JPH0218302A - 燃料電池用メタノール改質装置 - Google Patents
燃料電池用メタノール改質装置Info
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- JPH0218302A JPH0218302A JP63165906A JP16590688A JPH0218302A JP H0218302 A JPH0218302 A JP H0218302A JP 63165906 A JP63165906 A JP 63165906A JP 16590688 A JP16590688 A JP 16590688A JP H0218302 A JPH0218302 A JP H0218302A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はメタノール改質装置、特に小型可搬式燃料電池
システムのメタノール改質装置に関するものである。
システムのメタノール改質装置に関するものである。
この種改質装置ではバーナー燃焼ガスの断熱外装缶内流
路に、温度の高い上流側から温度の低い下流側に向い順
次過熱器、気化器、及び触媒を充填した反応器を配置し
、反応器上演側で下記ｌ〉式によるメタノールの分解反
応を支配的に行い、燃焼ガス出口に近い下流側で２）式
によるＣＯ転化反応を行っていた。
路に、温度の高い上流側から温度の低い下流側に向い順
次過熱器、気化器、及び触媒を充填した反応器を配置し
、反応器上演側で下記ｌ〉式によるメタノールの分解反
応を支配的に行い、燃焼ガス出口に近い下流側で２）式
によるＣＯ転化反応を行っていた。
１）Ｃ）１３０Ｈ＝ＣＯ＋２Ｈ＊＋２１．７にｃａｌ／
ｍｏｌ（吸熱反応） ２）ＣＯ＋ＨｚＯ＝ＣＯ２＋Ｈ２−９，８にｃａｌ／ｍ
ｏｌ（発熱反応） 一般に改質ガス中の未反応メタノールと、燃料電池電極
触媒に対し有害なｃｏの各濃度は、反応器内の温度制御
により低減できる。しかし前記断熱型の改質装置では燃
焼ガスの流路に対し反応器長さを大きくして上流側と下
流側で温度差をもたすことが必要であるが、装置全体の
寸法が大きくなると共にＣＯの変成反応が発熱反応であ
る関係上前記温度差を充分とることができないため、改
質ガス中のＣＯ濃度を低減できない。例えばメタノール
の分解率が９７〜１００％の場合改質ガス中のＣＯ濃度
は１〜２％の値となり、燃料電池の燃料ガスとしての許
容値（１％以下好ましくは０．５％前後）を越えている
。逆にＣＯ濃度を下げる操作（反応器への供給気化燃料
温度を下げる）を行うとメタノールの反応率が低下し残
存メタノールの増加をもたらすという問題がある。
ｍｏｌ（吸熱反応） ２）ＣＯ＋ＨｚＯ＝ＣＯ２＋Ｈ２−９，８にｃａｌ／ｍ
ｏｌ（発熱反応） 一般に改質ガス中の未反応メタノールと、燃料電池電極
触媒に対し有害なｃｏの各濃度は、反応器内の温度制御
により低減できる。しかし前記断熱型の改質装置では燃
焼ガスの流路に対し反応器長さを大きくして上流側と下
流側で温度差をもたすことが必要であるが、装置全体の
寸法が大きくなると共にＣＯの変成反応が発熱反応であ
る関係上前記温度差を充分とることができないため、改
質ガス中のＣＯ濃度を低減できない。例えばメタノール
の分解率が９７〜１００％の場合改質ガス中のＣＯ濃度
は１〜２％の値となり、燃料電池の燃料ガスとしての許
容値（１％以下好ましくは０．５％前後）を越えている
。逆にＣＯ濃度を下げる操作（反応器への供給気化燃料
温度を下げる）を行うとメタノールの反応率が低下し残
存メタノールの増加をもたらすという問題がある。
本発明は改質ガス中の残存メタノールとＣＯの濃度を著
しく低減して前記問題点を解消すると共に、バーナー用
ファンの吸込み空気により反応器の下流側の発熱を除去
する一方吸込み空気温度を上昇許せ、改質装置全体の効
率を向トするものである。
しく低減して前記問題点を解消すると共に、バーナー用
ファンの吸込み空気により反応器の下流側の発熱を除去
する一方吸込み空気温度を上昇許せ、改質装置全体の効
率を向トするものである。
本発明はメタノールと水の混合液を蒸発器及び過熱器で
高温の気化燃料とし、これを触媒が充填された反応器に
より燃料！池の燃料ガスに改質するメタノール改質装置
において、前記反応器が、バーナー燃焼ガスの流路を有
する断熱外装缶内に配置された環状の主反応器と、前記
缶外に数本の流通管で支持されて前記主反応器の下流側
に配置された環状の補助反応器とに分けられており、前
記補助反応器の内壁とその上面開口を閉塞する円板蓋に
より形成きれた空間が、前記バーナーの燃焼ガス用ファ
ンの空気吸込経路を構成しているものである。
高温の気化燃料とし、これを触媒が充填された反応器に
より燃料！池の燃料ガスに改質するメタノール改質装置
において、前記反応器が、バーナー燃焼ガスの流路を有
する断熱外装缶内に配置された環状の主反応器と、前記
缶外に数本の流通管で支持されて前記主反応器の下流側
に配置された環状の補助反応器とに分けられており、前
記補助反応器の内壁とその上面開口を閉塞する円板蓋に
より形成きれた空間が、前記バーナーの燃焼ガス用ファ
ンの空気吸込経路を構成しているものである。
本発明では高温域にある主反応器で主としてメタノール
分解反応（吸熱反応）を、大気に露出する補助反応器で
主としてＣＯ転化反応（発熱反応）を夫々分担して行う
ため、改質ガス中の残存メタノール及びＣＯ濃度を著し
く低減することができる。又補助反応器の発熱は、燃焼
ガス用ファンの吸込空気により除かれて反応が円滑とな
ると共に吸込空気を加熱して改質装置の効率を向ヒする
ことができる。
分解反応（吸熱反応）を、大気に露出する補助反応器で
主としてＣＯ転化反応（発熱反応）を夫々分担して行う
ため、改質ガス中の残存メタノール及びＣＯ濃度を著し
く低減することができる。又補助反応器の発熱は、燃焼
ガス用ファンの吸込空気により除かれて反応が円滑とな
ると共に吸込空気を加熱して改質装置の効率を向ヒする
ことができる。
以下本発明の実施例を図について説明する。
メタノール改質装置は、断熱外装缶〈１）の上部にバー
ナー（２）とファン（３）を有し、バーナー燃焼ガスの
案内筒（４）内には、過熱器（５）及び蒸発器（６）が
上下に配置され、案内筒（４）外には、触媒を充填した
賀状の主反応器（７１）が配置されている。又主反応器
（７１）の下流側には、断熱外装缶（１）を貫通する４
本の流通管（８）により支持された環状の補助反応器（
７２〉が缶外に配置されている。
ナー（２）とファン（３）を有し、バーナー燃焼ガスの
案内筒（４）内には、過熱器（５）及び蒸発器（６）が
上下に配置され、案内筒（４）外には、触媒を充填した
賀状の主反応器（７１）が配置されている。又主反応器
（７１）の下流側には、断熱外装缶（１）を貫通する４
本の流通管（８）により支持された環状の補助反応器（
７２〉が缶外に配置されている。
補助反応器（７２）の断面積は主反応器（７１）より小
さくし、補助反応器（７２）に充填された触媒は、主反
応器（７１）と同材質例えばＺｎＯ−ＣｕＯ系のもので
ある。
さくし、補助反応器（７２）に充填された触媒は、主反
応器（７１）と同材質例えばＺｎＯ−ＣｕＯ系のもので
ある。
補助反応器（７２）は、その上面開口を円板蓋（９）で
閉塞して前記ファン（３）の空気吸込空間を形成し、流
通管（８）の間から吸込まれた空気が補助反応器（７２
）の内壁に沿ってファン（３）に送り込まれる経路を構
成する。
閉塞して前記ファン（３）の空気吸込空間を形成し、流
通管（８）の間から吸込まれた空気が補助反応器（７２
）の内壁に沿ってファン（３）に送り込まれる経路を構
成する。
メタノールと水の混合液は、先づバーナー（２）に供給
して燃焼を行うと同時にファン（３）で送られる燃焼ガ
スにより断熱外装缶（１）内を加熱する。主反応器（７
１）の下部温度が１５０”Ｃ以上になれば、前記混合液
を改質燃料として供給する。この混合液は気化器（６）
過熱器（５）で気化燃料となり、主反応器（７１）より
流通管（８）を経て補助反応器（７２）に送られる。
して燃焼を行うと同時にファン（３）で送られる燃焼ガ
スにより断熱外装缶（１）内を加熱する。主反応器（７
１）の下部温度が１５０”Ｃ以上になれば、前記混合液
を改質燃料として供給する。この混合液は気化器（６）
過熱器（５）で気化燃料となり、主反応器（７１）より
流通管（８）を経て補助反応器（７２）に送られる。
ここで主反応器（７１）はバーナー燃焼ガスの熱量を受
けて器内触媒の温度を維持し、メタノールの分解反応（
吸熱反応）を促進する。一方補助反応器（７２）ではＣ
Ｏ転化反応に伴い発生する熱が、反応器（７２）の内壁
に沿って流れるファン（３）の吸込空気で除去され、又
外壁から大気への自然対流により除去され、ｃｏ転化反
応を促進する温度に維持きれる。
けて器内触媒の温度を維持し、メタノールの分解反応（
吸熱反応）を促進する。一方補助反応器（７２）ではＣ
Ｏ転化反応に伴い発生する熱が、反応器（７２）の内壁
に沿って流れるファン（３）の吸込空気で除去され、又
外壁から大気への自然対流により除去され、ｃｏ転化反
応を促進する温度に維持きれる。
また空気吸込口が連通管（８）の部分に限定きれ、主反
応器（７１）からのガス（主２してｃｏとＨｌ）が補助
反応器（７２）に入るまでにも放熱が行はれる。
応器（７１）からのガス（主２してｃｏとＨｌ）が補助
反応器（７２）に入るまでにも放熱が行はれる。
かくて主反応器（７皇）の上流側温度は３ｏｏ〜３３０
℃、下流側温度は２３０〜２５０ ’Ｃで、メタノール
反応率は９７〜１００％となり、補助反応器（７２）の
上流側温度は２００〜１８０’Ｃ１下流側温度ハ１５０
〜１６０℃トなる。この状態で改質ガス中の００４度は
０．５〜０．６％に低下する。
℃、下流側温度は２３０〜２５０ ’Ｃで、メタノール
反応率は９７〜１００％となり、補助反応器（７２）の
上流側温度は２００〜１８０’Ｃ１下流側温度ハ１５０
〜１６０℃トなる。この状態で改質ガス中の００４度は
０．５〜０．６％に低下する。
上述の如く本発明メタノール改質装置によれば、触媒を
充填した反応器を断熱外装缶の内外に２分し缶外反応器
の発熱をバーナー燃涜ガスの吸込空気により強制的に除
去するようにしたので、メタノールの分解反応とＣＯ転
化反応が円滑に行はれて改質ガス中の残存メタノールや
Ｃ０ｆｉ度が著しく低減し、電極触媒を被毒するおそれ
のない燃料ガスとして燃料電池に供給することができる
。
充填した反応器を断熱外装缶の内外に２分し缶外反応器
の発熱をバーナー燃涜ガスの吸込空気により強制的に除
去するようにしたので、メタノールの分解反応とＣＯ転
化反応が円滑に行はれて改質ガス中の残存メタノールや
Ｃ０ｆｉ度が著しく低減し、電極触媒を被毒するおそれ
のない燃料ガスとして燃料電池に供給することができる
。
図面は本発明によるメタノール改質装置の縦断面図であ
る。 １：断熱外装缶、２：バーナー、３：ファン、５：過熱
器、６：蒸発器、７１：主反応器、７２：補助反応器、
８：流通管、９：円板蓋。 邊今哀
る。 １：断熱外装缶、２：バーナー、３：ファン、５：過熱
器、６：蒸発器、７１：主反応器、７２：補助反応器、
８：流通管、９：円板蓋。 邊今哀
Claims (2)
- （１）メタノールと水の混合液を蒸発器及び過熱器で高
温の気化燃料とし、該気化燃料を触媒が充填された反応
器により燃料電池の燃料ガスに改質するメタノール改質
装置において、前記反応器が、バーナー燃焼ガスの流路
を有する断熱外装缶内に配置された環状の主反応器と、
前記断熱外装缶外に数本の流通管で支持されて前記主反
応器の下流側に配置された環状の補助反応器とに分けら
れており、前記補助反応器の内壁とその上面開口を閉塞
する円板蓋により形成された空間が、前記バーナーの燃
焼ガス用ファンの空気吸込経路を構成していることを特
徴とする燃料電池用メタノール改質装置。 - （２）前記補助反応器の断面積を主反応器の断面積より
小さくしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の燃料電池用メタノール改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165906A JPH0218302A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 燃料電池用メタノール改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165906A JPH0218302A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 燃料電池用メタノール改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218302A true JPH0218302A (ja) | 1990-01-22 |
| JPH0515642B2 JPH0515642B2 (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=15821248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63165906A Granted JPH0218302A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 燃料電池用メタノール改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0218302A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5772707A (en) * | 1995-07-22 | 1998-06-30 | Daimler-Benz Ag | Process and apparatus for methanol reforming |
| US7828864B2 (en) * | 2002-04-14 | 2010-11-09 | Idatech, Llc | Steam reforming fuel processor, burner assembly, and methods of operating the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6350302A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-03-03 | Fuji Electric Co Ltd | メタノ−ル改質器 |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP63165906A patent/JPH0218302A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6350302A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-03-03 | Fuji Electric Co Ltd | メタノ−ル改質器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5772707A (en) * | 1995-07-22 | 1998-06-30 | Daimler-Benz Ag | Process and apparatus for methanol reforming |
| US5989503A (en) * | 1995-07-22 | 1999-11-23 | Daimlerchrysler Ag | Process and apparatus for methanol reforming |
| US7828864B2 (en) * | 2002-04-14 | 2010-11-09 | Idatech, Llc | Steam reforming fuel processor, burner assembly, and methods of operating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515642B2 (ja) | 1993-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |