JP2005213133A - Reformer and fuel cell system - Google Patents
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Abstract
【課題】 改質器および燃料電池システムのコンパクト化で高熱効率化を図る。
【解決手段】 改質触媒を収容する反応管と反応管を外側から加熱するバーナとを有する、水素製造用原料を改質して水素を含有する水素含有ガスを製造するための改質器において、反応管が一端が閉じられた二重管であってその外管部に改質触媒が収容され、反応管の外壁にフィンを備え、フィンの位置は、反応管の入り口から反応管の長さの半分までの範囲の少なくとも一部である。この改質器を備える燃料電池システム。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high thermal efficiency by making a reformer and a fuel cell system compact.
A reformer having a reaction tube containing a reforming catalyst and a burner for heating the reaction tube from the outside for reforming a raw material for hydrogen production to produce a hydrogen-containing gas containing hydrogen. The reaction tube is a double tube whose one end is closed, and the reforming catalyst is accommodated in the outer tube part, and a fin is provided on the outer wall of the reaction tube, and the position of the fin is the length of the reaction tube from the inlet of the reaction tube. It is at least part of the range up to half the height. A fuel cell system provided with this reformer.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は灯油等の原料を改質して水素を製造するための改質器に関する。特には燃料電池システムに好適に用いることのできる改質器に関する。また本発明はこのような改質器を有する燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a reformer for producing hydrogen by reforming raw materials such as kerosene. In particular, the present invention relates to a reformer that can be suitably used in a fuel cell system. The present invention also relates to a fuel cell system having such a reformer.
燃料電池はエネルギー利用効率の良い発電システムとして開発が活発化している。この中でも固体高分子形燃料電池は高い出力密度、取り扱いの容易さなどから特に注目を集めている。 Development of fuel cells has been actively promoted as a power generation system with high energy utilization efficiency. Among them, the polymer electrolyte fuel cell is particularly attracting attention because of its high power density and ease of handling.
燃料電池は水素と酸素との電気化学的な反応により発電するため、水素供給手段の確立が必須である。この方法の一つとして炭化水素燃料などの水素製造用原料を改質し水素を製造する方法があり、炭化水素燃料の供給システムがすでに社会的に整備されている点で、純水素を用いる方法より有利である。 Since a fuel cell generates power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, it is essential to establish a hydrogen supply means. As one of the methods, there is a method of producing hydrogen by reforming a raw material for hydrogen production such as a hydrocarbon fuel, and a method using pure hydrogen in that a hydrocarbon fuel supply system has already been socially established. More advantageous.
炭化水素燃料としては、都市ガス、ガソリン、灯油、軽油などがある。ガソリン、灯油、軽油などの液体燃料は取り扱い、保存および輸送が容易であること、安価であることなどの特徴から燃料電池用燃料として注目されている。これらの炭化水素燃料を燃料電池で用いるためには炭化水素から水素を製造することが必要であるが、このために、改質器で炭化水素を水と反応させ主に一酸化炭素と水素に分解し、続いてシフト反応器で大部分の一酸化炭素を水と反応させ水素と二酸化炭素に転換し、最後に選択酸化反応器において微量の残存一酸化炭素を酸素と反応させ二酸化炭素にすることが行われている。また、硫黄が改質触媒などの被毒物質となるため、炭化水素燃料中の硫黄を除去するための脱硫器が設けられる場合も多い。 Examples of the hydrocarbon fuel include city gas, gasoline, kerosene, and light oil. Liquid fuels such as gasoline, kerosene, and light oil are attracting attention as fuel cells because they are easy to handle, store and transport, and are inexpensive. In order to use these hydrocarbon fuels in fuel cells, it is necessary to produce hydrogen from hydrocarbons. For this purpose, hydrocarbons are reacted with water in a reformer, mainly into carbon monoxide and hydrogen. In the shift reactor, where most of the carbon monoxide reacts with water to convert it to hydrogen and carbon dioxide, and finally in the selective oxidation reactor, a small amount of residual carbon monoxide reacts with oxygen to form carbon dioxide. Things have been done. Further, since sulfur becomes a poisoning substance such as a reforming catalyst, a desulfurizer for removing sulfur in the hydrocarbon fuel is often provided.
燃料電池のために用いられる改質器として、複数の改質反応管(触媒管)を有する改質器が特許文献1に開示されている。また改質器を有する燃料電池システムは、例えば特許文献2に開示される。
改質器として水蒸気改質反応を行う改質器が広く用いられている。水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、水蒸気改質反応を行うための反応管を、反応管の外部からバーナによって加熱することが行われている。即ち、バーナの燃焼ガスが保有する熱を、反応管の管壁を通して熱交換して、反応管内部に設けられた改質触媒層に供給している。 A reformer that performs a steam reforming reaction is widely used as a reformer. Since the steam reforming reaction is an endothermic reaction, a reaction tube for performing the steam reforming reaction is heated by a burner from the outside of the reaction tube. That is, the heat held by the combustion gas of the burner is exchanged through the tube wall of the reaction tube and supplied to the reforming catalyst layer provided inside the reaction tube.
しかし、従来の改質器ではこの熱交換の効率が高いとは言えず、その結果、反応管の長さを比較的長くせざるを得ないため、改質器のコンパクトが阻害されるなどの状況にあった。 However, it cannot be said that the efficiency of this heat exchange is high in the conventional reformer, and as a result, the length of the reaction tube has to be relatively long, so that the compactness of the reformer is hindered. Was in the situation.
本発明は、改質器において、バーナの燃焼熱を改質反応領域に伝達する熱交換効率を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the heat exchange efficiency of transferring the combustion heat of the burner to the reforming reaction region in the reformer.
本発明の別の目的は、よりコンパクト化が可能な改質器を提供することであり、また熱効率の高い改質器を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a reformer that can be made more compact, and to provide a reformer with high thermal efficiency.
本発明の別の目的は、よりコンパクトで熱効率の高い燃料電池システムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a fuel cell system that is more compact and more thermally efficient.
本発明により、改質触媒を収容する反応管と該反応管を外側から加熱するバーナとを有する、水素製造用原料を改質して水素を含有する水素含有ガスを製造するための改質器において、
該反応管が一端が閉じられた二重管であってその外管部に改質触媒が収容され、
該反応管の外壁にフィンを備え、
該フィンの位置は、該反応管の入り口から該反応管の長さの半分までの範囲の少なくとも一部であることを特徴とする改質器が提供される。
According to the present invention, a reformer for producing a hydrogen-containing gas containing hydrogen by reforming a raw material for hydrogen production, having a reaction tube containing a reforming catalyst and a burner for heating the reaction tube from the outside. In
The reaction tube is a double tube with one end closed, and the reforming catalyst is accommodated in the outer tube,
A fin on the outer wall of the reaction tube;
The reformer is provided in which the position of the fin is at least a part of a range from the inlet of the reaction tube to half of the length of the reaction tube.
上記改質器において、さらに、前記バーナの燃焼ガス流れ方向について前記バーナより下流に、燃焼触媒を備えることが好ましい。 The reformer preferably further includes a combustion catalyst downstream of the burner in the combustion gas flow direction of the burner.
上記改質器において、前記バーナの燃焼ガス流れ方向について前記燃焼触媒より下流の領域において、前記反応管の外壁にフィンを備えることが好ましい。 In the reformer, it is preferable that fins are provided on the outer wall of the reaction tube in a region downstream of the combustion catalyst in the combustion gas flow direction of the burner.
上記改質器において、前記バーナが表面燃焼バーナであることが好ましい。 In the reformer, the burner is preferably a surface combustion burner.
本発明により、改質触媒を収容する反応管と該反応管を外側から加熱するバーナとを有する、水素製造用原料を改質して水素を含有する水素含有ガスを製造するための改質器と、該水素含有ガスを燃料として用いる燃料電池とを備える燃料電池システムにおいて、
該反応管が一端が閉じられた二重管であってその外管部に改質触媒が収容され、
該反応管の外壁にフィンを備え、
該フィンの位置は、該反応管の入り口から該反応管の長さの半分までの範囲の少なくとも一部であることを特徴とする燃料電池システムが提供される。
According to the present invention, a reformer for producing a hydrogen-containing gas containing hydrogen by reforming a raw material for hydrogen production, comprising a reaction tube containing a reforming catalyst and a burner for heating the reaction tube from the outside. And a fuel cell system using the hydrogen-containing gas as a fuel,
The reaction tube is a double tube with one end closed, and the reforming catalyst is accommodated in the outer tube,
A fin on the outer wall of the reaction tube;
The position of the fin is at least a part of a range from the inlet of the reaction tube to half the length of the reaction tube. A fuel cell system is provided.
本発明によれば、改質器において、バーナの燃焼熱を改質反応領域に伝達する熱交換効率を向上させることができる。従って、よりコンパクト化が可能な改質器が提供され、また熱効率の高い改質器が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat exchange efficiency which transmits the combustion heat of a burner to a reforming reaction area | region can be improved in a reformer. Therefore, a reformer that can be made more compact is provided, and a reformer with high thermal efficiency is provided.
このように優れた改質器を備える燃料電池システムは、熱効率が高く、コンパクト化が可能である。 A fuel cell system including such an excellent reformer has high thermal efficiency and can be made compact.
以下図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
図1は、本発明の改質器の一形態の概略構成を示す模式的断面図である。この改質器においては、円筒状の密閉可能な容器1内に改質反応部をなす改質反応管10、バーナ2が設けられる。改質反応管は下端が閉じられた二重管であり、その外管部10aに改質触媒が充填されて改質触媒層10cをなし、内管部10bは空洞とされる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the reformer of the present invention. In this reformer, a reforming
改質に必要な、例えば水素製造用原料とスチームは原料供給口11から改質反応管の外管部10aに供給され、改質触媒の存在下に改質反応を起こし、得られた改質ガスが内管部10bを通って改質ガス排出口12から排出される。
For example, the raw material for hydrogen production and steam necessary for reforming are supplied from the raw
バーナ2では燃焼用燃料が空気によって燃焼され、燃焼ガスAが反応管に接触し、反応管が加熱される。
In the
触媒層の温度は、バーナに最も近い個所すなわち燃焼ガスAの流れ方向について最も上流側が最も高く、燃焼ガスAの流れ方向について最も下流側が最も低くなる傾向がある。改質反応を促進する観点から触媒層の温度は高い方が好ましいので、温度が低くなりがちな部分の熱交換率を高めて触媒層の温度を高くする観点から、燃焼ガスA流れ方向の下流側にフィン20を設ける。フィンの設置位置としては、温度の低くなりがちな反応管入口部分での改質反応を促進するため、反応管入口から反応管の長さの1/2までの範囲(図1に示す形態では、反応管10の上端から反応管の長さ方向中央までの位置)にフィンを設置するのが好ましい。この範囲内の反応管長手方向全体にわたってフィンが設けられていても良いし、その一部にフィンが設けられていてもよい。反応管の長手方向全体にわたってフィンを設置した場合、かえって触媒層の温度分布が大きくなり、反応管入り口近傍の触媒層の温度が低下する。従って、反応管入口から長手方向に反応管長さの1/2を超える部分にはフィンは設けないほうがよい。
The temperature of the catalyst layer tends to be highest at the location closest to the burner, that is, the highest upstream side in the flow direction of the combustion gas A, and lowest at the downstream side in the flow direction of the combustion gas A. From the viewpoint of promoting the reforming reaction, it is preferable that the temperature of the catalyst layer is high. Therefore, from the viewpoint of increasing the temperature of the catalyst layer by increasing the heat exchange rate of the portion where the temperature tends to be low, the downstream of the combustion gas A flow direction The
ガスの流れについては、改質触媒の損傷やコークキングを最小限に抑えるため、二重管方式の反応管では燃焼ガスと改質ガス(外管部を流れる改質ガス)は向流熱交換方式が好ましい。向流方式では高温燃焼ガスと高温改質ガスが熱交換するのでその間の温度差が小さく、触媒、改質管自体へのダメージが小さくなる一方で、並流方式では高温燃焼ガスと低温改質ガスが熱交換するのでその大きな温度差が触媒や管材料の耐久性を損ねる可能性がある点で不利である。 Regarding the gas flow, in order to minimize damage to the reforming catalyst and coking, the combustion gas and reformed gas (reformed gas flowing in the outer tube) are counter-current heat exchanged in the double-tube type reaction tube. The method is preferred. In the counter-current system, the high-temperature combustion gas and the high-temperature reformed gas exchange heat, so the temperature difference between them is small, and damage to the catalyst and the reforming tube itself is reduced. Since the gas exchanges heat, the large temperature difference is disadvantageous in that it may impair the durability of the catalyst and the tube material.
図1においては、反応管の燃焼ガスA流れ方向下流側端部(反応管上端)に、フィンの一端(上端)があわせられている。 In FIG. 1, one end (upper end) of the fin is aligned with the downstream end (upper end of the reaction tube) of the reaction tube in the combustion gas A flow direction.
図2に反応管断面方向のフィンの配置を示す。反応管10の外壁に、その外周に沿って等間隔に複数(図では8枚)のフィンが設けられている。
FIG. 2 shows the arrangement of fins in the cross section of the reaction tube. A plurality (eight in the figure) of fins are provided on the outer wall of the
フィンの形状、寸法、枚数などは、触媒層の所望の温度分布に応じて、適宜設計することができる。フィン形状の例としては、平板状、スパイラル状を挙げることができる。 The shape, size, number, etc. of the fins can be appropriately designed according to the desired temperature distribution of the catalyst layer. Examples of the fin shape include a flat plate shape and a spiral shape.
本発明においては、温度分布や熱効率の観点から、二重管型反応管を用いる。図1では、反応管を1本のみ示しているが、反応管が複数であってもよい。バーナの配置も適宜選択することができる。例えば複数の反応管を一つの円周上に等間隔に配置し、その中央にバーナを配置することができる。このとき、バーナを下向きに設置し(火炎が下向きに形成される)、バーナと反応管との間に隔壁を設け、隔壁の下部に開口を設けるか、隔壁は改質器容器の底面には達しないものとし、バーナの燃焼ガスが隔壁を回り込んで反応管の下部に接触し、反応管に沿って上方に流れるような形態とすることができる。 In the present invention, a double tube type reaction tube is used from the viewpoint of temperature distribution and thermal efficiency. In FIG. 1, only one reaction tube is shown, but a plurality of reaction tubes may be provided. The arrangement of the burner can also be selected as appropriate. For example, a plurality of reaction tubes can be arranged at equal intervals on one circumference, and a burner can be arranged at the center. At this time, the burner is installed downward (a flame is formed downward), a partition is provided between the burner and the reaction tube, and an opening is provided at the bottom of the partition, or the partition is placed on the bottom surface of the reformer vessel. It can be assumed that the combustion gas of the burner goes around the partition wall, contacts the lower part of the reaction tube, and flows upward along the reaction tube.
バーナの種類も適宜選択でき、一般的な拡散燃焼バーナのみならず、表面燃焼バーナなどを用いることもできる。 The kind of burner can also be selected as appropriate, and not only a general diffusion combustion burner but also a surface combustion burner can be used.
また、バーナとして触媒支援燃焼器を用いることもできる。触媒支援燃焼器としては例えば、バーナ本体内部に燃焼触媒を備えると共に、この燃焼触媒の上流側に燃料を供給する燃料供給ノズルを備え、前記燃料供給ノズルから燃焼用燃料を供給すると共に燃焼触媒の上流側から燃焼用酸素含有ガスを供給し、この燃焼用酸素含有ガスと燃焼用燃料とを混合して混合気とし、この混合気の一部を前記燃焼触媒で燃焼させ、前記燃焼触媒下流にて、未燃の混合気を自立的に火炎燃焼させる触媒燃焼式バーナを用いることができる。この触媒燃焼式バーナにおいては、前記燃料供給ノズルの下流かつ燃焼触媒の上流に、燃料の蒸発と前記混合を促進するための、ヒータが設けられた筒状部材である蒸発混合筒を有し、前記バーナ本体内部の燃焼触媒の直下流位置に保炎器が配設されるとともに、この保炎器下流に存在する未燃の混合気に着火して強制的に燃焼させるための着火装置と該着火装置の所定時間作動後に着火確認および燃焼継続の確認を行う火炎検出器と、この火炎検知器により火炎が検出されないときに警報を発する警報装置とを備えた第1燃焼部と、第1燃焼部の保炎器外周から間隔を有したまま上方まで覆った燃焼筒と、燃料電池の燃料極オフガスを噴出させる燃料極オフガス供給用ノズルとを有し、第1燃焼部の燃焼ガスで該燃料極オフガスを燃焼させる第2燃焼部とを有することが好ましい。 Further, a catalyst assisted combustor can be used as the burner. As the catalyst assisted combustor, for example, a combustion catalyst is provided inside the burner body, a fuel supply nozzle for supplying fuel to the upstream side of the combustion catalyst, a fuel for combustion from the fuel supply nozzle, Combustion oxygen-containing gas is supplied from the upstream side, and the combustion oxygen-containing gas and combustion fuel are mixed to form an air-fuel mixture, and a part of the air-fuel mixture is combusted by the combustion catalyst, and downstream of the combustion catalyst. Thus, it is possible to use a catalytic combustion type burner that autonomously flame-combusts an unburned mixture. In this catalytic combustion type burner, it has an evaporative mixing cylinder which is a cylindrical member provided with a heater for promoting the evaporation of the fuel and the mixing downstream of the fuel supply nozzle and upstream of the combustion catalyst, A flame holder is disposed immediately downstream of the combustion catalyst in the burner body, and an ignition device for igniting and forcibly burning an unburned mixture existing downstream of the flame holder, A first combustion section including a flame detector for confirming ignition and confirming continuation of combustion after a predetermined time of operation of the ignition device, and an alarm device for issuing an alarm when no flame is detected by the flame detector; A combustion cylinder that is covered from the outer periphery of the flame holder to the upper side with a gap, and a fuel electrode off-gas supply nozzle that ejects the fuel electrode off-gas of the fuel cell. Burn off-gas Preferably it has a second combustion section.
また、図示は省略したが、着火のためにバーナに公知のイグニッションを適宜設けることもできる。 Although not shown, a known ignition can be appropriately provided in the burner for ignition.
図3には、表面燃焼バーナを用い、さらに触媒燃焼も利用し、反応管加熱のための燃焼を二段階で行う形態を示す。この改質器は、図1に示した改質器の構成に、触媒燃焼部をなす触媒燃焼器3、補助供給口7が追加されている。また、バーナ2に替えて表面燃焼バーナ2’、空気供給口4、燃料供給口5、予混合部をなす空隙6が設けられている。第一の燃焼を表面燃焼バーナで行い、その排ガス流れ方向下流において、第二の燃焼を燃焼触媒を用いて行う。
FIG. 3 shows an embodiment in which combustion for reaction tube heating is performed in two stages using a surface combustion burner and further using catalytic combustion. In this reformer, a
表面燃焼バーナにおける燃焼のために、燃焼用空気が空気供給口4から供給され、燃焼用燃料が燃料供給口5から供給され、空隙6において予混合し、表面燃焼バーナ2’で燃焼する。表面燃焼バーナで発生した燃焼ガスAが反応管に接触し、反応管が加熱される。一方で、燃焼ガスAは反応管によって冷却される。そして、さらに補助供給口7から燃料(以下、補助燃料という。)が供給され、触媒燃焼器3において燃焼反応が起こり、その下流において燃焼ガスBが反応管を加熱する。つまり、図1に示した形態では反応管を加熱するための熱量を、全てバーナ2で発生させていたが、ここに示す形態では一部のみ表面燃焼バーナで発生させ、残りの一部を触媒燃焼器で発生させている。
For combustion in the surface combustion burner, combustion air is supplied from the air supply port 4, combustion fuel is supplied from the
表面燃焼バーナによる燃焼は面状の燃焼であり、局所的に火炎が高温になることが抑制され、従ってサーマルNOxの発生が抑制される。また表面燃焼バーナの輻射熱で反応管を効率的に加熱することが可能である。さらに、表面燃焼バーナは改質に必要な熱の一部だけ供給すればよいので、燃焼を一段で行う場合に比べて燃焼温度を低温化することが可能となり、サーマルNOxの発生が抑制される。ここでは図1の形態においてバーナ2に供給する燃料に比べ、バーナ2’に供給する燃料を少なくしておき、後段で補助燃料を触媒燃焼させることにより発熱量の不足分を補う。従って、トータルの空気比が一定であっても、表面燃焼バーナにおける燃焼においては空気比を大きくとることができ、低NOx化が実現できる。触媒燃焼器においては、燃焼ガスAに含まれる酸素によって補助燃料を燃焼させる。燃焼ガスAは触媒燃焼器に到達するまでに反応管との熱交換により温度が低下するが、触媒燃焼は低温で燃焼可能なため、良好な燃焼を行いうる。
Combustion by the surface combustion burner is planar combustion, and it is suppressed that the flame becomes locally high temperature, and thus generation of thermal NOx is suppressed. In addition, the reaction tube can be efficiently heated by the radiant heat of the surface combustion burner. Furthermore, since the surface combustion burner only needs to supply a part of the heat necessary for reforming, the combustion temperature can be lowered compared with the case where combustion is performed in one stage, and the generation of thermal NOx is suppressed. . Here, the fuel supplied to the
このように触媒燃焼を行うことにより、反応管下流部(反応管10の図中下部)との熱交換で温度低下した燃焼ガスAを再度加熱して温度上昇した燃焼ガスBとし、反応管上流部(反応管10の図中上部)の改質触媒の温度を上昇させることができる。それにより、反応管上流部も改質反応が良好に起こる温度まで上昇する。従って改質触媒層の温度を平準化する効果があり、また改質触媒を有効に使用することができる。
By performing catalytic combustion in this way, the combustion gas A whose temperature has been lowered by heat exchange with the downstream portion of the reaction tube (the lower portion of the
補助供給口から供給する補助燃料の温度を適宜設定することにより、触媒燃焼温度をコントロールすることも可能である。 It is also possible to control the catalytic combustion temperature by appropriately setting the temperature of the auxiliary fuel supplied from the auxiliary supply port.
上には、表面燃焼バーナで比較的大きな空気比で燃焼を行うケースを示したが、逆に表面燃焼バーナにおける空気比を小さくするケースもありうる。このケースにおいては表面燃焼バーナでは部分酸化条件下で燃焼を行う。補助供給口7からは補助燃料ではなく空気を供給する。このとき燃焼ガスAには一酸化炭素や水素などの可燃成分が含まれ、これが触媒燃焼する。このケースでは表面燃焼バーナではいわゆる不完全燃焼が起きるため、燃焼は比較的低温とすることができ、低NOx化が実現できる。触媒燃焼は前述のケースと同様低温で行うことができるので、ここでも低NOx化が実現でき、触媒層の温度を平準化し、改質反応が良好に起きる温度の領域を増やすことができる。また局所的な高温を防止できる、輻射熱による効率的な加熱が可能となるといった、表面燃焼バーナの利点も前記ケースと同様生かすことができる。 The case where the surface combustion burner performs combustion at a relatively large air ratio has been shown above, but there may be a case where the air ratio in the surface combustion burner is reduced. In this case, the surface combustion burner burns under partial oxidation conditions. Air is supplied from the auxiliary supply port 7 instead of auxiliary fuel. At this time, the combustion gas A contains combustible components such as carbon monoxide and hydrogen, which are catalytically combusted. In this case, since so-called incomplete combustion occurs in the surface combustion burner, the combustion can be performed at a relatively low temperature, and low NOx can be realized. Since the catalytic combustion can be performed at a low temperature as in the case described above, the NOx reduction can be realized here, the temperature of the catalyst layer can be leveled, and the temperature range where the reforming reaction can be satisfactorily increased. In addition, the advantages of the surface combustion burner, such as the ability to prevent local high temperatures and efficient heating by radiant heat, can be utilized as in the case described above.
部分酸化条件としては、すす発生防止の観点から空気比0.65以上が好ましく、また逆火防止の観点から空気比0.90未満が好ましい。 As the partial oxidation condition, an air ratio of 0.65 or more is preferable from the viewpoint of preventing soot generation, and an air ratio of less than 0.90 is preferable from the viewpoint of preventing backfire.
このように表面燃焼と触媒燃焼とを組み合わせることにより、低い空気比でも低い温度で燃焼することが可能となり、低NOx化と高エネルギー効率化を高いレベルで両立することができる。 By combining surface combustion and catalytic combustion in this way, combustion can be performed at a low temperature even at a low air ratio, and both low NOx and high energy efficiency can be achieved at a high level.
表面燃焼バーナで発生する燃焼熱と触媒燃焼部で発生する燃焼熱の合計に対して、表面燃焼バーナで発生する燃焼熱は、反応管を700℃以上の高温に熱する観点から10%以上であることが好ましく、50%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましい。またこの比は、低NOx化の観点から90%以下であることが好ましく、80%以下がより好ましく、70%以下がさらに好ましい。 The combustion heat generated in the surface combustion burner is 10% or more from the viewpoint of heating the reaction tube to a high temperature of 700 ° C. or higher with respect to the total of the heat generated in the surface combustion burner and the combustion heat generated in the catalytic combustion section Preferably, it is 50% or more, more preferably 60% or more. Further, this ratio is preferably 90% or less, more preferably 80% or less, and further preferably 70% or less from the viewpoint of reducing NOx.
なお、図3に示す形態において、表面燃焼バーナに替えて拡散燃焼バーナを用いることもできる。つまり図1に示す形態に触媒燃焼器を追加した形態もある。このような形態でも燃焼を二段階で行うことにより触媒層温度を平準化し、改質反応が良好に起きる温度の領域を増やすことができる。 In the embodiment shown in FIG. 3, a diffusion combustion burner can be used instead of the surface combustion burner. That is, there is a form in which a catalytic combustor is added to the form shown in FIG. Even in such a form, by performing combustion in two stages, the temperature of the catalyst layer can be leveled, and the temperature range where the reforming reaction occurs favorably can be increased.
〔表面燃焼バーナ〕
表面燃焼バーナとしては公知の表面燃焼バーナの構造を適宜利用でき、例えば、バーナマットと、バーナマットを保持しバーナマットとともに容器内を区画するためのバーナマット保持部材とで構成することができる。
[Surface burner]
As the surface combustion burner, the structure of a known surface combustion burner can be used as appropriate, and for example, it can be composed of a burner mat and a burner mat holding member for holding the burner mat and partitioning the container together with the burner mat.
表面燃焼バーナに用いるバーナマットには、金属繊維の不織布もしくは織布を焼結したものや、コージェライト、チタニア、ムライト、アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ等のセラミックからなる繊維の不織布もしくは織布を用いることができる。均熱性と逆火防止性の観点から、バーナマットとして金属繊維マットが好ましい。 The burner mat used for the surface combustion burner includes a sintered non-woven fabric or woven fabric of metal fibers, and a non-woven fabric or woven fabric of fibers made of ceramics such as cordierite, titania, mullite, alumina, silica, and alumina-silica. Can be used. A metal fiber mat is preferable as the burner mat from the viewpoint of heat uniformity and prevention of backfire.
バーナマットの平均空隙率は、圧力損失の観点から、60%以上98%以下が好ましく、70%以上から95%以下がより好ましい。 The average porosity of the burner mat is preferably from 60% to 98%, more preferably from 70% to 95%, from the viewpoint of pressure loss.
また表面燃焼バーナで燃焼する燃料が液体の場合には、改質器外部あるいは内部に適宜液体燃料を気化する気化手段を設けることができる。 Further, when the fuel combusted by the surface combustion burner is liquid, vaporization means for appropriately vaporizing the liquid fuel can be provided outside or inside the reformer.
表面燃焼バーナが燃焼触媒を備えると、さらなる低NOx化を図ることができる点で好ましい。燃焼触媒の存在によって、より低温でも燃焼が可能となるからである。このために表面燃焼バーナに燃焼触媒を担持させることができる。燃焼触媒は、燃焼触媒として公知のものを適宜利用でき、例えばロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金などの活性金属を用いることができる。またコスト的に安価であるニッケルも好適である。 When the surface combustion burner is provided with a combustion catalyst, it is preferable in that the NOx can be further reduced. This is because the presence of the combustion catalyst enables combustion even at a lower temperature. For this purpose, the combustion catalyst can be carried on the surface combustion burner. As the combustion catalyst, a known combustion catalyst can be appropriately used. For example, active metals such as rhodium, ruthenium, palladium and platinum can be used. In addition, nickel is also preferable because it is inexpensive.
〔触媒燃焼部〕
触媒燃焼部としては公知の触媒燃焼器の構造を適宜利用でき、例えば、燃焼触媒と、燃焼触媒を保持し燃焼触媒とともに容器内を区画する燃焼触媒保持部材とで構成できる。
[Catalyst combustion section]
As the catalytic combustion section, a known catalytic combustor structure can be used as appropriate, and for example, it can be constituted by a combustion catalyst and a combustion catalyst holding member that holds the combustion catalyst and partitions the inside of the container together with the combustion catalyst.
粒状触媒を多孔質板あるいはパンチングメタルなどの分散板上に充填したり、ハニカム状のセラミックスに燃焼触媒を担持させるなどの形態があり得る。 There may be a form in which the granular catalyst is filled on a porous plate or a dispersion plate such as punching metal, or a combustion catalyst is supported on a honeycomb-shaped ceramic.
燃焼触媒の成分は、燃焼触媒として公知のものを適宜利用でき、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金などの活性金属を用いることができる。またコスト的に安価であるニッケルも好適である。 As the components of the combustion catalyst, known combustion catalysts can be used as appropriate, and active metals such as rhodium, ruthenium, palladium and platinum can be used. In addition, nickel is also preferable because it is inexpensive.
〔容器〕
改質器の容器1は例えば筒状のものでよく、その断面形状としては、円、四角等いずれの形状でもよく、表面燃焼バーナや触媒燃焼部を用いる場合には、その形状をその断面形状に合わせればよい。
〔container〕
The reformer container 1 may be, for example, a cylindrical shape, and the cross-sectional shape thereof may be any shape such as a circle or a square. To match.
表面燃焼バーナを用いる場合、容器の断面積は、表面燃焼バーナの面積を決定する因子であり、面負荷に応じてバーナマット面積、容器断面積を適宜決定する。バーナマット面積に対して面負荷が小さいとマット部の面積が大きくなるという点で不利であり、面負荷が大きいとバーナマットに大きな負荷がかかり、マットの損傷やNOX増大化を招く傾向があるという点で不利となる。このような観点から、面負荷について100kW/m2〜3000kW/m2が好ましく、400kW/m2〜2000kW/m2がより好ましい。
When a surface combustion burner is used, the cross-sectional area of the container is a factor that determines the area of the surface combustion burner, and the burner mat area and the container cross-sectional area are appropriately determined according to the surface load. If the surface load is small relative to the burner mat area, it is disadvantageous in that the area of the mat portion becomes large. If the surface load is large, a large load is applied to the burner mat, which tends to cause damage to the mat and increase in NOx. This is disadvantageous. From this viewpoint, preferably 100kW / m 2 ~3000kW / m 2 for a
〔燃焼用燃料等〕
バーナおよび触媒燃焼部で燃焼させる燃料としては、公知の燃料から適宜選択して利用することができる。水素製造用原料を燃焼用の燃料としても用いれば、その貯蔵手段や供給ラインを共有することができ、好ましい。
[Fuel for combustion, etc.]
As the fuel to be burned in the burner and the catalytic combustion section, a known fuel can be appropriately selected and used. If the raw material for hydrogen production is also used as a fuel for combustion, its storage means and supply line can be shared, which is preferable.
表面燃焼バーナや触媒燃焼部を設ける場合、気体燃料の場合はそのまま、液体燃料の場合は気化して表面燃焼バーナや触媒燃焼部に供給することができる。 When a surface combustion burner or a catalyst combustion part is provided, gas fuel can be vaporized as it is, and liquid fuel can be vaporized and supplied to the surface combustion burner or catalyst combustion part.
また、燃料電池システムにおいては、アノードオフガス(燃料電池アノード室から排出されたガス)も燃焼用燃料として利用可能である。特に、アノードオフガスを前記補助燃料として用いることが好ましい。アノードオフガスが低カロリーであっても触媒燃焼によって良好に燃焼させることができ、アノードオフガスを有効利用することができるからである。アノードオフガスに他の燃料(例えばバーナで用いる燃焼用燃料と同じ燃料)を加えたものを用いることもできる。 In the fuel cell system, anode off-gas (gas discharged from the fuel cell anode chamber) can also be used as a combustion fuel. In particular, an anode off gas is preferably used as the auxiliary fuel. This is because even if the anode offgas is low in calories, it can be burned well by catalytic combustion, and the anode offgas can be used effectively. It is also possible to use an anode off gas added with another fuel (for example, the same fuel as the combustion fuel used in the burner).
前述の形態では燃焼のために空気を用いており、入手容易性の観点から空気の利用は好ましいが、酸素を含有するガスであれば空気以外でも適宜燃焼に利用することができる。例えば、燃料電池のカソード室から排出されるカソードオフガスを酸素含有ガスとして燃焼に利用することも可能である。 In the above-described embodiment, air is used for combustion, and the use of air is preferable from the viewpoint of availability. However, any gas containing oxygen can be used for combustion as appropriate, as long as it contains oxygen. For example, it is possible to use a cathode off gas discharged from the cathode chamber of the fuel cell as an oxygen-containing gas for combustion.
〔改質器〕
改質器では、水素製造用原料と水(スチーム)、場合によってはこれらに加えて酸素を反応させ、水素を含有する改質ガスを製造する。この装置で水素製造用原料は主に水素と一酸化炭素に分解される。また、通常、二酸化炭素およびメタンも分解ガス中に含有される。改質反応の例としては水蒸気改質反応、自己熱改質反応を挙げることができる。
[Reformer]
In the reformer, a hydrogen-containing reformed gas is produced by reacting a raw material for hydrogen production with water (steam) and, in some cases, oxygen in addition to these. In this apparatus, the raw material for hydrogen production is mainly decomposed into hydrogen and carbon monoxide. Usually, carbon dioxide and methane are also contained in the cracked gas. Examples of the reforming reaction include a steam reforming reaction and an autothermal reforming reaction.
水蒸気改質反応とは水蒸気と水素製造用原料を反応させるものであるが、大きな吸熱を伴うため通常外部からの加熱が必要である。通常、ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金などのVIII族金属を代表例とする金属触媒の存在下反応が行われる。反応温度は450℃〜900℃、好ましくは500℃〜850℃、さらに好ましくは550℃〜800℃の範囲で行うことができる。反応系に導入するスチームの量は、水素製造用原料に含まれる炭素原子モル数に対する水分子モル数の比(スチーム/カーボン比)として定義され、この値は好ましくは0.5〜10、より好ましくは1〜7、さらに好ましくは2〜5とされる。水素製造用原料が液体の場合、この時の空間速度(LHSV)は水素製造用原料の液体状態での流速をA(L/h)、触媒層体積をB(L)とした場合A/Bで表すことができ、この値は好ましくは0.05〜20h-1、より好ましくは0.1〜10h-1、さらに好ましくは0.2〜5h-1の範囲で設定される。 The steam reforming reaction is a reaction between steam and a raw material for producing hydrogen. However, since it involves a large endotherm, heating from the outside is usually required. Usually, the reaction is carried out in the presence of a metal catalyst typified by a Group VIII metal such as nickel, cobalt, iron, ruthenium, rhodium, iridium and platinum. The reaction temperature can be 450 ° C to 900 ° C, preferably 500 ° C to 850 ° C, more preferably 550 ° C to 800 ° C. The amount of steam introduced into the reaction system is defined as the ratio of the number of moles of water molecules to the number of moles of carbon atoms contained in the raw material for hydrogen production (steam / carbon ratio), and this value is preferably 0.5-10. Preferably it is 1-7, More preferably, it is 2-5. When the raw material for hydrogen production is liquid, the space velocity (LHSV) at this time is A / B when the flow rate in the liquid state of the raw material for hydrogen production is A (L / h) and the volume of the catalyst layer is B (L). This value is preferably set in the range of 0.05 to 20 h −1 , more preferably 0.1 to 10 h −1 , and still more preferably 0.2 to 5 h −1 .
自己熱改質反応とは、水素製造用原料の一部を酸化しながら、この時発生する熱で水蒸気改質反応を進行させることで反応熱のバランスを取りつつ改質を行う方法であり、比較的立ち上げ時間も短く制御も容易であるため、近年燃料電池用の水素製造方法として注目されているものである。酸化反応熱で水蒸気改質に必要な熱の全てをまかなえない場合に反応管を外部から加熱する。この場合にも通常、ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金などのVIII族金属を代表例とする金属触媒の存在下反応が行われる。反応系に導入するスチームの量は、スチーム/カーボン比として好ましくは0.3〜10、より好ましくは0.5〜5、さらに好ましくは1〜3とされる。 Autothermal reforming reaction is a method of reforming while balancing the reaction heat by advancing the steam reforming reaction with the heat generated at this time while oxidizing part of the raw material for hydrogen production, Since it has a relatively short start-up time and is easy to control, it has recently attracted attention as a hydrogen production method for fuel cells. When the heat required for steam reforming cannot be covered by the oxidation reaction heat, the reaction tube is heated from the outside. Also in this case, the reaction is usually carried out in the presence of a metal catalyst, typically a Group VIII metal such as nickel, cobalt, iron, ruthenium, rhodium, iridium and platinum. The amount of steam introduced into the reaction system is preferably 0.3 to 10, more preferably 0.5 to 5, and still more preferably 1 to 3 as a steam / carbon ratio.
自己熱改質ではスチームの他に酸素が原料に添加される。酸素源としては純酸素でも良いが多くの場合空気が使用される。通常水蒸気改質反応に伴う吸熱反応をバランスできる熱量を発生し得る程度の酸素を添加するが、熱のロスや外部加熱と関係において適宜添加量は決定される。その量は、水素製造用原料に含まれる炭素原子モル数に対する酸素分子モル数の比(酸素/カーボン比)として好ましくは0.05〜1、より好ましくは0.1〜0.75、さらに好ましくは0.2〜0.6とされる。自己熱改質反応の反応温度は水蒸気改質反応の場合と同様、450℃〜900℃、好ましくは500℃〜850℃、さらに好ましくは550℃〜800℃の範囲で設定される。水素製造用原料が液体の場合、この時の空間速度(LHSV)は、好ましくは0.1〜30、より好ましくは0.5〜20、さらに好ましくは1〜10の範囲で選ばれる。 In autothermal reforming, oxygen is added to the raw material in addition to steam. The oxygen source may be pure oxygen, but in many cases air is used. Usually, oxygen is added to such an extent that it can generate an amount of heat that can balance the endothermic reaction associated with the steam reforming reaction, but the amount added is appropriately determined in relation to heat loss and external heating. The amount is preferably from 0.05 to 1, more preferably from 0.1 to 0.75, even more preferably as the ratio of the number of moles of oxygen molecules to the number of moles of carbon atoms contained in the raw material for hydrogen production (oxygen / carbon ratio). Is set to 0.2 to 0.6. The reaction temperature of the autothermal reforming reaction is set in the range of 450 ° C. to 900 ° C., preferably 500 ° C. to 850 ° C., more preferably 550 ° C. to 800 ° C., as in the case of the steam reforming reaction. When the raw material for hydrogen production is liquid, the space velocity (LHSV) at this time is preferably selected in the range of 0.1 to 30, more preferably 0.5 to 20, and still more preferably 1 to 10.
〔水素製造用原料〕
水素製造の原料としては、上記改質反応により水素を含む改質ガスを得ることのできる物質であれば使用できる。例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類など分子中に炭素と水素を有する化合物を用いることがでる。工業用あるいは民生用に安価に入手できる好ましい例として、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、都市ガス、LPG(液化石油ガス)、ガソリン、灯油などを挙げることができる。なかでも灯油は工業用としても民生用としても入手容易であり、その取り扱いも容易なため、好ましい。
[Raw materials for hydrogen production]
As a raw material for hydrogen production, any substance that can obtain a reformed gas containing hydrogen by the above reforming reaction can be used. For example, compounds having carbon and hydrogen in the molecule such as hydrocarbons, alcohols and ethers can be used. Preferable examples that can be obtained inexpensively for industrial use or consumer use include methanol, ethanol, dimethyl ether, city gas, LPG (liquefied petroleum gas), gasoline, kerosene and the like. Of these, kerosene is preferable because it is easily available for industrial use and consumer use, and is easy to handle.
〔シフト反応器〕
改質器で製造された水素含有ガスを、そのままの組成で燃料電池に供給する場合もあるが、例えば固体高分子形燃料電池は一酸化炭素によって性能劣化する場合があるため、固体高分子形燃料電池システムでは、改質器の下流にCO変成反応器を設けることが好ましい。
[Shift reactor]
Although the hydrogen-containing gas produced by the reformer may be supplied to the fuel cell with the same composition, for example, the performance of a solid polymer fuel cell may be deteriorated by carbon monoxide. In the fuel cell system, it is preferable to provide a CO shift reactor downstream of the reformer.
改質器で発生するガスは水素の他に例えば一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、水蒸気を含む。また、自己熱改質で空気を酸素源とした場合には窒素も含有される。このうち、一酸化炭素を水と反応させ水素と二酸化炭素に転換するシフト反応を行うのがシフト反応器である。通常、触媒の存在下反応が進行し、Fe−Crの混合酸化物、Zn−Cuの混合酸化物、白金、ルテニウム、イリジウムなど貴金属を含有する触媒を用い、一酸化炭素含有量(ドライベースのモル%)を好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下までに落とす。シフト反応を二段階で行うこともでき、この場合高温シフト反応器と低温シフト反応器が用いられる。 The gas generated in the reformer contains, for example, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and steam in addition to hydrogen. Further, nitrogen is also contained when air is used as an oxygen source in the autothermal reforming. Among these, the shift reactor performs a shift reaction in which carbon monoxide is reacted with water and converted into hydrogen and carbon dioxide. Usually, the reaction proceeds in the presence of a catalyst, and a catalyst containing a noble metal such as a mixed oxide of Fe—Cr, a mixed oxide of Zn—Cu, platinum, ruthenium, and iridium is used. Mol%) is preferably reduced to 2% or less, more preferably 1% or less, and even more preferably 0.5% or less. The shift reaction can also be carried out in two stages, in which case a high temperature shift reactor and a low temperature shift reactor are used.
〔選択酸化反応器〕
例えば固体高分子形燃料電池システムでは、さらに一酸化炭素濃度を低減させることが好ましく、このためにCO変成反応器の出口ガスを選択酸化反応で処理することが好ましい。この工程では、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、銀、金などを含有する触媒を用い、残存する一酸化炭素モル数に対し好ましくは0.5〜10倍モル、より好ましくは0.7〜5倍モル、さらに好ましくは1〜3倍モルの酸素を添加することで一酸化炭素を選択的に二酸化炭素に転換することにより一酸化炭素濃度を好ましくは10ppm(ドライベースのモル基準)以下に低減させる。この場合、一酸化炭素の酸化と同時に共存する水素と反応させメタンを生成させることで一酸化炭素濃度の低減を図ることもできる。選択酸化反応を二段階で行うこともできる。
[Selective oxidation reactor]
For example, in the polymer electrolyte fuel cell system, it is preferable to further reduce the carbon monoxide concentration. For this purpose, it is preferable to treat the outlet gas of the CO shift reactor with a selective oxidation reaction. In this step, a catalyst containing iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, copper, silver, gold, etc. is used, preferably 0.5 to the number of moles of carbon monoxide remaining. The carbon monoxide concentration is preferably increased by selectively converting carbon monoxide to carbon dioxide by adding 10 moles, more preferably 0.7-5 moles, and even more preferably 1-3 moles of oxygen. Is reduced to 10 ppm (on a molar basis of the dry base) or less. In this case, the carbon monoxide concentration can be reduced by reacting with the coexisting hydrogen simultaneously with the oxidation of carbon monoxide to generate methane. The selective oxidation reaction can also be performed in two stages.
〔水素含有ガスの組成〕
改質器を経たガスの組成(ドライベースのモル%)は改質器に水蒸気改質反応を用いた場合、通常例えば、水素63〜73%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素5〜20%、一酸化炭素5〜20%である。一方、自己熱改質反応を用いた場合の組成(ドライベースのモル%)は、通常例えば、水素23〜37%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素5〜25%、一酸化炭素5〜25%、窒素30〜60%である。
[Composition of hydrogen-containing gas]
When the steam reforming reaction is used in the reformer, the composition of the gas that has passed through the reformer (mol% in dry base) is typically, for example, 63 to 73% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 5 to 5 carbon dioxide. 20%, carbon monoxide 5-20%. On the other hand, the composition when using the autothermal reforming reaction (mol% in dry base) is usually 23 to 37% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 5 to 25% carbon dioxide, 5 carbon monoxide, for example. -25%, nitrogen 30-60%.
改質器、シフト反応器を経たガスの組成(ドライベースのモル%もしくはモルppm)は改質器に水蒸気改質反応を用いた場合、通常例えば、水素65〜75%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜30%、一酸化炭素1000ppm〜10000ppmである。一方、自己熱改質反応を用いた場合の組成(ドライベースのモル%もしくはモルppm)は、通常例えば、水素25〜40%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜40%、一酸化炭素1000ppm〜10000ppm、窒素30〜54%である。 When the steam reforming reaction is used in the reformer, the composition of the gas that has passed through the reformer and the shift reactor (mol% or mol ppm in dry base) is usually, for example, 65 to 75% hydrogen, 0.1 to methane 0.1 5%, carbon dioxide 20-30%, carbon monoxide 1000 ppm-10000 ppm. On the other hand, the composition when using the autothermal reforming reaction (mol% or mol ppm of dry base) is usually 25 to 40% hydrogen, 0.1 to 5% methane, 20 to 40% carbon dioxide, one Carbon oxide is 1000 ppm to 10000 ppm and nitrogen is 30 to 54%.
改質器、シフト反応器および選択酸化反応器を経たガスの組成(ドライベースのモル%)は改質器に水蒸気改質反応を用いた場合、通常例えば、水素65〜75%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜30%、窒素1〜10%である。一方、自己熱改質反応を用いた場合の組成(ドライベースのモル%)は、通常例えば、水素25〜40%、メタン0.1〜5%、二酸化炭素20〜40%、窒素30〜54%である。
The composition of the gas that has passed through the reformer, shift reactor, and selective oxidation reactor (mol% of the dry base) is usually, for example, 65 to 75% hydrogen, 0. 1 to 5%,
〔触媒形状〕
改質触媒、燃焼触媒、シフト触媒、選択酸化触媒のいずれにおいても触媒の形状は適宜選ばれる。典型的には粒状であるが、場合によってはハニカム状などとされることもある。
(Catalyst shape)
In any of the reforming catalyst, the combustion catalyst, the shift catalyst, and the selective oxidation catalyst, the shape of the catalyst is appropriately selected. Typically, it is granular, but in some cases, it may have a honeycomb shape.
〔燃料電池〕
燃料電池としては、燃料極において水素が電極反応の反応物質であるタイプの燃料電池を適宜採用することができる。例えば、固体高分子形、燐酸形、溶融炭酸塩形、固体酸化物形の燃料電池を採用することができる。以下、固体高分子型燃料電池の構成を記す。
〔Fuel cell〕
As the fuel cell, a fuel cell of a type in which hydrogen is a reactant of the electrode reaction in the fuel electrode can be appropriately employed. For example, a fuel cell of a solid polymer type, a phosphoric acid type, a molten carbonate type, or a solid oxide type can be employed. Hereinafter, the configuration of the polymer electrolyte fuel cell will be described.
燃料電池電極はアノード(燃料極)およびカソード(空気極)とこれらに挟まれる固体高分子電解質からなり、アノード側には上記水素製造装置で製造された水素含有ガスが、カソード側には空気等の酸素含有ガスが、それぞれ必要であれば適当な加湿処理を行った後導入される。 The fuel cell electrode is composed of an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode) and a solid polymer electrolyte sandwiched between them. The hydrogen-containing gas produced by the hydrogen production apparatus is on the anode side, and the air is on the cathode side. These oxygen-containing gases are introduced after appropriate humidification treatment if necessary.
この時、アノードでは水素ガスがプロトンとなり電子を放出する反応が進行し、カソードでは酸素ガスが電子とプロトンを得て水となる反応が進行する。これらの反応を促進するため、それぞれ、アノードには白金黒、活性炭担持のPt触媒あるいはPt−Ru合金触媒などが、カソードには白金黒、活性炭担持のPt触媒などが用いられる。通常アノード、カソードの両触媒とも、必要に応じてテフロン、低分子の高分子電解質膜素材、活性炭などと共に多孔質触媒層に成形される。 At this time, a reaction in which hydrogen gas becomes protons and emits electrons proceeds at the anode, and a reaction in which oxygen gas obtains electrons and protons to become water proceeds at the cathode. In order to promote these reactions, platinum black and Pt catalyst or Pt-Ru alloy catalyst supported on activated carbon are used for the anode, and platinum black and Pt catalyst supported on activated carbon are used for the cathode. Usually, both the anode and cathode catalysts are formed into a porous catalyst layer together with Teflon, a low molecular weight polymer electrolyte membrane material, activated carbon or the like as necessary.
固体高分子電解質としてはナフィオン(Nafion、デュポン社製)、ゴア(Gore、ゴア社製)、フレミオン(Flemion、旭硝子社製)、アシプレックス(Aciplex、旭化成社製)等の商品名で知られる高分子電解質膜が通常用いられ、この両側に上記多孔質触媒層を積層しMEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極集合体)が形成される。さらにMEAを金属材料、グラファイト、カーボンコンポジットなどからなるガス供給機能、集電機能、特にカソードにおいては重要な排水機能等を持つセパレータで挟み込むことで燃料電池が組み立てられる。電気負荷はアノード、カソードと電気的に連結される。 As solid polymer electrolytes, Nafion (Nafion, manufactured by DuPont), Gore (Gore, manufactured by Gore), Flemion (Flemion, manufactured by Asahi Glass), Aciplex (Aciplex, manufactured by Asahi Kasei), etc. A molecular electrolyte membrane is usually used, and the porous catalyst layer is laminated on both sides thereof to form an MEA (Membrane Electrode Assembly). Further, the fuel cell is assembled by sandwiching the MEA with a separator having a gas supply function, a current collecting function, particularly an important drainage function in the cathode, and the like made of a metal material, graphite, carbon composite and the like. The electric load is electrically connected to the anode and the cathode.
〔他の機器〕
上記機器の他にも、改質器の公知の構成要素、および燃料電池システムの公知の構成要素は、必要に応じて適宜設けることができる。具体例を挙げれば、改質器に供給する前に水素製造用原料中の硫黄分濃度を低減する脱硫器、燃料電池のカソードに空気等の酸素含有ガスを供給する手段、燃料電池に供給するガスを加湿するための水蒸気を発生する水蒸気発生器、燃料電池等の各種機器を冷却するための冷却系、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワなどの加圧手段、流体の流量を調節するため、あるいは流体の流れを遮断/切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断/切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、液体を気化する気化器、気体を凝縮する凝縮器、スチームなどで各種機器を外熱する加熱/保温手段、各種流体の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、出力用や動力用の電気系統などである。
[Other equipment]
In addition to the above devices, known components of the reformer and known components of the fuel cell system can be appropriately provided as necessary. Specific examples include a desulfurizer that reduces the concentration of sulfur in the raw material for hydrogen production before supplying the reformer, a means for supplying an oxygen-containing gas such as air to the cathode of the fuel cell, and a fuel cell. Steam generator for generating steam for humidifying gas, cooling system for cooling various devices such as fuel cells, pumps for pressurizing various fluids, pressurizing means such as compressors and blowers, fluid flow rate For adjusting the flow rate, or for controlling or shutting off the flow of fluid, such as a flow rate control means such as a valve, a flow path shutoff / switching means, a heat exchanger for performing heat exchange or heat recovery, a vaporizer for vaporizing liquid, and a gas Condensers that condense, heating / heat-retaining means that externally heat various devices with steam, various fluid storage means, instrumentation air and electrical systems, control signal systems, control devices, output and power electricity System.
〔実施例1〕
図1に示す構成の改質器を用い水蒸気改質を行った。水蒸気改質条件としては、JIS1号灯油1.75kg/h、水をスチーム/カーボン比で3.25となるように改質触媒に投入した。燃焼条件としては、バーナ燃料投入量1.0kg/h、空気比1.6となるように設定した。二重管式反応管の外径(直径)は43mm、長さは600mmであった。15枚の幅8mm長さ250mmのフィンを反応管外壁に設けた。その際、反応管の燃焼ガスA流れ方向下流側端部(反応管上端)に、フィンの一端(上端)をあわせた。
[Example 1]
Steam reforming was performed using a reformer having the configuration shown in FIG. As steam reforming conditions, JIS No. 1 kerosene 1.75 kg / h and water were added to the reforming catalyst so that the steam / carbon ratio was 3.25. The combustion conditions were set so that the burner fuel input was 1.0 kg / h and the air ratio was 1.6. The double tube reaction tube had an outer diameter (diameter) of 43 mm and a length of 600 mm. Fifteen fins having a width of 8 mm and a length of 250 mm were provided on the outer wall of the reaction tube. At that time, one end (upper end) of the fin was aligned with the downstream end portion (upper end of the reaction tube) in the combustion gas A flow direction of the reaction tube.
バーナの燃焼量および空気比を調節し、触媒層の燃焼ガスA流れ方向について最も上流における温度(この温度をTとする)が850℃となるようにした。 The burner combustion amount and the air ratio were adjusted so that the most upstream temperature (this temperature is T) in the flow direction of the combustion gas A in the catalyst layer was 850 ° C.
触媒層の温度を測定したところ、燃焼ガスA流れ方向に沿ってその温度が徐々に低下していた。最高温度は前記温度Tであり、最低温度は燃焼ガスA方向について最も下流で観察された。触媒層のうち、550℃以上となる領域の体積比率は、約62%であった。 When the temperature of the catalyst layer was measured, the temperature gradually decreased along the flow direction of the combustion gas A. The highest temperature was the temperature T, and the lowest temperature was observed most downstream in the combustion gas A direction. In the catalyst layer, the volume ratio of the region at 550 ° C. or higher was about 62%.
〔実施例2〕
燃焼触媒層(Pt/Al2O3)を、反応管の燃焼ガスA流れ方向下流側端部(反応管上端)から250mm下(燃焼ガス流れ方向について上流側)のところに燃焼触媒層の上端が位置するように設置(触媒層長さは100mm)した。燃焼触媒層は図3のように、反応管10と容器1の間に触媒を充填して形成した。バーナの燃焼条件としては、灯油0.6kg/h、空気比1.6(灯油に加えてアノードオフガスも燃料としてカウントして空気比1.6となる条件)となるように設定した。燃焼触媒用の燃料としては、燃料電池からのアノードオフガス(H2:33%、CO2:53%、N2:14%(何れもドライモル%))を触媒燃焼層の直上流に供給した。トータルの燃焼量としては実施例1と同量となるように条件設定した。これ以外は実施例1と同様に改質を行った。
[Example 2]
The upper end of the combustion catalyst layer (Pt / Al 2 O 3 ) is 250 mm below the upstream end (reaction tube upper end) in the combustion gas A flow direction of the reaction tube (upstream with respect to the combustion gas flow direction). (Catalyst layer length is 100 mm). The combustion catalyst layer was formed by filling a catalyst between the
触媒層の温度を測定したところ、燃焼ガスA流れ方向に沿って、その温度が徐々に低下した後、燃焼触媒層近傍で温度が上昇に転じ、再度徐々に低下した。最高温度は前記温度Tであり、最低温度は燃焼ガスA方向について最も下流で観察されたが、前記温度Tは実施例1より50℃程度低く、最低温度は実施例1より約80℃高かった。触媒層のうち、550℃以上となる領域の体積比率は、約85%であった。 When the temperature of the catalyst layer was measured, the temperature gradually decreased along the flow direction of the combustion gas A, and then the temperature started to increase in the vicinity of the combustion catalyst layer and gradually decreased again. The maximum temperature was the temperature T, and the minimum temperature was observed most downstream in the direction of the combustion gas A, but the temperature T was about 50 ° C. lower than that of Example 1, and the minimum temperature was about 80 ° C. higher than that of Example 1. . In the catalyst layer, the volume ratio of the region at 550 ° C. or higher was about 85%.
〔比較例1〕
フィンを設けなかったこと以外は実施例1と同様にして改質を行った。
[Comparative Example 1]
Modification was performed in the same manner as in Example 1 except that no fin was provided.
触媒層の温度を測定したところ、燃焼ガスA流れ方向に沿ってその温度が徐々に低下していた。触媒層のうち、550℃以上となる領域の体積比率を求めたところ、約38%であった。最高温度は前記温度Tであり、最低温度は燃焼ガスA方向について最も下流で観察された。最高温度は実施例1と同程度であったが、最低温度は実施例1より50℃程度低かった。 When the temperature of the catalyst layer was measured, the temperature gradually decreased along the flow direction of the combustion gas A. When the volume ratio of the area | region which becomes 550 degreeC or more among catalyst layers was calculated | required, it was about 38%. The highest temperature was the temperature T, and the lowest temperature was observed most downstream in the combustion gas A direction. The maximum temperature was about the same as in Example 1, but the minimum temperature was about 50 ° C. lower than Example 1.
〔比較例2〕
フィンを改質管の長手方向全体にわたって設置したこと以外は実施例1と同様にして改質を行った。
[Comparative Example 2]
The reforming was performed in the same manner as in Example 1 except that the fins were installed over the entire longitudinal direction of the reforming tube.
触媒層の温度を測定したところ、燃焼ガスA流れ方向に沿ってその温度が750℃以上の高い温度で留まり、流れ方向に沿って150mmのところから急減に温度低下してゆくような温度分布になった。触媒層のうち、550℃以上となる領域の体積比率を求めたところ、約37%であった。最高温度は前記温度Tであり、最低温度は燃焼ガスA方向について最も下流で観察された。最高温度は実施例1と同程度であったが、最低温度は実施例1より70℃程度低かった。 When the temperature of the catalyst layer is measured, the temperature distribution is such that the temperature stays at a high temperature of 750 ° C. or more along the flow direction of the combustion gas A, and the temperature gradually decreases from 150 mm along the flow direction. became. When the volume ratio of the region of the catalyst layer at 550 ° C. or higher was determined, it was about 37%. The highest temperature was the temperature T, and the lowest temperature was observed most downstream in the combustion gas A direction. The maximum temperature was about the same as in Example 1, but the minimum temperature was about 70 ° C. lower than Example 1.
以上の例における改質転化率等を表1に示す。表中、改質転化率は、投入した水素製造用原料の量(モル数)に対する転化した水素製造用原料の量(モル数)の割合であり、原料がブタンや灯油等のC2(カーボン数2)以上の炭化水素燃料の場合には、下記の式で定義される。式中、未転化原料モル数は、改質器から排出される炭素数2以上の炭化水素成分のモル数を意味する。 Table 1 shows the reforming conversion rate and the like in the above examples. In the table, the reforming conversion rate is the ratio of the amount of hydrogen production raw material converted (number of moles) to the amount of hydrogen production raw material charged (number of moles), and the raw material is C2 (number of carbons) such as butane or kerosene. 2) In the case of the above hydrocarbon fuel, it is defined by the following formula. In the formula, the number of moles of unconverted raw material means the number of moles of hydrocarbon components having 2 or more carbon atoms discharged from the reformer.
また表中、改質ガス中の炭素数2以上の炭化水素濃度はドライモルベースのppmで示し、熱交換率は、燃焼熱量(バーナ燃焼およびアノードオフガス燃焼)に対する改質器に伝えられた熱量の割合を百分率で示す。 In the table, the concentration of hydrocarbons with 2 or more carbon atoms in the reformed gas is shown in ppm on a dry mole basis, and the heat exchange rate is the amount of heat transferred to the reformer for the combustion heat (burner combustion and anode off-gas combustion). The percentage is shown as a percentage.
比較例に比べて、実施例1の方が550℃以上となる領域が広かった。これは実施例1の方が、熱交換率が高かったことを意味し、また改質反応が優れて進行する領域が広かったことを意味する。表1からも、比較例1より実施例1の方が熱交換率が高く、改質が良好に行われていたことが分かる。従って、同程度の改質を行うためには、フィンを設けた場合の方がより小さな改質触媒層ですみ、反応管の長さを短くできるなどコンパクト化が可能となる。あるいは、同程度の大きさの改質触媒層を用いるのであれば、改質器の長寿命化が可能である。なぜなら、一般的に触媒層は入口から徐々に劣化が進み、改質反応の大部分が進行する領域が徐々に下流側にずれていくが、改質反応が優れて進行する領域が狭いと比較的短時間でこの領域が全て劣化してしまうのに対し、改質反応が優れて進行する領域が広いとこの領域が全て劣化してしまうまでの時間が比較的長くなるからである。 Compared with the comparative example, the region where Example 1 was 550 ° C. or higher was wider. This means that Example 1 had a higher heat exchange rate, and that the region where the reforming reaction proceeded excellently was wider. Table 1 also shows that the heat exchange rate of Example 1 was higher than that of Comparative Example 1, and the reforming was performed well. Therefore, in order to perform the same level of reforming, a smaller reforming catalyst layer is required when the fins are provided, and the reaction tube can be shortened and the like can be made compact. Alternatively, if a reforming catalyst layer having the same size is used, the life of the reformer can be extended. This is because, in general, the catalyst layer gradually deteriorates from the inlet, and the region where most of the reforming reaction proceeds gradually shifts to the downstream side, but compared with the narrow region where the reforming reaction proceeds excellently. This is because the entire region deteriorates in a short time, whereas if the region where the reforming reaction proceeds excellently is wide, the time until the entire region deteriorates becomes relatively long.
また、燃焼触媒を用いた実施例2では、触媒層の最高温度を低下させることができた。これは、触媒や反応管の長寿命化に寄与する。また、最低温度を実施例1と比べても高くすることができた。これにより改質反応が優れて進行する領域が実施例1よりさらに広くなった。表1からも、比較例1より、さらには実施例1よりも実施例2の方が熱交換率が高かったことが分かる。 Moreover, in Example 2 using a combustion catalyst, the maximum temperature of the catalyst layer could be reduced. This contributes to extending the life of the catalyst and the reaction tube. In addition, the minimum temperature could be increased compared to Example 1. As a result, the region where the reforming reaction proceeds excellently is wider than that in Example 1. Also from Table 1, it can be seen that the heat exchange rate of Example 2 was higher than that of Comparative Example 1 as compared with Example 1.
本発明の改質器は、水素製造装置、例えば水素ステーションや燃料電池システムなどに用いられる水素製造装置に用いることができる。本発明の燃料電池システムは、自動車などの移動体用の発電装置や、固定発電システム、コージェネレーションシステムなどに用いることができる。 The reformer of the present invention can be used in a hydrogen production apparatus, for example, a hydrogen production apparatus used in a hydrogen station, a fuel cell system, or the like. The fuel cell system of the present invention can be used for a power generator for a moving body such as an automobile, a fixed power generation system, a cogeneration system, and the like.
1 容器
2 バーナ
2’ 表面燃焼バーナ
3 触媒燃焼器
4 燃焼用空気供給口
5 燃焼用燃料供給口
6 空隙(予混合部)
7 補助供給口
8 燃焼ガス排出口
10 改質反応部
11 原料供給口
12 改質ガス排出口
A バーナの燃焼ガスの流れ
B 触媒燃焼器の燃焼ガスの流れ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
7
Claims (5)
該反応管が一端が閉じられた二重管であってその外管部に改質触媒が収容され、
該反応管の外壁にフィンを備え、
該フィンの位置は、該反応管の入り口から該反応管の長さの半分までの範囲の少なくとも一部であることを特徴とする改質器。 In a reformer for producing a hydrogen-containing gas containing hydrogen by reforming a raw material for hydrogen production, comprising a reaction tube containing a reforming catalyst and a burner for heating the reaction tube from the outside,
The reaction tube is a double tube with one end closed, and the reforming catalyst is accommodated in the outer tube,
A fin on the outer wall of the reaction tube;
The reformer characterized in that the position of the fin is at least part of a range from the inlet of the reaction tube to half of the length of the reaction tube.
該反応管が一端が閉じられた二重管であってその外管部に改質触媒が収容され、
該反応管の外壁にフィンを備え、
該フィンの位置は、該反応管の入り口から該反応管の長さの半分までの範囲の少なくとも一部であることを特徴とする燃料電池システム。 A reformer for producing a hydrogen-containing gas containing hydrogen by reforming a raw material for hydrogen production, comprising a reaction tube containing a reforming catalyst and a burner for heating the reaction tube from the outside; In a fuel cell system comprising a fuel cell using a contained gas as fuel,
The reaction tube is a double tube with one end closed, and the reforming catalyst is accommodated in the outer tube,
A fin on the outer wall of the reaction tube;
The position of the fin is at least a part of a range from the inlet of the reaction tube to half of the length of the reaction tube.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100707834B1 (en) | 2005-12-22 | 2007-04-13 | 한국에너지기술연구원 | Fuel reformer improves thermal efficiency by using internal heat exchange structure |
WO2007077791A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nippon Oil Corporation | Indirect internal reforming solid oxide fuel cell |
KR100823515B1 (en) | 2007-04-24 | 2008-04-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Fuel reformer and driving method thereof |
US20100158769A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer |
US20100226834A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-09 | In-Hyuk Son | Fuel reformer |
KR101300331B1 (en) | 2007-11-01 | 2013-08-28 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Hydrogen generator with easy start-up and stable operation and high efficiency |
KR20160062961A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | 에스티엑스중공업 주식회사 | U Shaped Reformer Integrated Combustor for Fuel Cell |
JP2021051923A (en) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | 株式会社Soken | Fuel cell system |
WO2022106058A1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-05-27 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Reforming reactor comprising reformer tubes with enlarged outer surface area and structured catalyst |
CN114620684A (en) * | 2020-12-10 | 2022-06-14 | 洛阳沃达节能科技有限公司 | Hydrogen production system and hydrogen production method |
KR20220085467A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | 주식회사 원익홀딩스 | Gas generator |
KR20220096295A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 주식회사 코와 | Hydrogen Reformer with Improved Heat Exchange |
-
2004
- 2004-02-02 JP JP2004025828A patent/JP2005213133A/en active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100707834B1 (en) | 2005-12-22 | 2007-04-13 | 한국에너지기술연구원 | Fuel reformer improves thermal efficiency by using internal heat exchange structure |
WO2007077791A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nippon Oil Corporation | Indirect internal reforming solid oxide fuel cell |
KR100823515B1 (en) | 2007-04-24 | 2008-04-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Fuel reformer and driving method thereof |
US8003269B2 (en) | 2007-04-24 | 2011-08-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel reforming apparatus and its method of driving and fuel cell system including the apparatus |
KR101300331B1 (en) | 2007-11-01 | 2013-08-28 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Hydrogen generator with easy start-up and stable operation and high efficiency |
US20100158769A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer |
JP2010143816A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Samsung Sdi Co Ltd | Reformer |
US20100226834A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-09 | In-Hyuk Son | Fuel reformer |
KR101001395B1 (en) | 2009-03-03 | 2010-12-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | Fuel reformer |
US8409306B2 (en) | 2009-03-03 | 2013-04-02 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel reformer |
KR20160062961A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | 에스티엑스중공업 주식회사 | U Shaped Reformer Integrated Combustor for Fuel Cell |
KR101692386B1 (en) | 2014-11-26 | 2017-01-17 | 에스티엑스중공업 주식회사 | U Shaped Reformer Integrated Combustor for Fuel Cell |
JP2021051923A (en) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | 株式会社Soken | Fuel cell system |
JP7226225B2 (en) | 2019-09-25 | 2023-02-21 | 株式会社Soken | fuel cell system |
WO2022106058A1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-05-27 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Reforming reactor comprising reformer tubes with enlarged outer surface area and structured catalyst |
CN114620684A (en) * | 2020-12-10 | 2022-06-14 | 洛阳沃达节能科技有限公司 | Hydrogen production system and hydrogen production method |
CN114620684B (en) * | 2020-12-10 | 2023-10-31 | 洛阳沃达节能科技有限公司 | Hydrogen production system and hydrogen production method |
KR20220085467A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | 주식회사 원익홀딩스 | Gas generator |
KR102486172B1 (en) | 2020-12-15 | 2023-01-09 | 주식회사 원익홀딩스 | Gas generator |
KR20220096295A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 주식회사 코와 | Hydrogen Reformer with Improved Heat Exchange |
KR102536216B1 (en) | 2020-12-31 | 2023-05-23 | 주식회사 코와 | Hydrogen Reformer with Improved Heat Exchange |
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