JPH10167701A - 改質器 - Google Patents
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- JPH10167701A JPH10167701A JP8334229A JP33422996A JPH10167701A JP H10167701 A JPH10167701 A JP H10167701A JP 8334229 A JP8334229 A JP 8334229A JP 33422996 A JP33422996 A JP 33422996A JP H10167701 A JPH10167701 A JP H10167701A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
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- B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
- B01J8/0461—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical annular shaped beds
- B01J8/0465—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical annular shaped beds the beds being concentric
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
- B01J2208/023—Details
- B01J2208/024—Particulate material
- B01J2208/025—Two or more types of catalyst
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排熱を有効利用し、改質器効率を高めるとと
もに、起動時の電力を得られる発電機能付き改質器を提
供することを目的とする。 【解決手段】 原料供給源に連結される気化部、前記気
化部の後段に設けられた改質触媒を有する改質部、前記
改質部の後段に設けられた一酸化炭素除去触媒を有する
一酸化炭素除去部、前記一酸化炭素除去部に連なる改質
ガス取出口、前記気化部を加熱する燃焼器、および前記
燃焼器の燃焼排ガス流路に配置された熱電変換部を具備
する発電機能付き改質器。
もに、起動時の電力を得られる発電機能付き改質器を提
供することを目的とする。 【解決手段】 原料供給源に連結される気化部、前記気
化部の後段に設けられた改質触媒を有する改質部、前記
改質部の後段に設けられた一酸化炭素除去触媒を有する
一酸化炭素除去部、前記一酸化炭素除去部に連なる改質
ガス取出口、前記気化部を加熱する燃焼器、および前記
燃焼器の燃焼排ガス流路に配置された熱電変換部を具備
する発電機能付き改質器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系の燃料
を原料として、水素に富むガスを供給するための改質器
に関する。この改質器は、定置用、移動用用途全般、特
に高分子電解質型燃料電池の燃料供給に用いられる。
を原料として、水素に富むガスを供給するための改質器
に関する。この改質器は、定置用、移動用用途全般、特
に高分子電解質型燃料電池の燃料供給に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】炭化水素系の原料を改質する技術は、広
く実用化されている。中でもメタノール改質技術は、化
学プラント等ですでに幅広く実用化されている。メタノ
ール改質の方法は、まず式（１）で表される水蒸気改質
反応によって、水素主成分の改質ガスを発生させる方法
である。触媒によっては、この改質ガス中に含まれる相
当量の一酸化炭素を水蒸気と反応させる式（２）の一酸
化炭素変成反応によって、二酸化炭素と水素に変換する
のが一般的である。
く実用化されている。中でもメタノール改質技術は、化
学プラント等ですでに幅広く実用化されている。メタノ
ール改質の方法は、まず式（１）で表される水蒸気改質
反応によって、水素主成分の改質ガスを発生させる方法
である。触媒によっては、この改質ガス中に含まれる相
当量の一酸化炭素を水蒸気と反応させる式（２）の一酸
化炭素変成反応によって、二酸化炭素と水素に変換する
のが一般的である。
【０００３】
【化１】
【０００４】この結果得られる水素リッチなガスには、
二酸化炭素、一酸化炭素および水蒸気が含まれるから、
高純度の水素ガスを得るためにプラント等ではＰＳＡ法
等の分離技術が用いられている。一般的に行われるメタ
ノール改質は、これら大型装置でのメタノール改質であ
るが、近年、高分子電解質型燃料電池（以後ＰＥＦＣと
略す）用の燃料供給源として、小型の改質器の開発が進
んでいる。ＰＥＦＣは、常温付近で発電でき、出力密度
が高い等の特徴を有しており、携帯用電源、移動用電
源、小型定置用発電機等への適用が期待されている。
二酸化炭素、一酸化炭素および水蒸気が含まれるから、
高純度の水素ガスを得るためにプラント等ではＰＳＡ法
等の分離技術が用いられている。一般的に行われるメタ
ノール改質は、これら大型装置でのメタノール改質であ
るが、近年、高分子電解質型燃料電池（以後ＰＥＦＣと
略す）用の燃料供給源として、小型の改質器の開発が進
んでいる。ＰＥＦＣは、常温付近で発電でき、出力密度
が高い等の特徴を有しており、携帯用電源、移動用電
源、小型定置用発電機等への適用が期待されている。
【０００５】このＰＥＦＣ用燃料供給のためのメタノー
ル改質器は、電極白金触媒を被毒する一酸化炭素濃度を
数ｐｐｍレベルにまで低減すること、および小型コンパ
クトで改質器効率が高いことが必要とされる。前者に関
しては、一酸化炭素を選択酸化させる方法、耐一酸化炭
素被毒電極等が開発されてきている。後者に関して、改
質に必要な熱量はメタノール燃焼により供給するが、ど
うしても燃焼排熱が生じる。この排熱は、改質器が小型
になればなるほど、回収は難しくなる。現在のところ、
改質器の小型化の開発は進んでいるものの、この排熱を
有効に利用する高効率な改質器は開発されていない。ま
た、ＰＥＦＣ用の燃料供給は、起動時間が問題となる。
メタノール改質器を使用する場合、起動時の触媒が所定
温度に達するまでの時間の電力を、別の手段で予備的に
補う必要がある。
ル改質器は、電極白金触媒を被毒する一酸化炭素濃度を
数ｐｐｍレベルにまで低減すること、および小型コンパ
クトで改質器効率が高いことが必要とされる。前者に関
しては、一酸化炭素を選択酸化させる方法、耐一酸化炭
素被毒電極等が開発されてきている。後者に関して、改
質に必要な熱量はメタノール燃焼により供給するが、ど
うしても燃焼排熱が生じる。この排熱は、改質器が小型
になればなるほど、回収は難しくなる。現在のところ、
改質器の小型化の開発は進んでいるものの、この排熱を
有効に利用する高効率な改質器は開発されていない。ま
た、ＰＥＦＣ用の燃料供給は、起動時間が問題となる。
メタノール改質器を使用する場合、起動時の触媒が所定
温度に達するまでの時間の電力を、別の手段で予備的に
補う必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】改質器の小型コンパク
ト化に対しては次のような課題がある。まず、熱の有効
利用と効率的な改質を行わせる上で重要となる熱源（燃
焼器）と改質部の配置、および構成要素の構造である。
この配置と構造の最適化がコンパクト性には大きく影響
する。また、改質器効率を高めるために、これら以外に
何らかの手法で燃焼排熱の回収を行う必要がある。さら
に、この排熱回収は、コンパクト性を考えると機器構成
が複雑になるものでは意味がない。廃熱回収を行う部分
は、コンパクトで、構成が簡単なものが望まれる。ま
た、起動時の電力をどのようにして補うかも問題であ
る。２次電池などのバックアップ電源等を備えることも
必要であるが、極端に大きなものを取り付けることはコ
ンパクト性、経済性の観点から問題が多い。起動時に、
これ以外の方法で電力を得る必要がある。
ト化に対しては次のような課題がある。まず、熱の有効
利用と効率的な改質を行わせる上で重要となる熱源（燃
焼器）と改質部の配置、および構成要素の構造である。
この配置と構造の最適化がコンパクト性には大きく影響
する。また、改質器効率を高めるために、これら以外に
何らかの手法で燃焼排熱の回収を行う必要がある。さら
に、この排熱回収は、コンパクト性を考えると機器構成
が複雑になるものでは意味がない。廃熱回収を行う部分
は、コンパクトで、構成が簡単なものが望まれる。ま
た、起動時の電力をどのようにして補うかも問題であ
る。２次電池などのバックアップ電源等を備えることも
必要であるが、極端に大きなものを取り付けることはコ
ンパクト性、経済性の観点から問題が多い。起動時に、
これ以外の方法で電力を得る必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の発電機能付き改
質器は、原料供給源に連結される気化部、前記気化部の
後段に設けられた改質触媒を有する改質部、前記改質部
の後段に設けられた一酸化炭素除去触媒を有する一酸化
炭素除去部、前記一酸化炭素除去部に連なる改質ガス取
出口、前記気化部を加熱する燃焼器、および前記燃焼器
の燃焼排ガス流路に配置された熱電変換部を具備する。
また、本発明の発電機能付き改質器は、原料供給源に連
結される気化部、前記気化部の後段に設けられた改質触
媒を有する改質部、前記改質部の後段に設けられた一酸
化炭素除去触媒を有する一酸化炭素除去部、前記一酸化
炭素除去部に連なる改質ガス取出口、前記気化部を加熱
する燃焼器、および前記改質部に接して配置された熱電
変換部を具備する。ここで、前記燃焼器には、メタノー
ルを燃料とする触媒燃焼器を用いることもできる。ま
た、前記改質器内の一酸化炭素除去部は、ＣＯを選択的
に酸化する触媒を有するものが望ましい。
質器は、原料供給源に連結される気化部、前記気化部の
後段に設けられた改質触媒を有する改質部、前記改質部
の後段に設けられた一酸化炭素除去触媒を有する一酸化
炭素除去部、前記一酸化炭素除去部に連なる改質ガス取
出口、前記気化部を加熱する燃焼器、および前記燃焼器
の燃焼排ガス流路に配置された熱電変換部を具備する。
また、本発明の発電機能付き改質器は、原料供給源に連
結される気化部、前記気化部の後段に設けられた改質触
媒を有する改質部、前記改質部の後段に設けられた一酸
化炭素除去触媒を有する一酸化炭素除去部、前記一酸化
炭素除去部に連なる改質ガス取出口、前記気化部を加熱
する燃焼器、および前記改質部に接して配置された熱電
変換部を具備する。ここで、前記燃焼器には、メタノー
ルを燃料とする触媒燃焼器を用いることもできる。ま
た、前記改質器内の一酸化炭素除去部は、ＣＯを選択的
に酸化する触媒を有するものが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明による発電機能つき改質器
は、燃焼器の燃焼排ガス流路または改質部の周りに熱電
変換素子を配置しているため、燃焼排ガスの排熱を用い
て熱電発電を行うことができる。また、起動時に熱電発
電をすることにより、起動時に必要な電力を補うことが
できる。燃焼器には触媒燃焼器を用いることもでき、立
ち消え等の危険性を回避できる。ＣＯ選択酸化部を有し
ているため、ＰＥＦＣで利用可能な燃料ガス中のＣＯ濃
度を数ｐｐｍレベルにまで低減できる。改質器全体とし
てコンパクトな構造にできる。
は、燃焼器の燃焼排ガス流路または改質部の周りに熱電
変換素子を配置しているため、燃焼排ガスの排熱を用い
て熱電発電を行うことができる。また、起動時に熱電発
電をすることにより、起動時に必要な電力を補うことが
できる。燃焼器には触媒燃焼器を用いることもでき、立
ち消え等の危険性を回避できる。ＣＯ選択酸化部を有し
ているため、ＰＥＦＣで利用可能な燃料ガス中のＣＯ濃
度を数ｐｐｍレベルにまで低減できる。改質器全体とし
てコンパクトな構造にできる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明による発電機能つき改質器の
実施例を述べる。燃料としてメタノ−ルを原料とした発
電機能つき改質器について述べる。 《実施例１》本実施例の発電機能つき改質器の外観図を
図１に、また断面図を図２に示す。この発電機能つき改
質器１は、１ｋＷ級のＰＥＦＣの燃料供給を想定してい
る。外観の大きさは２０ｃｍ角、高さ４０ｃｍである。
改質器１の本体は、断熱材を内装した天板２、同じく断
熱材を内装した下板３、および両者間を連結する角形の
外筒４からなり、内部には中央に燃焼室６を形成する円
筒５、円筒５の外側を囲む断面Ｕ字型の中空円筒７、お
よび円筒７内を２室に区画する仕切壁８を有する多重管
構造をとっている。燃焼室６下端には燃焼器１０が設置
されている。筒７の仕切壁８の内側に形成される室には
改質触媒１３が収容されて改質部を構成し、また仕切壁
８の外側に形成される室には一酸化炭素を選択的に酸化
する触媒１４が収容されてＣＯ選択酸化部を構成してい
る。
実施例を述べる。燃料としてメタノ−ルを原料とした発
電機能つき改質器について述べる。 《実施例１》本実施例の発電機能つき改質器の外観図を
図１に、また断面図を図２に示す。この発電機能つき改
質器１は、１ｋＷ級のＰＥＦＣの燃料供給を想定してい
る。外観の大きさは２０ｃｍ角、高さ４０ｃｍである。
改質器１の本体は、断熱材を内装した天板２、同じく断
熱材を内装した下板３、および両者間を連結する角形の
外筒４からなり、内部には中央に燃焼室６を形成する円
筒５、円筒５の外側を囲む断面Ｕ字型の中空円筒７、お
よび円筒７内を２室に区画する仕切壁８を有する多重管
構造をとっている。燃焼室６下端には燃焼器１０が設置
されている。筒７の仕切壁８の内側に形成される室には
改質触媒１３が収容されて改質部を構成し、また仕切壁
８の外側に形成される室には一酸化炭素を選択的に酸化
する触媒１４が収容されてＣＯ選択酸化部を構成してい
る。
【００１０】燃焼室６の上方に設置されたパイプ１２
は、一端がメタノール供給源に接続され、他端は改質触
媒を収容した改質部に連結されている。また、触媒１４
が収容されたＣＯ選択酸化部は、改質部側に空気導入パ
イプ１５が接続され、出口側には燃料電池へ改質ガスを
供給するパイプ１６が接続されている。外筒４の外面に
は熱電変換素子１９およびファン２０が設けられてい
る。円筒７の外面には断熱層９が設けられている。次
に、この改質器の動作を説明する。まず、燃焼器１０で
メタノールを燃焼させる。１１はその火炎を示す。生成
した燃焼排ガスは、天板３でＵターンする。このとき、
パイプ１２を流れるメタノールが気化される。気化され
たガスは、ペレット状の改質触媒１３の充填された改質
部に導入され、燃焼排ガスとの熱交換によって改質され
る。改質触媒には、Ｃｕ／Ｚｎ系の触媒を用いる。この
時の改質温度は２５０℃前後となっている。改質後のガ
ス中には一酸化炭素が約１％含まれる。改質部を出た改
質ガスは、空気導入管１４によって混入される微量の空
気とともに、ペレット状のＣＯ選択酸化触媒１４が充填
されたＣＯ選択酸化部に導入される。ＣＯ選択酸化触媒
には、Ｐｔを担持したＡ型ゼオライトを用いる。ここで
ＣＯのみが選択酸化され、ＣＯは数ｐｐｍレベルに低減
されて、パイプ１６を通じてＰＥＦＣ用の燃料極に導入
される。
は、一端がメタノール供給源に接続され、他端は改質触
媒を収容した改質部に連結されている。また、触媒１４
が収容されたＣＯ選択酸化部は、改質部側に空気導入パ
イプ１５が接続され、出口側には燃料電池へ改質ガスを
供給するパイプ１６が接続されている。外筒４の外面に
は熱電変換素子１９およびファン２０が設けられてい
る。円筒７の外面には断熱層９が設けられている。次
に、この改質器の動作を説明する。まず、燃焼器１０で
メタノールを燃焼させる。１１はその火炎を示す。生成
した燃焼排ガスは、天板３でＵターンする。このとき、
パイプ１２を流れるメタノールが気化される。気化され
たガスは、ペレット状の改質触媒１３の充填された改質
部に導入され、燃焼排ガスとの熱交換によって改質され
る。改質触媒には、Ｃｕ／Ｚｎ系の触媒を用いる。この
時の改質温度は２５０℃前後となっている。改質後のガ
ス中には一酸化炭素が約１％含まれる。改質部を出た改
質ガスは、空気導入管１４によって混入される微量の空
気とともに、ペレット状のＣＯ選択酸化触媒１４が充填
されたＣＯ選択酸化部に導入される。ＣＯ選択酸化触媒
には、Ｐｔを担持したＡ型ゼオライトを用いる。ここで
ＣＯのみが選択酸化され、ＣＯは数ｐｐｍレベルに低減
されて、パイプ１６を通じてＰＥＦＣ用の燃料極に導入
される。
【００１１】また、天板２でＵターンして筒５の外側に
流れる燃焼排ガスは、下板３でまたＵターンして熱電変
換素子１９が配置された一番外側の流路１７を経てパイ
プ１８より外に排出される。熱電変換素子１９のもう一
方の側には、薄型のファン２０が装着されており、熱電
変換素子１９の効率を高めるようにしている。熱電変換
素子１９にはＢｉ−Ｔｅ系の材料を用いている。ΔＴは
約１００〜１５０℃程度となり、熱電変換素子単位面積
あたり０．２Ｗ程度の電力が得られ、トータルとして３
００〜４００Ｗ程度の電力が得られる。断熱材は、改質
器の上下、およびＣＯ選択酸化部の外側に配置されてお
り、熱の散逸を防いでいる。このような構造をとること
で、改質器からの排熱を有効に利用することができる。
また、ＰＥＦＣ用の燃料供給源として用いた場合、起動
時の触媒が所定の温度に達するまでの時間の発電に熱電
発電した電力を用いることができる。また、それだけで
十分に補えない場合でも、小型の二次電池を設置するこ
とにより使用できる。
流れる燃焼排ガスは、下板３でまたＵターンして熱電変
換素子１９が配置された一番外側の流路１７を経てパイ
プ１８より外に排出される。熱電変換素子１９のもう一
方の側には、薄型のファン２０が装着されており、熱電
変換素子１９の効率を高めるようにしている。熱電変換
素子１９にはＢｉ−Ｔｅ系の材料を用いている。ΔＴは
約１００〜１５０℃程度となり、熱電変換素子単位面積
あたり０．２Ｗ程度の電力が得られ、トータルとして３
００〜４００Ｗ程度の電力が得られる。断熱材は、改質
器の上下、およびＣＯ選択酸化部の外側に配置されてお
り、熱の散逸を防いでいる。このような構造をとること
で、改質器からの排熱を有効に利用することができる。
また、ＰＥＦＣ用の燃料供給源として用いた場合、起動
時の触媒が所定の温度に達するまでの時間の発電に熱電
発電した電力を用いることができる。また、それだけで
十分に補えない場合でも、小型の二次電池を設置するこ
とにより使用できる。
【００１２】以上述べた実施例では、改質器の材質には
銅を用いたが、これに限定されるものではない。原料と
してはメタノールを用いたが、これ以外の炭化水素系の
原料でもよい。使用する改質触媒、およびＣＯ選択酸化
触媒に関しても、この実施例に限定されるものではな
く、形状もペレット等でなくてもよい。熱電変換素子の
材料に関しても、本実施例で使用した以外のものを用い
てもよい。熱電変換素子の配置も、燃焼排ガス流路に設
置されていれば、本実施例の設置場所に限定されるもの
ではない。
銅を用いたが、これに限定されるものではない。原料と
してはメタノールを用いたが、これ以外の炭化水素系の
原料でもよい。使用する改質触媒、およびＣＯ選択酸化
触媒に関しても、この実施例に限定されるものではな
く、形状もペレット等でなくてもよい。熱電変換素子の
材料に関しても、本実施例で使用した以外のものを用い
てもよい。熱電変換素子の配置も、燃焼排ガス流路に設
置されていれば、本実施例の設置場所に限定されるもの
ではない。
【００１３】《実施例２》本実施例の改質器を図３に示
す。この改質器２１の本体は、断熱材を内装した天板２
２、断熱材を内装した下板２３、および四角筒２４から
なり、内部には円筒２５と断熱材２７を入れた筒２６が
設けられている。円筒２５の内部に形成される燃焼器２
８には、ペレット状の燃焼触媒が配置されている。この
燃焼触媒はＰｔ担持のアルミナ触媒である。燃料供給パ
イプ２９から供給されるメタノール燃料は、触媒燃焼し
てパイプ３０を加熱する。燃焼排ガスはパイプ３７によ
り外部へ排出される。パイプ３０内に送られるメタノー
ルは、この燃焼器の部分、気化部で気化される。気化さ
れたガスは、パイプ３０によりペレット状の改質触媒３
３が充填された改質部に導入され、触媒燃焼との熱交換
によって改質される。改質触媒には、Ｃｕ／Ｚｎ系の触
媒を用いる。この時の改質温度は２５０℃前後となって
いる。
す。この改質器２１の本体は、断熱材を内装した天板２
２、断熱材を内装した下板２３、および四角筒２４から
なり、内部には円筒２５と断熱材２７を入れた筒２６が
設けられている。円筒２５の内部に形成される燃焼器２
８には、ペレット状の燃焼触媒が配置されている。この
燃焼触媒はＰｔ担持のアルミナ触媒である。燃料供給パ
イプ２９から供給されるメタノール燃料は、触媒燃焼し
てパイプ３０を加熱する。燃焼排ガスはパイプ３７によ
り外部へ排出される。パイプ３０内に送られるメタノー
ルは、この燃焼器の部分、気化部で気化される。気化さ
れたガスは、パイプ３０によりペレット状の改質触媒３
３が充填された改質部に導入され、触媒燃焼との熱交換
によって改質される。改質触媒には、Ｃｕ／Ｚｎ系の触
媒を用いる。この時の改質温度は２５０℃前後となって
いる。
【００１４】改質後のガス中には一酸化炭素が約１％含
まれる。改質部を出た改質ガスは、空気導入管３１によ
って混入される微量の空気とともに、ペレット状のＣＯ
選択酸化触媒３４が充填されたＣＯ選択酸化部に導入さ
れる。ＣＯ選択酸化触媒３４には、Ｐｔを担持したＡ型
ゼオライトを用いる。ＣＯ選択酸化部の温度は１５０℃
前後であり、ここでＣＯのみが選択酸化され、ＣＯは数
ｐｐｍレベルに低減されて、パイプ３２によりＰＥＦＣ
用の燃料極に導入される。熱電変換素子３５は、改質器
後段のＣＯ選択酸化部の外側に設置されている。熱電変
換素子３５のもう一方の側には、薄型のファン３６が装
着されており、熱電変換素子の効率を高めるようにして
いる。熱電変換素子３５は、Ｂｉ−Ｔｅ系の材料を用い
ている。ΔＴは約１００〜１５０℃程度となり、熱電変
換素子単位面積あたり０．２Ｗ程度の電力が得られ、ト
ータルとして３００〜４００Ｗ程度の電力が得られる。
まれる。改質部を出た改質ガスは、空気導入管３１によ
って混入される微量の空気とともに、ペレット状のＣＯ
選択酸化触媒３４が充填されたＣＯ選択酸化部に導入さ
れる。ＣＯ選択酸化触媒３４には、Ｐｔを担持したＡ型
ゼオライトを用いる。ＣＯ選択酸化部の温度は１５０℃
前後であり、ここでＣＯのみが選択酸化され、ＣＯは数
ｐｐｍレベルに低減されて、パイプ３２によりＰＥＦＣ
用の燃料極に導入される。熱電変換素子３５は、改質器
後段のＣＯ選択酸化部の外側に設置されている。熱電変
換素子３５のもう一方の側には、薄型のファン３６が装
着されており、熱電変換素子の効率を高めるようにして
いる。熱電変換素子３５は、Ｂｉ−Ｔｅ系の材料を用い
ている。ΔＴは約１００〜１５０℃程度となり、熱電変
換素子単位面積あたり０．２Ｗ程度の電力が得られ、ト
ータルとして３００〜４００Ｗ程度の電力が得られる。
【００１５】以上述べた実施例では、改質器の材質に銅
を用いたが、これに限定されるものではない。原料とし
てはメタノールを用いたが、これ以外の炭化水素系の原
料でもよい。使用する燃焼触媒、改質触媒、およびＣＯ
選択酸化触媒に関しても、この実施例に限定されるもの
ではなく、形状もペレット等でなくてもよい。熱電変換
素子の材料に関しても、本実施例で使用した以外のもの
を用いてもよい。熱電変換素子の配置も、改質器後段の
ＣＯ選択酸化部ないし改質部に設置されていれば、本実
施例の設置場所に限定されるものではない。
を用いたが、これに限定されるものではない。原料とし
てはメタノールを用いたが、これ以外の炭化水素系の原
料でもよい。使用する燃焼触媒、改質触媒、およびＣＯ
選択酸化触媒に関しても、この実施例に限定されるもの
ではなく、形状もペレット等でなくてもよい。熱電変換
素子の材料に関しても、本実施例で使用した以外のもの
を用いてもよい。熱電変換素子の配置も、改質器後段の
ＣＯ選択酸化部ないし改質部に設置されていれば、本実
施例の設置場所に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の発電機能つ
き改質器は、燃焼器の燃焼排ガス流路または改質部の周
りに熱電変換素子を配置しているため、燃焼排ガスの排
熱を用いて熱電発電を行うことができる。また、起動時
に熱電発電をすることで、起動時に必要な電力を補うこ
とができる。燃焼器には触媒燃焼器を用いることもで
き、立ち消え等の危険性を回避できる。ＣＯ選択酸化部
を有しているため、ＰＥＦＣで利用可能な燃料ガス中の
ＣＯ濃度を数ｐｐｍレベルにまで低減できる。また、改
質器全体としてコンパクトな構造にできる。
き改質器は、燃焼器の燃焼排ガス流路または改質部の周
りに熱電変換素子を配置しているため、燃焼排ガスの排
熱を用いて熱電発電を行うことができる。また、起動時
に熱電発電をすることで、起動時に必要な電力を補うこ
とができる。燃焼器には触媒燃焼器を用いることもで
き、立ち消え等の危険性を回避できる。ＣＯ選択酸化部
を有しているため、ＰＥＦＣで利用可能な燃料ガス中の
ＣＯ濃度を数ｐｐｍレベルにまで低減できる。また、改
質器全体としてコンパクトな構造にできる。
【図１】本発明の一実施例の発電機能つき改質器の外観
図である。
図である。
【図２】同改質器の縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施例の発電機能つき改質器の縦
断面図である。
断面図である。
１、２１ 改質器 ２、２２ 天板 ３、２３ 下板 ４、２４ 角筒 ５、７、２５、２６ 円筒 ６ 燃焼室 ８ 仕切壁 ９、２７ 断熱材 １０、２８ 燃焼器 １１ 火炎 １２、３０ パイプ １３、３３ 改質触媒 １４、３４ ＣＯ選択酸化触媒 １５、３１ 空気導入管 １６、３２ 改質ガス取出パイプ １７ 燃焼排ガス通路 １８、３７ 排出パイプ １９、３５ 熱電変換素子 ２０、３６ ファン
Claims (3)
- 【請求項１】 原料供給源に連結される気化部、前記気
化部の後段に設けられた改質触媒を有する改質部、前記
改質部の後段に設けられた一酸化炭素除去触媒を有する
一酸化炭素除去部、前記一酸化炭素除去部に連なる改質
ガス取出口、前記気化部を加熱する燃焼器、および前記
燃焼器の燃焼排ガス流路に配置された熱電変換部を具備
することを特徴とする発電機能付き改質器。 - 【請求項２】 原料供給源に連結される気化部、前記気
化部の後段に設けられた改質触媒を有する改質部、前記
改質部の後段に設けられた一酸化炭素除去触媒を有する
一酸化炭素除去部、前記一酸化炭素除去部に連なる改質
ガス取出口、前記気化部を加熱する燃焼器、および前記
改質部に接して配置された熱電変換部を具備することを
特徴とする発電機能付き改質器。 - 【請求項３】 前記燃焼器がメタノールを燃料とする触
媒燃焼器である請求項１または２に記載の発電機能付き
改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334229A JPH10167701A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334229A JPH10167701A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10167701A true JPH10167701A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18274999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8334229A Pending JPH10167701A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10167701A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-12-13 JP JP8334229A patent/JPH10167701A/ja active Pending
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