JPH06219707A - 燃料電池用水素製造方法および製造装置 - Google Patents
燃料電池用水素製造方法および製造装置Info
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- JPH06219707A JPH06219707A JP5011940A JP1194093A JPH06219707A JP H06219707 A JPH06219707 A JP H06219707A JP 5011940 A JP5011940 A JP 5011940A JP 1194093 A JP1194093 A JP 1194093A JP H06219707 A JPH06219707 A JP H06219707A
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
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- C01B3/382—Multi-step processes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池の負荷変動に迅速に対応することが
でき、エネルギ効率が高い燃料電池用の水素製造方法お
よび装置を提供する。 【構成】 メタン１と酸素２を容積比４０／６０〜６０
／４０で混合した混合ガスを燃料として４サイクルエン
ジン４を運転し、排ガスとしてメタンが部分酸化され
た、水素と一酸化炭素を含む混合ガスを回収し、この混
合ガス中の一酸化炭素を水蒸気の存在下で水素と炭酸ガ
スとに改質し、その後、残存する水分を凝縮分離する。 【効果】 燃料電池における水素要求量の変動に対する
追従性が著しく向上し、高効率で水素を製造することが
できる。
でき、エネルギ効率が高い燃料電池用の水素製造方法お
よび装置を提供する。 【構成】 メタン１と酸素２を容積比４０／６０〜６０
／４０で混合した混合ガスを燃料として４サイクルエン
ジン４を運転し、排ガスとしてメタンが部分酸化され
た、水素と一酸化炭素を含む混合ガスを回収し、この混
合ガス中の一酸化炭素を水蒸気の存在下で水素と炭酸ガ
スとに改質し、その後、残存する水分を凝縮分離する。 【効果】 燃料電池における水素要求量の変動に対する
追従性が著しく向上し、高効率で水素を製造することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用の水素製造
方法および製造装置に係り、特に天然ガスであるメタン
を原料として効率よく水素を製造することができる、燃
料電池用の水素製造方法および製造装置に関する。
方法および製造装置に係り、特に天然ガスであるメタン
を原料として効率よく水素を製造することができる、燃
料電池用の水素製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、従来の事業用分散型電源の
分野および民生用の自家発電、コージェネ等で広く普及
することが予測され、一部の形式のものは、ほぼ実用化
に近い段階まできている。このような燃料電池に使用さ
れる燃料は水素であり、この水素は一般に、メタンを水
蒸気改質することによって製造されている。すなわち、
あらかじめ十分に脱硫したメタンを、改質触媒の存在
下、約８００〜１０００℃の高温雰囲気で水蒸気と接触
させて水素と一酸化炭素に改質し、得られた改質ガス
を、触媒が充填された、２００℃前後に温度調整された
シフトコンバータに導入して前記混合ガスに含まれる一
酸化炭素を再び水蒸気により水素と二酸化炭素に改質す
ることによって燃料電池用水素が製造されていた。
分野および民生用の自家発電、コージェネ等で広く普及
することが予測され、一部の形式のものは、ほぼ実用化
に近い段階まできている。このような燃料電池に使用さ
れる燃料は水素であり、この水素は一般に、メタンを水
蒸気改質することによって製造されている。すなわち、
あらかじめ十分に脱硫したメタンを、改質触媒の存在
下、約８００〜１０００℃の高温雰囲気で水蒸気と接触
させて水素と一酸化炭素に改質し、得られた改質ガス
を、触媒が充填された、２００℃前後に温度調整された
シフトコンバータに導入して前記混合ガスに含まれる一
酸化炭素を再び水蒸気により水素と二酸化炭素に改質す
ることによって燃料電池用水素が製造されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、メタンを改質触媒の存在下で水蒸気改質する
ものであり、前記改質触媒の硫黄による被毒を防止する
脱硫設備が必要となり、装置全体が大型化するという問
題があった。またメタンの改質温度が１０００℃前後で
あるために、改質器の予熱に長時間を要し、燃料電池側
の負荷変動に伴って増減する水素要求量に迅速に対応で
きないという問題があった。さらに、メタンの改質反応
は吸熱反応であり、水素を製造するための原料メタン以
外に、反応温度を維持するための燃料用メタンが大量に
必要となり、エネルギー効率（製造水素熱量／投入メタ
ン熱量）が低下するという問題があった。
来技術は、メタンを改質触媒の存在下で水蒸気改質する
ものであり、前記改質触媒の硫黄による被毒を防止する
脱硫設備が必要となり、装置全体が大型化するという問
題があった。またメタンの改質温度が１０００℃前後で
あるために、改質器の予熱に長時間を要し、燃料電池側
の負荷変動に伴って増減する水素要求量に迅速に対応で
きないという問題があった。さらに、メタンの改質反応
は吸熱反応であり、水素を製造するための原料メタン以
外に、反応温度を維持するための燃料用メタンが大量に
必要となり、エネルギー効率（製造水素熱量／投入メタ
ン熱量）が低下するという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
決し、短時間で起動することができ、燃料電池の負荷変
動等に伴う水素要求量の変化に迅速に対応することがで
き、しかもエネルギ効率が高い、燃料電池用の水素製造
方法および製造装置を提供することにある。
決し、短時間で起動することができ、燃料電池の負荷変
動等に伴う水素要求量の変化に迅速に対応することがで
き、しかもエネルギ効率が高い、燃料電池用の水素製造
方法および製造装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の第１は、メタンと酸素を容積比で４０／６０〜
６０／４０に混合した混合ガスを燃料として４サイクル
エンジンを運転し、排ガスとして前記メタンが部分燃焼
された、水素と一酸化炭素を含む混合ガスを回収し、該
混合ガス中の前記一酸化炭素を水蒸気の存在下で水素と
炭酸ガスとに改質し、その後、残存する水分を凝縮分離
することを特徴とする燃料電池用水素製造方法に関す
る。
本発明の第１は、メタンと酸素を容積比で４０／６０〜
６０／４０に混合した混合ガスを燃料として４サイクル
エンジンを運転し、排ガスとして前記メタンが部分燃焼
された、水素と一酸化炭素を含む混合ガスを回収し、該
混合ガス中の前記一酸化炭素を水蒸気の存在下で水素と
炭酸ガスとに改質し、その後、残存する水分を凝縮分離
することを特徴とする燃料電池用水素製造方法に関す
る。
【０００６】また第２の発明は、メタンと酸素の混合ガ
スを調製する混合器と、該混合ガスを燃料として運転す
る４サイクルエンジンと、該４サイクルエンジンから排
出される混合ガス中の一酸化炭素を水蒸気の存在下で水
素と炭酸ガスに改質する改質器と、該改質器出口混合ガ
ス中の水分を凝縮分離する凝縮器とを有することを特徴
とする燃料電池用水素製造装置に関する。
スを調製する混合器と、該混合ガスを燃料として運転す
る４サイクルエンジンと、該４サイクルエンジンから排
出される混合ガス中の一酸化炭素を水蒸気の存在下で水
素と炭酸ガスに改質する改質器と、該改質器出口混合ガ
ス中の水分を凝縮分離する凝縮器とを有することを特徴
とする燃料電池用水素製造装置に関する。
【０００７】
【作用】メタンと酸素を容積比で４０／６０〜６０／４
０で混合した混合ガスを燃料として４サイクルエンジン
を運転することにより、該４サイクルエンジン内で前記
メタンが部分燃焼され、排気ガスとして水素と一酸化炭
素（ＣＯ）を含む混合ガスが回収される。
０で混合した混合ガスを燃料として４サイクルエンジン
を運転することにより、該４サイクルエンジン内で前記
メタンが部分燃焼され、排気ガスとして水素と一酸化炭
素（ＣＯ）を含む混合ガスが回収される。
【０００８】回収された前記混合ガスを改質器に導入し
て水蒸気と接触させることにより、前記混合ガス中のＣ
Ｏが水素とＣＯ2 とに改質される。この改質ガスを含む
前記混合ガスを凝縮器に導入して水分を凝縮分離するこ
とにより、高濃度の水素が高効率で得られる。本発明に
おいてメタンと混合する酸素としては、ＰＳＡ（Ｐｒｅ
ｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ）装置によって空気から分離した酸素を用いることが
好ましく、前記ＰＳＡ装置の動力源として前記４サイク
ルエンジンの軸トルクを利用することが好ましい。メタ
ンと酸素との混合比は、容量比で４０／６０〜６０／４
０であり、より好ましくは５５／４５〜６０／４０であ
る。メタンの割合が４０容量％よりも少なくなるとメタ
ンは完全燃焼され易くなって水素の生成率が低下する。
一方、６０容量％よりも多くなると部分燃焼が維持され
なくなり、エンジンの定常運転が困難となる。
て水蒸気と接触させることにより、前記混合ガス中のＣ
Ｏが水素とＣＯ2 とに改質される。この改質ガスを含む
前記混合ガスを凝縮器に導入して水分を凝縮分離するこ
とにより、高濃度の水素が高効率で得られる。本発明に
おいてメタンと混合する酸素としては、ＰＳＡ（Ｐｒｅ
ｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ）装置によって空気から分離した酸素を用いることが
好ましく、前記ＰＳＡ装置の動力源として前記４サイク
ルエンジンの軸トルクを利用することが好ましい。メタ
ンと酸素との混合比は、容量比で４０／６０〜６０／４
０であり、より好ましくは５５／４５〜６０／４０であ
る。メタンの割合が４０容量％よりも少なくなるとメタ
ンは完全燃焼され易くなって水素の生成率が低下する。
一方、６０容量％よりも多くなると部分燃焼が維持され
なくなり、エンジンの定常運転が困難となる。
【０００９】本発明において４サイクルエンジンとして
は、例えば火花点火式または圧縮点火式の４サイクルエ
ンジンが使用される。本発明によれば、メタンの部分燃
焼装置として４サイクルエンジンを使用することによ
り、前記エンジンを起動すると同時にメタンの部分燃焼
反応を開始させることができるので、外部加熱用の、燃
料としてのメタンが不要となるだけでなく、前記４サイ
クルエンジンの軸出力を他の装置の動力として利用する
こともでき、エネルギ効率が向上し、しかも、メタンの
脱硫設備や改質炉が不要となるので、装置全体を小型化
することができる。
は、例えば火花点火式または圧縮点火式の４サイクルエ
ンジンが使用される。本発明によれば、メタンの部分燃
焼装置として４サイクルエンジンを使用することによ
り、前記エンジンを起動すると同時にメタンの部分燃焼
反応を開始させることができるので、外部加熱用の、燃
料としてのメタンが不要となるだけでなく、前記４サイ
クルエンジンの軸出力を他の装置の動力として利用する
こともでき、エネルギ効率が向上し、しかも、メタンの
脱硫設備や改質炉が不要となるので、装置全体を小型化
することができる。
【００１０】本発明において水素製造量は、前記４サイ
クルエンジンへのメタンの供給量に比例するので、例え
ば、エンジン回転数を増加させる事によって燃料電池の
負荷増大にも迅速に対応することができる。
クルエンジンへのメタンの供給量に比例するので、例え
ば、エンジン回転数を増加させる事によって燃料電池の
負荷増大にも迅速に対応することができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す装置系統図
である。この装置は、メタン１と酸素２を混合する混合
器３と、該混合器３の後流に設けられた４サイクルエン
ジン４と、その後流のシフトコンバータ５と、該シフト
コンバータ５の後流の凝縮器６とから主として構成され
ている。
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す装置系統図
である。この装置は、メタン１と酸素２を混合する混合
器３と、該混合器３の後流に設けられた４サイクルエン
ジン４と、その後流のシフトコンバータ５と、該シフト
コンバータ５の後流の凝縮器６とから主として構成され
ている。
【００１２】このような構成において、原料であるメタ
ン１は混合器３に導入され、該混合器３で、酸化剤であ
る酸素２と、例えば容積比で５０対５０に混合される。
酸素と混合したメタンは、燃料として後流の、例えば火
花点火式の４サイクルエンジンに導入される。４サイク
ルエンジン４は、前記メタンと酸素との混合ガスを燃料
として、通常のガスエンジンサイクルと同様に、例えば
圧縮比を６として、吸気、圧縮、点火、膨張、排気の各
工程で運転される。このときメタンは、水素、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2 および水蒸気の混合ガスに改質され、排気ガスとし
て排出される。排出された混合ガスは、後流のシフトコ
ンバータ５に導入され、該シフトコンバータ５におい
て、前記混合ガス中のＣＯがＺｎ−Ｃｕ系触媒の存在
下、１８０〜２００℃雰囲気で水蒸気と接触して水素と
二酸化炭素（ＣＯ2 ）に変換される。このようにしてＣ
Ｏが改質されて水素濃度が上昇した混合ガスは、次い
で、後流の凝縮器６に導入され、残留する水蒸気が凝縮
水８として分離され、ＣＯ2 を含む高濃度水素ガス７が
回収される。回収された水素ガス７は燃料として燃料電
池（図示省略）に供給される。
ン１は混合器３に導入され、該混合器３で、酸化剤であ
る酸素２と、例えば容積比で５０対５０に混合される。
酸素と混合したメタンは、燃料として後流の、例えば火
花点火式の４サイクルエンジンに導入される。４サイク
ルエンジン４は、前記メタンと酸素との混合ガスを燃料
として、通常のガスエンジンサイクルと同様に、例えば
圧縮比を６として、吸気、圧縮、点火、膨張、排気の各
工程で運転される。このときメタンは、水素、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2 および水蒸気の混合ガスに改質され、排気ガスとし
て排出される。排出された混合ガスは、後流のシフトコ
ンバータ５に導入され、該シフトコンバータ５におい
て、前記混合ガス中のＣＯがＺｎ−Ｃｕ系触媒の存在
下、１８０〜２００℃雰囲気で水蒸気と接触して水素と
二酸化炭素（ＣＯ2 ）に変換される。このようにしてＣ
Ｏが改質されて水素濃度が上昇した混合ガスは、次い
で、後流の凝縮器６に導入され、残留する水蒸気が凝縮
水８として分離され、ＣＯ2 を含む高濃度水素ガス７が
回収される。回収された水素ガス７は燃料として燃料電
池（図示省略）に供給される。
【００１３】図４および図５は、それぞれ本実施例にお
ける４サイクルエンジン４の回転数と得られた混合ガス
（以下、変換ガスともいう）組成との関係、およびエン
ジン起動後の経過時間と得られた変換ガス組成との関係
を示す図である。図４において、メタンと酸素の混合ガ
ス供給量を変更することによってエンジンの回転数を変
化させても、変換ガス組成はほとんど変化することなく
安定していることが分かる。従って、例えば燃料電池の
負荷変動にも迅速に対応して水素製造量を、メタンと酸
素の混合ガス組成を変化させることなく安定して調整す
ることができる。また、図５において、エンジン起動
後、約１０分程度でほぼ定常組成の変換ガスが得られて
いる。このことから、本実施例における起動所要時間は
極めて短いことが分かる。
ける４サイクルエンジン４の回転数と得られた混合ガス
（以下、変換ガスともいう）組成との関係、およびエン
ジン起動後の経過時間と得られた変換ガス組成との関係
を示す図である。図４において、メタンと酸素の混合ガ
ス供給量を変更することによってエンジンの回転数を変
化させても、変換ガス組成はほとんど変化することなく
安定していることが分かる。従って、例えば燃料電池の
負荷変動にも迅速に対応して水素製造量を、メタンと酸
素の混合ガス組成を変化させることなく安定して調整す
ることができる。また、図５において、エンジン起動
後、約１０分程度でほぼ定常組成の変換ガスが得られて
いる。このことから、本実施例における起動所要時間は
極めて短いことが分かる。
【００１４】本実施例によれば、４サイクルエンジンを
用いてメタンを水素と一酸化炭素に改質するようにした
ことにより、メタン改質触媒が不要となるだけでなく、
改質触媒の被毒を防止するために従来使用されていた脱
硫装置をも省略することができる。また、エンジンを起
動するだけでメタンの改質反応を直に開始させることが
できるのでワンタッチ起動が可能となる。従って、外部
加熱手段による予熱が不要となり、水素製造用原料とし
てのメタン以外の、例えば燃料用メタンが不要となるの
で、エネルギ効率が従来技術に較べて１０％程度向上す
る。さらに燃料電池の負荷変動に伴う水素要求量の変動
に対し、メタンと酸素の混合ガス投入量を変化させて４
サイクルエンジン４の回転数を高速または低速に制御す
ることによって容易に追従することができる。従ってエ
ンジンを大型化することなく、メタンの大量改質処理に
対応することができ、装置全体をコンパクト化できる。
用いてメタンを水素と一酸化炭素に改質するようにした
ことにより、メタン改質触媒が不要となるだけでなく、
改質触媒の被毒を防止するために従来使用されていた脱
硫装置をも省略することができる。また、エンジンを起
動するだけでメタンの改質反応を直に開始させることが
できるのでワンタッチ起動が可能となる。従って、外部
加熱手段による予熱が不要となり、水素製造用原料とし
てのメタン以外の、例えば燃料用メタンが不要となるの
で、エネルギ効率が従来技術に較べて１０％程度向上す
る。さらに燃料電池の負荷変動に伴う水素要求量の変動
に対し、メタンと酸素の混合ガス投入量を変化させて４
サイクルエンジン４の回転数を高速または低速に制御す
ることによって容易に追従することができる。従ってエ
ンジンを大型化することなく、メタンの大量改質処理に
対応することができ、装置全体をコンパクト化できる。
【００１５】本実施例において、４サイクルエンジン４
として火花点火式エンジンを用いたが、原料であるメタ
ンのオクタン価が高いので、圧縮点火式エンジンを用い
ることもできる。また、圧縮比は６としたが、４〜１０
程度であればよい。本実施例において、シフトコンバー
タ５に投入する水蒸気としては、変換ガスに含まれる水
蒸気を使用することができるが、外部から導入する必要
がある場合は、凝縮器、エンジン、または変換ガス等と
それぞれ熱交換して得られる水蒸気を用いることもでき
る。
として火花点火式エンジンを用いたが、原料であるメタ
ンのオクタン価が高いので、圧縮点火式エンジンを用い
ることもできる。また、圧縮比は６としたが、４〜１０
程度であればよい。本実施例において、シフトコンバー
タ５に投入する水蒸気としては、変換ガスに含まれる水
蒸気を使用することができるが、外部から導入する必要
がある場合は、凝縮器、エンジン、または変換ガス等と
それぞれ熱交換して得られる水蒸気を用いることもでき
る。
【００１６】図２は、本発明の一実施例を示す、ＰＳＡ
装置を有するマウントスキッド化された、燃料電池用水
素製造装置の斜視図である。この装置は、装置全体を立
体化したものであり、エンジン、ラジエータ等が下段
に、シフトコンバータ、ＰＳＡ装置、制御パネル等が上
段に配置されており、メタンの投入口１ａを有するガス
混合器３ａと、該ガス混合器３ａに酸素を供給する、分
離槽１０ａ、整圧槽１０ｂ、空気ブロワ１０ｃおよび真
空ポンプ１０ｄを有するＰＳＡ装置１０と、前記ガス混
合器３ａの後流のエンジン型改質反応器４ａと、該エン
ジン型改質反応器４ａの後流に設けられたシフトコンバ
ータ５と、その後流の、水素ガスの出口７ａを有する凝
縮器６とから主として構成されている。４ｂはエンジン
型改質反応器４ａに設けられたラジエータ、１２は凝縮
器６に設けられた熱交換器、１４は制御盤である。
装置を有するマウントスキッド化された、燃料電池用水
素製造装置の斜視図である。この装置は、装置全体を立
体化したものであり、エンジン、ラジエータ等が下段
に、シフトコンバータ、ＰＳＡ装置、制御パネル等が上
段に配置されており、メタンの投入口１ａを有するガス
混合器３ａと、該ガス混合器３ａに酸素を供給する、分
離槽１０ａ、整圧槽１０ｂ、空気ブロワ１０ｃおよび真
空ポンプ１０ｄを有するＰＳＡ装置１０と、前記ガス混
合器３ａの後流のエンジン型改質反応器４ａと、該エン
ジン型改質反応器４ａの後流に設けられたシフトコンバ
ータ５と、その後流の、水素ガスの出口７ａを有する凝
縮器６とから主として構成されている。４ｂはエンジン
型改質反応器４ａに設けられたラジエータ、１２は凝縮
器６に設けられた熱交換器、１４は制御盤である。
【００１７】本実施例装置のフローは、図３に示される
ように、前記図１の装置に、４サイクルエンジン４の軸
出力によって稼動するＰＳＡ装置を追加したものであ
る。このような構成において、ＰＳＡ装置１０を用いて
空気９を酸素２と窒素１１とに分離し、得られた酸素を
メタンの酸化剤として使用する以外は、前記実施例と同
様にして燃料電池用水素が製造される。
ように、前記図１の装置に、４サイクルエンジン４の軸
出力によって稼動するＰＳＡ装置を追加したものであ
る。このような構成において、ＰＳＡ装置１０を用いて
空気９を酸素２と窒素１１とに分離し、得られた酸素を
メタンの酸化剤として使用する以外は、前記実施例と同
様にして燃料電池用水素が製造される。
【００１８】本実施例によれば、前記実施例の効果に加
え、メタンの部分酸化エネルギで駆動するエンジン型改
質反応器４ａで得られる、メタン１Ｎｍ3 当り０．６〜
０．９ＫＷＨの軸出力によって稼動するＰＳＡ装置を用
いてメタンの部分酸化に必要な酸素２を空気９から分離
回収するようにしたことにより、酸素を購入する場合と
比較して、運転コストが大幅に削減される。
え、メタンの部分酸化エネルギで駆動するエンジン型改
質反応器４ａで得られる、メタン１Ｎｍ3 当り０．６〜
０．９ＫＷＨの軸出力によって稼動するＰＳＡ装置を用
いてメタンの部分酸化に必要な酸素２を空気９から分離
回収するようにしたことにより、酸素を購入する場合と
比較して、運転コストが大幅に削減される。
【００１９】
【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、４
サイクルエンジンを用いてメンタを水素と一酸化炭素に
改質するようにしたことにより、外部加熱手段および脱
硫装置が不要となり短時間で起動することができるの
で、燃料電池における水素要求量の変動に対する追従性
が著しく向上し、高効率で水素を製造することができ
る。
サイクルエンジンを用いてメンタを水素と一酸化炭素に
改質するようにしたことにより、外部加熱手段および脱
硫装置が不要となり短時間で起動することができるの
で、燃料電池における水素要求量の変動に対する追従性
が著しく向上し、高効率で水素を製造することができ
る。
【００２０】本願の請求項２記載の発明によれば、装置
全体がコンパクト化されるうえ、ワンタッチ起動型の装
置となり、起動所要時間が著しく短縮される。
全体がコンパクト化されるうえ、ワンタッチ起動型の装
置となり、起動所要時間が著しく短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す装置系統図。
【図２】本発明の一実施例を示す燃料電池用水素製造装
置の斜視図。
置の斜視図。
【図３】図２のフローを示す図。
【図４】本発明の一実施例における４サイクルエンジン
の回転数と変換ガス組成との関係を示す図。
の回転数と変換ガス組成との関係を示す図。
【図５】本発明の一実施例における４サイクルエンジン
の起動後の経過時間と変換ガス組成との関係を示す図。
の起動後の経過時間と変換ガス組成との関係を示す図。
１…メタン、１ａ…メタン入口、２…酸素、３…混合
器、３ａ…ガス混合器、４…４サイクルエンジン、４ａ
…エンジン型改質反応器、５…シフトコンバータ、６…
凝縮器、７…水素、７ａ…水素出口、８…水、９…空
気、１０…ＰＳＡ装置、１０ａ…分離槽、１０ｂ…整圧
槽、１０ｃ…空気ブロワ、１０ｄ…真空ポンプ、１１…
窒素、１２…熱交換器、１４…制御盤。
器、３ａ…ガス混合器、４…４サイクルエンジン、４ａ
…エンジン型改質反応器、５…シフトコンバータ、６…
凝縮器、７…水素、７ａ…水素出口、８…水、９…空
気、１０…ＰＳＡ装置、１０ａ…分離槽、１０ｂ…整圧
槽、１０ｃ…空気ブロワ、１０ｄ…真空ポンプ、１１…
窒素、１２…熱交換器、１４…制御盤。
Claims (2)
- 【請求項１】 メタンと酸素を容積比で４０／６０〜６
０／４０に混合した混合ガスを燃料として４サイクルエ
ンジンを運転し、排ガスとして前記メタンが部分燃焼さ
れた、水素と一酸化炭素を含む混合ガスを回収し、該混
合ガス中の前記一酸化炭素を水蒸気の存在下で水素と炭
酸ガスとに改質し、その後、残存する水分を凝縮分離す
ることを特徴とする燃料電池用水素製造方法。 - 【請求項２】 メタンと酸素の混合ガスを調製する混合
器と、該混合ガスを燃料として運転する４サイクルエン
ジンと、該４サイクルエンジンから排出される混合ガス
中の一酸化炭素を水蒸気の存在下で水素と炭酸ガスに改
質する改質器と、該改質器出口混合ガス中の水分を凝縮
分離する凝縮器とを有することを特徴とする燃料電池用
水素製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011940A JP2680521B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 燃料電池用水素製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011940A JP2680521B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 燃料電池用水素製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06219707A true JPH06219707A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2680521B2 JP2680521B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=11791651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011940A Expired - Fee Related JP2680521B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 燃料電池用水素製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680521B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000019084A1 (fr) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Hitachi, Ltd. | Systeme a cellule electrochimique et vehicule utilisant ce systeme |
| JP2011162372A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 水素製造システム |
| KR20200049774A (ko) * | 2017-09-29 | 2020-05-08 | 리써치 트라이앵글 인스티튜트 | 하이드로카본 공급물로부터 합성 가스를 생산하기 위한 화학 반응기로서의 내연 기관 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5011940A patent/JP2680521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000019084A1 (fr) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Hitachi, Ltd. | Systeme a cellule electrochimique et vehicule utilisant ce systeme |
| JP2011162372A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 水素製造システム |
| KR20200049774A (ko) * | 2017-09-29 | 2020-05-08 | 리써치 트라이앵글 인스티튜트 | 하이드로카본 공급물로부터 합성 가스를 생산하기 위한 화학 반응기로서의 내연 기관 |
| JP2020537727A (ja) * | 2017-09-29 | 2020-12-24 | リサーチ トライアングル インスティテュート | 炭化水素原料から合成ガスを生成する化学反応器としての内燃機関 |
| US11649777B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-05-16 | Research Triangle Institute | Internal combustion engine as a chemical reactor to produce synthesis gas from hydrocarbon feeds |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2680521B2 (ja) | 1997-11-19 |
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