JP5143663B2 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム - Google Patents
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Description
本発明(2)は、燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムである。そして、
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を配置するとともに、前記硫黄化合物吸着剤充填容器(1)からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経ずに、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置するとともに、前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置し、
(B)前記高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を配置し、且つ、当該硫黄化合物吸着剤充填容器(1)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を配置するとともに、当該硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を配置するとともに、当該硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を配置するとともに、前記硫黄化合物吸着剤充填容器(1)からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経ずに、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置するとともに、前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置し、
(B)前記高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を配置し、且つ、当該硫黄化合物吸着剤充填容器(1)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を配置するとともに、当該硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器(2)からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を配置するとともに、当該硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置するとともに、前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、
(B)前記高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする。
(a)本発明によれば、原燃料中に含まれている炭素数6以上の高級炭化水素を、水蒸気改質器が低温で改質反応が起っていないときに除去することにより、当該高級炭化水素が分解されずに水蒸気改質器内の改質触媒表面に付着、吸着することを無くし、改質触媒の性能低下を防止することができる。
(b)本発明によれば、水蒸気改質器が高温で改質反応が起っているときは、硫黄化合物のみを除去することにより、高級炭化水素吸着剤の使用量を抑制することができる。
(c)従来技術においては、低温で改質反応が起っていないときだけではなく、高温で改質反応が起っているときをも含めて、すべての運転様式、運転方式にわたって高級炭化水素をも吸着しているため、大量の吸着剤が必要となり、装置の大型化や吸着剤のコスト増となっていたが、本発明によれば、上記(a)〜(b)の効果により、吸着剤の使用量を少なくし、全体的に前処理システムの大容量化を抑えて低コストすることができる。
(d)本発明によれば、(a)〜(c)の効果により、メンテナンスフリーな燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムとすることができる。
(e)本発明において、制御要素として時間または原燃料の流量を利用することにより、その制御機構をさらにシンプル化することができる。
本発明の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムは、水蒸気改質器を含む水素製造装置、または、水蒸気改質器、CO変成器及びCO酸化器を含む水素製造装置、すなわち、それら機器を含む改質器系の前段に配置する。そして、燃料電池の燃料である水素製造用の原燃料から硫黄化合物、高級炭化水素を除去するための前処理システムである。そのうち、水蒸気改質器を含む水素製造装置は燃料電池がSOFCの場合に使用され、水蒸気改質器、CO変成器及びCO酸化器を含む水素製造装置は燃料電池がPEFCの場合に使用される。
本発明における硫黄化合物吸着剤充填容器は、容器に硫黄化合物吸着剤を充填することで構成される。充填した硫黄化合物吸着剤により、原燃料に含まれるメルカプタン類、サルファイド類、あるいはチオフェン類などの硫黄化合物を吸着除去する。硫黄化合物吸着剤としては活性炭、金属化合物、ゼオライト、金属担持のゼオライト(ゼオライトにAg、Cu、Zn、Fe、Co、Niなどの金属を担持したもの)、その他各種あるが、いずれも使用される。
本発明における高級炭化水素吸着剤充填容器は、容器に高級炭化水素吸着剤を充填することで構成される。高級炭化水素吸着剤としては、炭素数6〜9の炭化水素、例えばヘキサン(含:その異性体)、シクロヘキセン、ヘプタン(含:その異性体)、オクタン(含:その異性体)、ノナン(含:その異性体)を選択的に吸着する吸着剤であれば特に限定はないが、その好ましい例として金属担持のゼオライトまたは添着活性炭(=金属または臭素を担持した活性炭)が挙げられる。
本発明(1)は、原燃料を改質器系の水蒸気改質器に供給する導管に硫黄化合物吸着剤充填容器と高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、水蒸気改質器の温度の高低に応じて原燃料の流路を硫黄化合物吸着剤充填容器または高級炭化水素吸着剤充填容器へ切替えるようにしてなる燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムである。
なお、水蒸気改質器は通常運転の開始時以降、さらに温度を上げて例えば680℃とし、この温度で運転が続けられる。この温度も通常運転時の温度であるが、本明細書においては、当該温度(例えば680℃)を便宜上、定常運転をする温度つまり定常運転温度と称している。
図1は、本発明(2)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムを説明する図である。図1(a)はその起動時、停止時を示し、図1(b)はその運転時を示している。以下の記載において、各機器等に添記の括弧付きの符号は各図面中の符号である。
上記構成において、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経て改質器系の水蒸気改質器の改質部に供給する。
水蒸気改質器の改質部の温度が400℃乃至その前後に下がった時点から前処理システムの停止終了までの間については後述のとおりである。
改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温になった時点、すなわち、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が他方の分岐管へ流れるように切替え弁(3)を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給し、併せて、開閉弁6を開に切替えて、改質器系の水蒸気改質器の改質部に水を供給する。
燃料電池の運転停止に伴う燃料水素の製造停止開始時には、開閉弁(6)を閉にして水の供給も停止する。このため、その時点から水蒸気改質器の改質部で改質反応が起ることはないが、改質器系内に滞留するガスによる改質触媒等への悪影響を回避するために、その滞留ガスをガスによりパージする必要がある。パージガスには窒素などの不活性ガスのほか、原燃料も使用される。
図2は、本発明(3)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムを説明する図である。図2(a)は起動時、停止時を示し、図2(b)は運転時を示している。なお、以下の記載において、括弧付きの符号は図2中の符号である。
上記構成において、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにする。
改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温になった時点、すなわち、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器(1)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給する。併せて、開閉弁6を開に切替えて、改質器系の水蒸気改質器の改質部に水を供給する。
燃料電池の運転停止に伴う燃料水素の製造停止開始時には、開閉弁(6)を閉にして水の供給も停止する。このため、その時点から水蒸気改質器の改質部で改質反応が起ることはないが、改質器系内に滞留するガスによる改質触媒等への悪影響を回避するために、その滞留ガスをガスによりパージする必要がある。パージガスには窒素などの不活性ガスのほか、原燃料も使用される。
図3は、本発明(4)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムを説明する図である。図3(a)は起動時、停止時を示し、図3(b)は通常運転時を示している。なお、以下の記載において、括弧付きの符号は図3中の符号である。
上記構成において、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにする。
改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、前記切替え弁(3)を原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように切替え、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給する。併せて、開閉弁6を開に切替えて、改質器系の水蒸気改質器の改質部に水を供給する。
燃料電池の運転停止に伴う燃料水素の製造停止開始時には、開閉弁(6)を閉にして水の供給も停止する。このため、その時点から水蒸気改質器の改質部で改質反応が起ることはないが、改質器系内に滞留するガスによる改質触媒等への悪影響を回避するために、その滞留ガスをガスによりパージする必要がある。パージガスには窒素などの不活性ガスのほか、原燃料も使用される。
図4は、本発明(5)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムを説明する図である。図4(a)は起動時、停止時を示し、図4(b)は運転時を示している。なお、以下の記載において、括弧付きの符号は図4中の符号である。
上記構成において、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにする。
改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給する。併せて、開閉弁6を開に切替えて、改質器系の水蒸気改質器の改質部に水を供給する。
燃料電池の運転停止に伴う燃料水素の製造停止開始時には、開閉弁(6)を閉にして水の供給も停止する。このため、その時点から水蒸気改質器の改質部で改質反応が起ることはないが、改質器系内に滞留するガスによる改質触媒等への悪影響を回避するために、その滞留ガスをガスによりパージする必要がある。パージガスには窒素などの不活性ガスのほか、原燃料も使用される。
図5は、本発明(6)の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムを説明する図である。図5(a)は起動時、停止時を示し、図5(b)は運転時を示している。なお、以下の記載において、括弧付きの符号は図5中の符号である。
上記構成において、改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、高級炭化水素吸着剤充填容器(2)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにする。
改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁(3)を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器(1a)、硫黄化合物吸着剤充填容器(1b)を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給する。併せて、開閉弁6を開に切替えて、改質器系の水蒸気改質器の改質部に水を供給する。
燃料電池の運転停止に伴う燃料水素の製造停止開始時には、開閉弁(6)を閉にして水の供給も停止する。このため、その時点から水蒸気改質器の改質部で改質反応が起ることはないが、改質器系内に滞留するガスによる改質触媒等への悪影響を回避するために、その滞留ガスをガスによりパージする必要がある。パージガスには窒素などの不活性ガスのほか、原燃料も使用される。
本発明(2)〜(6)のうち、本発明(2)の前処理システムの運転制御の態様を制御要素として温度を利用する場合を例に図1、6を参照して説明する。図6は、その運転制御の態様を説明する図で、その運転制御の経時的経過を含めて示している。
以上は、原燃料の流路を硫黄化合物吸着剤充填容器または高級炭化水素吸着剤充填容器へ切替える上での制御要素として温度を利用する場合であるが、その制御要素として「時間」または「原燃料の流量」を利用することもできる。
制御要素として時間を利用する態様は〈本発明(7)の態様〉〜〈本発明(11)に相当する態様である。制御要素として時間を利用する場合、前述〈本発明(2)の態様〉〜〈本発明(6)の態様〉と同様にして、例えば図7のような実測値を基に時間を制御要素として前処理システムを制御することができる。以下、本発明(7)〜(11)の態様について順次説明する。
ここで言う時間とは、例えば起動開始から改質反応が起るまでの時間、つまりその間の期間を意味するので、本明細書中「期間」とも称している。
本発明(7)の態様は、前述〈本発明(2)の態様:図1〉における〈起動時:改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時〉の期間、つまり起動開始から改質反応が起るまでの期間、また、前述停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの時間(期間)を制御要素として制御するようにした前処理システムである。
本発明(8)の態様は、前述〈本発明(3)の態様:図2〉における〈起動時:改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時〉の期間、つまり起動開始から改質反応が起るまでの期間、また、前述停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの時間(期間)を制御要素として制御するようにした前処理システムである。
本発明(9)の態様は、前述〈本発明(4)の態様:図3〉における〈起動時:改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時〉の期間、つまり起動開始から改質反応が起るまでの期間、また、前述停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間を制御要素として制御するようにした前処理システムである。
本発明(10)の態様は、前述〈本発明(5)の態様:図4〉における〈起動時:改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時〉の期間、つまり起動開始から改質反応が起るまでの期間、また、前述停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間を制御要素として制御するようにした前処理システムである。
本発明(11)の態様は、前述〈本発明(6)の態様:図5〉における〈起動時:改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時〉の期間、つまり起動開始から改質反応が起るまでの期間、また、前述停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間を制御要素として制御するようにした前処理システムである。
制御要素として原燃料の流量を利用する態様は本発明(12)〜(16)の態様である。制御要素として原燃料の流量を利用する場合、前述〈本発明(2)の態様〉〜〈本発明(6)の態様〉と同様にして、例えば図8のような実測値を基に原燃料の流量を制御要素として前処理システムを制御することができる。
本発明(12)の態様は、前述本発明(7)の態様との対比で言えば、本発明(7)における起動開始から改質反応が起るまでの期間が本発明(12)においては起動開始から改質反応が起るまでの原燃料の流量となり、本発明(7)における停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間が本発明(12)においては原燃料の流量となり、これらの原燃料の流量を制御要素として制御するようにした前処理システムである。各期間が原燃料の流量となる点以外は本発明(7)の態様と同様である。
本発明(13)の態様は、前述本発明(8)の態様との対比で言えば、本発明(8)における起動開始から改質反応が起るまでの期間が本発明(13)においては起動開始から改質反応が起るまでの原燃料の流量となり、本発明(8)における停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間が本発明(12)においては原燃料の流量となり、これらの原燃料の流量を制御要素として制御するようにした前処理システムである。各期間が原燃料の流量となる点以外は本発明(8)の態様と同様である。
本発明(14)の態様は、前述本発明(9)の態様との対比で言えば、本発明(9)における起動開始から改質反応が起るまでの期間が本発明(14)においては起動開始から改質反応が起るまでの原燃料の流量となり、本発明(9)における停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間が本発明(12)においては原燃料の流量となり、これらの原燃料の流量を制御要素として制御するようにした前処理システムである。各期間が原燃料の流量となる点以外は本発明(9)の態様と同様である。
本発明(15)の態様は、前述本発明(10)の態様との対比で言えば、本発明(10)における起動開始から改質反応が起るまでの期間が本発明(15)においては起動開始から改質反応が起るまでの原燃料の流量となり、本発明(10)における停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間が本発明(12)においては原燃料の流量となり、これらの原燃料の流量を制御要素として制御するようにした前処理システムである。各期間が原燃料の流量となる点以外は本発明(10)の態様と同様である。
本発明(16)の態様は、前述本発明(11)の態様との対比で言えば、本発明(11)における起動開始から改質反応が起るまでの期間が本発明(16)においては起動開始から改質反応が起るまでの原燃料の流量となり、本発明(11)における停止開始から改質器系における水蒸気改質器の温度が約400℃に下がるまでの期間が本発明(12)においては原燃料の流量となり、これらの原燃料の流量を制御要素として制御するようにした前処理システムである。各期間が原燃料の流量となる点以外は本発明(11)の態様と同様である。
2 高級炭化水素吸着剤充填容器
3 切替え弁
4 温度計測器(温度センサ)
5 コントローラ(例:CPA)
6 開閉弁
Claims (18)
- 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置するとともに、前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、
(B)前記高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管に第1の硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該第1の硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該第2の硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時には、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、第1の硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器、第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時には、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を第1の硫黄化合物吸着剤充填容器、第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムにおいて、前記改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温時、及び、前記改質器系における水蒸気改質器の温度が改質反応が起る高温時の制御要素として、水蒸気改質器改質部の計測温度に基づいて前記切り替え弁を制御するようにしてなることを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。
- 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起っている期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置するとともに、前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、
(B)前記高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、 (D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起っている期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起っている期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管に第1の硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該第1の硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該第2の硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない期間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、第1の硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器、第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起る期間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を第1の硫黄化合物吸着剤充填容器、第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器で改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置するとともに、前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、
(B)前記高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を、高級炭化水素吸着剤充填容器を経ずに、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、前記他方の分岐管に硫黄化合物吸着剤充填容器を配置し、且つ、
(C)前記一方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管に配置した硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器への原燃料供給管に連結してなり、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、高級炭化水素吸着剤充填容器、硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(E)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムであって、
(A)原燃料の導管に第1の硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該第1の硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を一方の分岐管と他方の分岐管の二つに分岐して、その分岐部位に切替え弁を配置し、
(B)前記一方の分岐管に高級炭化水素吸着剤充填容器を配置し、且つ、当該高級炭化水素吸着剤充填容器からの出口側導管と前記他方の分岐管を連結して、当該連結管に第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を配置するとともに、当該第2の硫黄化合物吸着剤充填容器からの出口側導管を改質器系の水蒸気改質器に連結してなり、
(C)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起らない原燃料の流量の間は、原燃料が前記一方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を順次、第1の硫黄化合物吸着剤充填容器、高級炭化水素吸着剤充填容器、第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を経て改質器系の水蒸気改質器に供給するようにし、
(D)改質器系における水蒸気改質器が改質反応が起っている期間の原燃料の流量の間は、原燃料が前記他方の分岐管へ流れるように前記切替え弁を操作して、原燃料を第1の硫黄化合物吸着剤充填容器、第2の硫黄化合物吸着剤充填容器を経て、改質器系の水蒸気改質器に供給するようにしてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムにおいて、前記改質器系の停止開始時から停止終了時までの間、前記改質器系に原燃料を通してパージするに際して、水蒸気改質器の温度が改質反応が起らない低温になった時点から停止終了時までの間は、原燃料を前記高級炭化水素吸着剤充填容器を経由して通すようにしてなることを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。
- 請求項1〜17のいずれか1項に記載の燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システムにおいて、前記燃料電池が固体高分子形燃料電池または固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする燃料電池の燃料水素製造用原燃料の前処理システム。
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