JPH08301601A - メタノール改質器 - Google Patents

メタノール改質器

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JPH08301601A
JPH08301601A JP7109424A JP10942495A JPH08301601A JP H08301601 A JPH08301601 A JP H08301601A JP 7109424 A JP7109424 A JP 7109424A JP 10942495 A JP10942495 A JP 10942495A JP H08301601 A JPH08301601 A JP H08301601A
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JP
Japan
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chamber
reforming
carbon monoxide
fuel
methanol
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JP7109424A
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English (en)
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Tetsuya Hirata
哲也 平田
Sakae Chijiiwa
栄 千々岩
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IHI Corp
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IHI Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • H01M8/0625Combination 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
    • H01M8/0631Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタノール改質器とシフトコンバータとを一
体に形成して、装置のコンパクト化を図ることができる
メタノール改質器を提供する。 【構成】 メタノールと水蒸気の混合ガスが供給される
改質用触媒を充填した改質室と、改質室に隣接して設け
られ空気および燃料が供給される燃焼用触媒を充填した
燃焼室と、燃焼室に隣接して設けられ燃焼室に燃料を均
一に供給する燃料分散室とから構成される改質ユニット
により、上記混合ガスを水素を主成分とする改質ガスに
改質するメタノール改質器において、その改質ガスに含
まれる一酸化炭素を二酸化炭素に転化し、その際に発生
する熱量を上記改質室に伝熱するための一酸化炭素転化
室を改質室に隣接して設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池など水素を燃
料とする産業において、メタノールを改質して水素を提
供するメタノール改質器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水素は、燃料電池など将来のエネルギー
・システムにおける燃料として重要な役割を果たすとの
期待から、水素に対する関心はますます高まっている。
なかでも、メタノールを接触改質して水素を製造するメ
タノールのスチームリフォーミング技術は、今後メタノ
ールの供給安定化や価格の低廉化にともない、広範囲の
応用分野が考えられるとともに、その実用性は一層高ま
るものと考えられている。
【0003】一般にメタノール改質器とは、メタノール
(CH3 OH)と水蒸気(H2 O)を触媒により反応さ
せて、下記(1),(2)式の反応から(3)式で表さ
れる反応によりメタノール(CH3 OH)を改質して水
素(H2 )を発生させる装置である。なお、COは一酸
化炭素であり、CO2 は二酸化炭素である。
【0004】 CH3 OH =CO+2H2 −21.4Kcal ・・・(1) CO+H2 O =CO2 +H2 +9.9Kcal ・・・(2) CH3 OH+H2 O=CO2 +3H2 −11.5Kcal・・・(3)
【0005】上記(3)式より、メタノールの改質反応
は吸熱反応であるため、水素の発生量を増加させるため
には熱量を加える必要がある。
【0006】そこで、メタノール改質器は、図5に示す
ようにメタノールと水蒸気の混合ガス1が供給される改
質用触媒2を充填した改質室3と、改質室3に隣接して
設けられ空気4および燃料5が供給される燃焼用触媒6
を充填した燃焼室7と、燃焼室7に隣接して設けられ燃
焼室7に燃料5を均一に供給する燃料分散室8とから構
成される改質ユニット9により、上記混合ガス1に熱量
を加えて水素を主成分とする改質ガス10に改質してい
る。なお、改質室3と燃焼室7は、熱伝導率の高い隔壁
12により仕切られており、燃焼室7と燃料分散室8
は、多数の分散孔を有する燃料分散板13により仕切ら
れている。
【0007】しかし、上記(2)式は発熱反応であるた
め、熱量が加えられると反応は左辺側に促進される。し
たがって、メタノール改質器から放出される改質ガス1
0中には、H2 ,CO2 ,H2 O,COおよびCH3
Hが含まれており、その構成比は、おおよそH2 が6
2.6%,CO2 が20.3%,H2 Oが16.0%,
COが0.9%およびCH3 OHが0.2%である。
【0008】ところが、このメタノール改質器を燃料電
池などに利用する場合、COが燃料電池の燃料極に供給
されると、燃料極の触媒活性点にH2 と競合的に吸着し
て電極反応を阻害してしまう(これをCOの被毒性とい
う)。
【0009】そこで、通常、図6に示すようなシフトコ
ンバータ14により、改質ガス10に含まれるCOを低
減している。
【0010】シフトコンバータ14は、メタノール改質
器からの改質ガス10が供給される転化用触媒15を充
填した一酸化炭素転化室11と、COの転化反応による
発熱を冷却するための空気などの冷却ガス16が供給さ
れる冷却室17とから構成され、上記(2)式で表され
るCOの転化反応を右辺側に促進させるものである。
【0011】シフトコンバータ14出口での改質ガス1
0の構成比は、おおよそH2 が63.1%,CO2 が2
0.8%,H2 Oが15.5%,COが0.4%および
CH 3 OHが0.2%である。
【0012】また、COを転化する際の最適温度は20
0℃〜300℃であるため、改質ガス10の温度を25
0℃前後にする必要がある。そこで、改質室3を加熱し
て混合ガス1を改質するとともに、改質ガス10が25
0℃前後となるようにしている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
メタノール改質器では、改質ガス中に被毒性を有する一
酸化炭素が含まれているため、シフトコンバータを併設
する必要がある。したがって、燃料電池などに水素の供
給源としてメタノール改質器を使用する場合に装置が大
型化してしまうという問題点があった。
【0014】本発明は、かかる課題を解決するために創
案されたものである。すなわち、メタノール改質器とシ
フトコンバータとを一体に形成して、燃料電池などに水
素の供給源としてメタノール改質器を使用する場合に装
置をコンパクト化できるメタノール改質器を提供するこ
とを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、メタノ
ールと水蒸気の混合ガスが供給される改質用触媒を充填
した改質室と、改質室に隣接して設けられ空気および燃
料が供給される燃焼用触媒を充填した燃焼室と、燃焼室
に隣接して設けられ燃焼室に燃料を均一に供給する燃料
分散室とから構成される改質ユニットにより、上記混合
ガスを水素を主成分とする改質ガスに改質するメタノー
ル改質器において、その改質ガスに含まれる一酸化炭素
を二酸化炭素に転化し、その際に発生する熱量を上記改
質室に伝熱するための一酸化炭素転化室を改質室に隣接
して設けたことを特徴とするメタノール改質器が提供さ
れる。
【0016】また、本発明の好ましい実施例によれば、
一対の上記改質ユニットをその改質室が対峙するように
設け、上記一酸化炭素転化室を両方の改質室で挟むよう
に設ける。
【0017】
【作用】上記本発明のメタノール改質器によれば、一酸
化炭素転化室と改質室とが隣接して設けられているた
め、一酸化炭素の転化反応による発熱を、メタノールの
改質反応に必要な加熱源として利用することができる。
したがって、本発明のメタノール改質器を燃料電池など
に水素の供給源として利用する場合にシフトコンバータ
を併設する必要がなく、装置のコンパクト化を図ること
ができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図1から図
4を参照して説明する。なお、各図において従来と共通
する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。
【0019】図1は本発明のメタノール改質器の全体構
成図であり、図2はその変形例である。図1および図2
に示すメタノール改質器は、改質室3、燃焼室7および
燃料分散室8とからなる改質ユニット9と、改質室3か
ら放出される改質ガス1に含まれる一酸化炭素(CO)
を二酸化炭素(CO2 )に転化し、その際に発生する熱
量を改質室3に伝熱するために改質室3に隣接して設け
られた一酸化炭素転化室11とから構成されるものであ
り、改質室3と一酸化炭素転化室11は、熱伝導率の高
い隔壁18により仕切られている。
【0020】メタノールと水蒸気の混合ガス1を改質室
3に供給するとともに加熱して水素(H2 )を主成分と
する250℃前後の改質ガス10に改質し、さらに改質
ガス10を一酸化炭素転化室11に供給する。改質ガス
10に含まれるCOは、上記(2)式の転化反応により
CO2 とH2とに転化され、COが低減された改質ガス
が生成される。
【0021】この反応による発熱量が、熱伝導率の高い
隔壁18により改質室3に伝熱される。したがって、改
質室3は一酸化炭素転化室11により加熱され、一酸化
炭素転化室11は改質室3により冷却されることにな
る。
【0022】また、一酸化炭素転化室11からの熱量だ
けでは、改質ガス10の温度を250℃前後に保つこと
ができないので、燃料分散室8に燃料5を供給するとと
もに燃焼室7に空気4を供給して、改質室3を加熱して
いる。
【0023】さらに図2に示すように、燃焼室7の改質
室3出口側に隣接する部分にのみ燃焼用触媒6を充填
し、燃料分散板13の分散孔を燃焼用触媒6が充填され
た部分にのみ設けるようにし、さらに一酸化炭素転化室
11には燃焼室7の燃焼用触媒6が充填された部分に対
応する部分には転化用触媒15を充填せず、燃焼室7の
燃焼用触媒6が充填されない部分に対応する部分に転化
用触媒15を充填するようにしてもよい。
【0024】図3は本発明のメタノール改質器の全体構
成図である。図に示すメタノール改質器は、一対の改質
ユニット9をその改質室3,3が対峙するように設け、
一酸化炭素転化室11を両方の改質室3,3で挟むよう
に設け、それぞれの一酸化炭素転化室11と改質室3は
熱伝導率の高い隔壁18により仕切られている。
【0025】各改質室3にメタノールと水蒸気の混合ガ
ス1を供給するとともに加熱し、H 2 を主成分とする改
質ガス10に改質し、各改質室3を出た改質ガス10は
一酸化炭素転化室11に供給される。一酸化炭素転化室
11において、改質ガス10に含まれるCOを低減し、
その際に発生する発熱量を熱伝導率の高い隔壁18によ
り各改質室3に伝熱させて、混合ガス1を加熱してい
る。
【0026】したがって、両方の改質室3,3は一酸化
炭素転化室11により加熱され、一酸化炭素転化室11
は両方の改質室3,3により冷却されることになり、図
1に示す実施例よりも熱効率がよく、改質ガス10を2
50℃前後に保つために燃料分散室8に供給する燃料5
を少なくすることができるとともに、コンパクト化を図
ることができる。
【0027】また、図2に示す変形例と同様に、燃焼室
7の改質室3出口側に隣接する部分にのみ燃焼用触媒6
を充填し、燃料分散板13の分散孔を燃焼用触媒6が充
填された部分にのみ設けるようにし、さらに一酸化炭素
転化室11には燃焼室7の燃焼用触媒6が充填された部
分に対応する部分には転化用触媒15を充填せず、燃焼
室7の燃焼用触媒6が充填されない部分に対応する部分
に転化用触媒15を充填するようにしてもよい。
【0028】図4は、図3に示すメタノール改質器を複
数積層したものである。
【0029】本実施例によれば、大量のH2 を一度に供
給することができ、さらに積層したときに重なる燃料分
散室8を共有するようにしているので、装置のコンパク
ト化を図ることができる。
【0030】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
【0031】
【発明の効果】上述したように、本発明のメタノール改
質器によれば、改質室を一酸化炭素転化室により加熱し
一酸化炭素転化室を改質室により冷却しているため、燃
料電池などに水素の供給源として利用する場合にシフト
コンバータを併設する必要がなく、装置のコンパクト化
を図ることができる。
【0032】また、改質ガスを加熱するための燃料を少
なくすることができる。さらに、配管などの接続を省略
することができるなどの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメタノール改質器の全体構成図であ
る。
【図2】図1に示す実施例の変形例である。
【図3】本発明のメタノール改質器の全体構成図であ
る。
【図4】図3に示すメタノール改質器を複数積層した図
である。
【図5】従来のメタノール改質器の全体構成図である。
【図6】従来のシフトコンバータの全体構成図である。
【符号の説明】
1 混合ガス 2 改質用触媒 3 改質室 4 空気 5 燃料 6 燃焼用触媒 7 燃焼室 8 燃料分散室 9 改質ユニット 10 改質ガス 11 一酸化炭素転化室 12,18 隔壁 13 燃料分散板 14 シフトコンバータ 15 転化用触媒 16 冷却ガス 17 冷却室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタノールと水蒸気の混合ガスが供給さ
    れる改質用触媒を充填した改質室と、改質室に隣接して
    設けられ空気および燃料が供給される燃焼用触媒を充填
    した燃焼室と、燃焼室に隣接して設けられ燃焼室に燃料
    を均一に供給する燃料分散室とから構成される改質ユニ
    ットにより、上記混合ガスを水素を主成分とする改質ガ
    スに改質するメタノール改質器において、 その改質ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に転化
    し、その際に発生する熱量を上記改質室に伝熱するため
    の一酸化炭素転化室を改質室に隣接して設けたことを特
    徴とするメタノール改質器。
  2. 【請求項2】 一対の上記改質ユニットをその改質室が
    対峙するように設け、上記一酸化炭素転化室を両方の改
    質室で挟むように設けた請求項1記載のメタノール改質
    器。
JP7109424A 1995-05-08 1995-05-08 メタノール改質器 Pending JPH08301601A (ja)

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0887307A1 (de) * 1997-06-28 1998-12-30 dbb fuel cell engines GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Starten der Vorrichtung zur Erzeugung von wasserstoffreichem Gas
EP0967005A2 (de) * 1998-06-23 1999-12-29 dbb fuel cell engines GmbH Wasserdampfreformierungsreaktor, insbesondere mit autothermer Prozessführung
EP1094030A2 (en) * 1999-10-20 2001-04-25 Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. Reforming method and apparatus for hydrogen production
JP2003045459A (ja) * 2001-08-01 2003-02-14 Casio Comput Co Ltd 加熱装置、改質装置及び燃料電池システム
US6649291B1 (en) * 1999-06-30 2003-11-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for driving a fuel cell vehicle and fuel cell vehicle
US6676907B1 (en) 1998-11-19 2004-01-13 Ballard Power Systems Ag Arrangement for generating a hydrogen-containing gas
US6776809B2 (en) 2000-06-08 2004-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel reforming apparatus
JP2005206398A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 改質器及びその運転方法
JP2009298622A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Ihi Corp 改質装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0887307A1 (de) * 1997-06-28 1998-12-30 dbb fuel cell engines GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Starten der Vorrichtung zur Erzeugung von wasserstoffreichem Gas
EP0967005A2 (de) * 1998-06-23 1999-12-29 dbb fuel cell engines GmbH Wasserdampfreformierungsreaktor, insbesondere mit autothermer Prozessführung
EP0967005A3 (de) * 1998-06-23 2001-02-21 XCELLSIS GmbH Wasserdampfreformierungsreaktor, insbesondere mit autothermer Prozessführung
US6676907B1 (en) 1998-11-19 2004-01-13 Ballard Power Systems Ag Arrangement for generating a hydrogen-containing gas
US6649291B1 (en) * 1999-06-30 2003-11-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for driving a fuel cell vehicle and fuel cell vehicle
EP1094030A2 (en) * 1999-10-20 2001-04-25 Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. Reforming method and apparatus for hydrogen production
EP1094030A3 (en) * 1999-10-20 2002-05-02 Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. Reforming method and apparatus for hydrogen production
US6776809B2 (en) 2000-06-08 2004-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel reforming apparatus
JP2003045459A (ja) * 2001-08-01 2003-02-14 Casio Comput Co Ltd 加熱装置、改質装置及び燃料電池システム
JP4682476B2 (ja) * 2001-08-01 2011-05-11 カシオ計算機株式会社 加熱装置、改質装置及び燃料電池システム
JP2005206398A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 改質器及びその運転方法
JP2009298622A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Ihi Corp 改質装置

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