A1 (fr) | Procede de production d'energie electrique a l'aide d'une pile a combustible et systeme de production d'energie electrique utilisant une pile a combustible | |
| JP2006036616A (ja) | ゼオライトの製造方法及び該ゼオライトを含む硫黄化合物除去用吸着剤 | |
| JPH08138703A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP4357756B2 (ja) | メンブレンリフォーマによる高純度水素製造システム | |
| JP2003272691A (ja) | 燃料電池発電装置および燃料電池発電装置の運転方法 | |
| JP2003095612A (ja) | 水素製造設備 | |
| JPH05114414A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP2005179083A (ja) | 水素製造装置および燃料電池システム並びにその運転方法 | |
| JP3050850B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP4961102B2 (ja) | ゼオライトの製造方法及び該ゼオライトを含む硫黄化合物除去用吸着剤 | |
| JPH07169495A (ja) | 廃棄物発酵ガス利用化学発電システム | |
| JP2016184550A (ja) | ガス製造装置 | |
| JP2001325981A (ja) | 被処理ガス改質機構と固体高分子型燃料電池システム並びに被処理ガス改質方法 | |
| JPH04206161A (ja) | 燃料電池用メタノール改質ガスの供給方法 | |
| JP4339134B2 (ja) | ガス状炭化水素化合物の脱硫剤成形体及び脱硫方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |