JPH0992319A - Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device - Google Patents

Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device

Info

Publication number
JPH0992319A
JPH0992319A JP7241161A JP24116195A JPH0992319A JP H0992319 A JPH0992319 A JP H0992319A JP 7241161 A JP7241161 A JP 7241161A JP 24116195 A JP24116195 A JP 24116195A JP H0992319 A JPH0992319 A JP H0992319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon monoxide
fuel cell
cooling water
cell power
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7241161A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Iwasa
信弘 岩佐
Takao Kamata
隆夫 鎌田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Osaka Gas Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP7241161A priority Critical patent/JPH0992319A/en
Publication of JPH0992319A publication Critical patent/JPH0992319A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device in which the setting of an electric heater is dispensed with. SOLUTION: A fuel cell power generating device 1 uses a carbon monoxide transformer 2 and a valve 11, to a conventional fuel cell generating device. The carbon monoxide transformer 2 is not provided with an electric heater for heating the catalyst layer, and both the heating of the catalyst layer in the starting the carbon monoxide transformer 2 and the heat elimination from the catalyst layer in the operation of the carbon monoxide transformer 2 are performed by a cooler (cooling pipe) 61 to which a heat medium (cooling water) 91 is passed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、炭化水素系の原燃料
を改質器により改質して得られた水素リッチな改質ガス
から、不純物である一酸化炭素を除去する燃料電池発電
装置用の一酸化炭素変成器に係わり、構造の単純化が可
能なように改良されたその構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generator for removing carbon monoxide as an impurity from a hydrogen-rich reformed gas obtained by reforming a hydrocarbon-based raw fuel by a reformer. The present invention relates to a carbon monoxide transformer for use in a vehicle, and relates to an improved structure of the carbon monoxide transformer for simplification of structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池発電装置は、水素と酸素とを利
用して直流電力を発生する発電装置であり、すでによく
知られているとおり、他の発電装置と比較して、電気エ
ネルギーへの変換効率が高く,しかも,炭酸ガスや窒素
酸化物等の大気汚染物質の排出量が少ないことから、い
わゆるクリーン・エネルギー源として期待されている。
そうして、りん酸型の燃料電池発電装置においては、多
くの場合に、電解質にりん酸を、燃料ガスとして天然ガ
ス,ナフサなどの炭化水素系の原燃料を水蒸気改質して
得た水素リッチな改質ガスから一酸化炭素を除去した燃
料ガスを、酸化剤ガスとしては空気供給装置により供給
される空気が用いられている。このりん酸型の燃料電池
発電装置では、りん酸を担持させたマトリックスと、マ
トリックスを挟持する1対の燃料電極および酸化剤電極
とで単位セルが構成されている。
2. Description of the Related Art A fuel cell power generator is a power generator that generates direct current power by utilizing hydrogen and oxygen. It is expected to be a so-called clean energy source because of its high conversion efficiency and its low emission of atmospheric pollutants such as carbon dioxide and nitrogen oxides.
In many cases, in a phosphoric acid fuel cell power generation device, phosphoric acid is used as the electrolyte, and hydrogen obtained by steam reforming a hydrocarbon-based raw fuel such as natural gas or naphtha as the fuel gas. The fuel gas obtained by removing carbon monoxide from the rich reformed gas is used as the oxidant gas, and the air supplied by the air supply device is used. In this phosphoric acid fuel cell power generator, a unit cell is composed of a matrix supporting phosphoric acid and a pair of fuel electrode and oxidant electrode sandwiching the matrix.

【0003】燃料電極および酸化剤電極は、燃料ガスお
よび酸化剤ガスのそれぞれが通過できるような多孔性の
ガス拡散電極である。これ等の単位セルは、例えば複数
積層する毎に冷却体を介装して、これら複数の単位セル
と冷却体とによる積層体を複数積層して燃料電池本体を
構成し、この燃料電池本体に燃料ガスと酸化剤ガスを供
給して電気化学反応を生じさせて前記の両電極から直流
電気を発生させるのである。また、りん酸型の燃料電池
発電装置を高効率で作動させるためには、単位セルの温
度を200〔℃〕程度に維持して運転するのが望まし
く、このために単位セル毎に介装されている冷却体に冷
却水として例えば純水を供給し、電気化学反応に際して
生じた損失による熱を単位セルから除去するようにした
水冷式の装置が知られている。
The fuel electrode and the oxidant electrode are porous gas diffusion electrodes through which the fuel gas and the oxidant gas can pass. These unit cells include, for example, a cooling body interposed every time a plurality of layers are stacked, and a plurality of stacked bodies including the plurality of unit cells and the cooling body are stacked to form a fuel cell main body. The fuel gas and the oxidant gas are supplied to cause an electrochemical reaction to generate direct current electricity from the both electrodes. Further, in order to operate the phosphoric acid type fuel cell power generator with high efficiency, it is desirable to operate while maintaining the temperature of the unit cell at about 200 [° C.]. There is known a water-cooled device in which pure water, for example, is supplied as cooling water to a cooling body to remove heat from a unit cell due to a loss generated during an electrochemical reaction.

【0004】ところで、天然ガス,ナフサなどの炭化水
素系の原燃料を水蒸気改質することで得られた水素リッ
チな改質ガス中には、高濃度の一酸化炭素が含有されて
いるのが一般である。この一酸化炭素は、りん酸型の燃
料電池本体が持つ電極触媒に対しての被毒物質であるの
で、改質ガスから一酸化炭素を除去する処理が必須のこ
ととなり、このための装置が一酸化炭素変成器である。
By the way, the hydrogen-rich reformed gas obtained by steam reforming a hydrocarbon-based raw fuel such as natural gas or naphtha contains a high concentration of carbon monoxide. It is general. Since this carbon monoxide is a poisoning substance for the electrode catalyst of the phosphoric acid type fuel cell main body, it is essential to remove carbon monoxide from the reformed gas. It is a carbon monoxide transformer.

【0005】以下に図3を用いて、従来例による一酸化
炭素変成器をりん酸型の燃料電池発電装置の主要部と共
に説明する。ここで図3は、従来例の一酸化炭素変成器
を燃料電池発電装置の主要部と共に説明するプロセスフ
ロー図である。図3において、9は、水冷式のりん酸型
の燃料電池本体8と、燃料改質器7と、一酸化炭素変成
器6と、冷却水供給用装置である水蒸気分離器5と、酸
化剤供給装置である空気ブロア93とを備える燃料電池
発電装置である。燃料改質器7は、天然ガス,ナフサな
どの炭化水素系の原燃料94を、水素リッチな改質ガス
7aに改質する装置であり、改質触媒が充填された図示
しない改質触媒管と、明示しないバーナとを有してい
る。改質触媒管は、原燃料94の改質に適合した温度、
例えば天然ガスの場合には600〜800〔℃〕程度に
加熱される必要が有り、バーナは、常時は燃料電池本体
8で反応済の排気燃料ガス(以降、オフガスと略称す
る。)8aを燃焼して、改質触媒管の加熱に用いる高温
のガス体を生成している。一酸化炭素変成器6は、改質
ガス7a中の一酸化炭素を、燃料電池本体8が持つ電極
触媒に対して無害な物質に変成し、一酸化炭素濃度を十
分に低下させた燃料ガス6aとして燃料電池本体8に供
給する。
A carbon monoxide transformer according to a conventional example will be described below with reference to FIG. 3 together with the main part of a phosphoric acid type fuel cell power generator. Here, FIG. 3 is a process flow diagram for explaining the carbon monoxide shift converter of the conventional example together with the main part of the fuel cell power generator. In FIG. 3, reference numeral 9 is a water-cooled phosphoric acid type fuel cell body 8, a fuel reformer 7, a carbon monoxide shift converter 6, a steam separator 5 as a cooling water supply device, and an oxidizer. It is a fuel cell power generation device including an air blower 93 that is a supply device. The fuel reformer 7 is a device that reforms a hydrocarbon-based raw fuel 94 such as natural gas or naphtha into a hydrogen-rich reformed gas 7a, and a reforming catalyst pipe (not shown) filled with a reforming catalyst. And a burner not explicitly shown. The reforming catalyst tube has a temperature suitable for reforming the raw fuel 94,
For example, in the case of natural gas, it is necessary to heat it to about 600 to 800 [° C.], and the burner normally burns the exhaust fuel gas (hereinafter abbreviated as off gas) 8a that has already reacted in the fuel cell body 8. Then, a high-temperature gas body used for heating the reforming catalyst tube is generated. The carbon monoxide shifter 6 transforms the carbon monoxide in the reformed gas 7a into a substance harmless to the electrode catalyst of the fuel cell body 8 to sufficiently reduce the carbon monoxide concentration. Is supplied to the fuel cell body 8.

【0006】前記したごとく、燃料電池本体8はマトリ
ックスを挟持した1対の燃料電極81,酸化剤電極82
とを持つ単位セルの複数と、複数の冷却体83との積層
体であるが、図3中においては模式化して示している。
燃料電極81には前記の燃料ガス6aが供給され、酸化
剤電極82には反応用空気93aが供給される。燃料ガ
ス6aは、反応用空気93aと共に燃料電池本体8で電
気化学反応による発電作用に用いられ、水素を消費して
オフガス8aとなって燃料電池本体8から排出される。
しかしオフガス8a中にはまだ水素が残存しているの
で、燃料改質器7のバーナに与えられてバーナ用空気9
3bと共に燃焼され、改質触媒管を所要の温度に加熱す
るのに用いられる。反応用空気93a,およびバーナ用
空気93bは、空気ブロア93から供給される。反応用
空気93aは、酸化剤電極82で発電作用に用いられた
後に燃料電池本体8から排出され、燃料改質器7から排
出された図示しない排ガスと合流するなどし、必要な場
合には熱を回収されたうえで、燃料電池発電装置9の外
部に排出される。
As described above, the fuel cell body 8 includes a pair of fuel electrode 81 and oxidant electrode 82 sandwiching a matrix.
Although it is a laminated body of a plurality of unit cells having a and a plurality of cooling bodies 83, it is schematically shown in FIG.
The fuel gas 6a is supplied to the fuel electrode 81, and the reaction air 93a is supplied to the oxidant electrode 82. The fuel gas 6a is used together with the reaction air 93a for power generation by an electrochemical reaction in the fuel cell body 8, consumes hydrogen and becomes the off gas 8a, and is discharged from the fuel cell body 8.
However, since hydrogen still remains in the offgas 8a, it is supplied to the burner of the fuel reformer 7 and the air 9 for burner is supplied.
It is burnt with 3b and is used to heat the reforming catalyst tube to the required temperature. The reaction air 93a and the burner air 93b are supplied from the air blower 93. The reaction air 93a is discharged from the fuel cell main body 8 after being used for power generation by the oxidizer electrode 82, and joins with the exhaust gas (not shown) discharged from the fuel reformer 7 to generate heat when necessary. Is collected and then discharged to the outside of the fuel cell power generator 9.

【0007】燃料電池本体8で電気化学反応による直流
発電が行われる際には、出力電流の値にほぼ比例した損
失熱が発生されるが、この損失熱は、複数単位セル毎に
介装された冷却体83に冷却水91を通流し、加圧沸騰
冷却により除去される。この冷却水91は、図示しない
ポンプによって循環経路内を循環するに要する圧力を与
えられ、燃料電池本体8の冷却体83に供給される。冷
却体83において単位セルからの熱を奪った冷却水91
は、図示しない熱交換器で除熱された後、水蒸気分離器
5を経たうえで、再び燃料電池本体8の冷却体83に供
給される。
When direct current power generation is performed in the fuel cell main body 8 by an electrochemical reaction, heat loss is generated which is substantially proportional to the value of the output current, and this heat loss is inserted in each unit cell. The cooling water 91 is passed through the cooling body 83 and removed by pressure boiling cooling. This cooling water 91 is given a pressure required to circulate in the circulation path by a pump (not shown) and is supplied to the cooling body 83 of the fuel cell main body 8. Cooling water 91 that has taken heat from the unit cell in the cooling body 83
Is removed by a heat exchanger (not shown), passes through the steam separator 5, and is then supplied again to the cooling body 83 of the fuel cell main body 8.

【0008】水蒸気分離器5は圧力容器で構成されてお
り、冷却体83から加圧沸騰冷却により損失熱を奪った
冷却水91からの水蒸気の分離、水蒸気を分離された冷
却水91の一時貯留、水蒸気圧力値の調整による冷却水
91の温度の調整などの役目を果たしている。水蒸気分
離器5で得られた図示しない水蒸気は、水蒸気改質用と
して原燃料94に添加するための水蒸気などに使用され
ている。水蒸気分離器5が持つ電気ヒータ51は、例え
ばシーズヒータであり、燃料電池発電装置9の始動時の
燃料電池本体8がまだ低温である場合に運転されて、冷
却水91を160〔℃〕程度に加熱するのに用いられて
いる。かくして、水蒸気分離器5から供給される冷却水
91は、常時160〔℃〕程度の温度を持つ加圧水であ
ることになる。なお、水蒸気分離器5には改質ガス7a
や燃料ガス6aが存在していないので、電気ヒータ51
は後記する電気ヒータ62とは異なり、水蒸気分離器5
への装着に当たっては改質ガス7aや燃料ガス6aの漏
出しを防止する対策は不要である。
The water vapor separator 5 is composed of a pressure vessel, and separates water vapor from the cooling water 91 which has lost heat from the cooling body 83 by pressure boiling cooling, and temporarily stores the cooling water 91 from which the water vapor has been separated. It also serves to adjust the temperature of the cooling water 91 by adjusting the steam pressure value. The steam (not shown) obtained by the steam separator 5 is used as steam for adding to the raw fuel 94 for steam reforming. The electric heater 51 included in the water vapor separator 5 is, for example, a sheathed heater, and is operated when the fuel cell main body 8 at the time of starting the fuel cell power generator 9 is still low temperature to cool the cooling water 91 to about 160 [° C.]. It is used to heat up. Thus, the cooling water 91 supplied from the water vapor separator 5 is always pressurized water having a temperature of about 160 [° C.]. In addition, the steam separator 5 has a reformed gas 7a.
Since the fuel gas 6a does not exist, the electric heater 51
Is different from the electric heater 62, which will be described later, in the steam separator 5
In mounting the device on the air conditioner, it is not necessary to take measures to prevent the reformed gas 7a and the fuel gas 6a from leaking out.

【0009】一酸化炭素変成器6は、明示しない金属製
の容器と、この容器内に粒状変成触媒が充填されること
で形成された明示しない変成触媒層と、冷却器である冷
却管61と、電気ヒータ62とを有する装置であるが、
図3中においては模式化して示している。粒状変成触媒
は、この事例の場合には、200〜300〔℃〕程度の
反応温度でしかも水蒸気の存在下において、一酸化炭素
を水素と二酸化炭素とに変成する変成反応を行う触媒で
ある。粒状変成触媒によって行われる反応は公知のごと
く発熱反応であるので、触媒層の温度を適正値である2
00〜300〔℃〕程度の反応温度に保持するために
は、何らかの冷却を行うことが必要となる。この役目を
担うのが冷却管61であり、冷却管61には、燃料電池
発電装置9の運転時に、冷却水91の一部が分岐されて
弁92を介して供給されている。この弁92は、燃料電
池発電装置9の運転時に開かれ、燃料電池発電装置9の
起動時には、従って一酸化炭素変成器6の起動時には、
閉じられている。
The carbon monoxide shift converter 6 includes a metal container (not shown), a shift catalyst layer (not shown) formed by filling the container with a granular shift catalyst, and a cooling pipe 61 as a cooler. , A device having an electric heater 62,
In FIG. 3, it is schematically shown. In this case, the granular conversion catalyst is a catalyst that performs a conversion reaction for converting carbon monoxide into hydrogen and carbon dioxide at a reaction temperature of about 200 to 300 [° C.] and in the presence of water vapor. Since the reaction carried out by the granular conversion catalyst is an exothermic reaction as is well known, the temperature of the catalyst layer is set to an appropriate value.
In order to maintain the reaction temperature of about 00 to 300 [° C.], some cooling is required. The cooling pipe 61 plays this role, and a part of the cooling water 91 is branched and supplied to the cooling pipe 61 through the valve 92 when the fuel cell power generator 9 is operating. This valve 92 is opened when the fuel cell power generator 9 is operating, and when the fuel cell power generator 9 is started, that is, when the carbon monoxide transformer 6 is started.
It is closed.

【0010】また変成触媒は、160〔℃〕〜 180
〔℃〕程度以上で活性を有する触媒であるために、一酸
化炭素変成器6の起動時には、触媒層を160〔℃〕〜
180〔℃〕程度以上に加熱することが必要であり、
この役目を担うのが電気ヒータ62である。電気ヒータ
62は、複数のシーズヒータで構成されており、これ等
のシーズヒータは、一酸化炭素変成器6にその金属製の
容器を貫通して装着され、触媒層の加熱を効率的に行う
ために、その発熱部を触媒層に深く挿入させている。そ
うして、これ等のシーズヒータの金属製の容器に対する
貫通部は、この部位からの水素を含んでいる改質ガス7
aや燃料ガス6aの漏出しを確実に防止する必要から、
金属製の容器と溶接法によって気密にシールされてい
る。
Further, the shift conversion catalyst has a temperature of 160 ° C. to 180 ° C.
Since the catalyst has an activity at about [° C.] or higher, when the carbon monoxide shift converter 6 is started, the catalyst layer is set at 160 [° C.] to
It is necessary to heat above 180 [° C],
The electric heater 62 plays this role. The electric heater 62 is composed of a plurality of sheathed heaters. These sheathed heaters are attached to the carbon monoxide shift converter 6 so as to penetrate through the metal container thereof, and efficiently heat the catalyst layer. Therefore, the heat generating portion is deeply inserted into the catalyst layer. Then, the penetration portions of these sheathed heaters to the metal container are the reformed gas 7 containing hydrogen from this portion.
Since it is necessary to reliably prevent the leakage of fuel a and fuel gas 6a,
It is hermetically sealed by a metal container and welding method.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る一酸化炭素変成器、例えば一酸化炭素変成器6は、燃
料電池発電装置9において前記のごとくに構成されてお
り、改質ガス7aを、一酸化炭素の濃度が十分に低い燃
料ガス6aに変成するので、燃料電池本体8の発電性能
の長時間にわたる保持を可能にしている。しかしなが
ら、従来例の一酸化炭素変成器6には、次記する問題が
ある。すなわち、 一酸化炭素変成器6が有する電気ヒータ62は、一酸
化炭素変成器6への装着に際して、前述したように気密
にシールされる必要が有り、この気密性を長時間にわた
り保つために、シールを溶接法によって行う必要が有
る。このために、その施工作業が煩雑であり、一酸化炭
素変成器6の製造原価を上昇させている。また、 電気ヒータ62に断線が発生した場合には、電気ヒー
タ62を交換する必要があるが、一酸化炭素変成器6に
溶接法によって装着されている電気ヒータ62の交換に
当たっては、溶接部分を除去したうえで破損品を除去
し、そのうえで、新品を再び溶接法によって装着する必
要がある。このような作業を、燃料電池発電装置9が設
置されている現地で行う必要が有る場合には、現地では
前記の作業を施工するのには制約条件が多いために、作
業時間を長く要することとなり、燃料電池発電装置9の
運転休止時間を長くすることになっている。
The carbon monoxide shifter according to the prior art described above, for example, the carbon monoxide shifter 6 is configured as described above in the fuel cell power generator 9, and the reformed gas 7a is Since the carbon monoxide is converted into the fuel gas 6a having a sufficiently low concentration, the power generation performance of the fuel cell body 8 can be maintained for a long time. However, the conventional carbon monoxide transformer 6 has the following problems. That is, the electric heater 62 included in the carbon monoxide transformer 6 needs to be hermetically sealed as described above when mounted on the carbon monoxide transformer 6, and in order to maintain this hermeticity for a long time, The sealing needs to be done by the welding method. For this reason, the construction work is complicated, and the manufacturing cost of the carbon monoxide transformer 6 is increased. Further, when the electric heater 62 is disconnected, it is necessary to replace the electric heater 62. However, when replacing the electric heater 62 mounted on the carbon monoxide shift converter 6 by the welding method, the welded portion is replaced. It is necessary to remove the damaged product and then mount the new product again by the welding method. When it is necessary to perform such work on the site where the fuel cell power generator 9 is installed, it takes a long working time because there are many constraint conditions for performing the work on the site. Therefore, the operation stop time of the fuel cell power generator 9 is to be lengthened.

【0012】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、電気ヒータの設置
を不要とした燃料電池発電装置用の一酸化炭素変成器を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a carbon monoxide transformer for a fuel cell power generator which does not require installation of an electric heater. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、 1)炭化水素系の原燃料を改質して水素リッチな改質ガ
スを生成する改質器と、改質ガスに含まれる一酸化炭素
を除去して燃料ガスに精製する一酸化炭素変成器と、こ
の燃料ガスおよび酸化剤供給装置により供給される酸化
剤ガスを反応ガスとして用いて電気化学的に発電すると
ともに,発電に際して発生される熱を冷却水を循環して
除去するための冷却体を有する燃料電池本体と、冷却体
に所望の温度の冷却水を供給する冷却水供給用装置とを
備えた燃料電池発電装置に用いられる一酸化炭素変成器
であって、改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する粒
状触媒が充填された触媒層と、この触媒層を内部に収容
した金属製の容器と、触媒層を所望の温度に保持するた
めの冷却器とを有する燃料電池発電装置用の一酸化炭素
変成器において、一酸化炭素変成器は、その外部から冷
却器に与えられる熱媒体として、冷却水供給用装置から
供給される冷却水が用いられてなる構成とすること、に
より達成される。
In the present invention, the above-mentioned objects are included in: 1) a reformer for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce a hydrogen-rich reformed gas, and the reformed gas. A carbon monoxide shifter that removes carbon monoxide and refines it into fuel gas, and an electrochemical power generation using this fuel gas and the oxidant gas supplied by the oxidant supply device as reaction gas A fuel cell power generator including a fuel cell main body having a cooling body for circulating and removing generated heat and cooling water, and a cooling water supply device for supplying cooling water of a desired temperature to the cooling body. A carbon monoxide shift converter used, comprising a catalyst layer filled with a granular catalyst for removing carbon monoxide contained in a reformed gas, a metal container having the catalyst layer housed therein, and a catalyst layer. With a cooler to maintain the desired temperature In a carbon monoxide shifter for a fuel cell power generation device having: a carbon monoxide shifter, cooling water supplied from a cooling water supply device is used as a heat medium applied to the cooler from outside. It is achieved by the configuration.

【0014】そうして、一酸化炭素変成器の起動時には
触媒層を加熱し、一酸化炭素変成器の運転時には触媒層
からの除熱を行う手段としては、同一の冷却器が用いら
れる。この冷却器に供給される熱媒体には、一酸化炭素
変成器の起動時および運転時共に、冷却水供給用装置が
常時供給している160〔℃〕程度の冷却水が用いられ
る。これにより、触媒層は、一酸化炭素変成器の起動時
にはほぼ160〔℃〕に加熱され、運転時にも従来技術
の場合と同様の温度に保持されるので、改質ガスからの
一酸化炭素の除去を支障無く行うことが可能である。ま
た、 2)前記1項に記載の手段において、燃料電池発電装置
は、冷却水供給装置から供給される冷却水の一部を加熱
する加熱装置を備え、一酸化炭素変成器は、その外部か
ら冷却器に与えられる熱媒体として、冷却水供給用装置
から加熱装置を介して供給される冷却水が用いられてな
る構成とすること、により達成される。
Thus, the same cooler is used as a means for heating the catalyst layer when the carbon monoxide shift converter is started and for removing heat from the catalyst layer when the carbon monoxide shift converter is operating. As the heat medium supplied to this cooler, the cooling water of about 160 [° C.] which is constantly supplied by the cooling water supply device is used both when the carbon monoxide shift converter is started and when it is operated. As a result, the catalyst layer is heated to approximately 160 [° C.] when the carbon monoxide shift converter is started, and is maintained at the same temperature as in the prior art during operation, so that carbon monoxide from the reformed gas is removed. It can be removed without any trouble. 2) In the means described in 1) above, the fuel cell power generation device includes a heating device that heats a part of the cooling water supplied from the cooling water supply device, and the carbon monoxide shift converter is externally provided. The cooling medium supplied from the cooling water supply device via the heating device is used as the heat medium supplied to the cooler.

【0015】そうして、一酸化炭素変成器の起動時には
触媒層を加熱し、一酸化炭素変成器の運転時には触媒層
の除熱を行う手段としては、前記1項と同様に同一の冷
却器が用いられる。この冷却器に供給される熱媒体に
は、一酸化炭素変成器の起動時には、冷却水供給用装置
が常時供給している160〔℃〕程度の冷却水を、加熱
装置によって、例えば、180〔℃〕程度に加熱して用
いられる。これにより、触媒層は、一酸化炭素変成器の
起動時にはほぼ180〔℃〕に加熱される。
As a means for heating the catalyst layer at the time of starting the carbon monoxide shift converter and removing the heat of the catalyst layer at the time of operating the carbon monoxide shift converter, the same cooler as in the above item 1 is used. Is used. As the heat medium supplied to this cooler, when starting the carbon monoxide shift converter, the cooling water of about 160 [° C.] which is constantly supplied by the cooling water supply device is supplied by the heating device to, for example, 180 [° C.]. ℃] is used after heating. As a result, the catalyst layer is heated to approximately 180 ° C. when the carbon monoxide shift converter is started.

【0016】また、一酸化炭素変成器の運転時には、加
熱装置による冷却水の燃料の供給は停止され、冷却器に
供給される熱媒体としては、冷却水供給用装置が常時供
給している160〔℃〕程度の冷却水が、そのままの温
度で用いられる。これにより、触媒層は、一酸化炭素変
成器の運転時には従来技術の場合と同様の温度に保持さ
れる。以上のことから、改質ガスからの一酸化炭素の除
去を支障無く行うことが可能である。
When the carbon monoxide shift converter is in operation, the fuel supply of the cooling water by the heating device is stopped, and the cooling water supply device constantly supplies the heat medium supplied to the cooler 160. Cooling water of about [° C.] is used at the same temperature. As a result, the catalyst layer is maintained at the same temperature as in the case of the conventional technique during the operation of the carbon monoxide shift converter. From the above, it is possible to remove carbon monoxide from the reformed gas without any trouble.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において
は、図3に示した従来例の一酸化炭素変成器,および,
燃料電池発電装置の主要部と同一部分には同じ符号を付
し、その説明を省略する。なお、図1,図2中には、図
3で付した符号については、代表的な符号のみを記し
た。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, the conventional carbon monoxide transformer shown in FIG. 3 and
The same parts as those of the main part of the fuel cell power generator are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. It should be noted that, in FIGS. 1 and 2, only the representative reference numerals are shown for the reference numerals given in FIG.

【0018】実施例1;図1は、請求項1に対応するこ
の発明の一実施例による一酸化炭素変成器を燃料電池発
電装置の主要部と共に説明するプロセスフロー図であ
る。図1において、1は、図3に示した従来例による燃
料電池発電装置9に対して、一酸化炭素変成器6および
弁92に替えて、それぞれ、一酸化炭素変成器2および
弁11を用いるようにしたりん酸型の燃料電池発電装置
である。一酸化炭素変成器2は、従来例の一酸化炭素変
成器6に対して電気ヒータ62を設置しないようにして
いる。また、弁11は、従来例による弁92とは異な
り、燃料電池発電装置1の起動時,運転時にかかわら
ず、従って、一酸化炭素変成器2の起動時,運転時にか
かわらず、通常状態においては常時開かれている。
Embodiment 1 FIG. 1 is a process flow diagram for explaining a carbon monoxide transformer according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 together with the main part of a fuel cell power generator. In FIG. 1, reference numeral 1 replaces the carbon monoxide shifter 6 and the valve 92 in the fuel cell power generator 9 according to the conventional example shown in FIG. 3, and uses a carbon monoxide shifter 2 and a valve 11, respectively. This is a phosphoric acid type fuel cell power generator. In the carbon monoxide shift converter 2, the electric heater 62 is not installed in the conventional carbon monoxide shift converter 6. Further, unlike the valve 92 according to the conventional example, the valve 11 is in a normal state regardless of whether the fuel cell power generator 1 is started or operated, and thus the carbon monoxide shift converter 2 is not started or operated. It is always open.

【0019】実施例1では前述の構成としたので、一酸
化炭素変成器2では、その起動時における触媒層の加
熱、および、その運転時における触媒層からの除熱は、
冷却器である冷却管61によって行われる。冷却管61
には、その外部から与えられる熱媒体として、水蒸気分
離器5から常時供給されている160〔℃〕程度の冷却
水91が通流されることで、前記した加熱と除熱は支障
無く行われる。この結果、この発明による一酸化炭素変
成器2では、従来例の一酸化炭素変成器6とは異なり、
電気ヒータ62の設置を不要にできるのである。したが
って、一酸化炭素変成器2は、電気ヒータ62の設置に
伴う煩雑な施工作業や、電気ヒータ62の不良交換に伴
う作業を一切不要にできることになるのである。
Since the above-mentioned configuration is adopted in the first embodiment, in the carbon monoxide shift converter 2, the heating of the catalyst layer at the time of its startup and the heat removal from the catalyst layer at the time of its operation are
It is performed by a cooling pipe 61 which is a cooler. Cooling pipe 61
The cooling water 91 of about 160 [° C.] which is constantly supplied from the water vapor separator 5 flows through as a heat medium given from the outside, so that the above heating and heat removal can be performed without any trouble. As a result, the carbon monoxide transformer 2 according to the present invention is different from the conventional carbon monoxide transformer 6 in that
The electric heater 62 need not be installed. Therefore, the carbon monoxide transformer 2 can completely eliminate the complicated construction work involved in the installation of the electric heater 62 and the work involved in defective replacement of the electric heater 62.

【0020】実施例2;図2は、請求項1,2に対応す
るこの発明の一実施例による一酸化炭素変成器を燃料電
池発電装置の主要部と共に説明するプロセスフロー図で
ある。図2において、図1に示した請求項1に対応する
この発明の一実施例による一酸化炭素変成器,および,
燃料電池発電装置と同一部分には同じ符号を付し、その
説明を省略する。なお、図2においては、図1中に示し
た燃料電池発電装置を構成する機器の一部を省略して示
している。
Embodiment 2 FIG. 2 is a process flow diagram for explaining a carbon monoxide transformer according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 2 together with a main part of a fuel cell power generator. 2, a carbon monoxide transformer according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIG. 1, and
The same parts as those of the fuel cell power generator are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. It should be noted that in FIG. 2, a part of the devices constituting the fuel cell power generation device shown in FIG. 1 is omitted.

【0021】図2において、3は、図1に示したこの発
明による燃料電池発電装置1に対して、加熱装置4を備
えるようにしたりん酸型の燃料電池発電装置である。加
熱装置4は、図示しない燃料(例えば、原燃料94であ
る。)の供給を受けて熱媒4aを加熱するボイラー41
と、ボイラー41で加熱された熱媒4aを熱源として,
一酸化炭素変成器2に与える冷却水91を加熱する熱交
換器42とを有している。そうして、この加熱装置4
は、原則として、燃料電池発電装置3の起動時に、した
がって、一酸化炭素変成器2の起動時にのみ運転され、
熱交換器42に通流する冷却水91を、例えば180
〔℃〕程度以上に加熱する。なお、冷却水91は、加熱
装置4が運転されない場合にも熱交換器42を通流する
が、この場合にはその温度は変化を受けない。
In FIG. 2, 3 is a phosphoric acid type fuel cell power generator in which a heating device 4 is provided in addition to the fuel cell power generator 1 according to the present invention shown in FIG. The heating device 4 is supplied with a fuel (not shown) (for example, the raw fuel 94) to heat the heating medium 4a.
And using the heating medium 4a heated by the boiler 41 as a heat source,
The heat exchanger 42 heats the cooling water 91 supplied to the carbon monoxide shift converter 2. Then, this heating device 4
Is, in principle, operated only when the fuel cell power generator 3 is started, and thus when the carbon monoxide transformer 2 is started,
The cooling water 91 flowing through the heat exchanger 42 is, for example, 180
Heat above [° C]. The cooling water 91 flows through the heat exchanger 42 even when the heating device 4 is not operated, but in this case, its temperature is not changed.

【0022】実施例2では前述の構成としたので、一酸
化炭素変成器2の起動に際して、一酸化炭素変成器2に
与えられる冷却水91の温度を、その運転時における温
度よりも高温にすることができる。これにより、一酸化
炭素変成器2に用いられる変成触媒が、冷却水91の温
度よりも高い、例えば、180〔℃〕程度以上で活性を
有する触媒である場合であっても、一酸化炭素変成器2
の起動時に触媒層を好適な温度に加熱することができる
こととなる。そうして、このことにもかかわらず、実施
例1の場合と同様の作用・効果も得られるのである。
Since the second embodiment has the above-described configuration, when the carbon monoxide shift converter 2 is started, the temperature of the cooling water 91 supplied to the carbon monoxide shift converter 2 is set higher than the temperature during the operation. be able to. As a result, even if the shift conversion catalyst used in the carbon monoxide shift converter 2 is a catalyst that is active at a temperature higher than the temperature of the cooling water 91, for example, about 180 [° C.] or higher, carbon shift conversion is performed. Bowl 2
It is possible to heat the catalyst layer to a suitable temperature at the time of starting. Thus, in spite of this, the same action and effect as in the case of the first embodiment can be obtained.

【0023】実施例2における今までの説明では、加熱
装置4が備えるは熱媒4aの加熱手段は燃料を用いるボ
イラー41であるとしてきたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、電気ヒータであってもよいものであ
る。
In the above description of the second embodiment, the heating means for the heating medium 4a provided in the heating device 4 is the boiler 41 using fuel, but the heating means 4 is not limited to this. For example, an electric heater. May be

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明においては、前記の課題を解決
するための手段の項で述べた構成とすることにより、次
記する効果を奏する。 課題を解決するための手段の項の第1項による構成と
することにより、一酸化炭素変成器に電気ヒータの設置
が不要となる。これにより、電気ヒータの設置に伴う煩
雑な施工作業が無くなるので、一酸化炭素変成器の製造
原価が低減される。またこれと共に、不良電気ヒータの
現地での交換に際しての燃料電池発電装置を長時間運転
休止させる問題も解消することが可能となる。
According to the present invention, the following effects can be obtained by adopting the structure described in the section for solving the above-mentioned problems. By adopting the configuration according to the first item of the means for solving the problem, it is not necessary to install an electric heater in the carbon monoxide transformer. As a result, the complicated construction work associated with the installation of the electric heater is eliminated, so that the manufacturing cost of the carbon monoxide transformer is reduced. At the same time, it becomes possible to solve the problem of suspending the operation of the fuel cell power generator for a long time when the defective electric heater is replaced locally.

【0025】課題を解決するための手段の項の第2項
による構成とすることにより、一酸化炭素変成器に供給
されようとする熱媒体(冷却水供給用装置から供給され
る冷却水)の温度が、一酸化炭素変成器に用いられる変
成触媒が活性化される温度よりも低い温度であっても、
支障無く一酸化炭素変成器を起動することが可能とな
り、前記項による効果を得ることが可能となる。
With the configuration according to the second item of the means for solving the problem, the heat medium (cooling water supplied from the cooling water supply device) to be supplied to the carbon monoxide shift converter is Even if the temperature is lower than the temperature at which the shift catalyst used in the carbon monoxide shift converter is activated,
It is possible to start the carbon monoxide transformer without any trouble, and it is possible to obtain the effect of the above item.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に対応するこの発明の一実施例による
一酸化炭素変成器を燃料電池発電装置の主要部と共に説
明するプロセスフロー図
FIG. 1 is a process flow chart for explaining a carbon monoxide shifter according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 together with a main part of a fuel cell power generator.

【図2】請求項1,2に対応するこの発明の一実施例に
よる一酸化炭素変成器を燃料電池発電装置の主要部と共
に説明するプロセスフロー図
FIG. 2 is a process flow diagram for explaining a carbon monoxide transformer according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 2 together with a main part of a fuel cell power generator.

【図3】従来例の一酸化炭素変成器を燃料電池発電装置
の主要部と共に説明するプロセスフロー図
FIG. 3 is a process flow diagram for explaining a conventional carbon monoxide transformer together with a main part of a fuel cell power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池発電装置 11 弁 2 一酸化炭素変成器 61 冷却器(冷却管) 91 熱媒体(冷却水) 1 Fuel Cell Power Generation Device 11 Valve 2 Carbon Monoxide Transformer 61 Cooler (Cooling Pipe) 91 Heat Medium (Cooling Water)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭化水素系の原燃料を改質して水素リッチ
な改質ガスを生成する改質器と、改質ガスに含まれる一
酸化炭素を除去して燃料ガスに精製する一酸化炭素変成
器と、この燃料ガスおよび酸化剤供給装置により供給さ
れる酸化剤ガスを反応ガスとして用いて電気化学的に発
電するとともに,発電に際して発生される熱を冷却水を
循環して除去するための冷却体を有する燃料電池本体
と、冷却体に所望の温度の冷却水を供給する冷却水供給
用装置とを備えた燃料電池発電装置に用いられる一酸化
炭素変成器であって、改質ガスに含まれる一酸化炭素を
除去する粒状触媒が充填された触媒層と、この触媒層を
内部に収容した金属製の容器と、触媒層を所望の温度に
保持するための冷却器とを有する燃料電池発電装置用の
一酸化炭素変成器において、 一酸化炭素変成器は、その外部から冷却器に与えられる
熱媒体として、冷却水供給用装置から供給される冷却水
が用いられてなることを特徴とする燃料電池発電装置用
の一酸化炭素変成器。
1. A reformer for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce a hydrogen-rich reformed gas, and a monoxide for removing carbon monoxide contained in the reformed gas to purify it into a fuel gas. In order to electrochemically generate electricity using the carbon shifter and the oxidant gas supplied by this fuel gas and oxidant supply device as reaction gas, and to circulate the cooling water to remove the heat generated during power generation. A carbon monoxide shifter used in a fuel cell power generator including a fuel cell main body having a cooling body, and a cooling water supply device for supplying cooling water of a desired temperature to the cooling body, the reformed gas A fuel having a catalyst layer filled with a granular catalyst for removing carbon monoxide contained in, a metal container containing the catalyst layer therein, and a cooler for keeping the catalyst layer at a desired temperature. For carbon monoxide transformer for battery power generator The carbon monoxide transformer is characterized in that the cooling water supplied from the cooling water supply device is used as the heat medium supplied to the cooler from the outside thereof. Carbon transformer.
【請求項2】請求項1に記載の燃料電池発電装置用の一
酸化炭素変成器において、 燃料電池発電装置は、冷却水供給装置から供給される冷
却水の一部を加熱する加熱装置を備え、一酸化炭素変成
器は、その外部から冷却器に与えられる熱媒体として、
冷却水供給用装置から加熱装置を介して供給される冷却
水が用いられてなることを特徴とする燃料電池発電装置
用の一酸化炭素変成器。
2. The carbon monoxide transformer for a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the fuel cell power generator comprises a heating device for heating a part of the cooling water supplied from the cooling water supply device. The carbon monoxide transformer is used as a heat medium from the outside to the cooler.
A carbon monoxide transformer for a fuel cell power generator, wherein cooling water supplied from a cooling water supply device through a heating device is used.
JP7241161A 1995-09-20 1995-09-20 Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device Pending JPH0992319A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7241161A JPH0992319A (en) 1995-09-20 1995-09-20 Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7241161A JPH0992319A (en) 1995-09-20 1995-09-20 Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0992319A true JPH0992319A (en) 1997-04-04

Family

ID=17070174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7241161A Pending JPH0992319A (en) 1995-09-20 1995-09-20 Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0992319A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000285942A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell power generation system
JP2002216808A (en) * 2001-01-17 2002-08-02 Honda Motor Co Ltd Fuel gas generating device for fuel cell
US6562088B2 (en) 1998-09-09 2003-05-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for operating a hydrogen generating apparatus
KR20210046960A (en) * 2019-10-21 2021-04-29 최구현 Apparatus for eliminating co gas of fuel cell and evaluator of bop system of fuel cell usting the appatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6562088B2 (en) 1998-09-09 2003-05-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for operating a hydrogen generating apparatus
JP2000285942A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell power generation system
JP2002216808A (en) * 2001-01-17 2002-08-02 Honda Motor Co Ltd Fuel gas generating device for fuel cell
KR20210046960A (en) * 2019-10-21 2021-04-29 최구현 Apparatus for eliminating co gas of fuel cell and evaluator of bop system of fuel cell usting the appatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11214021A (en) Solid electrolyte type fuel cell power generating apparatus
JP3809646B2 (en) Fuel cell device
US20190190050A1 (en) Solid oxide fuel cell system
JP3530413B2 (en) Fuel cell power generation system and operation method thereof
JPS6188461A (en) Method of starting and stopping fuel cell power generation system
JPH06203865A (en) Fuel cell system
JP3704299B2 (en) Combined system of solid oxide fuel cell and industrial process using combustion and its operation method
JPH0992319A (en) Carbon monoxide transformer for fuel cell power generating device
JP2003123815A (en) Fuel cell system
JP2001023670A (en) Fuel cell power generating system
JP3246515B2 (en) Fuel cell system
JP2001143731A (en) Fuel cell system
JP3789706B2 (en) CO conversion unit and polymer electrolyte fuel cell power generation system
JP2004199977A (en) Fuel cell generator and its operation method
JP2004119298A (en) Fuel cell power generation system
JPH076781A (en) Phosphoric acid fuel cell power generating device
JP2006049093A (en) Fuel cell cogeneration system
JP4283980B2 (en) Starting method of fuel cell power generator
JP2003282105A (en) Fuel cell power generating system
JP4072725B2 (en) Operation method of fuel cell power generator
JP2003178790A (en) Fuel cell power generation system
JPH08255622A (en) Power generating system for fuel cell
JPH10223236A (en) Fuel cell electricity-generating apparatus
JPH0945349A (en) Fuel cell power generation device
JP2002100382A (en) Fuel cell power generator