JPH0722043A - 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 - Google Patents
燃料電池用水素製造装置の燃焼装置Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
るようにした燃料電池用水素製造装置の燃焼装置を提供
する。 〔構成〕 反応器2を加熱するバーナ1に、燃料を供給
するための燃料噴出部3と燃料供給部並びに空気供給部
を備えると共に、燃料噴出部3には低カロリー用ノズル
と高カロリー用ノズルとを備え、低カロリー用大口径ノ
ズル5と高カロリー用小口径ノズル4にそれぞれ低カロ
リーガスと高カロリーガスを供給する燃料供給系路6,
7を独立して設け、且つ各燃料供給系路6,7を制御自
在とすることで、燃焼装置を高カロリーガス,高カロリ
ーガスと低カロリーガスとの混焼,低カロリーガス燃焼
とでバーナでの燃焼を行なう。
Description
水素を燃料電池に導き発電をするようにした燃料電池用
水素製造装置の燃焼装置に関するものである。
しては、反応器を加熱するために初期の加熱源としてメ
タノール,天然ガス等の炭化水素系の燃料を使用して、
その燃料をバーナに供給し、バーナで燃焼を行ない反応
器を所定温度に加熱するものである。
素から水素を取り出す場合には、触媒の作用と水蒸気の
作用で反応を行わせるが、その場合、反応は吸熱反応で
あるので、反応器を加熱してやる必要がある。この反応
が開始できる状態になるまで、炭化水素系の燃料で加熱
をし、反応開始温度まで反応器が昇温したら、反応器に
別途炭化水素系の燃料及び水蒸気を導入し、改質反応で
炭化水素物より水素を取り出す。
る。この燃料電池に供給された水素は、100%反応に
消費されないので、未反応ガスとなる水素を含んだガス
として燃料電池から排出される。この水素を含んだガス
を反応器の加熱用の燃料として使用するものである。
水素を多量に含んだガスを反応器の加熱用の燃料として
使用する場合、このガスは低カロリー(例えば1900
〜2500Kcal/m 3 )であり、反応器の初期加熱用と
なる炭化水素系燃料の天然ガスのもつ高カロリー(10
000〜12000Kcal/m 3 )の燃料噴出口を使用す
ることは、熱量的にも不可能ある。しかも、今までこの
種の燃料噴出口は別個に配設してなるため、装置が複雑
となっていた。また、装置の停止時には、低カロリーガ
スで消火を行なっていたので、消火音が大きかった。
低カロリー用ノズルと高カロリー用ノズルを備え、混焼
を可能としたことにより、上記課題を解決する燃料電池
用水素製造装置の燃焼装置を提供することを目的とした
ものである。
するためのバーナに、燃料を供給するための燃料噴出部
と燃料供給部並びに燃焼用空気を供給する空気供給部と
を備えると共に、前記燃料噴出部には低カロリー用ノズ
ルと高カロリー用ノズルとを備え、低カロリー用大口径
ノズルと高カロリー用小口径ノズルにそれぞれ低カロリ
ーガスと高カロリーガスを供給する燃料供給系路を独立
して設け、且つ、各燃料供給系路を個々に制御できるよ
うにし、反応器の初期加熱を高カロリーガスで燃焼し、
所定温度以上を高カロリーガスと低カロリーガスとの混
焼とし、燃料電池の発電時には低カロリーガスで燃焼す
るようにしたものである。
部並びに空気供給部を臨ませてなるため、反応器(改質
器)の初期加熱にあって送風の後に高カロリー用ノズル
から高カロリーガスとなる天然ガスを噴出しバーナを燃
焼する。反応器が或る温度以上になったら燃焼用天然ガ
スとは別に天然ガスと水蒸気を反応器に流入させ改質反
応をし水素を発生し、この水素を燃料電池に導きっ所定
の発電をする。このときバーナの燃焼は、高カロリーガ
ス(天然ガス)と燃料電池から排出した未反応ガスとな
る低カロリーガス(水素ガス)との混焼とする。更に、
発電が進み低カロリーガスが増せば、バーナの燃料を低
カロリーガス(水素ガス)のみに切替えるものである。
すれば、次の通りである。
概略図であり、1は反応器(改質器)2を加熱するため
のバーナで、該バーナ1の下部に燃料噴出部3を配設し
ている。この燃料噴出部3は、中央に天然ガスとなる高
カロリー用小口径ノズル4を、その外側に未反応ガス
(水素ガス)となる低カロリー用大口径ノズル5を位置
せしめ同心円状を呈する二重ノズル構造としている。ま
た、高カロリー用小口径ノズル4と低カロリー用大口径
ノズル5の高カロリー用燃料供給系路6と低カロリー用
燃料供給系路7は独立した配管としている。また、バー
ナ1には送風機8から燃焼用空気を供給する空気供給部
9を臨ませ、全体として燃料電池用水素製造装置の燃焼
装置とする。10は前記高カロリー用燃料供給系路6か
ら分岐した反応器2に炭化水素系燃料となる天然ガスを
導く燃料系路で、該燃料系路10の中途に介在したエジ
ェクタ部11にスチーム配管12を接続している。13
は反応器2に接続した該反応器2で発生した水素ガスを
導く燃料電池で、該燃料電池13には反応空気供給路1
4を接続し、且つ燃料電池13の一端には前記低カロリ
ー用燃料供給系路7の基端を連結し未反応ガスを排出す
るようにし、これら全体の構成で燃料電池用水素製造装
置となる。15は高カロリー用燃料供給系路6に設けた
制御用バルブ1 で、16は燃料供給系路6より分岐した
燃料系路10に設けた制御用バルブ2 で、17はスチー
ム配管12に設けた制御用バルブ3 で、18は燃料系路
10へパージガスを流入させるための制御用バルブ4 で
ある。19は高カロリー用燃料供給系路6に設けた切替
弁である。20はスチーム用水処理装置であり、21は
CO転化器であり、22はスチームタンクで、23は脱
硫器を示す。
の燃焼状態を図2に示すフローチャートに基づいて説明
すれば、反応器2から水素ガスを発生させるための初期
燃焼に際し、送風機8を回転し燃焼用空気をバーナ1部
に送風すると共に、イグナイタ24をONし、高カロリ
ー用燃料供給系路6の制御用バルブ1 15を開き炭化水
素系燃料となる天然ガス(LNG)aを高カロリー用小
口径ノズル4から噴流して着火する。
以上になったらスチーム用制御用バルブ3 を開きスチー
ム(水蒸気)bを流入し、更に前記触媒層温度が500
℃以上になったところで燃料系路10の制御用バルブ2
を開き燃料用の天然ガスaを反応器2に投入する。この
反応器2が700℃に至ると天然ガスaとスチームbは
触媒による改質反応により水素ガスcを発生する。
00℃に冷却して燃料電池13に供給し、且つ別途反応
用空気を送風機25を導き所定の反応をもって発電がな
される。但し、燃料電池13に導いた水素ガスcが10
0%反応に消費されるものでなく、約20%の水素ガス
cが未反応ガスcとして排出される。この未反応ガス
(水素ガス)cを低カロリー用燃料供給系路7に導き燃
料噴出部3の低カロリー用大口径ノズル5から噴出させ
る。
であるが、高カロリーガスとなる天然ガスの小口径ノズ
ル4に対し多量のガス噴出となる大口径ノズル5となる
炎口負荷をもっているため、未反応ガスcと天然ガスa
の混焼が可能となる。
を燃料電池13に導き所定の発電を行ない、該燃料電池
13から排出される未反応ガスとなる水素ガスcが順次
低カロリー用大口径ノズル5に戻るサイクルが回り始め
たら、制御用バルブ1 15を閉じてこの水素ガスcのみ
でバーナ1の燃焼を行なうようになる。
池13の未反応ガスcで燃焼を消火するので消火音が大
きかったが、本発明では反応器2への燃料供給を停止す
る前に、高カロリーガスとなる天然ガスaを制御用バル
ブ1 15を開いて反応器加熱用バーナ1に混入して、未
反応ガスcと一旦混焼させから、その後に反応器2への
燃料供給を停止させ、そして、天然ガスaだけで燃焼し
ている状態になったら、天然ガスaの燃料供給を停止し
て消火する。この場合、反応器2へは制御バルブ4 を開
き窒素ガスとなるパージガスを送り込み置換させて触媒
反応を止める。このことにより、消火音が低減される。
このことは、高カロリー用ノズル4と低カロリー用ノズ
ル5を二重構造としたことにより達成される。
製造装置の燃焼装置はバーナ用燃料噴出部に低カロリー
用ノズルと高カロリー用ノズルを備え、且つ各燃料供給
系路を独立としそれぞれ制御し得るようにし、バーナの
燃焼を、高カロリーガス,高カロリーガスと低カロリー
ガスとの混焼,低カロリーガス燃焼といった燃焼がで
き、経済的な燃料使用ができる。また、消火音の低減も
なされる。
の概略図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 反応器を加熱するためのバーナに、燃料
を供給するための燃料噴出部と燃料供給部並びに燃焼用
空気を供給する空気供給部とを備えると共に、前記燃料
噴出部には低カロリー用ノズルと高カロリー用ノズルと
を備え、低カロリー用大口径ノズルと高カロリー用小口
径ノズルにそれぞれ低カロリーガスと高カロリーガスを
供給する燃料供給系路を独立して設け、且つ、各燃料供
給系路を個々に制御できるようにし、反応器の初期加熱
を高カロリーガスで燃焼し、所定温度以上を高カロリー
ガスと低カロリーガスとの混焼とし、燃料電池の発電時
には低カロリーガスで燃焼することを特徴とする燃料電
池用水素製造装置の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16250193A JP3505203B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16250193A JP3505203B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0722043A true JPH0722043A (ja) | 1995-01-24 |
JP3505203B2 JP3505203B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=15755825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16250193A Expired - Lifetime JP3505203B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3505203B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16250193A patent/JP3505203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3505203B2 (ja) | 2004-03-08 |
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