JP4882215B2 - Fuel cell power generator equipped with a system for supplying reformed recycle gas for desulfurization - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池発電装置に関し、より詳細には、脱硫用改質リサイクルガスの供給システムを備えた燃料電池発電装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell power generator, and more particularly to a fuel cell power generator equipped with a system for supplying reformed recycle gas for desulfurization.

電解質を介して水素と酸素を電気化学的に反応させることで物質の化学結合エネルギーから直接に電気エネルギーを取り出すことができる燃料電池発電装置は、1kW級から1000kW級の電気出力の幅広い範囲の発電システムで高い発電効率が得られ、また、窒素酸化物NOxや硫黄酸化物SOx等の大気汚染物質の排出量が少ないことから、クリーンエネルギーの供給法としてその利用が期待されている。   A fuel cell power generation device that can extract electrical energy directly from the chemical bond energy of a substance by electrochemically reacting hydrogen and oxygen via an electrolyte. Power generation in a wide range of electrical output from 1 kW to 1000 kW The system is expected to be used as a clean energy supply method because it has high power generation efficiency and emits less air pollutants such as nitrogen oxides NOx and sulfur oxides SOx.

燃料電池発電装置のなかで比較的小型のものは、コスト面でも実用的な発電システムを構築できることから、家庭用のコージェネレーションシステムとしてのエネルギー供給手段としても利用可能である。すなわち、生活用電気エネルギーの使用地点である各家庭において電気を発生させ、発生した電気エネルギーと共に、その発電排熱エネルギーをも利用することで、エネルギー資源をより効率的に利用するエネルギー供給/使用システムとすることができる。このようなエネルギー供給/使用システムが普及すれば、社会的な省エネルギー化の要請に応えることに貢献できることとなる。   A relatively small fuel cell power generator can be used as an energy supply means as a home cogeneration system because a practical power generation system can be constructed in terms of cost. In other words, energy is generated and used in each household, which is the point of use of electrical energy for daily life, and energy generated and used together with the generated electrical energy, so that energy resources can be used more efficiently It can be a system. If such an energy supply / use system becomes widespread, it can contribute to meeting social demands for energy saving.

燃料電池に供給される燃料ガスは水素ガス濃度が高い水素リッチガスである必要があり、燃料電池発電装置において燃料となる水素ガスの製造・供給方法は、そのシステムによって様々であるが、一般家庭の電気需要や熱需要のために適した1〜数kW級の電気出力の発電システムでは、広く一般家庭に供給されているメタンを主成分とする都市ガスやLPガス(液化石油ガス)等をそのまま水素ガスの供給原料とすることができるので、インフラ基盤を整備する必要がなく社会的にも低コストで利用することができ、好都合である。   The fuel gas supplied to the fuel cell must be a hydrogen-rich gas with a high hydrogen gas concentration, and there are various methods for producing and supplying the hydrogen gas that serves as fuel in the fuel cell power generator, depending on the system. In power generation systems with 1 to several kW class electrical output suitable for electricity demand and heat demand, city gas mainly composed of methane and LP gas (liquefied petroleum gas) etc. that are widely supplied to ordinary households are used as they are. Since it can be used as a feedstock for hydrogen gas, it is not necessary to develop an infrastructure infrastructure, and it can be used at low cost socially.

都市ガスやLPガス(液化石油ガス)から水素リッチガスへの変換は、反応触媒の存在下、水蒸気と都市ガスの主成分であるメタンやLPガスの主成分であるプロパン等の炭化水素化合物とを反応させる、いわゆる水蒸気改質反応によっておこなうことができる。例えば、メタンガスを水蒸気改質した場合の水素ガス発生反応系は次式に示す化学反応式によって代表的に記述される。   The conversion from city gas or LP gas (liquefied petroleum gas) to hydrogen-rich gas is accomplished by combining water vapor and hydrocarbon compounds such as methane, which is the main component of city gas, and propane, which is the main component of LP gas, in the presence of a reaction catalyst. The reaction can be carried out by a so-called steam reforming reaction. For example, a hydrogen gas generation reaction system when methane gas is steam-reformed is typically described by a chemical reaction formula shown below.

CH + HO → CO + 3H CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2

触媒に依存する反応である水蒸気改質反応では、炭化水素化合物を主成分とする燃料ガスが改質器を流通し、至適反応温度下、改質器を構成する触媒保持用の担体に担持される改質触媒に接触することによってその反応が進行するが、一般に生活用ガス燃料として家庭に供給されているガスには付臭剤として数ppm程度の微量の硫黄化合物が添加されており、反応に伴って改質触媒に接触する硫黄化合物が、その付着による改質触媒の機能低下の原因となる。そのような硫黄分による改質触媒の被毒を防ぐためには、改質器の上流に脱硫器を設置して、あらかじめ原燃料ガスから硫黄化合物を除去しておかなければならない。   In the steam reforming reaction, which is a reaction that depends on the catalyst, fuel gas containing hydrocarbon compounds as the main component circulates through the reformer and is supported on the catalyst support carrier that constitutes the reformer at the optimum reaction temperature. The reaction proceeds by contacting the reformed catalyst, but generally a small amount of sulfur compound of about several ppm is added as an odorant to the gas supplied to the home as a gas fuel for daily life, Sulfur compounds that come into contact with the reforming catalyst during the reaction cause a reduction in the function of the reforming catalyst due to the adhesion. In order to prevent poisoning of the reforming catalyst due to such sulfur content, a desulfurizer must be installed upstream of the reformer to remove sulfur compounds from the raw fuel gas in advance.

脱硫法には、硫黄化合物を吸着剤に吸着する方法や、水素を添加していったん硫化水素にしてから硫化水素を除去する方法などがある。このうち水素を添加して行なう水添脱硫は原理的には次式に示す化学反応式によって説明される。なお、次式においてRは炭化水素基を示す。   Examples of the desulfurization method include a method in which a sulfur compound is adsorbed on an adsorbent and a method in which hydrogen sulfide is once converted to hydrogen sulfide and then hydrogen sulfide is removed. Among these, hydrodesulfurization performed by adding hydrogen is in principle explained by the chemical reaction formula shown below. In the following formula, R represents a hydrocarbon group.

R−CHSH + H → R−CH +HS (1)
S + ZnO → ZnS + HO (2)
R-CH 2 SH + H 2 → R-CH 3 + H 2 S (1)
H 2 S + ZnO → ZnS + H 2 O (2)

すなわち、原燃料ガス中の硫黄化合物(R−CHSH)が、脱硫器を構成する触媒保持用の担体に担持される脱硫用触媒の触媒作用によって、水素と反応して硫化水素(HS)に変換される。発生する硫化水素は、脱硫器を構成する吸着剤保持用の担体に担持される吸着剤、酸化亜鉛(ZnO)と反応し、硫化亜鉛(ZnS)として脱硫器を構成する担体に保持され、燃料ガス中から除去される。ここで、前式(1)より明らかなとおり、この反応には水素が要求されるため、原燃料ガスとなる都市ガスやLPガス等に水素を添加する必要がある。燃料電池発電装置では、水添脱硫に必要な水素を供給するために、改質器により水素リッチガスに改質された燃料ガスの一部を改質リサイクルガスとして脱硫器に還流させるシステムを採用するのが一般的である。 That is, the sulfur compound (R—CH 2 SH) in the raw fuel gas reacts with hydrogen by the catalytic action of the desulfurization catalyst supported on the catalyst holding carrier constituting the desulfurizer, and thus hydrogen sulfide (H 2 S). The generated hydrogen sulfide reacts with the adsorbent, zinc oxide (ZnO), which is supported on the adsorbent holding carrier constituting the desulfurizer, and is retained on the carrier constituting the desulfurizer as zinc sulfide (ZnS), and the fuel Removed from the gas. Here, as is clear from the previous equation (1), since hydrogen is required for this reaction, it is necessary to add hydrogen to city gas, LP gas, or the like as raw fuel gas. In order to supply the hydrogen necessary for hydrodesulfurization, the fuel cell power generator employs a system that recirculates a part of the fuel gas reformed to hydrogen-rich gas by the reformer to the desulfurizer as reformed recycle gas. It is common.

改質リサイクルガスを脱硫器に還流させるシステムを採用した例として、例えば、下記特許文献1には、脱硫用改質リサイクルガスの供給方式を、ガス流量制御手段を備えたものとすることで、微量な酸素を含む都市ガスを原燃料に使用して燃料電池発電システムを運転する場合に、原燃料に含まれている酸素を無害化して安定よく燃料改質がおこなえるようにすることが開示されている。   As an example of adopting a system for recirculating reformed recycle gas to a desulfurizer, for example, in Patent Document 1 below, a method for supplying reformed recycle gas for desulfurization is provided with a gas flow rate control means. It is disclosed that when operating a fuel cell power generation system using city gas containing a small amount of oxygen as raw fuel, the oxygen contained in the raw fuel is rendered harmless and can be stably reformed. ing.

また、下記特許文献2には、水添脱硫触媒を充填した脱硫器と、炭化水素系燃料を改質して得た改質ガスの一部を前記脱硫器の入口に戻すラインとを備えた燃料ガス改質装置において、前記改質ガスの一部の戻りライン中に、改質ガス中の水分を除去する水分除去手段を設けたことを特徴とする燃料ガス改質装置が開示されている。   Patent Document 2 below includes a desulfurizer filled with a hydrodesulfurization catalyst, and a line for returning a part of the reformed gas obtained by reforming the hydrocarbon fuel to the inlet of the desulfurizer. In the fuel gas reformer, there is disclosed a fuel gas reformer characterized in that a moisture removing means for removing moisture in the reformed gas is provided in a part of the return line of the reformed gas. .

更に、下記特許文献3には、原燃料を改質して水素リッチガスに変換する改質反応器と、前記改質反応器の下流側に設けられて、改質反応済の燃料ガス中の一酸化炭素(CO)を選択的に二酸化炭素(CO)に酸化するCO選択酸化反応器とを少なくとも備え、原燃料を改質してCO濃度の低い水素リッチガスを製造する燃料改質システムにおいて、前記改質反応器の下流側であって前記CO選択酸化反応器の上流側の間の改質反応済の燃料ガスの少なくとも一部のガスから水蒸気を凝縮分離する水蒸気凝縮分離手段と、前記水蒸気凝縮分離手段で水蒸気が凝縮分離除去されたガスを、前記改質反応器に供給する原燃料にリサイクルガスとして混合するリサイクルラインとを備えたことを特徴とする燃料改質システムが開示されている。
特開平9−27337号公報 特開2002−97001号公報 特開2002−356308号公報
Further, in Patent Document 3 below, a reforming reactor for reforming raw fuel to convert it into a hydrogen-rich gas, and a reformer-reacted fuel gas provided downstream of the reforming reactor. A fuel reforming system comprising at least a CO selective oxidation reactor that selectively oxidizes carbon oxide (CO) to carbon dioxide (CO 2 ), and reforming raw fuel to produce a hydrogen-rich gas having a low CO concentration. Steam condensing / separating means for condensing and separating water vapor from at least a part of the reformed and reacted fuel gas between the downstream side of the reforming reactor and the upstream side of the CO selective oxidation reactor; There is disclosed a fuel reforming system comprising a recycle line for mixing, as a recycle gas, a gas obtained by condensing and removing water vapor by a condensing / separating means with a raw fuel supplied to the reforming reactor. .
JP-A-9-27337 JP 2002-97001 A JP 2002-356308 A

通常、水添脱硫のために原燃料ガスに供給すべき水素量は、水素ガス濃度として5〜15%程度であり、その際、脱硫反応系の反応当量にあわせて水素濃度を精密に制御する必要はないが、循環する改質リサイクルガスに蓄積する微量不純物等が改質触媒や脱硫用触媒の触媒活性に与える影響を避けるためには、原燃料ガスに戻される改質リサイクルガスは必要最小限にとどめることが望まれる。   Usually, the amount of hydrogen to be supplied to the raw fuel gas for hydrodesulfurization is about 5 to 15% in terms of hydrogen gas concentration. At that time, the hydrogen concentration is precisely controlled in accordance with the reaction equivalent of the desulfurization reaction system. Although it is not necessary, in order to avoid the influence of trace impurities accumulated in the circulating reformed recycling gas on the catalytic activity of the reforming catalyst and desulfurization catalyst, the reforming recycling gas returned to the raw fuel gas is the minimum necessary It is desirable to limit it to the limit.

また、日本ガス協会が規定する都市ガス規格の12Aガスのように、原燃料ガスにはその熱量や比重を調整するために1%程度の酸素を含有することもあり、その場合水素は脱硫反応系において酸素との反応に消費されるため、酸素を含有しない原燃料ガスと比べてその必要最小当量が大きく異なる。   In addition, like the city gas standard 12A gas defined by the Japan Gas Association, the raw fuel gas may contain about 1% oxygen to adjust its calorific value and specific gravity, in which case hydrogen is desulfurized. Since it is consumed in the reaction with oxygen in the system, its required minimum equivalent is greatly different from that of raw fuel gas not containing oxygen.

このような事由から、脱硫器に還流させる改質リサイクルガスの供給方式は、その流量管理のために、ある程度の融通性のある簡便なガス流量調節機構を備えるシステムとすることが望まれる。   For these reasons, it is desired that the system for supplying the reformed recycle gas to be recirculated to the desulfurizer is a system including a simple gas flow rate adjusting mechanism having some flexibility for the flow rate management.

しかし、1〜数kW級の小型の燃料電池発電システムでは、水素を含有した改質リサイクルガスの流量が1L/min程度と微少であるために、例えば、制限オリフィスによって流量の上限を制御しようとしてもオリフス径が0.4mm程度と小さく、オリフィスの穴が改質ガスに含まれる水分によって閉塞する可能性があるなどの問題があった。   However, in a small fuel cell power generation system of 1 to several kW class, the flow rate of reformed recycle gas containing hydrogen is as small as about 1 L / min. However, there is a problem that the orifice diameter is as small as about 0.4 mm, and the hole of the orifice may be blocked by moisture contained in the reformed gas.

これに関して、上記特許文献1に開示される脱硫用改質リサイクルガスのガス流量制御手段は、通常のガス流量計とガス流量調節弁から構成されるものであり、上記課題を十分に解決することはできなかった。また、上記特許文献2や特許文献3は、脱硫用改質リサイクルガスの流量制御手段を開示するものではなかった。   In this regard, the gas flow rate control means for the desulfurization reforming recycle gas disclosed in Patent Document 1 is composed of a normal gas flow meter and a gas flow rate control valve, and sufficiently solves the above problems. I couldn't. Moreover, the said patent document 2 and patent document 3 did not disclose the flow volume control means of the reforming recycle gas for desulfurization.

一方、高度なガス流量制御機構を具備したマスフローコントローラーのような流量制御装置を利用して課題を解決することもできるが、高価でありコスト面で不利であった。   On the other hand, although the problem can be solved by using a flow control device such as a mass flow controller equipped with an advanced gas flow control mechanism, it is expensive and disadvantageous in terms of cost.

したがって、本発明の目的は、脱硫用改質リサイクルガスの流量制御手段として、マスフローメータのような高価な流量制御装置や、閉塞する危険性ある制限オリフィス機構によるものとは異なるガス流量制御手段を備えた燃料電池発電装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a gas flow rate control means different from that of an expensive flow rate control device such as a mass flow meter or a restricted orifice mechanism that may be clogged as a flow rate control means of the reformed recycle gas for desulfurization. An object of the present invention is to provide a fuel cell power generator provided.

上記目的を達成するために鋭意研究した結果、脱硫用改質リサイクルガスの流量制御手段として、単純な機構からなるガス流量制御手段を燃料電池発電装置に導入することで、本発明を完成するに至った。   As a result of earnest research to achieve the above object, the present invention is completed by introducing a gas flow rate control means having a simple mechanism as a flow rate control means for the reformed recycle gas for desulfurization into the fuel cell power generator. It came.

すなわち、本発明の燃料電池発電装置は、原燃料ガスに含まれる硫黄化合物濃度を低減する脱硫器と、前記脱硫器により処理された燃料ガスを水素リッチな改質ガスに改質する改質器と、前記改質器により処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度を低減するCO濃度低減器と、前記CO濃度低減器により処理された改質ガスに含まれる水素を酸化して電流を発生せしめる燃料電池と、燃料ガスを前記脱硫器、前記改質器、前記CO濃度低減器及び前記燃料電池に流通させるためのガス管路と、前記改質器から前記燃料電池に至る間前記ガス管路の一部が分岐して前記脱硫器の上流に配された前記ガス管路に接続してなる、前記改質ガスの一部を改質リサイクルガスとして前記脱硫器に還流させ還流ガス管路とを備えた燃料電池発電装置において、
前記還流ガス管路は、該還流ガス管路の途中から分岐した複数の並列流路を有し、該各並列流路のそれぞれにガス充填容器が配置され、前記並列流路のある流路に配置されたガス充填容器に前記改質リサイクルガスを流入させている間、前記並列流路の他の流路に配置されたガス充填容器から前記改質リサイクルガスを流出させて前記脱硫器に還流させ、前記改質リサイクルガスを流入させる流路と、前記改質リサイクルガスを流出させる流路とを交互に切り替えるように制御する弁装置が、前記還流ガス管路に配置されていることを特徴とする。
That is, the fuel cell power generation device of the present invention includes a desulfurizer that reduces the concentration of sulfur compounds contained in the raw fuel gas, and a reformer that reforms the raw fuel gas treated by the desulfurizer into a hydrogen-rich reformed gas. A CO concentration reducer for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas treated by the reformer, and hydrogen contained in the reformed gas treated by the CO concentration reducer A fuel cell for generating an electric current, a gas conduit for allowing the raw fuel gas to flow to the desulfurizer, the reformer, the CO concentration reducer and the fuel cell, and the reformer to the fuel cell the portion of the gas conduit is connected to the gas pipe disposed upstream of the desulfurizer branches between, reflux the desulfurizer part of the reformed gas as the modifying recycle gas fuel cell comprising a reflux gas line which Ru is In collector,
The recirculation gas pipe has a plurality of parallel flow paths branched from the middle of the recirculation gas pipe, and a gas-filled container is disposed in each of the parallel flow paths. While the reformed recycle gas is allowed to flow into the disposed gas filling container, the reformed recycle gas is caused to flow out from the gas filled container disposed in the other flow path of the parallel flow path and is returned to the desulfurizer. And a valve device that controls to alternately switch between a flow path through which the reformed recycle gas flows and a flow path through which the reformed recycle gas flows out are arranged in the reflux gas pipe And

本発明によれば、弁装置の開閉によって還流ガス管路を遮断することで改質リサイクルガスの流量を制限することができ、また、遮断されたガスの一定量を、ガス充填容器のガス充填部分に所定時間滞留せしめることができるので、遮断中に生じるガス圧差を緩衝することができる。   According to the present invention, the flow rate of the reformed recycle gas can be limited by shutting off the reflux gas line by opening and closing the valve device, and a certain amount of the shut off gas can be supplied to the gas filling container. Since the portion can be retained for a predetermined time, the gas pressure difference generated during shut-off can be buffered.

本発明の燃料電池発電装置においては、前記CO濃度低減器は、前記改質器により処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素を変成するCO変成器と、前記CO変成器により処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素を選択的に酸化するCO選択酸化器とから構成され、前記還流ガス管路は、前記CO変成器と前記CO選択酸化器との間のガス管路の途中から分岐して、前記脱硫器の上流に配された前記ガス管路に接続する構成とすることもできる。 In the fuel cell power generation device of the present invention, the CO concentration reducer is processed by the CO converter for converting carbon monoxide contained in the reformed gas processed by the reformer and the CO converter. A CO selective oxidizer that selectively oxidizes carbon monoxide contained in the reformed gas, and the reflux gas line is in the middle of the gas line between the CO converter and the CO selective oxidizer. It can also be set as the structure which branches from and connects to the said gas pipe line distribute | arranged upstream of the said desulfurizer .

この態様によれば、CO変成器によってCO濃度が1%程度にまで低減した改質ガスの一部を改質リサイクルガスとして脱硫器に還流させることができる。また、燃料電池に流入し燃料となる改質ガス中のCO濃度を、CO選択酸化器によって10ppm以下程度にまで低くすることができ、同時に、一酸化炭素の選択的酸化に必要な空気から、改質リサイクルガスへ窒素が混入することを回避することができる。   According to this aspect, a part of the reformed gas whose CO concentration is reduced to about 1% by the CO converter can be recirculated to the desulfurizer as the reformed recycle gas. Further, the CO concentration in the reformed gas that flows into the fuel cell and becomes the fuel can be lowered to about 10 ppm or less by the CO selective oxidizer, and at the same time, from the air necessary for the selective oxidation of carbon monoxide, Nitrogen can be prevented from being mixed into the reformed recycle gas.

本発明の燃料電池発電装置においては、前記脱硫器の上流に配された前記ガス管路の途中に前記原燃料ガスを昇圧するガス圧縮器が配置され、前記還流ガス管路は、前記改質リサイクルガスが前記ガス圧縮器の吸入側に還流されるように配置されている構成とすることもできる。 In the fuel cell power generator according to the present invention, a gas compressor for increasing the pressure of the raw fuel gas is disposed in the middle of the gas pipe disposed upstream of the desulfurizer, and the recirculation gas pipe is connected to the reformer. A configuration may also be adopted in which the recycled gas is recirculated to the suction side of the gas compressor.

この態様によれば、供給される原燃料ガスと還流ガス管路内の改質リサイクルガスとのガス圧差によって、ガス圧縮器の吸入側に必要量の脱硫用改質リサイクルガスを流入させることができる。 According to this aspect, due to the difference in gas pressure between the supplied raw fuel gas and the reformed recycle gas in the reflux gas pipe, a necessary amount of the desulfurization reformed recycle gas can be caused to flow into the suction side of the gas compressor. it can.

本発明の燃料電池発電装置においては、前記CO濃度低減器と前記ガス充填容器との間に配される前記還流ガス管路の途中に、前記CO濃度低減器から流出して還流ガス管路に流入する前記改質リサイクルガス中の水蒸気を凝縮分離する水蒸気凝縮分離器が配置されている構成とすることもできる。 In the fuel cell power generation device of the present invention, in the middle of the recirculation gas pipe arranged between the CO concentration reducer and the gas filling container, it flows out of the CO concentration reducer and enters the recirculation gas pipe. A steam condensing separator that condenses and separates the steam in the reformed recycle gas that flows in may also be provided.

この態様によれば、上記還流ガス管路に流入する改質ガスから水分を除いておくことで、水蒸気改質されたガスに含まれる水蒸気の凝縮による上記還流ガス管路の閉塞を防ぐことができる。   According to this aspect, by removing moisture from the reformed gas flowing into the reflux gas pipeline, the reflux gas pipeline can be prevented from being blocked by condensation of water vapor contained in the steam-reformed gas. it can.

本発明によれば、燃料電池発電装置の脱硫用改質リサイクルガスの流量制御手段として、還流ガス管路に接続したガス充填容器に、改質リサイクルガスを所定時間滞留せしめ、その後、該滞留した改質リサイクルガスを原燃料ガスと混合せしめるように構成されるシステムを導入することで、特に1〜数kW級の小型の燃料電池発電システムにおいて有用な改質リサイクルガス流量制御方法を提供することができる。   According to the present invention, as the flow control means for the desulfurization reforming recycle gas of the fuel cell power generation device, the reforming recycle gas is allowed to stay in the gas filling container connected to the reflux gas pipe for a predetermined time, and then stays there. To provide a reformed recycle gas flow rate control method useful for a small fuel cell power generation system of 1 to several kW class by introducing a system configured to mix reformed recycle gas with raw fuel gas Can do.

すなわち、例えば、還流ガス管路に並列に接続するガス充填容器2個と3方弁等の弁装置2個によってガス流量制御手段を構成すれば、改質ガスをいったん容器に充填して上流側の弁を閉止し、次に下流側の弁を開して、その容器から圧力差によって原燃料に改質ガスを導入し、1つの容器から改質ガスを導入している間にもう1つの容器に改質ガスを充填し、改質ガスを原燃料に供給している容器の圧力が低下したら、もう1つの容器に切り替えて改質ガスを持続的に下流側に供給することができる。   That is, for example, if the gas flow rate control means is constituted by two gas filling containers connected in parallel to the reflux gas pipeline and two valve devices such as a three-way valve, the reformed gas is once filled into the container and the upstream side Is closed, then the downstream valve is opened, and the reformed gas is introduced into the raw fuel by the pressure difference from the vessel, while the reformed gas is introduced from one vessel to the other. When the pressure of the container in which the container is filled with the reformed gas and the reformed gas is supplied to the raw fuel is reduced, the reformed gas can be continuously supplied downstream by switching to another container.

このような構成のガス流量制御手段によって、改質リサイクルガスに含まれる水分が凝縮する等してガス管路が閉塞することを防止できるとともに、水添脱硫に必要な改質リサイクルガスを原燃料ガスに安定して供給できる。   With the gas flow rate control means having such a configuration, it is possible to prevent the gas pipeline from being clogged due to condensation of moisture contained in the reformed recycle gas, and to supply the reformed recycle gas necessary for hydrodesulfurization as the raw fuel. Stable supply to gas.

本発明において使用される原燃料ガスに特に制限はないが、一般家庭に供給される都市ガスやLPガス等を好ましく利用することができる。また、その供給ガス圧は通常値であればよく、102.3〜103.8kPa(abs)のものを好ましく利用することができる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the raw fuel gas used in this invention, The city gas, LP gas, etc. which are supplied to a general household can be utilized preferably. Moreover, the supply gas pressure should just be a normal value, and the thing of 102.3-103.8kPa (abs) can be utilized preferably.

本発明において使用される燃料電池に特に制限はないが、固体高分子型燃料電池やりん酸型燃料電池を好ましく用いることができる。その場合、発電出力0.5〜3kW級の燃料電池発電システムとすれば、本発明の燃料電池発電装置はより効果的に構成される。   Although there is no restriction | limiting in particular in the fuel cell used in this invention, A solid polymer type fuel cell and a phosphoric acid type fuel cell can be used preferably. In that case, if the fuel cell power generation system has a power generation output of 0.5 to 3 kW, the fuel cell power generation device of the present invention is more effectively configured.

小型の燃料電池発電システムにおいては、通常、上記還流ガス管路に流入する改質リサイクルガスの水素ガス濃度は60〜70%であり、また、そのガス圧、流量は、それぞれ、106〜116kPa(abs)、0.7〜4.2L/min程度となる。したがって、2.1〜13L/min程度の流量で供給される原燃料ガスに、水素ガス濃度が5〜15%程度となるように脱硫用改質リサイクルガスを混合するために、上記還流ガス管路の径は3〜6mmであることが好ましく、また、上記ガス充填容器の容量は0.2〜1Lであることが好ましい。   In a small fuel cell power generation system, the hydrogen gas concentration of the reformed recycle gas flowing into the reflux gas pipe is usually 60 to 70%, and the gas pressure and flow rate are 106 to 116 kPa ( abs), about 0.7 to 4.2 L / min. Therefore, in order to mix the reformed recycle gas for desulfurization with the raw fuel gas supplied at a flow rate of about 2.1 to 13 L / min so that the hydrogen gas concentration is about 5 to 15%, The path diameter is preferably 3 to 6 mm, and the capacity of the gas-filled container is preferably 0.2 to 1 L.

脱硫用改質リサイクルガスを上記還流ガス管路を通じて原燃料ガスが供給されるガス管路内に流入させるためには、ガス管路内の背圧の差による受動的な流入によればよいが、脱硫器の上流にガス圧縮器を配置して改質リサイクルガスが混合された燃料ガスをガス圧縮器流通した後に脱硫器に流入するようにすれば、供給される原燃料ガスと還流ガス管路内の改質リサイクルガスとのガス圧差によって、ガス圧縮器の吸入側に必要量の脱硫用改質リサイクルガスを流入させることができ、好ましい。 In order to cause the reformed recycle gas for desulfurization to flow into the gas pipe to which the raw fuel gas is supplied through the reflux gas pipe, passive inflow due to the difference in back pressure in the gas pipe may be used. , place the gas compressor upstream of the desulfurizer, if the reforming recycle gas is mixed raw fuel gas to flow into the desulfurizer after flowing through the gas compressor, the raw fuel gas supplied Due to the difference in gas pressure with the reformed recycle gas in the reflux gas line, the required amount of the desulfurized reformed recycle gas can be introduced into the suction side of the gas compressor, which is preferable.

原燃料ガスと脱硫用改質リサイクルガスとの混合は、上記還流ガス管路を通じて原燃料ガスが供給されるガス管路内に流入した改質リサイクルガスの受動拡散によればよいが、ガス管路に混合のための緩衝領域を設ける等の工夫を施してもよい。   The mixing of the raw fuel gas and the reformed recycle gas for desulfurization may be performed by passive diffusion of the reformed recycle gas that has flowed into the gas pipe to which the raw fuel gas is supplied through the reflux gas pipe. You may give a device, such as providing a buffer area for mixing in a way.

改質反応で発生する一酸化炭素(CO)は、通常、CO濃度低減器に流通させて低減するが、固体高分子型燃料電池を用いる場合は、燃料となる改質ガス中のCOが電解質膜の機能低下をもたらすため、CO濃度を10ppm以下程度にまで低くする必要があり、CO濃度を1%程度にまで低減するためのCO変成器の下流には、更に空気中の酸素によって一酸化炭素を選択的に酸化するCO選択酸化器が設けられる。この場合、CO選択酸化器を流通した改質ガスには窒素が混入するが、窒素は改質器でアンモニアとなって燃料電池の特性を下げるので、このような窒素を含む改質ガスを燃料電池に流入させることは好ましくない。したがって、CO選択酸化器を設けてCO選択酸化反応をおこなう場合は、上記還流ガス管路は、CO変性器の下流であってCO選択酸化器の上流から分岐するよう に構成することが好ましい。 Carbon monoxide (CO) generated in the reforming reaction is usually reduced by circulating it through a CO concentration reducer. However, when a polymer electrolyte fuel cell is used, CO in the reformed gas used as fuel is an electrolyte. In order to reduce the function of the membrane, it is necessary to reduce the CO concentration to about 10 ppm or less, and further to the downstream of the CO converter for reducing the CO concentration to about 1%, it is further oxidized by oxygen in the air. A CO selective oxidizer is provided to selectively oxidize carbon. In this case, nitrogen is mixed into the reformed gas that has passed through the CO selective oxidizer. However, since nitrogen becomes ammonia in the reformer and deteriorates the characteristics of the fuel cell, such reformed gas containing nitrogen is used as fuel. It is not preferable to flow into the battery . Therefore, in the case where a CO selective oxidizer is provided to perform the CO selective oxidation reaction, the reflux gas line is preferably configured to branch downstream from the CO modifier and upstream from the CO selective oxidizer.

上記水添脱硫、水蒸気改質、CO変成、など一連の反応は高温条件下での反応であるため、上記還流ガス管路に流入する改質ガスは120〜150℃程度の高温であるが、還流ガス管路内を流通する間の放熱によってその露点以下の環境温度にさらされることとなり、改質されたガスに含まれる水蒸気の凝縮による閉塞の原因となる。そこで、上記還流ガス管路に流入する改質ガスが水蒸気を凝縮分離する水蒸気凝縮分離器を流通するように配置し、上記還流ガス管路に流入する改質ガスから水分を除いておくことが好ましい。   Since the series of reactions such as hydrodesulfurization, steam reforming, CO conversion, etc. are reactions under high temperature conditions, the reformed gas flowing into the reflux gas line is at a high temperature of about 120 to 150 ° C., Due to heat dissipation during circulation in the reflux gas pipe, the temperature is exposed to an environmental temperature below the dew point, which causes blockage due to condensation of water vapor contained in the reformed gas. Therefore, the reformed gas flowing into the reflux gas pipeline is arranged so as to flow through a steam condenser / separator for condensing and separating water vapor, and moisture is removed from the reformed gas flowing into the reflux gas pipeline. preferable.

以下、図面を用いて本発明について更に詳細に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1は、本発明による燃料電池発電装置の一実施形態を模式的に示す構成図である。この実施形態は、原燃料ガスとして都市ガスを利用する燃料電池発電装置に適用したものである。   FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing one embodiment of a fuel cell power generator according to the present invention. This embodiment is applied to a fuel cell power generator that uses city gas as raw fuel gas.

この燃料電池発電装置では、原燃料ガスである都市ガスが、図中直線と矢印で示すガス管路を、ガス圧縮9、脱硫器3、改質器4、改質ガス中のCOを水蒸気により二酸化炭素(CO)と水素に変成するCO変成器5、CO変成器5からの改質ガス中に約1%程度含まれるCOを、更に10ppm以下にまで低減するCO選択酸化器6の順に通過して、水素リッチガスに改質された改質ガスが、燃料電池の燃料電池セル7のアノード電極側21に供給される。なお、22はカソード電極側、23は電解質である。 In this fuel cell power generation system, city gas is the raw fuel gas, a gas line indicated by an arrow a straight line in the figure, a gas compressor 9, the desulfurizer 3, the reformer 4, the CO in the reformed gas steam Of the CO converter 5 that converts to carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen, and the CO selective oxidizer 6 that further reduces CO contained in the reformed gas from the CO converter 5 to about 10 ppm or less. passes sequentially reformed gas reformed into hydrogen-rich gas is supplied to the anode 21 of the fuel cell 7 in the fuel cell. In addition, 22 is a cathode electrode side and 23 is an electrolyte.

また、CO変成器5とCO選択酸化器6のガス管路の途中から分岐するガス管路が、再び原燃料ガスが供給されるガス管路へと戻されるように配置される還流ガス管路が形成されている。CO変成器5により処理され水素リッチガスに改質された改質ガスの一部は、その還流ガス管路を流通し、原燃料である都市ガスと混合される。 Also, a reflux gas pipe arranged so that the gas pipe branched from the middle of the gas pipe of the CO converter 5 and the CO selective oxidizer 6 is returned to the gas pipe to which the raw fuel gas is supplied again. Is formed. A part of the reformed gas that has been treated by the CO converter 5 and reformed into a hydrogen-rich gas flows through the reflux gas line and is mixed with the city gas that is the raw fuel.

CO変成器5から還流ガス管路に流入する水素リッチな改質ガスは、水蒸気分離器8において、冷却されて、水分を除かれた後、流量制御手段20に流入する。そして、流量制御手段20にて、流量を制御されながら都市ガスに混合され、ガス圧縮9を通して脱硫器3に供給される。 The hydrogen-rich reformed gas flowing into the reflux gas line from the CO converter 5 is cooled in the steam separator 8 to remove moisture, and then flows into the flow rate control means 20. Then, at a flow rate control unit 20, while being controlled flow rate are mixed in city gas, it is supplied to the desulfurizer 3 through the gas compressor 9.

図2は、本発明の燃料電池発電装置に導入されるガス流量制御手段の実施形態の模式図である。図2(a)に示す流量制御手段は、図1の実施形態で採用されているものであり、2個のガス充填容器1がガス管路に並列に接続され、ガス管路の上流側及び下流側に弁装置である三方弁2がそれぞれ配置されている。   FIG. 2 is a schematic view of an embodiment of the gas flow rate control means introduced into the fuel cell power generator of the present invention. The flow rate control means shown in FIG. 2 (a) is employed in the embodiment of FIG. 1, and two gas filling containers 1 are connected in parallel to the gas pipeline, and the upstream side of the gas pipeline and A three-way valve 2 that is a valve device is disposed on the downstream side.

ここでは、ガス管路を流通するガスはいったんガス充填容器1aに充填され、次に上流側の弁を閉じ下流側の弁を開いて、圧力差によってガス充填容器1aからガスが下流に流出する。その間、ガス充填容器1bにおいては、下流側の弁が閉じ、上流側の弁が開くので、ガスが充填される。そして、ガスの流出によってガス充填容器1a内のガス圧が低下した段階で、三方弁を切り替えることにより、今度は、ガス充填容器1aの上流側の弁を開き、下流側の弁を閉じ、ガス充填容器1bの上流側の弁を閉じ、下流側の弁を開いて、ガス充填容器1bからガスが下流に流出する。こうしてガス圧を調整しながら、ガスを持続的に下流側に供給することができる。   Here, the gas flowing through the gas pipe is once filled in the gas filling container 1a, then the upstream valve is closed and the downstream valve is opened, and the gas flows out of the gas filling container 1a due to the pressure difference. . Meanwhile, in the gas filling container 1b, the downstream valve is closed and the upstream valve is opened, so that the gas is filled. Then, by switching the three-way valve at the stage where the gas pressure in the gas filling container 1a is lowered due to the outflow of gas, this time, the valve on the upstream side of the gas filling container 1a is opened and the valve on the downstream side is closed, The valve on the upstream side of the filling container 1b is closed, the valve on the downstream side is opened, and the gas flows out from the gas filling container 1b downstream. Thus, the gas can be continuously supplied to the downstream side while adjusting the gas pressure.

また、図2(b)に示す別の実施形態による流量制御手段では、上記2つのガス充填容器1a、1bの各々の上流側にそれぞれ配されるガス充填容器1c、1dが、ガス管路に直列に接続されている。この態様によれば、改質ガスタンクを2個直列に接続することによって、下流に配されるガス充填容器1a(または1b)へのガスの流通量は制限され、リサイクルガス流量を制限することができる。   Further, in the flow rate control means according to another embodiment shown in FIG. 2 (b), the gas filling containers 1c and 1d respectively arranged on the upstream side of the two gas filling containers 1a and 1b are provided in the gas pipeline. Connected in series. According to this aspect, by connecting two reformed gas tanks in series, the amount of gas flow to the gas filling container 1a (or 1b) disposed downstream is limited, and the recycle gas flow rate can be limited. it can.

図3には、上記図2(a)に示す実施形態において、各容器の容積を1リットル、ガス流路の切り替え時間を6秒、ガス温度を50℃、下流側弁の閉止の間にガス充填容器1a(または1b)に流入し滞留するガスの背圧P1の初期値を113.3kPa(abs)とし、燃料ガス圧縮機入口の圧力P2を一定値101.3kPa(abs)としたときのガス充填容器内のガス圧及び下流側へのガス流量の挙動をシュミレーションした結果を示す。   In the embodiment shown in FIG. 2 (a), FIG. 3 shows that each container has a volume of 1 liter, a gas flow path switching time of 6 seconds, a gas temperature of 50 ° C., and a gas during the closing of the downstream valve. When the initial value of the back pressure P1 of the gas flowing into and staying in the filling container 1a (or 1b) is 113.3 kPa (abs) and the pressure P2 at the fuel gas compressor inlet is a constant value of 101.3 kPa (abs) The result of having simulated the behavior of the gas pressure in a gas filling container and the gas flow rate to the downstream side is shown.

シミュレーションには、容器から流出するリサイクルガス流量F(mol/s)(単位時間当たりに容器から流出するリサイクルガスのモル量)はP1−P2間の圧力差の関数として表すことができるとして下記数式(1)を使用し、また、ガス圧P1はガス充填容器内に充填されているリサイクルガスのモル量n(mol)の関数として表すことができるとして、下記数式(2)を使用した。   In the simulation, it is assumed that the flow rate F (mol / s) of the recycle gas flowing out from the container (molar amount of the recycle gas flowing out from the container per unit time) can be expressed as a function of the pressure difference between P1 and P2. (1) is used, and the gas pressure P1 can be expressed as a function of the molar amount n (mol) of the recycle gas filled in the gas filling container, and the following formula (2) is used.

Figure 0004882215
Figure 0004882215

なお、数式(1)中のKは配管構成などによって異なる流量係数であり、ここではその値を2×10−8(mol/s・Pa)とした。また、数式(2)中のRはガス定数8.3144(J/mol・K)であり、Tはガス充填容器内の温度323Kであり、Vはガス充填容器の容積0.001m である。 In addition, K in Numerical formula (1) is a flow coefficient which changes with piping structures etc., and the value was 2 * 10 < -8 > (mol / s * Pa) here. In addition, R in the mathematical formula (2) is a gas constant of 83144 (J / mol · K), T is a temperature in the gas filling container 323 K, and V is a volume of the gas filling container of 0.001 m 3 . .

図3(a)は、ガス充填容器内のガス圧の経時変化をシミュレーションした結果を示している。ここでは、シミュレーションによって得られたガス圧変動が6秒毎の1サイクルをなし、2つのガス充填容器1a、1bからのガス流路の切り替えによって、そのガス圧変動の1サイクルが連続するように図示されている。   FIG. 3A shows the result of simulating the change with time of the gas pressure in the gas filling container. Here, the gas pressure fluctuation obtained by the simulation is one cycle every 6 seconds, and one cycle of the gas pressure fluctuation is continued by switching the gas flow path from the two gas filling containers 1a and 1b. It is shown in the figure.

図3(b)は、上記図3(a)に示すガス圧変動の連続サイクルに対応してガス充填容器から流出するリサイクルガスの流量(単位をNL/sに換算した)の変動を示している。すなわち、1つのガス充填容器から下流側に流出にするガスの流量は、ガス流路の切り替え直後から6秒間、容器の圧力の低下を伴って減少する。次の6秒間は、他のガス充填容器から同様の挙動でガスが下流側に流出するため、ガスの流量は6秒の周期をもって最大値0.02NL/sと最小値0.005NL/sの間を変化することとなる。   FIG. 3 (b) shows the fluctuation of the flow rate of the recycle gas flowing out from the gas filling container (unit converted to NL / s) corresponding to the continuous cycle of the gas pressure fluctuation shown in FIG. 3 (a). Yes. That is, the flow rate of the gas that flows out from one gas-filled container to the downstream side decreases with a decrease in the pressure of the container for 6 seconds immediately after switching the gas flow path. In the next 6 seconds, the gas flows out from the other gas-filled containers in the same manner, so that the gas flow rate has a maximum value of 0.02 NL / s and a minimum value of 0.005 NL / s with a period of 6 seconds. Will change.

したがって、上記図2(a)に示す本発明におけるガス流量制御手段の実施形態によって、通常小型の燃料電池発電装置においてリサイクルガス流量の好適範囲とされる0.006〜0.023NL/sとなるように、脱流用改質リサイクルガスを安定に供給することが可能である。   Therefore, according to the embodiment of the gas flow rate control means in the present invention shown in FIG. 2 (a), the recycle gas flow rate is set to a preferable range of the recycle gas flow rate in a normally small fuel cell power generation device. As described above, it is possible to stably supply the denatured reformed recycle gas.

本発明の燃料電池発電装置は、エネルギー資源をより効率的に利用するエネルギー供給/使用システムに利用することができ、社会的な省エネルギー化の要請に応えることができる。   The fuel cell power generator of the present invention can be used in an energy supply / use system that uses energy resources more efficiently, and can meet social demands for energy saving.

本発明の燃料電池発電装置の一実施形態を模式的に示す構成図である。It is a lineblock diagram showing typically one embodiment of a fuel cell power generator of the present invention. 本発明におけるガス流量制御手段の実施形態の模式図である。It is a schematic diagram of embodiment of the gas flow control means in this invention. 本発明におけるガス充填容器内でのガス圧及びガス充填容器からのガス流出量の経時変化をシュミレーションした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having simulated the temporal change of the gas pressure in the gas filling container in this invention, and the gas outflow amount from a gas filling container.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b、1c ガス充填容器
2 三方弁
3 脱硫器
4 改質器
5 CO変成器
6 CO選択酸化器
7 燃料電池セル
8 水蒸気分離器
9 ガス圧縮器
20 流量制御手段
21 アノード電極側
22 カソード電極側
23 電解質
1, 1a, 1b, 1c Gas filling container 2 Three-way valve 3 Desulfurizer 4 Reformer 5 CO converter 6 CO selective oxidizer 7 Fuel cell 8 Water vapor separator 9 Gas compressor 20 Flow rate control means 21 Anode electrode side 22 Cathode electrode side 23 Electrolyte

Claims (4)

原燃料ガスに含まれる硫黄化合物濃度を低減する脱硫器と、前記脱硫器により処理された燃料ガスを水素リッチな改質ガスに改質する改質器と、前記改質器により処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度を低減するCO濃度低減器と、前記CO濃度低減器により処理された改質ガスに含まれる水素を酸化して電流を発生せしめる燃料電池と、燃料ガスを前記脱硫器、前記改質器、前記CO濃度低減器及び前記燃料電池に流通させるためのガス管路と、前記改質器から前記燃料電池に至る間前記ガス管路の一部が分岐して前記脱硫器の上流に配された前記ガス管路に接続してなる、前記改質ガスの一部を改質リサイクルガスとして前記脱硫器に還流させ還流ガス管路とを備えた燃料電池発電装置において、
前記還流ガス管路は、該還流ガス管路の途中から分岐した複数の並列流路を有し、該各並列流路のそれぞれにガス充填容器が配置され、
前記並列流路のある流路に配置されたガス充填容器に前記改質リサイクルガスを流入させている間、前記並列流路の他の流路に配置されたガス充填容器から前記改質リサイクルガスを流出させて前記脱硫器に還流させ、前記改質リサイクルガスを流入させる流路と、前記改質リサイクルガスを流出させる流路とを交互に切り替えるように制御する弁装置が、前記還流ガス管路に配置されていることを特徴とする燃料電池発電装置。
A desulfurizer for reducing the concentration of sulfur compounds contained in the raw fuel gas, a reformer for reforming the raw fuel gas treated by the desulfurizer into a hydrogen-rich reformed gas, and a treatment performed by the reformer and CO concentration reducer for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas, a fuel cell allowed to generate an electrical current by oxidation of hydrogen contained in the reformed gas processed by the CO concentration reducer, the raw fuel gas the desulfurizer and the reformer, and the CO concentration reducer and gas lines for circulating the fuel cell, a portion of the gas line between leading to the fuel cell from said reformer branch fuel with and becomes connected to the gas pipe disposed upstream of the desulfurizer and, and the reformed gas recirculation conduit Ru refluxed to the desulfurizer part as the modifying recycle gas in the gas In battery power generators,
The reflux gas pipeline has a plurality of parallel flow channels branched from the middle of the reflux gas pipeline, and a gas filling container is disposed in each of the parallel flow channels,
While the reformed recycle gas is allowed to flow into the gas filled container disposed in the flow path having the parallel flow path, the reformed recycle gas is transferred from the gas filled container disposed in the other flow path of the parallel flow path. A valve device that controls to alternately switch between a flow path for allowing the reformed recycle gas to flow in and a flow path for allowing the reformed recycle gas to flow out. A fuel cell power generation device arranged on a road .
前記CO濃度低減器は、前記改質器により処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素を変成するCO変成器と、前記CO変成器により処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素を選択的に酸化するCO選択酸化器とから構成され、
前記還流ガス管路は、前記CO変成器と前記CO選択酸化器との間のガス管路の途中から分岐して、前記脱硫器の上流に配された前記ガス管路に接続している、請求項1記載の燃料電池発電装置。
The CO concentration reduction comprises: a CO transformer for transforming carbon monoxide contained in the reformed gas processed by the reformer, the carbon monoxide contained in the treated reformate gas by the CO transformer A CO selective oxidizer that selectively oxidizes,
The reflux gas pipeline is branched from the middle of the gas pipeline between the CO converter and the CO selective oxidizer and connected to the gas pipeline arranged upstream of the desulfurizer. The fuel cell power generator according to claim 1.
前記脱硫器の上流に配された前記ガス管路の途中に前記原燃料ガスを昇圧するガス圧縮器が配置され、
前記還流ガス管路は、前記改質リサイクルガスが前記ガス圧縮器の吸入側に還流されるように配置されている、請求項1又は2に記載の燃料電池発電装置。
A gas compressor that pressurizes the raw fuel gas is disposed in the middle of the gas pipe disposed upstream of the desulfurizer,
3. The fuel cell power generator according to claim 1, wherein the recirculation gas pipe is arranged so that the reformed recycle gas is recirculated to the suction side of the gas compressor .
前記CO濃度低減器と前記ガス充填容器との間に配される前記還流ガス管路の途中に、前記CO濃度低減器から流出して還流ガス管路に流入する前記改質リサイクルガス中の水蒸気を凝縮分離する水蒸気凝縮分離器が配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。Water vapor in the reformed recycle gas that flows out from the CO concentration reducer and flows into the reflux gas pipeline in the middle of the reflux gas pipeline arranged between the CO concentration reducer and the gas filling container The fuel cell power generator according to any one of claims 1 to 3, wherein a water vapor condensing separator for condensing and separating the fuel is disposed.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5272183B2 (en) * 2007-09-27 2013-08-28 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell reformer
JP5588689B2 (en) * 2010-02-01 2014-09-10 大阪瓦斯株式会社 Solid oxide fuel cell
JP5584507B2 (en) * 2010-03-31 2014-09-03 大阪瓦斯株式会社 Solid oxide fuel cell system
WO2012169199A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 パナソニック株式会社 Hydrogen generator, fuel cell system comprising same, and method for operating hydrogen generator
US9490495B2 (en) 2012-03-02 2016-11-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Hydrogen generator, fuel cell system, and method of operating hydrogen generator
JP5938557B2 (en) * 2012-04-03 2016-06-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Hydrogen generator
KR101435395B1 (en) * 2012-08-31 2014-08-28 삼성중공업 주식회사 Fuel Cell System
JP5830695B2 (en) * 2012-11-29 2015-12-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fuel cell system
WO2014167850A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 パナソニック株式会社 Fuel cell system and fuel cell system operating method
JP6701778B2 (en) * 2015-02-13 2020-05-27 日本製鉄株式会社 Method for producing hydrogen by reforming hydrocarbons, apparatus for producing hydrogen, operating method for fuel cell, and operating apparatus for fuel cell

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110001A (en) * 1984-06-22 1986-01-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device for modifying fuel
JPH0668892A (en) * 1992-08-20 1994-03-11 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell system
JPH07192746A (en) * 1993-12-24 1995-07-28 Toshiba Corp Fuel cell power generating system
JP2002025596A (en) * 2000-07-05 2002-01-25 Mitsubishi Electric Corp Phosphoric-acid fuel cell power generating facility
JP2002226867A (en) * 2001-01-31 2002-08-14 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd Apparatus for producing hydrogen
JP4493257B2 (en) * 2001-03-26 2010-06-30 大阪瓦斯株式会社 Fuel reforming system

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