JP3747761B2 - Fuel reformer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炭化水素を含む改質用燃料を改質することにより、水素を含む改質ガスを生成する燃料改質装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の燃料改質装置は特開2000−072403号公報に記載されるように改質器、一酸化炭素除去装置、蒸発器等から構成される。
【0003】
ここで一酸化炭素除去装置には、酸化触媒が充填されており、改質ガス中の一酸化炭素を酸化剤と優先的に酸化させて、改質ガス中の一酸化炭素濃度を燃料電池スタックの発電効率が低下しないレベルに低下させることができる。このときの反応は下式にて表せる。
【0004】
2CO+O2→2CO2 (1)
この反応は発熱反応であり、反応の進行に伴って触媒の温度は上昇する。しかしながら触媒の最適活性温度範囲は限られており、温度範囲を超えて上昇すると反応選択性が低下し、下式のような副反応が活発となる。
【0005】
CO2+H2→CO+H2O (2)
2H2+O2→2H2O (3)
(2)式の反応は改質ガス中の一酸化炭素を増加させ、また(2)、(3)式は改質ガス中の水素を消費することになり、これらの反応によって燃料電池スタックの発電効率の低下を招くことになる。
【0006】
一方で、触媒の温度が最適活性温度範囲を下回る場合には、(1)式の反応が抑制されて、改質ガス中の一酸化炭素を酸化させることができず、改質ガス中の一酸化炭素濃度を低減することができない。このため触媒との間で熱交換して触媒の温度を調整する冷媒が触媒の最適活性温度範囲以下の温度である場合には、(1)式の反応速度にあわせて冷媒の流量を緻密に制御しないと触媒が最適活性温度範囲以下の温度になることが考えられる。
【0007】
このように触媒内では発熱反応と熱交換とが同時に進行しており、触媒内部の温度にバラツキが生じる。つまり、触媒の入口付近では酸化剤濃度が高く、(1)式や(3)式の反応速度が早く、触媒温度は上昇し、高温となる。そして触媒の温度が最適活性温度範囲を超えると副反応が活発化して一酸化炭素除去能力を低下させる。また、酸化剤が反応によって消費され、出口付近ほど酸化剤濃度が低下する傾向となる。これにともない触媒の温度も出口付近ほどその温度が低くなる傾向を示す。そのバラツキ(入口と出口での触媒の温度差)は触媒に流入する改質ガスの温度が高いほど顕著であり、このバラツキを抑制するために触媒に流入する改質ガスの温度を最適温度に制御する技術が特開2000−72403号公報に記載されている。
【0008】
これは一酸化炭素除去装置の上流に熱交換器を備え、触媒に流入する改質ガスの温度を熱交換器を循環する冷媒によって制御し、改質ガスは触媒の温度が最適活性温度範囲となるような温度で触媒に供給されるものである。また冷媒の循環装置を簡素化するために熱交換器を循環する冷媒と一酸化炭素除去装置を循環する冷媒を共用としている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術では一酸化炭素除去装置に流入する時点で改質ガスの温度は最適温度に制御されており、触媒の入口側で(1)式の反応が促進され、触媒の温度は入口側で急激に上昇する。この入口側での触媒の温度を触媒活性に有効な温度範囲内に保持するように冷媒の温度を設定する。
【0010】
従来技術の冷媒の循環装置は熱交換器を循環する冷媒と一酸化炭素除去装置を循環する冷媒を共用しており、熱交換器を循環する冷媒の温度を下げると必然的に一酸化炭素除去装置を循環する冷媒の温度も低下する。
【0011】
一酸化炭素除去装置を循環する冷媒の温度を触媒の温度が最適活性温度範囲となるような温度より低く設定しても、触媒温度を検出して冷媒の流量を緻密に制御することで触媒の温度を最適活性温度範囲に制御することは可能である。しかし、触媒温度を検出することは容易ではなく、また複雑な制御システムにより冷媒の流量を緻密に制御しなければならないという問題がある。
【0012】
そこで本発明は、このような問題を解決する、触媒温度を検出することなしに触媒を最適温度に維持することのできる一酸化炭素除去装置を備えた燃料改質装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、水素を含む改質ガスを生成する改質器と、改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する触媒層を備えた少なくとも一つの一酸化炭素除去装置と、改質器と一酸化炭素除去装置との間に介装され、改質ガスが導入される熱交換器と、を備えた燃料改質装置において、前記熱交換器に第1冷媒を循環し、第1冷媒の温度を制御する第1循環装置と、前記一酸化炭素除去装置に第2冷媒を循環し、第2冷媒の温度を制御する第2循環装置とを設け、第1冷媒の温度が第2冷媒の温度よりも低く設定する。
【0014】
第2の発明は、第1の発明において、前記第1循環装置と前記第2循環装置とに共通する熱交換器を備える。
【0015】
第3の発明は、第2の発明において、熱交換器に流入する第1冷媒の流量を調節する流量調整手段と、前記一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を検出する温度検出手段とを設け、前記改質ガスの温度が所定値となるように第1冷媒の流量を調整する。
【0016】
第4の発明は、第1の発明において、前記第1循環装置は、第1冷媒を燃料電池スタックに循環する。
【0017】
第5の発明は、水素を含む改質ガスを生成する改質器と、改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する触媒層を備えた少なくとも一つの一酸化炭素除去装置と、改質器と一酸化炭素除去装置との間に介装され、改質ガスが導入される熱交換器と、熱交換器と一酸化炭素除去装置に冷媒を循環し、冷媒の温度を制御する循環装置とを備えたことを燃料改質装置において、冷媒は熱交換器を流通した後に一酸化炭素除去装置に流通されるとともに、熱交換器に流入する冷媒の温度が一酸化炭素除去装置に流通する冷媒の温度よりも低く設定される。
【0018】
第6の発明は、第5の発明において、前記循環装置は冷媒が熱交換器をバイパスするためのバイパス流路を備える。
【0019】
第7の発明は、第5または6の発明において、熱交換器における冷媒の吸熱量を予測し、予測した吸熱量に基づき一酸化炭素除去装置に流入する冷媒の温度を演算する冷媒温度演算手段を備え、一酸化炭素除去装置に流入する冷媒の温度が所定値になるように熱交換器に流入する冷媒の温度を設定する。
【0020】
第8の発明は、第6の発明において、熱交換器に流入する冷媒の流量を制御する流量制御手段と、一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を検出する温度検出手段とを備え、温度検出手段の検出値に基づき改質ガスの温度が所定温度となるように流量制御手段を制御する。
【0021】
第9の発明は、第5または6の発明において、燃料電池スタックに冷媒を循環させる燃料電池スタック用循環装置を備え、循環装置の冷媒の放熱が燃料電池スタック用冷媒との熱交換によって行われる。
【0022】
第10の発明は、第1の発明において、第2冷媒の温度は、一酸化炭素除去装置の触媒層の活性温度から設定される。
第11の発明は、第5から8のいずれか一つの発明において、冷媒の温度は、一酸化炭素除去装置の触媒層の活性温度から設定される。
【0023】
【発明の効果】
第1、10の発明では、燃料改質装置において、改質ガスを生成する改質器と、熱交換器と、改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する触媒層を備えた少なくとも一つの一酸化炭素除去装置とを備え、熱交換器に第1冷媒を循環し、第1冷媒の温度を制御する第1循環装置と、一酸化炭素除去装置に第2冷媒を循環し、第2冷媒の温度を制御する第2循環装置とを設け、第1冷媒の温度を第2冷媒の温度(例えば一酸化炭素除去装置の触媒層の活性温度から設定される温度)よりも低く設定するので、第1冷媒によって冷却された改質ガスが一酸化炭素除去装置に導入され、一酸化炭素除去装置の改質ガス導入口近傍での酸化反応速度が抑制され、入口近傍での急激な触媒温度の上昇を防止できる。また第2冷媒は触媒層の活性温度から設定されるので、最適な活性状態を維持することができる。このようにして、熱交換器および一酸化炭素除去装置の触媒層の温度を測定せずに、また第1、2冷媒の流量を緻密に制御することなしに簡単な構成で触媒を活性温度に維持することができる。
【0024】
第2の発明では、第1循環装置と第2循環装置とに共通する熱交換器を備えたので、高温用ラジエータを外気と熱交換しないため、レイアウトの自由度が高まり、システムとしての小型化や低コスト化が可能となる。
【0025】
第3の発明では、熱交換器に流入する第1冷媒の流量を調節する流量調整手段と、一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を検出する温度検出手段とを設け、改質ガスの温度が所定値となるように第1冷媒の流量を調整するので、始動直後などの熱交換器を循環する冷媒の温度が所定値を下回る場合には熱交換器を通過した改質ガスの温度もまた既定の目標値を下回ることになることを検知できる。このような場合に、熱交換器を循環する冷媒の流量を減少して改質ガスの温度を目標値まで高めることにより、一酸化炭素除去装置の入り口付近での(1)式の反応が促進されず、一酸化炭素の濃度が十分に下がらないことを防止することができる。
【0026】
第4の発明では、第1循環装置は、第1冷媒を燃料電池スタックに循環するので、反応熱を除去し燃料電池スタックの昇温を防止することができる。また燃料電池スタックの冷媒循環装置を熱交換器の冷媒循環装置と共用することができるので、システムの小型化、低コスト化を図ることができる。
【0027】
第5の発明では、燃料改質装置において、改質器と、熱交換器と、少なくとも一つの一酸化炭素除去装置とを上流側から配置し、熱交換器と一酸化炭素除去装置に冷媒を循環させる循環装置とを備え、冷媒は熱交換器を流通した後に一酸化炭素除去装置に流通されるとともに、熱交換器に流入する冷媒の温度が一酸化炭素除去装置に流通する冷媒の温度よりも低く設定されるので、触媒の温度が急激に上昇し、触媒の最適活性温度を超えることを抑制し、一酸化炭素除去性能および効率を低下させる副反応を抑制することができる。
【0028】
第6の発明では、循環装置は冷媒が熱交換器をバイパスするためのバイパス流路を備えるので、システムの効率が向上するという効果を生じる。
【0029】
第7の発明では、熱交換器における冷媒の吸熱量を予測し、予測した吸熱量に基づき一酸化炭素除去装置に流入する冷媒の温度を演算する冷媒温度演算手段を備え、一酸化炭素除去装置に流入する冷媒の温度が所定値になるように熱交換器に流入する冷媒の温度を設定するので、冷媒温度が所定値から乖離し、この影響で一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度が目標値から乖離した場合でも一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を目標の温度に変化させることができる。
【0030】
第8の発明では、熱交換器に流入する冷媒の流量を制御する流量制御手段と、一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を検出する温度検出手段とを備え、
温度検出手段の検出値に基づき改質ガスの温度が所定温度となるように流量制御手段を制御するので、冷媒温度が所定値から乖離し、この影響で一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度が目標値から乖離した場合でも一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を目標の温度に変化させることができる。
【0031】
第9の発明では、燃料電池スタックに冷媒を循環させる燃料電池スタック用循環装置を備え、循環装置の冷媒の放熱が燃料電池スタック用冷媒との熱交換によって行われるので、システムが小型化、低コスト化するという効果がある。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施形態の構成を示す。
【0033】
本実施形態の燃料改質装置は、改質器1と、熱交換器2と、一酸化炭素炭素除去装置3、4と、低温冷媒用ポンプ5と、低温冷媒用ラジエータ6と、低温冷媒用サーモスタット7と、高温冷媒用ポンプ10と、高温冷媒用ラジエータ11と、高温冷媒用サーモスタット12とから構成される。
【0034】
ここで使用する冷媒を区別するため、熱交換器2と熱交換するための冷媒を冷媒A、一酸化炭素除去装置3、4と熱交換するための冷媒を冷媒B、熱交換器と一酸化炭素除去装置の両方と熱交換するための冷媒を冷媒A+B、燃料電池スタックのみと熱交換するための冷媒を冷媒Cと以下記載することにする。
【0035】
改質器1には炭化水素系燃料の蒸気と水蒸気と酸化剤が混合された混合ガスが導入される。なお本実施形態では炭化水素系燃料としてメタノールを、酸化剤として空気を用いた場合を想定して説明する。
【0036】
混合ガスは改質器1に導入されると改質器1内に充填された触媒a(例えばCu/ZnO)と反応して水素を含んだ改質ガスを生成する。生成された改質ガスは約300℃の高温のガスである。この改質ガス中には一酸化炭素が約1.5vol%存在している。
【0037】
改質器1から流出した改質ガスは熱交換器2に流入し、熱交換される(冷却作用を受ける)。熱交換器2には低温冷媒用ポンプ5から冷媒Aが供給されて、ここで改質ガスと熱交換する冷媒Aは約85℃に保持され、改質ガスは冷媒Aとの熱交換によって、約85から90℃に冷却される。熱交換器2としてはプレートフィン積層型熱交換器を、冷媒Aとしてエチレングリコールと水との混合液を想定している。
【0038】
なお、冷媒Aの温度は本実施形態では85℃としたが冷媒Aの温度は冷媒Bの温度より低く制御され、かつ一酸化炭素除去装置3、4に用いられる触媒b(例えば一酸化炭素を選択的に酸化させるRu/Al23触媒)の活性温度によって決定されるものである。
【0039】
熱交換器2を通過した受熱した冷媒Aはメイン流路8を通過して低温冷媒用ラジエータ6に導入され、熱を放出する。しかしながら、改質ガス量の少ない部分負荷運転時などでは低温冷媒用ラジエータ6での冷媒Aの放熱量が熱交換器2での冷媒の吸熱量を上回り、冷媒Aの温度が所定値よりも低下してしまうことが考えられる。そこで、低温冷媒用ラジエータ6をバイパスして低温冷媒用ポンプ5の吸い込み側に接続する流路9を設け、吸熱量が少ないような場合には冷媒Aをバイパス流路9にも導入し、冷媒Aの温度が下がり過ぎないように所定温度に制御する。冷媒Aの温度を制御するためにメイン流路8とバイパス流路9との合流部にサーモスタット7を設置し、冷媒Aの温度に応じて開度を制御し、冷媒Aのバイパス流量をコントロールし、冷媒Aの温度を制御する。
【0040】
これらにより冷媒Aの第1循環装置を構成する。
【0041】
熱交換器2を通過した改質ガスは再び酸化剤(空気)を追加されて、一酸化炭素炭素除去装置3に導入される。一酸化炭素炭素除去装置3では触媒bの働きによって改質ガス中の一酸化炭素濃度は約3000ppmまで低減する。
【0042】
そして更に酸化剤を加えられた改質ガスは、一酸化炭素炭素除去装置3の下流に備えられた一酸化炭素除去装置4に導入される。一酸化炭素除去装置4でさらに改質ガス中の一酸化炭素が低減され、40ppm以下の濃度で燃料電池スタックに供給される。
【0043】
なお本実施形態では一酸化炭素除去装置3、4は2個直列に配置したが、一酸化炭素除去装置の個数はこれにとらわれることはなく、一酸化炭素除去の要求性能や燃料改質装置の運転条件等によって決定すればよい。
【0044】
一酸化炭素炭素除去装置3、4では充填された触媒bによって、改質ガスが導入されると触媒上で前記した(1)式から(3)式に示した反応が生じる。
【0045】
(1)式と(3)式の反応は発熱を伴った反応であり反応の進行とともに触媒bの温度も上昇する。したがって触媒bの温度を良好な触媒反応のための適正な温度に維持するためには、一酸化炭素炭素除去装置3、4に冷媒B、例えばオイルを循環させて反応熱を除去する必要がある。
【0046】
直列の配置した2つの一酸化炭素炭素除去装置3、4はそれぞれ熱交換器3a、4aを備える。熱交換器3a、4aは、例えばプレートフィン積層型の構造を有しており、熱交換のための改質ガスが通過する流路と冷媒Bが循環する流路とを備えている。なお改質ガスが通過する流路には上述の触媒bがコーティングされる。
【0047】
ここで冷媒Bの温度は触媒bの温度を最適活性温度範囲に維持するように制御され、本実施形態の触媒bの最適活性温度範囲は100〜200℃であるので、冷媒Bの温度は一酸化炭素除去装置の入口で100℃となるように制御する。
【0048】
このように冷媒Bの温度を触媒bの最適活性温度に維持することにより、触媒bの温度を常に最適活性温度とすることができ、触媒bの温度が活性温度に達していない場合に生じる(1)式の反応速度が遅くなることを抑止し、結果として改質ガス中の一酸化炭素の濃度が低減しないという問題を防止する。
【0049】
冷媒Bはポンプ10から吐出されて一酸化炭素炭素除去装置3の熱交換器3aに供給されて、触媒bと熱交換して反応熱を吸収する。続いて冷媒Bは下流の一酸化炭素除去装置4の熱交換器4aに導入されて、同様に反応熱を吸収する。触媒bとの熱交換によって冷媒Bは昇温して、メイン流路13を通過して高温冷媒用ラジエータ11に導入されて外部に熱を放出する。
【0050】
このように冷媒Bの第2循環装置を構成する。
【0051】
また、部分負荷運転時などでは高温冷媒用ラジエータ11での冷媒Bの放熱量が一酸化炭素除去装置3、4での冷媒Bの吸熱量を上回り、冷媒Bの温度が所定値よりも低下してしまうことが考えられる。そこで、低温冷媒用ラジエータ6の場合と同様に、高温冷媒用ラジエータ11をバイパスする流路14を設け、吸熱量が少ないような場合には、冷媒Bをバイパス流路14にも導入し、冷媒Bの温度を所定温度に制御する。冷媒Bの温度を制御するためにメイン流路13とバイパス流路14との合流部にサーモスタット12を設置し、その開度を制御することで冷媒Bの流路をコントロールし、冷媒Bの温度を制御する。
【0052】
これまで説明したように本実施形態では、冷媒の循環装置を熱交換器2用と一酸化炭素炭素除去装置3、4用の2つに分離して配置し、熱交換器に循環させる冷媒Aの温度を一酸化炭素除去装置に循環させる冷媒Bよりも低く設定することにより、熱交換器および一酸化炭素除去装置の触媒の温度を測定することなしに、また冷媒A、Bの流量を緻密に制御することなしに簡単な構成で触媒を活性温度に維持することができる。
【0053】
触媒bでは発生した反応熱の大部分は熱交換によって冷媒Bに伝熱されるが、一部の熱は触媒bを加熱するために費やされ、触媒bが昇温することになる。したがって触媒bの温度が最適活性温度範囲を超えて、反応選択性が低下すると(2)式、(3)式に示した副反応が活発に生じ、これらの副反応は前述したように燃料電池スタックの発電量を低下させるので好ましくない。
【0054】
酸化反応の反応速度は触媒の温度と酸化剤の濃度に依存することは既に述べた。つまり、一酸化炭素除去装置3、4の入口に近い部分での触媒温度は、触媒bの活性温度を考慮した温度の冷媒Bが導入された直後であるため最適活性温度範囲にあり、同時に酸化剤濃度も高いので、酸化反応は急速に進行して触媒bの温度は急激に上昇することになる。
【0055】
しかしながら本実施形態では、熱交換器2に導入される冷媒Aの温度を触媒bの活性温度よりも低い約85℃に制御し、一酸化炭素炭素除去装置3に流入する改質ガスの温度を85〜90℃としているので、一酸化炭素炭素除去装置3の入口付近での酸化反応の速度が遅くなり、触媒bの温度の急激な上昇を抑制することができる。本実施形態での一酸化炭素除去装置内の改質ガスの流れ方向での位置と触媒温度との関係を図2に示す。このように本実施形態においては一酸化炭素除去装置内の副反応が抑制されて、一酸化炭素除去性能および効率が向上する。さらに冷媒Bの温度を触媒bの最適活性温度範囲とすることにより、触媒bの温度を常に最適活性温度とすることができ、触媒bの温度が活性温度に達していない場合に生じる(1)式の反応速度が遅くなることを抑止し、結果として改質ガス中の一酸化炭素の濃度が低減しないという問題を防止する。
【0056】
なお改質ガスおよび冷媒の温度条件は本実施形態の数値に限らず、触媒や冷媒の種類や濃度等によって変更されるべきであることは言うまでもない。
【0057】
図3に第2の実施形態を示す。これは第1の実施形態における高温冷媒用のラジエータ11からの放熱手段を外気との熱交換ではなく、熱交換器2を循環する冷媒Aと熱交換するように流路を接続したものである。
【0058】
熱交換器2から流出した冷媒Aは高温冷媒用ラジエータ11に導入されて冷媒Bと熱交換し、その後低温冷媒用ラジエータ6につながるメイン流路8と低温冷媒用ラジエータ6を通過するバイパス流路9に導入される。
【0059】
このような構成とすることにより、高温冷媒用ラジエータ11と外気との熱交換を促進するために設置される送風ファンを廃止でき、または外気導入部近傍へ高温冷媒用ラジエータ11を設置する必要がなく、レイアウトの自由度が高まり、システムとしての小型化や低コスト化が可能となる。
【0060】
図4に第3の実施形態を示し、これは、第2の実施形態の構成に改質ガスの温度を測定する温度検出手段15(例えばサーミスタ温度計)、熱交換器2に循環する冷媒Aの流量を調整する冷媒の流量調整手段16(例えば流量調整弁)、温度検出手段15から出力された温度信号を入力し、流量調整手段へ流量を指示する信号(流量調整弁の場合には弁の開度を制御する信号)を出力するコントローラ17を追加したものである。
【0061】
温度検出手段15は熱交換器2と一酸化炭素炭素除去装置3との間に設置されており、また冷媒の流量調整手段16は冷媒Aのメイン流路8の熱交換器2上流に設置される。
【0062】
図5にはコントローラ17で行われる制御内容に関するフローチャートを記載する。
【0063】
これによるとまずステップS1で改質ガスの温度を温度検出手段15で測定する。
【0064】
ステップS2で改質ガス温度を目標温度と比較し、改質ガス温度が目標温度に達していない時にはステップS3に進み、改質ガス温度と目標温度は等しい時には制御を終了し、改質ガス温度が目標温度より高い時にはステップS4に進む。
【0065】
ステップS3では、改質ガスの温度を高めるように冷媒Aの流量を低下させるため、例えば流量調整弁では開度を狭くするよう制御する。
【0066】
ステップS4では、改質ガスの温度を低めるように冷媒Aの流量を増加させるため、例えば流量調整弁では開度を広くするよう制御する。
【0067】
このような構成とすることで、始動直後などの熱交換器2を循環する冷媒Aの温度が所定値を下回る場合には熱交換器2を通過した改質ガスの温度もまた既定の目標値を下回ることになることを検知できる。このような場合に、熱交換器2を循環する冷媒Aの流量を減少して改質ガスの温度を目標値まで高めることにより、一酸化炭素除去装置の入り口付近での(1)式の反応が促進されず、一酸化炭素の濃度が十分に下がらないことを防止することができる。
【0068】
次に図6に第4の実施形態を示す。これは第1の実施形態の構成において、低温冷媒用ポンプ19と熱交換器2との間に燃料電池スタック18を設置し、燃料電池スタック18に空気を導入できるようにしたものである。
【0069】
一酸化炭素除去装置4を通過して一酸化炭素濃度が40ppm以下まで低下した改質ガスは燃料電池スタック18のアノード側に導入される。また同時に空気も導入される。燃料電池スタック18内では改質ガスと空気の導入により、(3)式の反応が生じ、電気が発生するとともに反応熱が生じる。
【0070】
この反応熱によって燃料電池スタック18が加熱され、最適作動温度を維持できなくなる恐れがあるため、反応熱を除去する必要がある。そこで低温触媒用ポンプ5から吐出した冷媒Aを燃料電池スタック18内に導入することにより、反応熱を除去し燃料電池スタック18の昇温を防止することができる。
【0071】
また燃料電池スタック18の冷媒循環装置を熱交換器2の冷媒循環装置と共用することができるので、システムの小型化、低コスト化を図ることができる。
【0072】
次に図7に示す第5の実施形態について説明する。これは第1の実施形態で熱交換器2と一酸化炭素炭素除去装置3、4とで別に構成した冷媒の循環装置を1つにまとめたものである。
【0073】
つまり冷媒A+Bは熱交換器2、一酸化炭素炭素除去装置3と4の順番で熱交換を行い、冷媒A+Bは加熱される。昇温した冷媒A+Bはメイン流路27を通って冷媒用ラジエータ25に導入されて熱を外部に放熱し、温度を低下させる。温度の低下した冷媒A+Bは再び熱交換器2へ戻る。
【0074】
しかしながら、部分負荷運転時などでは冷媒用ラジエータ25での冷媒A+Bの放熱量が一酸化炭素除去装置での冷媒A+Bの吸熱量を上回り、冷媒A+Bの温度が所定値よりも低下してしまうことが考えられる。そこで、冷媒用ラジエータ25をバイパスする流路28を設け、吸熱量が少ないような場合には、冷媒A+Bをバイパス流路28にも導入し、冷媒A+Bの温度を所定温度に制御する。冷媒A+Bの温度を制御するためにメイン流路27とバイパス流路28との合流部にサーモスタット26を設置し、その開度を制御することで冷媒A+Bの流路をコントロールし、冷媒A+Bの温度を制御する。
【0075】
本実施形態における冷媒A+Bの温度制御内容は一酸化炭素炭素除去装置3の入口で触媒bの最適活性温度の下限温度である100℃となるように制御する(Ru/Al23触媒の場合)。
【0076】
つまり、熱交換器2における冷媒の吸熱量の予測から熱交換器2での冷媒A+Bの温度上昇を推定する(この推定は図示しない冷媒温度演算手段によって行う)。例えば熱交換器2における冷媒A+Bの温度上昇が10℃と推定される場合には、熱交換器2に導入される冷媒A+Bの温度は90℃となるように制御する。冷媒A+Bの吸熱量の推定は冷媒A+Bの温度上昇を温度計で測定してもよいし、改質ガスと冷媒A+Bの流量および流入温度と熱交換器2の性能から算出することもできる。90℃の冷媒A+Bを熱交換器2に導入することによって改質ガスは90〜95℃に冷やされて、酸化剤を追加されて一酸化炭素炭素除去装置3に導入される。
【0077】
一酸化炭素炭素除去装置3の入口付近では改質ガスの温度が最適温度にあり、さらに酸化剤の濃度も高い状態にあるので、酸化反応が急速に進行し、触媒bの温度が急激に上昇することが起こりうる。しかしながら本実施形態では、一酸化炭素炭素除去装置3に導入される改質ガスの温度を90〜95℃に制御しているため、前述した酸化反応を抑制することができる。したがって、触媒bの温度が急激に上昇し、触媒bの最適活性温度を超えることを抑制し、一酸化炭素除去性能および効率を低下させる副反応を抑制することができる。
【0078】
図8には第6の実施形態を示し、これは第5の実施形態に対して、熱交換器2を冷媒A+Bが通過しないようにバイパス流路30を設けたものである。なお熱交換器2に冷媒A+Bを流通する流路をメイン流路29とし、熱交換器2の下流でメイン流路29とバイパス流路30が合流する。
【0079】
通常、冷媒A+Bの吸熱量は熱交換器2よりも一酸化炭素炭素除去装置3、4の方が大きく、冷媒A+Bの全量を熱交換器2に流通した場合には熱交換器2に対する流量の過剰が生じる。熱交換器2は構造上、摩擦損失が大きく冷媒A+Bを過剰に流通することで、摩擦損失が増加し、余分な冷媒用ポンプ24の駆動力を必要とすることになる。
【0080】
本実施形態においては、熱交換器2が必要とする流量の冷媒A+Bのみをメイン流路29に供給し、それ以外の冷媒A+Bについてはバイパス流路30を通過させて、一酸化炭素除去装置に直接供給するようにしたので、第5の実施形態の効果を維持しつつ、熱交換器2での摩擦損失を低減し、必要な冷媒用ポンプ24の駆動力を低減できる。したがってシステムの効率が向上するという効果を生じる。
【0081】
図9に示す第7の実施形態は第6の実施形態に対して、熱交換器2に流通する冷媒A+Bの流量を制御する流量調整手段31を熱交換器2の上流に設け、熱交換器2から出た改質ガスの温度を測定する温度検出手段15を設置し、この温度検出手段15が検出した温度に基づいて流量調整手段31、例えば流量調整弁の開度を制御するコントローラ17を設けたものである。
【0082】
コントローラ17で行われる制御内容については図5に示したフローチャートと同様であり、フローチャートについては既に説明済みであるのでここでの説明は割愛する。
【0083】
このような構成とすることによって、冷媒温度が所定値から乖離し、この影響で一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度が目標値から乖離した場合でも一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を目標の温度に変化させることができる。
【0084】
図10に示す第8の実施形態は、第5の実施形態の構成において燃料電池スタック18に冷媒(以下冷媒Cとして、熱交換器2と一酸化炭素炭素除去装置3と4と熱交換する冷媒A+Bと区別する)を循環する循環装置を追加したものである。
【0085】
冷媒用ポンプ19から吐出した冷媒Cは燃料電池スタック18に流入して、燃料電池スタック18を冷却し、冷媒用ラジエータ25に流入する。冷媒用ラジエータ25で冷媒Cは一酸化炭素除去装置4から冷媒用ラジエータ25に流入してきた冷媒と熱交換し、冷媒を冷却する。冷媒との熱交換で昇温した冷媒Cは冷媒A用ラジエータ20に流入し外部に放熱する。
【0086】
しかしながら、部分負荷運転時などでは冷媒用ラジエータ20での冷媒の放熱量が燃料電池スタック18と冷媒用ラジエータ25での冷媒の吸熱量を上回り、冷媒Cの温度が所定値よりも低下してしまうことが考えられる。そこで、冷媒用ラジエータ20をバイパスする流路23を設け、吸熱量が少ないような場合には、冷媒Aをバイパス流路23にも導入し、冷媒Cの温度を所定温度に制御する。冷媒の温度を制御するためにメイン流路27とバイパス流路28との合流部にサーモスタット21を設置し、その開度を制御することで冷媒Cの流路をコントロールし、冷媒の温度を制御する。
【0087】
このような構成により、冷媒用ラジエータ25で外気と熱交換する場合に比べて、熱交換をするための送風ファンを装着したり、外気導入部近傍へラジエータを設置する必要がないため、システムが小型化、低コスト化するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図2】 同じく一酸化炭素除去装置内の触媒温度と位置との関係を示す図である。
【図3】 第2の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図4】 第3の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図5】 第3の実施形態におけるコントローラの制御内容を説明するフローチャートである。
【図6】 第4の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図7】 第5の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図8】 第6の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図9】 第7の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図10】 第8の実施形態における燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【符号の説明】
A 熱交換器用冷媒
B 一酸化炭素除去装置用冷媒
C 燃料電池スタック用冷媒
A+B 熱交換器用と一酸化炭素除去装置用に共通する冷媒
1 改質器
2 熱交換器
3 一酸化炭素除去装置
4 一酸化炭素除去装置
5 低温冷媒用ポンプ
6 低温用ラジエータ
10 高温冷媒用ポンプ
11 高温用ラジエータ
18 燃料電池スタック
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a fuel reformer that generates a reformed gas containing hydrogen by reforming a reforming fuel containing a hydrocarbon.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of fuel reformer is composed of a reformer, a carbon monoxide removal device, an evaporator, and the like as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-070243.
[0003]
Here, the carbon monoxide removing device is filled with an oxidation catalyst, and the carbon monoxide in the reformed gas is preferentially oxidized with an oxidant, and the carbon monoxide concentration in the reformed gas is determined as a fuel cell stack. The power generation efficiency can be reduced to a level that does not decrease. The reaction at this time can be expressed by the following formula.
[0004]
2CO + O2→ 2CO2              (1)
This reaction is an exothermic reaction, and the temperature of the catalyst increases as the reaction proceeds. However, the optimum active temperature range of the catalyst is limited. When the temperature exceeds the temperature range, the reaction selectivity is lowered and the side reaction as shown in the following formula becomes active.
[0005]
CO2+ H2→ CO + H2O (2)
2H2+ O2→ 2H2O (3)
The reaction of the formula (2) increases carbon monoxide in the reformed gas, and the formulas (2) and (3) consume hydrogen in the reformed gas. The power generation efficiency will be reduced.
[0006]
On the other hand, when the temperature of the catalyst is lower than the optimum activation temperature range, the reaction of the formula (1) is suppressed, and carbon monoxide in the reformed gas cannot be oxidized. The carbon oxide concentration cannot be reduced. For this reason, when the refrigerant that adjusts the temperature of the catalyst by exchanging heat with the catalyst has a temperature that is not more than the optimum activation temperature range of the catalyst, the flow rate of the refrigerant should be adjusted precisely according to the reaction rate of the equation (1) If not controlled, the catalyst may be at a temperature below the optimum activation temperature range.
[0007]
Thus, the exothermic reaction and the heat exchange proceed simultaneously in the catalyst, and the temperature inside the catalyst varies. That is, in the vicinity of the catalyst inlet, the oxidant concentration is high, the reaction rate of the formulas (1) and (3) is fast, the catalyst temperature rises and becomes high. When the temperature of the catalyst exceeds the optimum activation temperature range, the side reaction is activated to reduce the carbon monoxide removal ability. Further, the oxidant is consumed by the reaction, and the oxidant concentration tends to decrease near the outlet. Along with this, the temperature of the catalyst also tends to decrease as the temperature approaches the outlet. The variation (temperature difference between the catalyst at the inlet and the outlet) becomes more noticeable as the temperature of the reformed gas flowing into the catalyst becomes higher. To suppress this variation, the temperature of the reformed gas flowing into the catalyst is set to the optimum temperature. A control technique is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-72403.
[0008]
This is equipped with a heat exchanger upstream of the carbon monoxide removal device, and the temperature of the reformed gas flowing into the catalyst is controlled by a refrigerant circulating in the heat exchanger. The reformed gas has a temperature within the optimum active temperature range. Is supplied to the catalyst at such a temperature. In order to simplify the refrigerant circulation device, the refrigerant circulating through the heat exchanger and the refrigerant circulating through the carbon monoxide removal device are shared.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this prior art, the temperature of the reformed gas is controlled to the optimum temperature at the time of flowing into the carbon monoxide removing device, the reaction of the formula (1) is promoted on the inlet side of the catalyst, and the temperature of the catalyst becomes the inlet temperature. It rises sharply on the side. The temperature of the refrigerant is set so that the temperature of the catalyst on the inlet side is maintained within a temperature range effective for catalyst activity.
[0010]
The refrigerant circulation device of the prior art shares the refrigerant circulating in the heat exchanger and the refrigerant circulating in the carbon monoxide removal device, and inevitably removes carbon monoxide when the temperature of the refrigerant circulating in the heat exchanger is lowered. The temperature of the refrigerant circulating through the device also decreases.
[0011]
Even if the temperature of the refrigerant circulating through the carbon monoxide removal device is set lower than the temperature at which the catalyst temperature falls within the optimum activation temperature range, the catalyst temperature is detected and the flow rate of the refrigerant is controlled precisely. It is possible to control the temperature within the optimum active temperature range. However, it is not easy to detect the catalyst temperature, and there is a problem that the flow rate of the refrigerant must be precisely controlled by a complicated control system.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel reformer equipped with a carbon monoxide removal device that can maintain the catalyst at an optimum temperature without detecting the catalyst temperature and solves such a problem. To do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  A first invention is a reformer that generates a reformed gas containing hydrogen;Equipped with a catalyst layer to remove carbon monoxide contained in the reformed gasIn a fuel reformer comprising: at least one carbon monoxide remover; and a heat exchanger interposed between the reformer and the carbon monoxide remover and introduced with reformed gas,SaidA first circulation device that circulates the first refrigerant in the heat exchanger and controls the temperature of the first refrigerant;In the carbon monoxide removal deviceA second circulation device that circulates the second refrigerant and controls the temperature of the second refrigerant, and sets the temperature of the first refrigerant to be lower than the temperature of the second refrigerant.
[0014]
2nd invention is equipped with the heat exchanger common to a said 1st circulation apparatus and a said 2nd circulation apparatus in 1st invention.
[0015]
  According to a third invention, in the second invention, a flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of the first refrigerant flowing into the heat exchanger;In the carbon monoxide removal deviceTemperature detection means for detecting the temperature of the inflowing reformed gas is provided, and the flow rate of the first refrigerant is adjusted so that the temperature of the reformed gas becomes a predetermined value.
[0016]
In a fourth aspect based on the first aspect, the first circulation device circulates the first refrigerant to the fuel cell stack.
[0017]
  5th invention is the reformer which produces | generates the reformed gas containing hydrogen, the at least 1 carbon monoxide removal apparatus provided with the catalyst layer which removes the carbon monoxide contained in reformed gas, and a reformer A heat exchanger that is interposed between the carbon monoxide removal device and the carbon monoxide removal device and into which the reformed gas is introduced, and a heat exchanger,For carbon monoxide removal equipmentThe fuel reformer is provided with a circulation device that circulates the refrigerant and controls the temperature of the refrigerant. The refrigerant is circulated through the heat exchanger and then to the carbon monoxide removing device and into the heat exchanger. The temperature of the refrigerant to be set is set lower than the temperature of the refrigerant flowing through the carbon monoxide removing device.
[0018]
  According to a sixth invention, in the fifth invention,The circulation device includes a bypass channel for the refrigerant to bypass the heat exchanger.
[0019]
According to a seventh invention, in the fifth or sixth invention, a refrigerant temperature calculating means for predicting an endothermic amount of the refrigerant in the heat exchanger and calculating a temperature of the refrigerant flowing into the carbon monoxide removing device based on the predicted endothermic amount. And the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is set so that the temperature of the refrigerant flowing into the carbon monoxide removing device becomes a predetermined value.
[0020]
In an eighth aspect based on the sixth aspect, the flow rate control means for controlling the flow rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger, and the temperature detection means for detecting the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removal device. The flow rate control means is controlled so that the temperature of the reformed gas becomes a predetermined temperature based on the detection value of the temperature detection means.
[0021]
According to a ninth invention, in the fifth or sixth invention, the fuel cell stack is provided with a circulation device for circulating the refrigerant in the fuel cell stack, and the refrigerant in the circulation device is radiated by heat exchange with the refrigerant for the fuel cell stack. .
[0022]
  The tenth invention is1st inventionThe temperature of the second refrigerant is set from the activation temperature of the catalyst layer of the carbon monoxide removing device.
  In an eleventh aspect based on any one of the fifth to eighth aspects, the temperature of the refrigerant is set from the activation temperature of the catalyst layer of the carbon monoxide removing device.
[0023]
【The invention's effect】
  In the first and tenth inventions, in the fuel reformer, a reformer that generates reformed gas, a heat exchanger,Equipped with a catalyst layer to remove carbon monoxide contained in the reformed gasAt least one carbon monoxide removing device, circulating a first refrigerant in the heat exchanger, controlling a temperature of the first refrigerant, circulating a second refrigerant in the carbon monoxide removing device, And a second circulation device for controlling the temperature of the second refrigerant, and the temperature of the first refrigerant is set lower than the temperature of the second refrigerant (for example, a temperature set from the activation temperature of the catalyst layer of the carbon monoxide removing device). Therefore, the reformed gas cooled by the first refrigerant is introduced into the carbon monoxide removal apparatus, the oxidation reaction rate in the vicinity of the reformed gas introduction port of the carbon monoxide removal apparatus is suppressed, and the reformed gas in the vicinity of the inlet is abrupt. An increase in catalyst temperature can be prevented. Further, since the second refrigerant is set from the activation temperature of the catalyst layer, it is possible to maintain an optimum activated state. In this way, the catalyst is brought to the active temperature with a simple configuration without measuring the temperature of the catalyst layer of the heat exchanger and the carbon monoxide removal device and without precisely controlling the flow rates of the first and second refrigerants. Can be maintained.
[0024]
In the second invention, since the heat exchanger common to the first circulation device and the second circulation device is provided, the high-temperature radiator does not exchange heat with the outside air, so the degree of freedom in layout is increased and the system is downsized. And cost reduction.
[0025]
  In the third invention, flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the heat exchanger,For carbon monoxide removal equipmentA temperature detecting means for detecting the temperature of the reformed gas flowing in, and the flow rate of the first refrigerant is adjusted so that the temperature of the reformed gas becomes a predetermined value. It can be detected that the temperature of the reformed gas that has passed through the heat exchanger also falls below a predetermined target value. In such a case, by reducing the flow rate of the refrigerant circulating in the heat exchanger and raising the temperature of the reformed gas to the target value, the reaction of the formula (1) near the entrance of the carbon monoxide removing device is promoted. It is possible to prevent the concentration of carbon monoxide from being lowered sufficiently.
[0026]
In the fourth invention, since the first circulation device circulates the first refrigerant to the fuel cell stack, it is possible to remove the reaction heat and prevent the temperature rise of the fuel cell stack. Further, since the refrigerant circulation device of the fuel cell stack can be shared with the refrigerant circulation device of the heat exchanger, the system can be reduced in size and cost.
[0027]
  In a fifth aspect of the present invention, in the fuel reformer, the reformer, the heat exchanger, and at least one carbon monoxide removal device are arranged from the upstream side, and the heat exchangerFor carbon monoxide removal equipmentA circulation device that circulates the refrigerant, and the refrigerant is circulated through the heat exchanger and then to the carbon monoxide removal device, and the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is the temperature of the refrigerant that circulates through the carbon monoxide removal device. Since the temperature is set lower than the temperature, it is possible to suppress the temperature of the catalyst from abruptly rising and to exceed the optimum activation temperature of the catalyst, and to suppress side reactions that reduce the carbon monoxide removal performance and efficiency.
[0028]
  In the sixth invention, the circulation device isSince the refrigerant includes a bypass flow path for bypassing the heat exchanger, an effect of improving the efficiency of the system is produced.
[0029]
In the seventh invention, the carbon monoxide removing device is provided with refrigerant temperature calculating means for predicting the heat absorption amount of the refrigerant in the heat exchanger and calculating the temperature of the refrigerant flowing into the carbon monoxide removing device based on the predicted heat absorption amount. Since the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is set so that the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger becomes a predetermined value, the temperature of the refrigerant deviates from the predetermined value, and the reformed gas flowing into the carbon monoxide removing device due to this influence Even when the temperature deviates from the target value, the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removing apparatus can be changed to the target temperature.
[0030]
According to an eighth aspect of the present invention, the apparatus includes a flow rate control unit that controls the flow rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger, and a temperature detection unit that detects the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removal apparatus,
Since the flow rate control means is controlled so that the temperature of the reformed gas becomes a predetermined temperature based on the detection value of the temperature detecting means, the refrigerant temperature deviates from the predetermined value, and the reforming that flows into the carbon monoxide removal device due to this influence Even when the gas temperature deviates from the target value, the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removal apparatus can be changed to the target temperature.
[0031]
In the ninth invention, the fuel cell stack is provided with a circulation device for circulating the refrigerant in the fuel cell stack, and the heat of the circulation device is radiated by heat exchange with the refrigerant for the fuel cell stack. There is an effect of cost reduction.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention.
[0033]
The fuel reformer of the present embodiment includes a reformer 1, a heat exchanger 2, carbon monoxide removing devices 3 and 4, a low temperature refrigerant pump 5, a low temperature refrigerant radiator 6, and a low temperature refrigerant. The thermostat 7 includes a high-temperature refrigerant pump 10, a high-temperature refrigerant radiator 11, and a high-temperature refrigerant thermostat 12.
[0034]
In order to distinguish the refrigerant used here, the refrigerant for exchanging heat with the heat exchanger 2 is refrigerant A, the refrigerant for exchanging heat with the carbon monoxide removing devices 3 and 4 is refrigerant B, and the heat exchanger and monoxide. Hereinafter, the refrigerant for exchanging heat with both of the carbon removing devices will be referred to as refrigerant A + B, and the refrigerant for exchanging heat only with the fuel cell stack will be referred to as refrigerant C.
[0035]
The reformer 1 is introduced with a mixed gas in which a hydrocarbon-based fuel vapor, water vapor, and oxidant are mixed. In the present embodiment, description will be made assuming that methanol is used as the hydrocarbon fuel and air is used as the oxidant.
[0036]
When the mixed gas is introduced into the reformer 1, it reacts with the catalyst a (for example, Cu / ZnO) filled in the reformer 1 to generate a reformed gas containing hydrogen. The generated reformed gas is a high-temperature gas of about 300 ° C. The reformed gas contains about 1.5 vol% carbon monoxide.
[0037]
The reformed gas that has flowed out of the reformer 1 flows into the heat exchanger 2 and undergoes heat exchange (receives a cooling action). The refrigerant A is supplied from the low-temperature refrigerant pump 5 to the heat exchanger 2, where the refrigerant A that exchanges heat with the reformed gas is maintained at about 85 ° C., and the reformed gas is exchanged with the refrigerant A by heat exchange. Cool to about 85 to 90 ° C. As the heat exchanger 2, a plate fin laminated heat exchanger is assumed, and as the refrigerant A, a mixed liquid of ethylene glycol and water is assumed.
[0038]
Although the temperature of the refrigerant A is 85 ° C. in this embodiment, the temperature of the refrigerant A is controlled to be lower than the temperature of the refrigerant B, and the catalyst b (for example, carbon monoxide) used in the carbon monoxide removal apparatuses 3 and 4 is used. Ru / Al for selective oxidation2OThreeIt is determined by the activation temperature of the catalyst.
[0039]
The refrigerant A that has received heat that has passed through the heat exchanger 2 passes through the main flow path 8 and is introduced into the radiator 6 for low-temperature refrigerant to release heat. However, at the time of partial load operation with a small amount of reformed gas, the heat dissipation amount of the refrigerant A in the low-temperature refrigerant radiator 6 exceeds the heat absorption amount of the refrigerant in the heat exchanger 2, and the temperature of the refrigerant A falls below a predetermined value. It is possible that Therefore, a flow path 9 that bypasses the low-temperature refrigerant radiator 6 and is connected to the suction side of the low-temperature refrigerant pump 5 is provided, and when the amount of heat absorption is small, the refrigerant A is also introduced into the bypass flow path 9. Control to a predetermined temperature so that the temperature of A does not drop too much. In order to control the temperature of the refrigerant A, a thermostat 7 is installed at the junction of the main flow path 8 and the bypass flow path 9, the opening degree is controlled according to the temperature of the refrigerant A, and the bypass flow rate of the refrigerant A is controlled. The temperature of the refrigerant A is controlled.
[0040]
These constitute the first circulation device for the refrigerant A.
[0041]
The reformed gas that has passed through the heat exchanger 2 is again added with an oxidizing agent (air) and is introduced into the carbon monoxide carbon removing device 3. In the carbon monoxide removing device 3, the carbon monoxide concentration in the reformed gas is reduced to about 3000 ppm by the action of the catalyst b.
[0042]
The reformed gas further added with the oxidizing agent is introduced into the carbon monoxide removing device 4 provided downstream of the carbon monoxide carbon removing device 3. The carbon monoxide removal device 4 further reduces carbon monoxide in the reformed gas and supplies it to the fuel cell stack at a concentration of 40 ppm or less.
[0043]
In this embodiment, the two carbon monoxide removal devices 3 and 4 are arranged in series. However, the number of carbon monoxide removal devices is not limited to this, and the required performance of carbon monoxide removal and the fuel reforming device What is necessary is just to determine with an operating condition.
[0044]
In the carbon monoxide carbon removing devices 3 and 4, when the reformed gas is introduced by the filled catalyst b, the reactions shown in the equations (1) to (3) occur on the catalyst.
[0045]
The reactions of the formulas (1) and (3) are reactions accompanied by heat generation, and the temperature of the catalyst b increases with the progress of the reaction. Therefore, in order to maintain the temperature of the catalyst b at an appropriate temperature for a good catalytic reaction, it is necessary to circulate a refrigerant B, for example, oil, in the carbon monoxide removing devices 3 and 4 to remove reaction heat. .
[0046]
Two carbon monoxide carbon removal devices 3 and 4 arranged in series are provided with heat exchangers 3a and 4a, respectively. The heat exchangers 3a and 4a have, for example, a plate fin stacked structure, and include a flow path through which the reformed gas for heat exchange passes and a flow path through which the refrigerant B circulates. The catalyst b is coated on the flow path through which the reformed gas passes.
[0047]
Here, the temperature of the refrigerant B is controlled so as to maintain the temperature of the catalyst b in the optimum activation temperature range, and the optimum activation temperature range of the catalyst b of this embodiment is 100 to 200 ° C. Therefore, the temperature of the refrigerant B is one. It controls so that it may become 100 degreeC at the inlet_port | entrance of a carbon oxide removal apparatus.
[0048]
By maintaining the temperature of the refrigerant B at the optimum activation temperature of the catalyst b in this way, the temperature of the catalyst b can always be set to the optimum activation temperature, and occurs when the temperature of the catalyst b does not reach the activation temperature ( 1) The reaction rate of formula (1) is suppressed from slowing down, and as a result, the problem that the concentration of carbon monoxide in the reformed gas is not reduced is prevented.
[0049]
The refrigerant B is discharged from the pump 10 and supplied to the heat exchanger 3a of the carbon monoxide removing device 3, and exchanges heat with the catalyst b to absorb reaction heat. Subsequently, the refrigerant B is introduced into the heat exchanger 4a of the downstream carbon monoxide removing device 4 and similarly absorbs the reaction heat. The refrigerant B rises in temperature by heat exchange with the catalyst b, passes through the main flow path 13, is introduced into the high-temperature refrigerant radiator 11, and releases heat to the outside.
[0050]
Thus, the 2nd circulation device of refrigerant B is constituted.
[0051]
Further, during partial load operation or the like, the heat release amount of the refrigerant B in the high-temperature refrigerant radiator 11 exceeds the heat absorption amount of the refrigerant B in the carbon monoxide removing devices 3 and 4, and the temperature of the refrigerant B decreases below a predetermined value. It can be considered. Thus, as in the case of the low-temperature refrigerant radiator 6, a flow path 14 that bypasses the high-temperature refrigerant radiator 11 is provided, and when the amount of heat absorption is small, the refrigerant B is also introduced into the bypass flow path 14, The temperature of B is controlled to a predetermined temperature. In order to control the temperature of the refrigerant B, the thermostat 12 is installed at the junction of the main flow path 13 and the bypass flow path 14, and the flow rate of the refrigerant B is controlled by controlling the opening thereof. To control.
[0052]
As described above, in the present embodiment, the refrigerant circulating apparatus is separated into the refrigerant circulation apparatus 2 for the heat exchanger 2 and the carbon monoxide removing apparatuses 3 and 4 and is circulated through the heat exchanger. By setting the temperature of the refrigerant to be lower than that of the refrigerant B circulated through the carbon monoxide removal device, the flow rates of the refrigerants A and B can be made dense without measuring the temperature of the heat exchanger and the catalyst of the carbon monoxide removal device. It is possible to maintain the catalyst at the activation temperature with a simple structure without controlling the temperature.
[0053]
In the catalyst b, most of the generated reaction heat is transferred to the refrigerant B by heat exchange, but part of the heat is consumed to heat the catalyst b, and the catalyst b is heated. Therefore, when the temperature of the catalyst b exceeds the optimum activation temperature range and the reaction selectivity is lowered, the side reactions shown in the formulas (2) and (3) are actively generated, and these side reactions are performed as described above. This is not preferable because the power generation amount of the stack is reduced.
[0054]
It has already been mentioned that the reaction rate of the oxidation reaction depends on the temperature of the catalyst and the concentration of the oxidant. That is, the catalyst temperature near the inlet of the carbon monoxide removing devices 3 and 4 is in the optimum active temperature range because it is immediately after the refrigerant B having a temperature that takes into account the activation temperature of the catalyst b, and is simultaneously oxidized. Since the agent concentration is also high, the oxidation reaction proceeds rapidly and the temperature of the catalyst b increases rapidly.
[0055]
However, in this embodiment, the temperature of the refrigerant A introduced into the heat exchanger 2 is controlled to about 85 ° C., which is lower than the activation temperature of the catalyst b, and the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removing device 3 is controlled. Since it is 85-90 degreeC, the speed | rate of the oxidation reaction in the inlet_port | entrance vicinity of the carbon monoxide removal apparatus 3 becomes slow, and the rapid raise of the temperature of the catalyst b can be suppressed. FIG. 2 shows the relationship between the position in the flow direction of the reformed gas in the carbon monoxide removal apparatus and the catalyst temperature in the present embodiment. Thus, in this embodiment, the side reaction in the carbon monoxide removal apparatus is suppressed, and the carbon monoxide removal performance and efficiency are improved. Further, by setting the temperature of the refrigerant B within the optimum activation temperature range of the catalyst b, the temperature of the catalyst b can always be set to the optimum activation temperature, and occurs when the temperature of the catalyst b does not reach the activation temperature (1). Slowing down the reaction rate of the formula is prevented, and as a result, the problem that the concentration of carbon monoxide in the reformed gas is not reduced is prevented.
[0056]
Needless to say, the temperature conditions of the reformed gas and the refrigerant are not limited to the numerical values of the present embodiment, but should be changed depending on the type and concentration of the catalyst and the refrigerant.
[0057]
FIG. 3 shows a second embodiment. In this embodiment, the heat dissipation means from the high-temperature refrigerant radiator 11 in the first embodiment is connected not to heat exchange with the outside air but to the heat exchange with the refrigerant A circulating in the heat exchanger 2. .
[0058]
The refrigerant A flowing out of the heat exchanger 2 is introduced into the high-temperature refrigerant radiator 11 to exchange heat with the refrigerant B, and then passes through the main flow path 8 connected to the low-temperature refrigerant radiator 6 and the low-temperature refrigerant radiator 6. 9 will be introduced.
[0059]
By setting it as such a structure, the ventilation fan installed in order to accelerate | stimulate the heat exchange with the radiator 11 for high temperature refrigerant | coolants and external air can be abolished, or it is necessary to install the radiator 11 for high temperature refrigerant | coolants near the external air introduction part. In addition, the degree of freedom in layout is increased, and the system can be reduced in size and cost.
[0060]
FIG. 4 shows a third embodiment, which is a temperature detection means 15 (for example, a thermistor thermometer) that measures the temperature of the reformed gas in the configuration of the second embodiment, and a refrigerant A that circulates in the heat exchanger 2. A flow rate adjusting means 16 for adjusting the flow rate of the refrigerant (for example, a flow rate adjusting valve), a temperature signal output from the temperature detecting means 15, and a signal for instructing the flow rate to the flow rate adjusting means (in the case of a flow rate adjusting valve, a valve And a controller 17 for outputting a signal for controlling the opening degree of the.
[0061]
The temperature detecting means 15 is installed between the heat exchanger 2 and the carbon monoxide removing device 3, and the refrigerant flow rate adjusting means 16 is installed upstream of the heat exchanger 2 in the main flow path 8 of the refrigerant A. The
[0062]
FIG. 5 shows a flowchart relating to the control contents performed by the controller 17.
[0063]
According to this, first, the temperature of the reformed gas is measured by the temperature detecting means 15 in step S1.
[0064]
In step S2, the reformed gas temperature is compared with the target temperature. When the reformed gas temperature has not reached the target temperature, the process proceeds to step S3. When the reformed gas temperature is equal to the target temperature, the control is terminated. When is higher than the target temperature, the process proceeds to step S4.
[0065]
In step S3, in order to reduce the flow rate of the refrigerant A so as to increase the temperature of the reformed gas, for example, the flow rate adjustment valve is controlled to narrow the opening.
[0066]
In step S4, in order to increase the flow rate of the refrigerant A so as to lower the temperature of the reformed gas, for example, the flow rate adjustment valve is controlled to increase the opening.
[0067]
By adopting such a configuration, when the temperature of the refrigerant A circulating in the heat exchanger 2 such as immediately after starting is lower than a predetermined value, the temperature of the reformed gas that has passed through the heat exchanger 2 is also a predetermined target value. It can be detected that the value will fall below. In such a case, by reducing the flow rate of the refrigerant A circulating in the heat exchanger 2 and raising the temperature of the reformed gas to the target value, the reaction of the formula (1) near the inlet of the carbon monoxide removal device Is not promoted, and the carbon monoxide concentration can be prevented from sufficiently decreasing.
[0068]
Next, FIG. 6 shows a fourth embodiment. In the configuration of the first embodiment, a fuel cell stack 18 is installed between the low-temperature refrigerant pump 19 and the heat exchanger 2 so that air can be introduced into the fuel cell stack 18.
[0069]
The reformed gas that has passed through the carbon monoxide removal device 4 and whose carbon monoxide concentration has been reduced to 40 ppm or less is introduced to the anode side of the fuel cell stack 18. At the same time, air is introduced. In the fuel cell stack 18, the introduction of the reformed gas and air causes a reaction of the formula (3) to generate electricity and heat of reaction.
[0070]
Since the fuel cell stack 18 is heated by this reaction heat and the optimum operating temperature may not be maintained, it is necessary to remove the reaction heat. Therefore, by introducing the refrigerant A discharged from the low temperature catalyst pump 5 into the fuel cell stack 18, the reaction heat can be removed and the temperature rise of the fuel cell stack 18 can be prevented.
[0071]
Moreover, since the refrigerant circulation device of the fuel cell stack 18 can be shared with the refrigerant circulation device of the heat exchanger 2, the system can be reduced in size and cost.
[0072]
Next, a fifth embodiment shown in FIG. 7 will be described. In this embodiment, the refrigerant circulation devices separately configured by the heat exchanger 2 and the carbon monoxide removing devices 3 and 4 in the first embodiment are combined into one.
[0073]
That is, the refrigerant A + B performs heat exchange in the order of the heat exchanger 2 and the carbon monoxide removing devices 3 and 4, and the refrigerant A + B is heated. The heated refrigerant A + B is introduced into the refrigerant radiator 25 through the main flow path 27, dissipates heat to the outside, and lowers the temperature. The refrigerant A + B whose temperature has decreased returns to the heat exchanger 2 again.
[0074]
However, during partial load operation or the like, the heat release amount of the refrigerant A + B in the refrigerant radiator 25 exceeds the heat absorption amount of the refrigerant A + B in the carbon monoxide removal device, and the temperature of the refrigerant A + B may be lower than a predetermined value. Conceivable. Accordingly, a flow path 28 that bypasses the refrigerant radiator 25 is provided, and when the amount of heat absorption is small, the refrigerant A + B is also introduced into the bypass flow path 28, and the temperature of the refrigerant A + B is controlled to a predetermined temperature. In order to control the temperature of the refrigerant A + B, a thermostat 26 is installed at the junction of the main flow path 27 and the bypass flow path 28, and the flow rate of the refrigerant A + B is controlled by controlling the opening thereof. To control.
[0075]
The temperature control content of the refrigerant A + B in this embodiment is controlled to be 100 ° C. which is the lower limit temperature of the optimum activation temperature of the catalyst b at the inlet of the carbon monoxide removing device 3 (Ru / Al2OThreeIn the case of a catalyst).
[0076]
That is, the temperature rise of the refrigerant A + B in the heat exchanger 2 is estimated from the prediction of the heat absorption amount of the refrigerant in the heat exchanger 2 (this estimation is performed by a refrigerant temperature calculation means not shown). For example, when the temperature rise of the refrigerant A + B in the heat exchanger 2 is estimated to be 10 ° C., the temperature of the refrigerant A + B introduced into the heat exchanger 2 is controlled to be 90 ° C. The estimation of the heat absorption amount of the refrigerant A + B may be obtained by measuring the temperature rise of the refrigerant A + B with a thermometer, or may be calculated from the flow rates and inflow temperatures of the reformed gas and the refrigerant A + B and the performance of the heat exchanger 2. By introducing 90 ° C. refrigerant A + B into the heat exchanger 2, the reformed gas is cooled to 90 to 95 ° C., an oxidant is added, and the carbon monoxide removing device 3 is introduced.
[0077]
In the vicinity of the inlet of the carbon monoxide removing device 3, the temperature of the reformed gas is at the optimum temperature and the oxidant concentration is also high, so that the oxidation reaction proceeds rapidly and the temperature of the catalyst b rapidly increases. It can happen. However, in this embodiment, since the temperature of the reformed gas introduced into the carbon monoxide carbon removing device 3 is controlled to 90 to 95 ° C., the above-described oxidation reaction can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the temperature of the catalyst b from abruptly rising and to exceed the optimum activation temperature of the catalyst b, and to suppress side reactions that reduce the carbon monoxide removal performance and efficiency.
[0078]
FIG. 8 shows a sixth embodiment, which is different from the fifth embodiment in that a bypass channel 30 is provided so that the refrigerant A + B does not pass through the heat exchanger 2. Note that the flow path through which the refrigerant A + B flows to the heat exchanger 2 is a main flow path 29, and the main flow path 29 and the bypass flow path 30 merge downstream of the heat exchanger 2.
[0079]
Usually, the endothermic amount of the refrigerant A + B is larger in the carbon monoxide removing devices 3 and 4 than in the heat exchanger 2, and when the whole amount of the refrigerant A + B is circulated through the heat exchanger 2, the flow rate with respect to the heat exchanger 2 is reduced. An excess occurs. The heat exchanger 2 is structurally large in friction loss, and excessively distributes the refrigerant A + B. As a result, the friction loss increases, and an extra driving force of the refrigerant pump 24 is required.
[0080]
In the present embodiment, only the refrigerant A + B having a flow rate required by the heat exchanger 2 is supplied to the main flow path 29, and the other refrigerants A + B are passed through the bypass flow path 30 to the carbon monoxide removing device. Since the direct supply is performed, the friction loss in the heat exchanger 2 can be reduced and the necessary driving force of the refrigerant pump 24 can be reduced while maintaining the effects of the fifth embodiment. Therefore, the system efficiency is improved.
[0081]
The seventh embodiment shown in FIG. 9 is different from the sixth embodiment in that a flow rate adjusting means 31 that controls the flow rate of the refrigerant A + B flowing through the heat exchanger 2 is provided upstream of the heat exchanger 2. The temperature detection means 15 for measuring the temperature of the reformed gas discharged from 2 is installed, and the controller 17 for controlling the opening degree of the flow rate adjustment means 31, for example, the flow rate adjustment valve, based on the temperature detected by the temperature detection means 15 is provided. It is provided.
[0082]
The contents of control performed by the controller 17 are the same as those in the flowchart shown in FIG. 5, and since the flowchart has already been described, description thereof is omitted here.
[0083]
By adopting such a configuration, the refrigerant temperature deviates from a predetermined value, and even if the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removal apparatus deviates from the target value due to this influence, it flows into the carbon monoxide removal apparatus. The temperature of the reformed gas can be changed to the target temperature.
[0084]
In the eighth embodiment shown in FIG. 10, the fuel cell stack 18 in the configuration of the fifth embodiment has a refrigerant (hereinafter referred to as a refrigerant C, which exchanges heat with the heat exchanger 2 and the carbon monoxide removing devices 3 and 4). A circulation device that circulates A + B) is added.
[0085]
The refrigerant C discharged from the refrigerant pump 19 flows into the fuel cell stack 18, cools the fuel cell stack 18, and flows into the refrigerant radiator 25. In the refrigerant radiator 25, the refrigerant C exchanges heat with the refrigerant flowing into the refrigerant radiator 25 from the carbon monoxide removing device 4, and cools the refrigerant. The refrigerant C whose temperature has been raised by heat exchange with the refrigerant flows into the refrigerant A radiator 20 and radiates heat to the outside.
[0086]
However, during partial load operation or the like, the amount of heat released from the refrigerant in the refrigerant radiator 20 exceeds the amount of heat absorbed by the refrigerant in the fuel cell stack 18 and the refrigerant radiator 25, and the temperature of the refrigerant C falls below a predetermined value. It is possible. Therefore, a flow path 23 that bypasses the refrigerant radiator 20 is provided, and when the amount of heat absorption is small, the refrigerant A is also introduced into the bypass flow path 23 and the temperature of the refrigerant C is controlled to a predetermined temperature. In order to control the temperature of the refrigerant, a thermostat 21 is installed at the junction of the main flow path 27 and the bypass flow path 28, and the opening of the thermostat 21 is controlled to control the flow path of the refrigerant C, thereby controlling the temperature of the refrigerant. To do.
[0087]
With such a configuration, it is not necessary to install a blower fan for heat exchange or to install a radiator near the outside air introduction unit as compared with the case where heat is exchanged with the outside air using the refrigerant radiator 25. There is an effect of downsizing and cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration at the time of startup of a fuel reformer in a first embodiment.
FIG. 2 is a view showing the relationship between the catalyst temperature and the position in the carbon monoxide removing device.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration at the time of startup of a fuel reformer in a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration at the time of startup of a fuel reformer in a third embodiment.
FIG. 5 is a flowchart for explaining control contents of a controller according to a third embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration at the time of startup of a fuel reformer in a fourth embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration at the start of a fuel reformer in a fifth embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration at the start of a fuel reformer in a sixth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration at the start of a fuel reformer in a seventh embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration at the start of a fuel reformer in an eighth embodiment.
[Explanation of symbols]
A Heat exchanger refrigerant
B Refrigerant for carbon monoxide removal device
C Refrigerant for fuel cell stack
Common refrigerant for A + B heat exchanger and carbon monoxide remover
1 Reformer
2 Heat exchanger
3 Carbon monoxide removal equipment
4 Carbon monoxide removal equipment
5 Low temperature refrigerant pump
6 Low temperature radiator
10 High-temperature refrigerant pump
11 Radiator for high temperature
18 Fuel cell stack

Claims (11)

水素を含む改質ガスを生成する改質器と、
改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する触媒層を備えた少なくとも一つの一酸化炭素除去装置と、
改質器と一酸化炭素除去装置との間に介装され、改質ガスが導入される熱交換器と、
を備えた燃料改質装置において、
前記熱交換器に第1冷媒を循環し、第1冷媒の温度を制御する第1循環装置と、
前記一酸化炭素除去装置に第2冷媒を循環し、第2冷媒の温度を制御する第2循環装置とを設け、
第1冷媒の温度が第2冷媒の温度よりも低く設定されることを特徴とする燃料改質装置。
A reformer that produces reformed gas containing hydrogen;
At least one carbon monoxide removing device including a catalyst layer for removing carbon monoxide contained in the reformed gas;
A heat exchanger that is interposed between the reformer and the carbon monoxide removal device and into which the reformed gas is introduced;
In a fuel reformer equipped with
A first circulation device for circulating a first refrigerant in the heat exchanger and controlling a temperature of the first refrigerant;
A second circulating device for circulating a second refrigerant in the carbon monoxide removing device and controlling a temperature of the second refrigerant;
The fuel reformer characterized in that the temperature of the first refrigerant is set lower than the temperature of the second refrigerant.
前記第1循環装置と前記第2循環装置とに共通する熱交換器を備えたことを特徴とする請求項1に記載の燃料改質装置。  The fuel reformer according to claim 1, further comprising a heat exchanger common to the first circulation device and the second circulation device. 熱交換器に流入する第1冷媒の流量を調節する流量調整手段と、
前記一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を検出する温度検出手段とを設け、
前記改質ガスの温度が所定値となるように第1冷媒の流量を調整することを特徴とする請求項2に記載の燃料改質装置。
Flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the first refrigerant flowing into the heat exchanger;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removing device,
The fuel reformer according to claim 2, wherein the flow rate of the first refrigerant is adjusted so that the temperature of the reformed gas becomes a predetermined value.
前記第1循環装置は、第1冷媒を燃料電池スタックに循環することを特徴とする請求項1に記載の燃料改質装置。  The fuel reformer according to claim 1, wherein the first circulation device circulates the first refrigerant to the fuel cell stack. 水素を含む改質ガスを生成する改質器と、
改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する触媒層を備えた少なくとも一つの一酸化炭素除去装置と、
改質器と一酸化炭素除去装置との間に介装され、改質ガスが導入される熱交換器と、
前記熱交換器と前記一酸化炭素除去装置に冷媒を循環し、冷媒の温度を制御する循環装置とを備えたことを燃料改質装置において、
冷媒は前記熱交換器を流通した後に前記一酸化炭素除去装置に流通されるとともに、前記熱交換器に流入する冷媒の温度が前記一酸化炭素除去装置に流通する冷媒の温度よりも低く設定されることを特徴とする燃料改質装置。
A reformer that produces reformed gas containing hydrogen;
At least one carbon monoxide removing device including a catalyst layer for removing carbon monoxide contained in the reformed gas;
A heat exchanger that is interposed between the reformer and the carbon monoxide removal device and into which the reformed gas is introduced;
In the fuel reformer, comprising a circulation device that circulates the refrigerant to the heat exchanger and the carbon monoxide removal device and controls the temperature of the refrigerant,
The refrigerant flows through the heat exchanger and then flows through the carbon monoxide removing device, and the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is set lower than the temperature of the refrigerant flowing through the carbon monoxide removing device. The fuel reformer characterized by the above-mentioned.
前記循環装置は冷媒が前記熱交換器をバイパスするためのバイパス流路を備えたことを特徴とする請求項5に記載の燃料改質装置。  The fuel reformer according to claim 5, wherein the circulation device includes a bypass passage for allowing the refrigerant to bypass the heat exchanger. 前記熱交換器における冷媒の吸熱量を予測し、予測した吸熱量に基づき前記一酸化炭素除去装置に流入する冷媒の温度を演算する冷媒温度演算手段を備え、
前記一酸化炭素除去装置に流入する冷媒の温度が所定値になるように前記熱交換器に流入する冷媒の温度を設定することを特徴とする請求項5または6に記載の燃料改質装置。
Refrigerant temperature calculation means for predicting the heat absorption amount of the refrigerant in the heat exchanger, and calculating the temperature of the refrigerant flowing into the carbon monoxide removal device based on the predicted heat absorption amount,
The fuel reformer according to claim 5 or 6, wherein the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is set so that the temperature of the refrigerant flowing into the carbon monoxide removing device becomes a predetermined value.
熱交換器に流入する冷媒の流量を制御する流量制御手段と、
前記一酸化炭素除去装置に流入する改質ガスの温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記温度検出手段の検出値に基づき改質ガスの温度が所定温度となるように前記流量制御手段を制御することを特徴とする請求項6に記載の燃料改質装置。
Flow rate control means for controlling the flow rate of the refrigerant flowing into the heat exchanger;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the reformed gas flowing into the carbon monoxide removing device,
The fuel reformer according to claim 6, wherein the flow rate control means is controlled so that the temperature of the reformed gas becomes a predetermined temperature based on a detection value of the temperature detection means.
燃料電池スタックに冷媒を循環させる燃料電池スタック用循環装置を備え、
前記循環装置の冷媒の放熱が燃料電池スタック用冷媒との熱交換によって行われることを特徴とする請求項5または6に記載の燃料改質装置。
A fuel cell stack circulating device for circulating a refrigerant in the fuel cell stack is provided.
The fuel reformer according to claim 5 or 6, wherein the heat dissipation of the refrigerant in the circulation device is performed by heat exchange with the refrigerant for the fuel cell stack.
第2冷媒の温度は、一酸化炭素除去装置の触媒層の活性温度から設定されることを特徴とする請求項1に記載の燃料改質装置。The fuel reformer according to claim 1, wherein the temperature of the second refrigerant is set from the activation temperature of the catalyst layer of the carbon monoxide removing device. 冷媒の温度は、一酸化炭素除去装置の触媒層の活性温度から設定されることを特徴とする請求項5から8のいずれか一つに記載の燃料改質装置。The fuel reformer according to any one of claims 5 to 8, wherein the temperature of the refrigerant is set from an activation temperature of a catalyst layer of the carbon monoxide removing device.
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