(57)【要約】燃料電池システムに用いる水素の製造方法であり、有機硫黄化合物を実質的に含有しない燃料から水素含有ストリームを製造する燃料の改質工程を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機硫黄化合物を実質的に含有しない燃料を改質し、水素含有ストリームを製造する燃料電池システム用の水素製造方法。
【請求項２】
上記水素含有ストリームを、燃料電池システムに供給される一次炭化水素燃料の水素添加脱硫に用いる請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
上記水素含有ストリームを、システムの始動時における燃料電池システム用の燃料として用いる請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記水素含有ストリームを、システムの停止時における燃料電池システム用の燃料として用いる請求項１から３のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項５】
改質される上記燃料が、多くて１体積ｐｐｍの硫黄を含む請求項１から４のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項６】
改質される上記燃料が、多くて０．１体積ｐｐｍの硫黄を含む請求項５記載の製造方法。
【請求項７】
改質される上記燃料が、全く硫黄を含まない請求項６記載の製造方法。
【請求項８】
改質される上記燃料が、バイオエタノール、バイオディーゼル、ナタネ油、ナタネメチルエステル、キャノーラオイル、キャノーラメチルエステル、トウモロコシ油、麻美油、スイッチグラスオイル、脂肪酸メチルエステル、アマニ油、アマニメチルエステル、ヒマワリ油、ヒマワリ油メチルエステル、大豆油、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ラノリン酸、そしてこれらの２種以上の混合物から選択される請求項１から７のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項９】
上記燃料を、上記改質器、自熱改質器又は部分酸化反応器を用いて改質し、水素含有ストリームを製造する請求項１から８のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１０】
上記水素含有ストリームを一次燃料と混合し、次いで水素添加触媒に供給し、そこで一次燃料中の有機硫黄化合物をＨ２Ｓ及び／又は硫黄を含有しない炭化水素に転化する請求項２記載の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一つに記載の方法により水素含有ストリームを製造する燃料電池の運転方法。
【請求項１２】
有機硫黄化合物を実質的に含まない燃料から水素含有ストリームを製造するのに用いる燃料改質器、を備えた燃料電池システム。
【請求項１３】
上記水素含有ストリームを、燃料電池システムに供給される一次炭化水素燃料の水素転化脱硫に用いる請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
上記水素含有ストリームを、システムの始動時における燃料電池システム用の燃料として用いる請求項１２又は１３に記載のシステム。
【請求項１５】
上記水素含有ストリームを、システムの停止時における燃料電池システム用の燃料として用いる請求項１２から１４のいずれか一つに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに使用する水素製造方法及びその方法を組み入れた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次燃料源に炭化水素燃料を用い、燃料電池、例えば固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣｓ）を運転することは、現在では極めて一般的である。炭化水素燃料は、通常、予備改質器（pre-reformer）を用いて燃料電池の上流側で改質されて水素ストリームとなり、次いで燃料電池のアノードに供給されている。これらのシステムにおいては、水素は一次燃料として使用されてはいないが、炭化水素一次燃料の改質には水素が必要である。炭化水素燃料は、通常、有機硫黄化合物の形で、例えばメルカプタンやチオフェンのような化合物として硫黄を含んでいるが、燃料電池システムに使用されるアノードや触媒を被毒から守るには燃料からこれらの化合物を除去することが必要である。通常、この除去は、水素添加触媒からなる水素添加脱硫ユニット（有機硫黄化合物を硫化水素と硫黄フリーの炭化水素に変換する）と硫化水素脱硫用の吸着剤層とを用いて行われる。有機硫黄化合物を所望に転化率に転化させるには、水素添加触媒に水素を連続して供給することが必要である。
【０００３】
水素は、システムの始動時及び停止時にも必要である。通常、燃料電池の予備改質器やアノードに使用される触媒は、還元状態で製造され、使用するまで還元状態に保管される必要がある。始動時に水素を使うと、触媒のその場還元を行うことができるので、還元状態で製造及び保管しなければならないという負担を軽減することができる。
【０００４】
また、始動時に炭化水素燃料を使用することは、硫黄化合物により触媒が被毒するので好ましいことではない。システムが動き出す前は、温度が低すぎて脱硫の効率が低いからである（通常、約３８０〜４００℃が必要である）。始動時に水素を用いることにより、炭化水素燃料の脱硫が可能となるまでシステムを暖めることができる。同様に、停止時には、脱硫を効率的に行うことができる温度よりも何度か温度が下がるという問題がある。この場合、炭化水素燃料を使用すると、有機硫黄化合物の存在により触媒が被毒するという問題が起こる。停止時におけるこのような問題のため、炭化水素を水素に置き換えることが好ましい。
【０００５】
通常、この目的のために小スケールで水素を製造することは経済的に困難であり、また、いくつかのケースでは、始動時により小スケールで水素を利用する場合においても同様の問題に直面している。例えば、加圧ボンベから水素を供給することも提案されている。この方法は高価であり、残存する水素の量をモニターしたり、必要によりボンベを交換したりする必要があるため不便である。加圧ボンベを用いて水素を供給することは、危険でもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような事情を踏まえ、本発明は、経済的で、便利かつ安全に実施することができ、そしてシステム全体のデザインの一部を構成することができる、燃料電池システム用の水素製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は燃料電池システム用の水素製造方法を提供するものであり、有機硫黄化合物を実質的に含有しない燃料を改質し、水素含有ストリームを製造する。燃料を改質することにより製造された水素は、燃料電池システムの下流で使用することができ、例えば、燃料電池システムに供給される一次炭化水素燃料の水素添加脱硫及び／又は上記の始動及び停止に関係する問題を避けるための使用することができる。本発明は、有機硫黄化合物を含有しないこの燃料を改質し、水素含有ストリームを製造する燃料電池の運転方法も提供する。さらに、本発明は、このタイプの燃料を供給し、それから水素を製造することのできる燃料改質器を含む燃料電池システムも提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の重要な態様は、改質される燃料のタイプにある。燃料は、実質的に有機硫黄化合物を含有しないものである。そのような化合物は、燃料電池システムにおいて通常使用される触媒を被毒させてしまう。燃料は、有機硫黄化合物を微量、典型的には多くて１体積ｐｐｍ含んでも良く、その場合であれば触媒の被毒は許容される。しかしながら、燃料は、有機硫黄化合物を、極微量（多くて０．１体積ｐｐｍ）又は全く含まないことが好ましい。もちろん、燃料は、改質により水素を生成するタイプである必要があり、この改質方法については以下に詳細に説明する。本発明に有用な燃料は、クリーン燃料又はバイオ燃料と呼ばれるものである。好ましい燃料には、それらのいくつかは市販されており、バイオエタノール、バイオディーゼル、ナタネ油、ナタネメチルエステル、キャノーラオイル、キャノーラメチルエステル、トウモロコシ油、麻美油、スイッチグラスオイル（switch grass oil)、脂肪酸メチルエステル、アマニ油、アマニメチルエステル、ヒマワリ油、ヒマワリ油メチルエステル、大豆油、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、そしてラノリン酸が含まれる。これらの２種以上の混合物も用いることができる。
【０００９】
使用する燃料が有機硫黄化合物を実質的に含まないという事実は、水素添加や続けて硫黄化合物を吸着させる必要がなく、燃料を改質器に供給できることを意味している。燃料は、従来の脱硫器（吸着剤ベッド）で除去可能な硫化水素を含んでも良い。この場合には、水素添加が必要ないことが理解されるであろう。燃料は、非炭化水素系の硫黄化合物、例えばＣＯＳやＣＳ２を含んでも良く、それらは公知の吸着剤ベッドで除去される。しかしながら、クリーン燃料は非炭化水素系の硫黄化合物も含まない方が好ましい。これは、使用されるクリーン燃料の種類の自由度を大きくするためには脱硫器を組み込むことができることを意味している。従来の種々の吸着剤ベッドを用いることができる。高温用の吸着剤ベッドを用いることが好ましい。なぜなら、低温用の吸着剤ベッドは、頻繁に活性化する必要があり、また凝縮性の炭化水素がすぐに吸着剤を飽和させるからである。ベッドは、高温用の酸化亜鉛や、活性炭や活性ゼオライト等の低温用のベッドから選択することができる。低温用の酸化亜鉛を用いることもできる。ベッドの運転温度は、燃料改質器の流入物を加熱するのに使用されるすべてのヒータに対するそのベッドの位置により影響を受ける。低温用のベッドを用いる場合、ベッドは用いるすべてのヒータの上流に設ける。ベッドを高温で運転する場合、ベッドはヒータの下流に設ける。脱硫器を設ける場合、燃料改質器を運転するのに必要な水（蒸気）が導入される位置の上流に脱硫器を設ける。蒸気の存在は、脱硫器の性能を低下させる傾向がある。
【００１０】
クリーン燃料の改質により水素が生成することは本発明の重要な特徴の一つである。蒸気改質器、自熱改質器、部分酸化反応器等の種々の燃料改質器を用いることができる。
【００１１】
水蒸気改質を行うのに用いる改質器は、従来のタイプで良く、通常の条件下で運転することができる。典型的には、改質器は、従来の改質触媒、例えばニッケル、鉄、コバルト、白金、パラジウム、ロジウム、又は周期表VIII属の全ての金属、又はこれらの２種以上の組み合わせを含んでいる。触媒には、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア等の耐火性金属酸化物の上に固定されたニッケルを用いることが好ましい。改質器は、通常、３００〜８００℃の温度で運転する。好ましい温度にするため、改質器に供給するクリーン燃料は、導入する前に予め加熱する。燃料電池用の一次炭化水素燃料を予め加熱するのにヒータを用いるが、クリーン燃料を加熱するのにこのヒータを用いることもできる。しかしながら、始動時にはそのヒータからの熱を利用することができないので、クリーン燃料は、通常、電気ヒータ又は天然ガスバーナーのような小さな燃料燃焼ヒータを用いて加熱する。しかしながら、燃料電池用の一次炭化水素燃料により運転されるヒータを用いてクリーン燃料を加熱するのが好ましく、これを促進するため一次燃料の供給を分流することもできる。これにより、システムをよりコンパクトにすることができる。燃料電池の運転時には、燃料電池により発生した熱をクリーン燃料を加熱するのに用いることができ、例えば、アノードの使用済みストリームのリサイクルや熱交換により加熱することができる。
【００１２】
改質器は蒸気も必要とするため、独立した水タンクから改質器に水を供給する必要がある。しかしながら、クリーン燃料の改質に使用する水は、燃料電池システムの別の部分に使用される水を供給するのに使用されているのと同じ供給源から引くのが好ましく、例えば、一次炭化水素燃料を改質するのに使用されているものを用いることができる。
【００１３】
既に説明したように、クリーン燃料の改質は、自熱改質器（ＡＴＲ）又は部分触媒酸化（ＰＯＸ）反応器を用いても行うことができる。自熱改質と触媒部分酸化と蒸気改質反応を組み合わせることにより、触媒部分酸化は吸熱（蒸気）改質反応のための熱を提供することができる。
【００１４】
触媒部分酸化は、適当な触媒上で起きる。典型的には、触媒は、白金、パラジウム又はロジウム、好ましくは白金とパラジウムであり、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア等の耐火性金属酸化物の上に配置することができる。触媒部分酸化が起きる温度は、通常４００℃〜９００℃であり、（蒸気）改質器の運転と組み合わせて上記の方法でクリーン燃料を加熱することができる。
【００１５】
自熱改質器では、触媒部分酸化は、通常、第１触媒領域で起きる。自熱改質器の上記改質器は、通常、第２触媒領域に設けられている。蒸気改質反応に使用される触媒には、蒸気改質に使用されている公知のあらゆる触媒金属、例えば、ニッケル、コバルト、白金、ルテニウムそしてそれらの混合物を用いることができる。触媒は、粒状ベッド又は、部分酸化触媒について前述したように不活性な支持体の上に保持させた形で用いることができる。自熱改質器は、通常、３００〜９００℃で運転され、導入ストリームは、（上記）改質器の運転に関係して前述したように、導入にともなって加熱される。燃料改質器には、低温からの始動を補助するため、加熱素子（白金）を取り付けることもできる。
【００１６】
システムの始動時には、自熱改質器内の改質に利用できる蒸気は存在しない。したがって、まず、自熱改質器を部分酸化反応器として乾燥状態で運転する。外部から蒸気をいくらか導入するが、これは十分ではない。自熱改質器用の水は、燃料電池システムの別の部分で使用される水を供給するのに使用されると同じ供給源から引くことが好ましい。
【００１７】
クリーン燃料を燃料改質器の上流にある脱硫器を用いて改質する場合、脱硫器からの流出ガスの温度と所望の燃料改質器の流入ガスの温度との間にいくらかでも差があると、クリーン燃料を加熱又は冷却する必要がある。典型的には、脱硫器の温度が燃料改質器の温度と同じ又は低くなるように脱硫器を運転する。脱硫器を低温で運転する場合、燃料改質器に導入する前にクリーン燃料を加熱する必要がある。
【００１８】
本発明の好ましい態様においては、本発明の方法によりクリーン燃料を改質して製造された水素は、燃料電池用の一次燃料として使用される炭化水素燃料水素添加脱硫に使用することができる。したがって、燃料改質器からの流出ガスは一次燃料と混合されて水素添加触媒に供給され、そこで、有機硫黄化合物は硫化水素及び／又は硫黄を含有しない炭化水素に転化される。これは従来の装置と改質条件で行うことができる。従来の水素添加触媒して、例えば、Ｃｏ−Ｍｏ又はＮｉ−Ｍｏを用いることができる。水素添加の前に、一次炭化水素燃料を加熱して、水素添加用の流入ストリームを、水素添加触媒を使用するのに適した温度まで加熱する。Ｃｏ−Ｍｏ触媒を用いる場合、流入ストリームの温度は、通常、約３８０〜４００℃である。
【００１９】
通常、水素添加触媒に供給される水素の濃度は、用いる一次燃料の体積に基づき３〜５体積％である。このことは、水素製造のためのクリーン燃料の改質は、一次燃料の水素添加が始まる前に行う必要があることを意味する。典型的には、十分な水素を確保するため、燃料電池の始動に先立つ２時間前から水素の製造を開始する。水素製造のための始動時間は短い方が好ましく、例えば、燃料電池の始動前の１５〜３０分間である。
【００２０】
水素添加の後、硫化水素を除去して脱硫された燃料ストリームを製造する。これは、前述のクリーン燃料から非炭化水素系硫黄化合物を除去した方法と同様の方法により行うことができる。そのため、従来のいずれの吸着剤ベッドも使用することができる。しかし、現実には、水素添加触媒からの流出ストリームを不必要に冷却するのを防止するため、高温用の吸着剤ベッドが使用される。高温用のＺｎＯを用いた場合、ＺｎＳが以下の反応により生成する。
ＺｎＯ＋Ｈ２Ｓ→ＺｎＳ＋Ｈ２Ｏ
反応の継続とともに吸着剤が消耗するので、吸着剤は定期的に交換する必要がある。吸着された硫黄はそのまま捨てるか、別の化学反応、例えば、吸着剤の再生に使用することができる。
【００２１】
水素添加脱硫により脱硫された一次燃料ストリームが得られ、次いで燃料電池のアノードへの供給に先立ちさらに改質が行われる。燃料の硫黄含量は、典型的には１体積ｐｐｍ以下、好ましくは０．１体積ｐｐｍ以下のレベルまで低減させる。
【００２２】
一次炭化水素燃料がどの程度改質されるかは、燃料電池が内部改質を行うことができるか否かに依る。すなわち、燃料電池のアノードが、一次炭化水素燃料中のメタン、あるいは水素製造のために燃料の予備改質により製造されたメタンの改質に有効な触媒を備えているか否かに依る。アノードにこの機能がない場合、アノードで燃料として使用される水素を製造するために、一次炭化水素燃料は外部で改質されて燃料電池に供給される必要がある。一次炭化水素燃料は、前述した従来の蒸気予備改質器／改質器、自熱改質器又は部分触媒酸化反応器を用いて改質することができる。一次炭化水素燃料の処理又は改質の程度は、燃料電池のアノードの内部改質の能力に依存する。
【００２３】
予備改質器の第一の役割は、高級炭化水素を除き、予備改質器の運転温度に応じて、水素、メタン、蒸気、一酸化炭素の含有量の異なるストリームを製造することにある。改質操作は従来の方法で行うことができる。蒸気予備改質は大気圧で行うことができるが、必要により高圧、例えば約１０００ｋＰａまでの加圧下で行うことができる。蒸気予備改質は、燃料や他のプロセスパラメータに依存するが、通常、４５０℃以下の温度、好ましくは約２５０〜４５０℃、さらに好ましくは約３００〜４００℃で行う。低負荷では、温度を６００〜６５０℃まで増加させることもできる。予備改質では、高級炭化水素は除去され、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、そしてメタンが生成する。
【００２４】
一般に、蒸気予備改質は、高級炭化水素を予備改質触媒の上に十分な時間滞留させ、少なくとも、高級炭化水素を実質的に完全に転化させるように行われる。これにより、炭化水素がアノード上で改質される時、燃料電池の下流にあるアノード上への炭素の析出を軽減することができる。いくつかの高級炭化水素は流出燃料ストリーム中に残存するが、蒸気予備改質プロセスにおける炭化水素の転化率は９７．５％以上であることが好ましい。より好ましくは、アノードへの燃料ストリーム中に存在する高級炭化水素の含有量は水分基準で約０．１体積％以下である。従来の蒸気予備改質器として種々のものが公知であり、これらを用いることができる。一般的な予備改質触媒はニッケル系であるが、例えば、白金、ロジウム、他の貴金属又はこれらの混合物から成るものを用いることもできる。
【００２５】
燃料電池の運転状態により、少なくとも改質されたクリーン燃料の一部を、下流のプロセス用に一次炭化水素燃料と混合するのではなく、燃料電池のアノードに供給することもできる。これは始動時又は停止時に有効である。始動時又は停止時には、硫黄を除去するには温度が十分ではないため、下流の触媒が硫黄により被毒するためである。改質されたクリーン燃料は有害な硫黄化合物を含んでいないため、この問題を避けるべく燃料電池用の燃料として使用することができる。
【００２６】
前述のように、本発明には上記の水素製造方法を用いる燃料電池システムも含まれる。クリーン燃料からの水素製造に必要なシステムの一部をできるだけシステムの残部と一体化することが好ましく、それにより全体のデザインをコンパクトとし、効率を向上させることができる。これにより、アノードの廃棄ストリームは、熱及び／又は蒸気を上流の部材及びプロセスに供給するのに使用することができるので、アノードの廃棄ストリームを分割することができる。例えば、アノードの廃棄ストリームを、クリーン燃料及び／又は一次炭化水素燃料と熱交換させるように流すことができる。アノードの廃棄ストリームは、クリーン燃料及び／又は一次炭化水素燃料の改質に必要な蒸気の少なくとも一部を供給することもできる。
【００２７】
本発明は、燃料電池の模式図を示す添付の限定しない図面に示されている。以下のキーは、図面の理解に役立つであろう。
【００２８】
ラインの確認
０１．一次燃料
０２．空気
０３．水
０４．クリーン燃料
０５．始動燃料
０６．始動空気
０７．クリーン燃料改質器への水
０８．水素添加脱硫器（ＨＤＳ）への水素含有量の多いストリーム
０９．一次燃料＋ＨＤＳ用水素
１０．脱硫された燃料
１１．予備改質された燃料
１２．改質された燃料（非内部改質燃料電池）
１３．改質された燃料＋回収されたアノード排気
１４．アノード排気
１５．カソード排気
１６．予備加熱された空気
１７．回収されたアノード排気
１８．触媒燃焼器へのアノード排気
１９．予備改質器に供給されるストリーム
２０．触媒燃焼器排気
２１．排気
２２．始動用ヒータ排気
【００２９】
装置の確認
Ａ．クリーン燃料用脱硫器（室温用）
Ｂ．クリーン燃料用脱硫器（高温用）
Ｃ．クリーン燃料用改質器
Ｄ．水素添加脱硫器
Ｅ．一次燃料用脱硫器
Ｆ．予備改質器
Ｇ．改質器
Ｈ．燃料電池
Ｉ．触媒燃焼器
ＳＨ．始動ヒータ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４．ストリームスプリッター
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３．ストリームミキサー
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５．熱交換器
【００３０】
図示したシステムにおいて、システムの他の部分で利用される水素を製造するのにバイオディーゼル等のクリーン燃料（０４）を用いることができる。図には、２つの脱硫ユニット（Ａ）と（Ｂ）が示されているが、実際にはこれらの内の一つを通常備えている。クリーン燃料に硫黄が含まれない場合、例えば、バイオディーゼルの場合には、脱硫器を全て省略することができる。脱硫器ユニット（Ａ）は低温用脱硫器であり、室温で動作する。脱硫器ユニット（Ｂ）は高温用脱硫器であり、高温時に動作する。したがって、ユニット（Ｂ）は、クリーン燃料（０４）を加熱する部材の下流に配置される。その位置に関係なく、脱硫器ユニット（Ａ，Ｂ）は、クリーン燃料（０４）から非炭化水素系の硫黄化合物を除去する。クリーン燃料（０４）は始動ヒータ（ＳＨ）を用いて最初に加熱され、図面では、これは始動用燃料ストリーム（０５）で確認される。ヒータ（ＳＨ）には、それと同じ一次炭化水素燃料（０１）が供給され、ヒータの上では燃料電池が運転される。一次燃料（０１）の一部はストリームスプリッター（Ｓ１）を用いて始動ヒータに供給される。始動用空気（０６）も、ストリームスプリッター（Ｓ４）を用いて燃料電池のメイン空気供給ライン（０２）を分割して始動ヒータ（ＳＨ）に供給される。
【００３１】
硫黄化合物の除去に続いて、クリーン燃料はストリームミキサー（Ｍ３）に供給され、そこで水ストリーム（０７）と混合される。水ストリーム（０７）は、水を燃料電池の他の部材に供給するのに使用されるストリームスプリッター（Ｓ２）を介して水供給ライン（０３）から供給される。次いで、燃料と蒸気の混合物はクリーン燃料改質器（Ｃ）に供給され、そこでクリーン燃料から水素含有ストリーム（０８）が製造される。燃料電池が運転状態にあると、改質器（Ｃ）の上流の熱交換器（Ｈ２）を用いて燃料を加熱することができる。
【００３２】
図示した実施形態では、改質器（Ｃ）からの流出物は、ストリームミキサー（Ｍ１）に供給され、そこで一次炭化水素燃料（０１）と混合される。すなわち、水素は一次炭化水素燃料と混合され、水素含有量の高い燃料ストリーム（０９）が生成する。次いで、この燃料ストリーム（０９）は、水素添加触媒を備えた水素添加脱硫器（Ｄ）に供給される。ここで、一次燃料（０１）中に存在する有機硫黄化合物は水素添加されるが、これに必要な水素はクリーン燃料（０４）の初期の改質により提供される。熱交換器（Ｈ３）は、燃料電池の運転時に熱を供給する。次いで、燃料ストリームは、硫黄化合物が吸着されている吸着剤ベッドに供給される。その結果、後に続くプロセスに適した脱硫された燃料ストリーム（１０）が得られる。
【００３３】
次いで、脱硫された燃料ストリーム（１０）は、蒸気予備改質器（Ｆ）に供給される。
ここで、蒸気予備改質器（Ｆ）への蒸気は、ストリームスプリッター（Ｓ２）と熱交換器（Ｈ５）を介してメイン水供給ライン（０３）から供給される。これにより得られる予備改質された燃料ストリーム（１１）は改質器（Ｇ）に送られ、そこでさらに改質され完全に改質された燃料（１２）が生成する（図面では、燃料電池のアノードには内部改質能力はない）。燃料電池の運転時には、改質燃料（１２）をアノード排気（１４）の回収部（１７）と混合し、燃料電池用供給ストリーム（１３）を形成し、後者は燃料電池（Ｈ）（アノード）に供給される。燃料電池（Ｈ）のカソード（別々には図示していない）には、熱交換器（Ｈ４）を介して空気（０２）が供給される。
【００３４】
図面から明らかなように、上流のプロセスに蒸気と熱を供給するために、アノード排気（１４）を用いることができる。上流のプロセス及び部材に熱を供給するために、カソード排気（１５）も用いることができる。アノード排気（１４）とカソード排気（１５）の一部を触媒燃焼器（Ｉ）の中で燃焼させる。
【００３５】
図示されたシステムは、アノードに内部改質機能を持った燃料電池に使用できるように変更することができる。この場合、システムのデザインの大きな違いは、改質器（Ｇ）が除かれる点である。
【００３６】
本明細書及び以下のクレームを通して、文脈において必要がなければ、「有する」という用語や、「含む」や「備える」等の変形は、示された要素又は工程あるいは示された要素群又は工程群を含むことを意味するものであり、他の要素又は工程あるいは他の要素群又は工程群を排除するものではない。
【図１】
2005532660.tif 000003
【国際調査報告】
2005532660.tif 000004
2005532660.tif 000005
2005532660.tif 000006