JPS63289775A - メタノ−ル改質器 - Google Patents
メタノ−ル改質器Info
- Publication number
- JPS63289775A JPS63289775A JP62124510A JP12451087A JPS63289775A JP S63289775 A JPS63289775 A JP S63289775A JP 62124510 A JP62124510 A JP 62124510A JP 12451087 A JP12451087 A JP 12451087A JP S63289775 A JPS63289775 A JP S63289775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- vaporizer
- burner
- discharge pipe
- reforming catalyst
- 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
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 144
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 33
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 18
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 41
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination 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
- H01M8/0625—Combination 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
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination 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
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料電池発電システム、特にりん酸形燃料電
池と組み合わされて改質原料を水素に富むガスに改質し
てこの改質ガスを燃料電池のアノードに供給するメタノ
ール改質器に関する。
池と組み合わされて改質原料を水素に富むガスに改質し
てこの改質ガスを燃料電池のアノードに供給するメタノ
ール改質器に関する。
新しい発電装置として注目されている燃料電池は、小出
力でも効率が高いという特徴をもっている。このため、
従来エンジン発電機の利用分野であり九移動用電源や非
常用電源・離島用電源などへの展開がはかられている。
力でも効率が高いという特徴をもっている。このため、
従来エンジン発電機の利用分野であり九移動用電源や非
常用電源・離島用電源などへの展開がはかられている。
このための燃料水素源としては、従来メタンやブタンな
どのスチームリフォーミング反応が利用されていたが、
これらの改質のためにFisoo〜900℃という高温
が必要であり、システムとしても機器数が多いなど、小
型電源用としては不向きな点が多かった。このため改質
温度が200〜300℃でりん酸形燃料電池の運転温度
に近く、主要な機器としては改質器本体だけですむメタ
ノールのスチームリオーミング反応を利用したメタノー
ル改質器が使用されている。このメタノール改質器とり
ん酸形燃料電池とを組み合わせて電力を発生させる燃料
電池発亀システムが知られている◇ 第3図は上記のような燃料電池発電システムの系統図で
ある。図において1ばりん酸形燃料電池本体であり、り
ん酸を含浸保持する電解質室1bと、これを挾持する一
対の電極を介して電解質室1bの両側((それぞれ配さ
れる燃料室1aと酸化剤室ICと、燃料電池本体を冷却
する冷却室1d−とから構成されている。2はメタノー
ルの液体状の改質原料を収容した原料タンクであり、該
原料タンク2と燃料電池本体1のアノード側の燃料室1
aとの間を結ぶ燃料供給系3にはこの発明の対象となる
メタノール改質器4が介挿設置されている。なお5は燃
料電池のカソード側の酸化剤室ICに酸化剤ガスとして
の空気を供給する空気供給系、6は燃料電池本体冷却用
の空気を冷却室1dK送り込む冷却空気供給系である。
どのスチームリフォーミング反応が利用されていたが、
これらの改質のためにFisoo〜900℃という高温
が必要であり、システムとしても機器数が多いなど、小
型電源用としては不向きな点が多かった。このため改質
温度が200〜300℃でりん酸形燃料電池の運転温度
に近く、主要な機器としては改質器本体だけですむメタ
ノールのスチームリオーミング反応を利用したメタノー
ル改質器が使用されている。このメタノール改質器とり
ん酸形燃料電池とを組み合わせて電力を発生させる燃料
電池発亀システムが知られている◇ 第3図は上記のような燃料電池発電システムの系統図で
ある。図において1ばりん酸形燃料電池本体であり、り
ん酸を含浸保持する電解質室1bと、これを挾持する一
対の電極を介して電解質室1bの両側((それぞれ配さ
れる燃料室1aと酸化剤室ICと、燃料電池本体を冷却
する冷却室1d−とから構成されている。2はメタノー
ルの液体状の改質原料を収容した原料タンクであり、該
原料タンク2と燃料電池本体1のアノード側の燃料室1
aとの間を結ぶ燃料供給系3にはこの発明の対象となる
メタノール改質器4が介挿設置されている。なお5は燃
料電池のカソード側の酸化剤室ICに酸化剤ガスとして
の空気を供給する空気供給系、6は燃料電池本体冷却用
の空気を冷却室1dK送り込む冷却空気供給系である。
また33は燃料室1aからのオフガスをバーナ7に供給
するオフガス供給系、34はバーナ7に燃焼空気を供給
する燃焼空気供給系、35はメタノールタンク30から
バーナ7にメタノール燃料を供給する燃焼用撚る止め弁
27を備えたバイパス管である。前記のメタノール改質
器4は、バーナ7を装備した炉体としてなる炉容器8に
対し、該炉容器内の燃焼室には外部から供給されたメタ
ノールの改質原料を気化する気化器9と、該気化器9を
経て気化された原料ガスを改質触媒との接触反応により
水素に富むガスに改質する反応器10とを内蔵して構成
されている。ここで気化器9の構造は、図示のように炉
容器8の上部から引き込んだパイプを燃焼室内で蛇行状
に配管した後に図示しない原料ガスマニホールドを経て
後段の反応器10へ接続するようにした構成となってい
る。
するオフガス供給系、34はバーナ7に燃焼空気を供給
する燃焼空気供給系、35はメタノールタンク30から
バーナ7にメタノール燃料を供給する燃焼用撚る止め弁
27を備えたバイパス管である。前記のメタノール改質
器4は、バーナ7を装備した炉体としてなる炉容器8に
対し、該炉容器内の燃焼室には外部から供給されたメタ
ノールの改質原料を気化する気化器9と、該気化器9を
経て気化された原料ガスを改質触媒との接触反応により
水素に富むガスに改質する反応器10とを内蔵して構成
されている。ここで気化器9の構造は、図示のように炉
容器8の上部から引き込んだパイプを燃焼室内で蛇行状
に配管した後に図示しない原料ガスマニホールドを経て
後段の反応器10へ接続するようにした構成となってい
る。
かかる構成において、運転時には燃料電池本体1のアノ
ード側から排出されるオフガスと空気プロア11により
吸気された燃焼空気とが一緒にバーナ7で燃焼され、燃
焼室内に配備された前記の気化器9および反応器10を
加熱する。一方、メタノールの改質原料は原料タンク2
より送液ポンプ12を経て気化器9に送り込まれ、気化
器9内でガス化された後に反応器10内で水素に富むガ
スに改質されて燃料電池本体1のアノード側の燃料室1
aに供給される。
ード側から排出されるオフガスと空気プロア11により
吸気された燃焼空気とが一緒にバーナ7で燃焼され、燃
焼室内に配備された前記の気化器9および反応器10を
加熱する。一方、メタノールの改質原料は原料タンク2
より送液ポンプ12を経て気化器9に送り込まれ、気化
器9内でガス化された後に反応器10内で水素に富むガ
スに改質されて燃料電池本体1のアノード側の燃料室1
aに供給される。
ここで上記の燃料電池発電システムに使用されるメタ7
−ル改質器について説明する。第4図は従来のメタノー
ル改質器の断面図である。図において筒状の炉体である
炉容器8の上部中央にバーナ7が設けられ、このバーナ
7を囲んで筒状の隔壁16が懸架され、隔壁16内は燃
焼室8aが画成されている。また燃焼室8aは下端部で
隔壁16の外周側に画成されたアニユラス状の加熱室8
bに通じ、さらに加熱室8bの上部が燃焼ガス排気マニ
ホールド15を経て煙突に通じる排気管21に連通して
いる。なお、バーナ7にはオフガス供給系のオフガス供
給管20および燃焼空気供給系の燃焼用空気供給管22
が設けられている。
−ル改質器について説明する。第4図は従来のメタノー
ル改質器の断面図である。図において筒状の炉体である
炉容器8の上部中央にバーナ7が設けられ、このバーナ
7を囲んで筒状の隔壁16が懸架され、隔壁16内は燃
焼室8aが画成されている。また燃焼室8aは下端部で
隔壁16の外周側に画成されたアニユラス状の加熱室8
bに通じ、さらに加熱室8bの上部が燃焼ガス排気マニ
ホールド15を経て煙突に通じる排気管21に連通して
いる。なお、バーナ7にはオフガス供給系のオフガス供
給管20および燃焼空気供給系の燃焼用空気供給管22
が設けられている。
気化器9は燃焼室8aにら旋状に配され、また反応器1
0は改質触媒17が充填された複数の反応管10aから
なり、隔壁16の外周側に画成された加熱室8bに配列
されている。なお反応管10aの上部には改質ガスマニ
ホールド18が、下部ニh i !’)ガスマニホール
ド23が設けられ、気化器9は原料ガスマニホールド2
3に接続されている。
0は改質触媒17が充填された複数の反応管10aから
なり、隔壁16の外周側に画成された加熱室8bに配列
されている。なお反応管10aの上部には改質ガスマニ
ホールド18が、下部ニh i !’)ガスマニホール
ド23が設けられ、気化器9は原料ガスマニホールド2
3に接続されている。
なお気化器9にはメタノールの改質原料を流入させる入
口管14が、一方散質ガスマニホールド18には改質さ
れたガス(燃料ガス)を燃料電池に供給する出口管19
が設けられている。
口管14が、一方散質ガスマニホールド18には改質さ
れたガス(燃料ガス)を燃料電池に供給する出口管19
が設けられている。
このような構成によりメタノール改質器を運転し、バー
ナ7にてオフガス供給管20を通るオフガスと燃焼用空
気供給管22を通る空気とにより燃焼を行なわせる。こ
のとき、熱媒体である火炎や燃焼ガスは燃焼室8aを下
方に流れ、さらに燃焼ガスは隔壁16の下端部でUター
ンして上方に流れ、気化器9と反応器10とを加熱した
後、排ガスマニホールド15を経て排気管21から外部
に排出される。一方、改質原料であるメタノールを入口
管14から気化器9に送入すると、メタノールは気化器
9にて気化してガスとなり、この気化ガスは原料ガスマ
ニホールド23を経て反応器10に流入し、反応器内の
改質触媒により水素に富むガスに改質され、改質ガスマ
ニホールド18を経て出口管19から燃料ガスとして燃
料電池に供給される。
ナ7にてオフガス供給管20を通るオフガスと燃焼用空
気供給管22を通る空気とにより燃焼を行なわせる。こ
のとき、熱媒体である火炎や燃焼ガスは燃焼室8aを下
方に流れ、さらに燃焼ガスは隔壁16の下端部でUター
ンして上方に流れ、気化器9と反応器10とを加熱した
後、排ガスマニホールド15を経て排気管21から外部
に排出される。一方、改質原料であるメタノールを入口
管14から気化器9に送入すると、メタノールは気化器
9にて気化してガスとなり、この気化ガスは原料ガスマ
ニホールド23を経て反応器10に流入し、反応器内の
改質触媒により水素に富むガスに改質され、改質ガスマ
ニホールド18を経て出口管19から燃料ガスとして燃
料電池に供給される。
上記のメタノール改質器における改質反応は次の2段の
反応から成り立っているといわれている。
反応から成り立っているといわれている。
CH30H→CO+2H2・・・・・・・・・・・・・
曲・・・・・・・曲・・(1)CH30H+ H20→
CO2+3H2・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(3)上式において(1)は吸熱反応であり、(2)は
発熱反応であし、トータルすると(3)は吸熱反応であ
る。
曲・・・・・・・曲・・(1)CH30H+ H20→
CO2+3H2・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(3)上式において(1)は吸熱反応であり、(2)は
発熱反応であし、トータルすると(3)は吸熱反応であ
る。
メタノール改質器においては反応器に充填される改質触
媒は通常銅系の改質触媒が使用され、この改質触媒によ
り上記の反応を促進している・しかし一般に銅系の改質
触媒は耐熱性にすぐれてないので、300℃以上の高温
に曝されると極端に寿命が低下する。
媒は通常銅系の改質触媒が使用され、この改質触媒によ
り上記の反応を促進している・しかし一般に銅系の改質
触媒は耐熱性にすぐれてないので、300℃以上の高温
に曝されると極端に寿命が低下する。
゛ また一方、小型電源として使用する場合には、メ
タノール改質器の起動時間はなるべく短かい方がよく、
さらに運転時における負荷変動に際してもできるだけ早
い応答が必要である。
タノール改質器の起動時間はなるべく短かい方がよく、
さらに運転時における負荷変動に際してもできるだけ早
い応答が必要である。
しかし、第4図に示すように気化器9が隔壁16の外周
側に直立して配列されている場合、メタノール改質器の
起動時、あるいは運転時における燃料電池の負荷変動に
より負荷が急激に低下した場合、反応管10aの下部の
改質触媒は通常3oo℃以上になることは不可避であっ
た。これは、起動時は改質触媒全体をなるべく短時間に
所定の温度以上にしようとしてメタノールタンク3oが
らポンプ31により(第3図参照)多量のメタノール燃
料を燃焼させるため、大きな熱エネルギーを有する燃料
ガス気化器及び気化ガスの流入する改質触媒の入口、す
なわち反応管10aの下部の温度を所定温度以上に上昇
させるためである。一方負荷が急激に低下した場合には
燃料電池での燃料(水素)消費量が減小し、メタノール
改質器のバーナ7に供給されるオフガス量が増加し、燃
焼ガスの熱エネルギーが一時的に増加するためである。
側に直立して配列されている場合、メタノール改質器の
起動時、あるいは運転時における燃料電池の負荷変動に
より負荷が急激に低下した場合、反応管10aの下部の
改質触媒は通常3oo℃以上になることは不可避であっ
た。これは、起動時は改質触媒全体をなるべく短時間に
所定の温度以上にしようとしてメタノールタンク3oが
らポンプ31により(第3図参照)多量のメタノール燃
料を燃焼させるため、大きな熱エネルギーを有する燃料
ガス気化器及び気化ガスの流入する改質触媒の入口、す
なわち反応管10aの下部の温度を所定温度以上に上昇
させるためである。一方負荷が急激に低下した場合には
燃料電池での燃料(水素)消費量が減小し、メタノール
改質器のバーナ7に供給されるオフガス量が増加し、燃
焼ガスの熱エネルギーが一時的に増加するためである。
また1さらにメタノール改質器は燃料電池の負荷によっ
て改質するガス量を制御しており、このため負荷が急減
した場合、メタノールの改質原料の供給量も急激に減小
する。この結果気化器9を流れる改質原料が減少するた
め、気化ガスの温度が上昇して反応管10aの温度を上
昇させ、さらに気化器9−への伝熱量が減小する。した
がってより高温の燃焼ガスが反応管10aの下部にある
改質触媒の温度を上昇させるためである。
て改質するガス量を制御しており、このため負荷が急減
した場合、メタノールの改質原料の供給量も急激に減小
する。この結果気化器9を流れる改質原料が減少するた
め、気化ガスの温度が上昇して反応管10aの温度を上
昇させ、さらに気化器9−への伝熱量が減小する。した
がってより高温の燃焼ガスが反応管10aの下部にある
改質触媒の温度を上昇させるためである。
上記のように従来のメタノール改質器では改質触媒が高
温になるため、改質触媒の寿命が大巾に低下し、またこ
のため改質触媒の交換を頻繁に行なう必゛要があるとい
う欠点があった。
温になるため、改質触媒の寿命が大巾に低下し、またこ
のため改質触媒の交換を頻繁に行なう必゛要があるとい
う欠点があった。
本発明の目的は、メタノール改質器の起動時や燃料電池
の急激な負荷変化においても改質触媒を所定温度以上に
上昇させることなく運転のできるメタノール改質器を提
供することである。
の急激な負荷変化においても改質触媒を所定温度以上に
上昇させることなく運転のできるメタノール改質器を提
供することである。
上記問題点を解決するために、本発明によれば筒状の炉
体と、この炉体の上部中央に配されるバーすと、このバ
ーナを囲み前記炉体内に懸架される筒状の隔壁と、この
隔壁で囲まれる燃焼室に配される気化器と、前記隔壁の
外側に画成される加熱室に配される改質触媒が充填され
た反応器と、前記加熱室の上部に配される燃料ガスの排
気管とからなり、前記バーナで燃焼した熱媒体により改
質原料が送入される気化器と反応器とを加熱して改質原
料を水素に富むガスに改質するメタノール改質器におい
て、前記炉体の下部を貫通して前記気化器が外側に配さ
れる排出管を設け、該排出管に前記バーナからの熱媒体
の一部を排出する流量制御弁を備えるものとする。
体と、この炉体の上部中央に配されるバーすと、このバ
ーナを囲み前記炉体内に懸架される筒状の隔壁と、この
隔壁で囲まれる燃焼室に配される気化器と、前記隔壁の
外側に画成される加熱室に配される改質触媒が充填され
た反応器と、前記加熱室の上部に配される燃料ガスの排
気管とからなり、前記バーナで燃焼した熱媒体により改
質原料が送入される気化器と反応器とを加熱して改質原
料を水素に富むガスに改質するメタノール改質器におい
て、前記炉体の下部を貫通して前記気化器が外側に配さ
れる排出管を設け、該排出管に前記バーナからの熱媒体
の一部を排出する流量制御弁を備えるものとする。
改質原料を気化器で気化し−た気化ガスを反応器内で水
素に富むガスに改質する改質触媒は所定の温度以上にな
れば劣化する。したがってバーナで燃焼される燃料や燃
料電池からのオフガスの量が多い場合には気化管で生じ
る気化ガスの温度をより高温にし、さらに反応器を必要
以上に加熱して改質触媒の温度を所定値以上に上昇させ
て改質触媒を劣化させる。したがって燃焼室を貫通して
気化器と反応器とを加熱しないように設けた排出管によ
りバーナからの熱媒体の一部を流量制御弁の弁開度を制
御して外部に排出し、その残りの熱媒体が気化器と反応
器とを加熱して改質触媒の温度を最適値にして改質触媒
、の劣化を防止する。
素に富むガスに改質する改質触媒は所定の温度以上にな
れば劣化する。したがってバーナで燃焼される燃料や燃
料電池からのオフガスの量が多い場合には気化管で生じ
る気化ガスの温度をより高温にし、さらに反応器を必要
以上に加熱して改質触媒の温度を所定値以上に上昇させ
て改質触媒を劣化させる。したがって燃焼室を貫通して
気化器と反応器とを加熱しないように設けた排出管によ
りバーナからの熱媒体の一部を流量制御弁の弁開度を制
御して外部に排出し、その残りの熱媒体が気化器と反応
器とを加熱して改質触媒の温度を最適値にして改質触媒
、の劣化を防止する。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の実施例によるメタノール改質器の断面
図、第2図は第1図のメタノール改質器を備えた燃料電
池発電システムの系統図である。なお、第1図、第2図
において第3図、第4図の従来例と同じ部品には同じ符
号を付し、その説明を省略する。第1図、第2図におい
て、従来技術と異なるのはら旋状の管からなる気化器9
の内側に、気化器9の内周面を覆い、かつ炉体8の底部
8Cを貫通する排出管24を設け、さらに排出管24に
流量制御弁25を備えたことである。
図、第2図は第1図のメタノール改質器を備えた燃料電
池発電システムの系統図である。なお、第1図、第2図
において第3図、第4図の従来例と同じ部品には同じ符
号を付し、その説明を省略する。第1図、第2図におい
て、従来技術と異なるのはら旋状の管からなる気化器9
の内側に、気化器9の内周面を覆い、かつ炉体8の底部
8Cを貫通する排出管24を設け、さらに排出管24に
流量制御弁25を備えたことである。
なお、流量制御弁25は反応器10内の改質触媒の温度
が最適値になるようにバーナ7で燃焼した燃焼ガスの一
部をその弁開度の制御により外部に排出するようにして
いる。なお、1flr制御弁25は第2図に示すように
排出管24に接続される管路38に設けてもよい。
が最適値になるようにバーナ7で燃焼した燃焼ガスの一
部をその弁開度の制御により外部に排出するようにして
いる。なお、1flr制御弁25は第2図に示すように
排出管24に接続される管路38に設けてもよい。
このような構成によ妙燃料心池発電システムの定常運転
時、すなわちメタノール改質器4の定常運転時、反応器
10内の改質触媒が最適温度になるように流量制御弁2
5の弁開度が制御される。
時、すなわちメタノール改質器4の定常運転時、反応器
10内の改質触媒が最適温度になるように流量制御弁2
5の弁開度が制御される。
すなわち制御された弁開度からバーナ7からの燃焼ガス
はその一部が気化器9と反応器10とを加熱せずに排出
管24を経て外部に排出される。そして残りの燃焼ガス
は隔壁16と排出管24との間を下方に流れて気化器9
を加熱し、隔壁16の下端でUターンして隔壁16の外
周側の加熱器8bを上昇して反応器10を加熱し、排気
管21から外部に排出される。したがって気化器9と反
応器10とは適切な燃焼ガス量により加熱され、改質触
媒は最適温度に保持される。
はその一部が気化器9と反応器10とを加熱せずに排出
管24を経て外部に排出される。そして残りの燃焼ガス
は隔壁16と排出管24との間を下方に流れて気化器9
を加熱し、隔壁16の下端でUターンして隔壁16の外
周側の加熱器8bを上昇して反応器10を加熱し、排気
管21から外部に排出される。したがって気化器9と反
応器10とは適切な燃焼ガス量により加熱され、改質触
媒は最適温度に保持される。
一方、非定常運転時、特にメタノール改質器の起動時、
あるいは燃料電池の負荷が減小した時、前述のように燃
焼ガス量が増加する。この場合も、気化器9と反応器1
0とを加熱する余分の燃焼ガスを前述のように排出管2
5を経て外部に排出して改質触媒が最適温度になるよう
に流量制御弁25の弁開度が制御される。
あるいは燃料電池の負荷が減小した時、前述のように燃
焼ガス量が増加する。この場合も、気化器9と反応器1
0とを加熱する余分の燃焼ガスを前述のように排出管2
5を経て外部に排出して改質触媒が最適温度になるよう
に流量制御弁25の弁開度が制御される。
以上の説明から明らかなように、本発明によればメタノ
ール改質器の燃焼室に気化器と反応器とを加熱しないで
バーナからの熱媒体を外部に排出する排出管を設け、こ
の排出管に流量制御弁を備えたことにより、メタノール
改質器の定常運転時バーナからの燃焼ガスが多い時、ま
たメタノール改質器の起動、停止時および燃料電池運転
時の負荷が変動した時に、流量制御弁の弁開度を制御し
て改質触媒と熱交換すべき燃焼ガス量を調節するので、
反応器内の改質触媒、特に銅系の改質触媒の温度を所定
温度以上に上昇させないため、銅系触媒の寿命低下を防
止でき、またメタノール改質器の起動時間も短縮できる
。
ール改質器の燃焼室に気化器と反応器とを加熱しないで
バーナからの熱媒体を外部に排出する排出管を設け、こ
の排出管に流量制御弁を備えたことにより、メタノール
改質器の定常運転時バーナからの燃焼ガスが多い時、ま
たメタノール改質器の起動、停止時および燃料電池運転
時の負荷が変動した時に、流量制御弁の弁開度を制御し
て改質触媒と熱交換すべき燃焼ガス量を調節するので、
反応器内の改質触媒、特に銅系の改質触媒の温度を所定
温度以上に上昇させないため、銅系触媒の寿命低下を防
止でき、またメタノール改質器の起動時間も短縮できる
。
第1図は本発明の実施例によるメタノール改質器の断面
図、第2図は第1図のメタノール改質器を備えた燃料電
池発電システムの系統図、第3図は従来のメタノール改
質器を備えた燃料電池発電システムの系統図、84図は
従来のメタノール改質器の断面図である。 1;燃料電池、4:メタノール改質器、7:バーナ、8
:炉体、8a:燃料室、8b=加熱室、9:気化器、l
O:反応器、17:改質触媒、21:排気管、24:排
出管、25:流量制御弁。 第3図 第4図
図、第2図は第1図のメタノール改質器を備えた燃料電
池発電システムの系統図、第3図は従来のメタノール改
質器を備えた燃料電池発電システムの系統図、84図は
従来のメタノール改質器の断面図である。 1;燃料電池、4:メタノール改質器、7:バーナ、8
:炉体、8a:燃料室、8b=加熱室、9:気化器、l
O:反応器、17:改質触媒、21:排気管、24:排
出管、25:流量制御弁。 第3図 第4図
Claims (1)
- 筒状の炉体と、該炉体の上部中央に配されるバーナと、
該バーナを囲み前記炉体内に懸架される筒状の隔壁と、
該隔壁で囲まれる燃焼室に配される気化器と、前記隔壁
の外周に画成される加熱室に配され該気化器に連通する
改質触媒が充填された反応器と、前記加熱室の上部に配
される排気管とからなり、前記バーナで燃焼した熱媒体
により改質原料が送入される前記気化器と反応器とを加
熱して改質原料を水素に富むガスに改質するメタノール
改質器において、前記炉体下部を貫通して前記気化器が
外側に配される排出管を設け、該排出管にバーナからの
熱媒体の一部を排出する流量制御弁を備えたことを特徴
とするメタノール改質器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62124510A JPS63289775A (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | メタノ−ル改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62124510A JPS63289775A (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | メタノ−ル改質器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63289775A true JPS63289775A (ja) | 1988-11-28 |
Family
ID=14887271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62124510A Pending JPS63289775A (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | メタノ−ル改質器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63289775A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7488458B2 (en) * | 2002-03-28 | 2009-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus for converting a hydrocarbon-containing flow of matter |
-
1987
- 1987-05-21 JP JP62124510A patent/JPS63289775A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7488458B2 (en) * | 2002-03-28 | 2009-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus for converting a hydrocarbon-containing flow of matter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0600621B1 (en) | A combined reformer and shift reactor | |
JP4461439B2 (ja) | 燃料電池システムの改質装置 | |
JP5138324B2 (ja) | 改質器及び燃料電池システム | |
JP4854037B2 (ja) | 燃料改質装置及びその駆動方法、並びに燃料電池システム | |
WO1996026892A1 (fr) | Generateur d'hydrogene | |
US5618322A (en) | Reformer for fuel cell system | |
JP2009096705A (ja) | 燃料電池用改質装置 | |
KR100993468B1 (ko) | 자동 점화형 자열 개질기 및 이를 구비하는 연료전지 시스템 | |
JP3924407B2 (ja) | 燃料改質器及び燃料電池システム | |
JP2003321206A (ja) | 単管円筒式改質器 | |
JP2002042840A (ja) | 燃料電池型コージェネレーションシステム | |
JP2003187849A (ja) | 固体高分子型燃料電池発電装置 | |
JP2002053306A (ja) | 水素製造装置と該水素製造装置を用いる燃料電池システム | |
CN113540503B (zh) | 一种管式sofc自热系统及工作方法 | |
JP4968984B2 (ja) | 燃料電池用改質装置 | |
JPS6344931A (ja) | 燃料改質装置 | |
JP2009302010A (ja) | 燃料電池コージェネレーションシステム | |
JPS63289775A (ja) | メタノ−ル改質器 | |
JPH11149931A (ja) | 燃料電池用改質装置の起動方法 | |
JP2001151502A (ja) | 燃料改質装置 | |
JP3789706B2 (ja) | Co変成ユニットおよび固体高分子型燃料電池発電システム | |
KR101316042B1 (ko) | 연료전지용 통합형 개질기 시스템 | |
JPS6349249A (ja) | メタノ−ル改質器の温度制御装置 | |
JPS62246802A (ja) | メタノ−ル改質器 | |
JPH01157402A (ja) | メタノール改質器 |