JPH0515642B2 - - Google Patents
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- JPH0515642B2 JPH0515642B2 JP63165906A JP16590688A JPH0515642B2 JP H0515642 B2 JPH0515642 B2 JP H0515642B2 JP 63165906 A JP63165906 A JP 63165906A JP 16590688 A JP16590688 A JP 16590688A JP H0515642 B2 JPH0515642 B2 JP H0515642B2
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- reactor
- methanol
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- auxiliary
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- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 14
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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。
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。
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、反応器上流側で下記(1)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
応を行つていた。
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、反応器上流側で下記(1)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
応を行つていた。
(1) CH3OH→CO＋2H2
＋21.7Kcal／mol
（吸熱反応）
(2) CO＋H2O→CO2＋H2
＋9.8Kcal／mol
（発熱反応）
一般に改質ガス中の未反応メタノールと、燃料
電気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。
電気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、バーナー用フア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
上昇させ、改質装置全体の効率を向上するもので
ある。
濃度を著しく低減して前記問題点を解消すると共
に、バーナー用フア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
上昇させ、改質装置全体の効率を向上するもので
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
焼ガス用フアンの空気吸込経路を構成しているも
のである。
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
焼ガス用フア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、燃焼ガス用フアンの
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上するこ
とができる。
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、燃焼ガス用フアンの
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上するこ
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とフアン３を有し、バーナー燃焼ガス
の案内筒４内には、加熱器５及び蒸発器６が上下
に配置され、案内筒４外には、触媒を充填した環
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７
２が缶外に配置されている。
バーナー２とフアン３を有し、バーナー燃焼ガス
の案内筒４内には、加熱器５及び蒸発器６が上下
に配置され、案内筒４外には、触媒を充填した環
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７
２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。
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
閉塞して前記フアン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７
２の内壁に沿つてフアン３に送り込まれる経路を
構成する。
閉塞して前記フアン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７
２の内壁に沿つてフアン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アン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７1の下部温度が150℃以上になれば、前記混
合液を改質燃料して供給する。この混合液は気化
器６加熱器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。
供給して燃焼を行うと同時にフアン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７1の下部温度が150℃以上になれば、前記混
合液を改質燃料して供給する。この混合液は気化
器６加熱器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CO転化反応に伴い発生する熱が、反応
器７2の内壁に沿つて流れるフアン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さ
れる。
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CO転化反応に伴い発生する熱が、反応
器７2の内壁に沿つて流れるフアン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さ
れる。
また空気吸込口が連通管８の部分に限定され、
主反応器７1からのガス（主としてCOとH2）が
補助反応器７2に入るまでにも放熱が行はれる。
主反応器７1からのガス（主としてCOとH2）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７1の上流側温度は300〜330℃、
下流側温度は230〜250℃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℃、下流側温度は150〜160℃となる。こ
の状態で改質ガス中のCO濃度は0.5〜0.6％に低下
する。
下流側温度は230〜250℃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℃、下流側温度は150〜160℃となる。こ
の状態で改質ガス中のCO濃度は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焼ガスの吸
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CO濃度が
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。
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焼ガスの吸
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CO濃度が
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：フアン、
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。
面図である。 １：断熱外装缶、２：バーナー、３：フアン、
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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ア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 JPH0218302A (ja) | 1990-01-22 |
| JPH0515642B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19526886C1 (de) * | 1995-07-22 | 1996-09-12 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Methanolreformierung |
| US20030223926A1 (en) * | 2002-04-14 | 2003-12-04 | Edlund David J. | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218302A (ja) | 1990-01-22 |
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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 |