(57)【要約】  燃料装置（１０）は、脱硫反応器（１２）と、接触部分酸化反応器（１４）と、燃焼器（１６）と、プレリフォーマ（１８）と、脱硫反応器（１２）に炭化水素燃料を供給する手段（２０）と、接触部分酸化反応器（１４）に空気を供給する手段（２４）と、燃焼器（１６）に空気を供給する手段（２４）とを含んでいる。脱硫反応器（１２）は、第１の作動モード、第２の作動モード、及び第３の作動モードにおいて接触部分酸化反応器（１４）、第１の作動モードにおいて燃焼器（１６）、及び第３の作動モードにおいてプレリフォーマ（１８）に脱硫した炭化水素燃料を供給するように構成されている。燃焼器（１６）は、第１の作動モードにおいてプレリフォーマ（１８）に酸素欠乏空気及び水蒸気を供給するように構成されている。接触部分酸化反応器（１４）は、３つの全ての作動モードにおいて脱硫反応器（１２）に水素を供給するように構成されている。接触部分酸化反応器（１４）は、３つの全ての作動モードにおいてプレリフォーマ（１８）に水素を供給するように構成されており、プレリフォーマ（１８）は燃料電池装置に生成ガスを供給するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池装置用の燃料処理装置の動作方法であって、
（ａ）第１の作動モードにおいて該燃料電池装置に安全ガスを供給すること；
（ｂ）第２の作動モードにおいて該燃料電池装置に合成ガスを供給すること；及び
（ｃ）第３の作動モードにおいて該燃料電池装置に、処理した炭化水素燃料を供給することを含むことを特徴とする燃料電池装置用の燃料処理装置の動作方法。
【請求項２】
前記第１のモードが、前記燃料電池装置の起動状態及び／又は停止状態である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のモードが、前記燃料電池装置のホットアイドル状態及び／又は部分負荷状態である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第３のモードが、前記燃料電池装置の平常状態である請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の作動モードが、炭化水素燃料を脱硫すること、該脱硫した炭化水素燃料の接触部分酸化を行って合成ガスを生成すること、該脱硫した炭化水素燃料を燃焼させて酸素欠乏ガスを生成すること、及び、該合成ガスと該酸素欠乏ガスとを混合して安全ガスを生成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の作動モードが、炭化水素燃料を脱硫すること、及び、該脱硫した炭化水素燃料の接触部分酸化を行って合成ガスを生成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の作動モードが、炭化水素燃料を脱硫すること、該脱硫した炭化水素燃料の接触部分酸化を行って合成ガスを生成すること、該合成ガスを該脱硫した炭化水素燃料と混合すること、及び該脱硫した炭化水素燃料を予備改質して処理した炭化水素燃料を生成することを含む請求項１に方法。
【請求項８】
前記脱硫が、合成ガスと前記炭化水素燃料とを混合させることにより、前記合成ガス中の水素と前記炭化水素燃料中の硫黄化合物とを反応させて硫化水素を生成することを含む請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記脱硫が、前記硫化水素を吸着することを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記脱硫した炭化水素燃料の予備改質が、水素化分解を含む請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
燃料電池装置用の燃料処理装置（１０）であって、
第１の作動モードにおいて該燃料電池装置に安全ガスを供給する手段；
第２の作動モードにおいて該燃料電池装置に合成ガスを供給する手段；及び
第３の作動モードにおいて該燃料電池装置に、処理した炭化水素燃料を供給する手段
を含むことを特徴とする燃料電池装置用の燃料処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の燃料処理装置（１０）であって、脱硫反応器（１２）と、接触部分酸化反応器（１４）と、燃焼器（１６）と、プレリフォーマ（１８）と、該脱硫反応器（１２）に炭化水素燃料を供給する手段（２０）と、該接触部分酸化反応器（１４）に空気を供給する手段（２４）と、該燃焼器（１６）に空気を供給する手段（２４）とを含んでおり、該脱硫反応器（１２）が、該接触部分酸化反応器（１４）、該燃焼器（１６）、及び該プレリフォーマ（１８）に脱硫した炭化水素燃料を供給するように構成されており、該燃焼器（１６）が、該プレリフォーマ（１８）に酸素欠乏空気及び水蒸気を供給するように構成されており、該接触部分酸化反応器（１４）が該脱硫反応器（１２）に水素を供給するように構成されており、該接触部分酸化反応器（１４）が該プレリフォーマ（１８）に水素を供給するように構成されており、かつ該プレリフォーマ（１８）が燃料電池装置に生成ガスを供給するように構成されている燃料処理装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の燃料処理装置（１０）であって、脱硫反応器（１２）と、接触部分酸化反応器（１４）と、燃焼器（１６）と、プレリフォーマ（１８）と、該脱硫反応器（１２）に炭化水素燃料を供給する手段（２０）と、該接触部分酸化反応器（１４）に炭化水素燃料を供給する手段（２０）と、該接触部分酸化反応器（１４）に空気を供給する手段（２４）と、該燃焼器（１６）に空気を供給する手段（２４）とを含んでおり、該脱硫反応器（１２）が、該燃焼器（１６）及び該プレリフォーマ（１８）に脱硫した炭化水素燃料を供給するように構成されており、該燃焼器（１６）が該プレリフォーマ（１８）に酸素欠乏空気及び水蒸気を供給するように構成されており、該接触部分酸化反応器（１６）が該脱硫反応器（１２）に水素を供給するように構成されており、かつ該プレリフォーマ（１８）が燃料電池装置に生成ガスを供給するように構成されている燃料処理装置。
【請求項１４】
前記脱硫反応器（１２）が、水素を前記炭化水素燃料中の硫黄と反応させる水素化脱硫触媒を含む請求項１２又は１３に記載の燃料処理装置。
【請求項１５】
前記脱硫触媒が、モリブデン酸ニッケル及び／又はモリブデン酸コバルトを含む請求項１４に記載の燃料処理装置。
【請求項１６】
前記脱硫反応器（１２）が、硫化水素を吸収するための酸化亜鉛及び銅ドープ酸化亜鉛を含む請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の燃料処理装置。
【請求項１７】
前記プレリフォーマ（１８）が予備改質触媒を含む請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の燃料処理装置。
【請求項１８】
前記予備改質触媒が水素化分解触媒を含む請求項１７に記載の燃料処理装置。
【請求項１９】
前記触媒がニッケル又はコバルトを含む請求項１７又は１８に記載の燃料処理装置。
【請求項２０】
前記接触部分酸化反応器（１６）が部分酸化触媒を含む請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の燃料処理装置。
【請求項２１】
前記部分酸化触媒がコバルト、ニッケル、鉄、白金、ロジウム、ルテニウム、又はモリブデンのうちの１つ以上を含む請求項２０に記載の燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置用の燃料処理装置、及び燃料電池装置用の燃料処理装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池からの水素及び水蒸気を含有するアノードオフガスが供給されると共に、炭化水素燃料が供給されるプレリフォーマを備える燃料電池装置を提供することが欧州特許第０６７３０７４Ｂ１により知られている。このプレリフォーマは、炭化水素燃料の低温水蒸気改質に適した触媒と炭化水素燃料の部分酸化改質に適した触媒とを含んでいる。このプレリフォーマはまた炭化水素燃料の水素化脱硫に適した触媒を含む。
【０００３】
このような構成に伴う問題は、燃料電池装置の低電力負荷状態又は開路状態にて、燃料電池が低温水蒸気改質反応のために水蒸気を生成しないことである。このような構成に伴うさらなる問題は、炭化水素燃料の水素化脱硫が、水素であるアノードオフガスの速度及び再循環に応じて決まり、また燃料電池装置の動作条件に応じて決まることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、上記課題を少なくとも低減しあるいは克服する燃料電池装置用の新規な燃料処理装置、及び燃料電池装置用の燃料処理装置を作動させる新規な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】
【０００５】
したがって、本発明は、燃料電池装置用の燃料処理装置であって、第１の作動モードにおいて燃料電池装置に安全ガスを供給する手段と、第２の作動モードにおいて燃料電池装置に合成ガスを供給する手段と、第３の作動モードにおいて燃料電池装置に被処理炭化水素燃料を供給する手段とを含む燃料電池装置用の燃料処理装置を提供する。
【０００６】
好ましくは、燃料装置は、脱硫反応器と、接触部分酸化（触媒部分酸化）反応器と、燃焼器と、プレリフォーマと、脱硫反応器に炭化水素燃料を供給する手段と、接触部分酸化反応器に空気を供給する手段と、燃焼器に空気を供給する手段とを含み、脱硫反応器が、接触部分酸化反応器、燃焼器、及びプレリフォーマに脱硫した炭化水素燃料を供給するように構成されており、燃焼器がプレリフォーマに酸素欠乏空気及び水蒸気を供給するように構成されており、接触部分酸化反応器が脱硫反応器に水素を供給するように構成されており、接触部分酸化反応器がプレリフォーマに水素を供給するように構成されており、かつプレリフォーマが燃料電池装置に生成ガスを供給するように構成されている。
【０００７】
あるいは、燃料装置は、脱硫反応器と、接触部分酸化反応器と、燃焼器と、プレリフォーマと、脱硫反応器に炭化水素燃料を供給する手段と、接触部分酸化反応器に炭化水素燃料を供給する手段と、接触部分酸化反応器に空気を供給する手段と、燃焼器に空気を供給する手段とを含み、脱硫反応器が、燃焼器及びプレリフォーマに脱硫した炭化水素燃料を供給するように構成されており、燃焼器がプレリフォーマに酸素欠乏空気及び水蒸気を供給するように構成されており、接触部分酸化反応器が脱硫反応器に水素を供給するように構成されており、かつプレリフォーマが燃料電池装置に生成ガスを供給するように構成されている。
【０００８】
本発明はまた、燃料電池装置用の燃料処理装置の動作方法であって、
（ａ）第１の作動モードにおいて燃料電池装置に安全ガスを供給すること；
（ｂ）第２の作動モードにおいて燃料電池装置に合成ガスを供給すること；及び
（ｃ）第３の作動モードにおいて燃料電池装置に処理した炭化水素燃料を供給すること
を含む燃料電池装置用の燃料処理装置の動作方法を提供する。
【０００９】
第１の作動モードは、燃料電池装置の起動状態及び／又は停止状態である。
【００１０】
第２の作動モードは、燃料電池装置のホットアイドル状態及び／又は部分負荷状態である。
【００１１】
第３の作動モードは、燃料電池装置の平常状態である。
【００１２】
第１の作動モードは、炭化水素燃料を脱硫すること、該脱硫した炭化水素燃料の接触部分酸化を行って合成ガスを生成すること、脱硫した炭化水素燃料を燃焼させて酸素欠乏ガスを生成すること、及び合成ガスを酸素欠乏ガスと混合して安全ガスを生成することを含む。
【００１３】
第２の作動モードは、炭化水素燃料を脱硫すること、及び、該脱硫した炭化水素燃料の接触部分酸化を行って合成ガスを生成することを含む。
【００１４】
第３の作動モードは、炭化水素燃料を脱硫すること、該脱硫した炭化水素燃料の接触部分酸化を行って合成ガスを生成すること、合成ガスを脱硫した炭化水素燃料と混合すること、及び該脱硫した炭化水素燃料を予備改質して被処理炭化水素燃料を生成することを含む。
【００１５】
脱硫は、合成ガスと炭化水素燃料とを混合することにより、合成ガス中の水素と炭化水素燃料中の硫黄化合物とを反応させて硫化水素を生成することを含む。
【００１６】
脱硫は硫化水素を吸着することを含む。
【００１７】
脱硫した炭化水素燃料の予備改質は水素化分解を含む。
【００１８】
安全ガスは低分圧の水素及び低分圧の一酸化炭素を含む。安全ガスはおよそ５体積％の可燃性ガスを含有し、残りは不燃性ガスである。
【００１９】
合成ガスは高分圧の水素及び高分圧の一酸化炭素を含む。合成ガスはおよそ３３体積％の水素及び１７体積％の一酸化炭素を含有し、残りは不燃性ガスである。
【００２０】
次に、本発明を添付の図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明による燃料電池装置用の燃料処理装置１０は、図１に示すように、水素化脱硫反応器１２と、接触部分酸化反応器１４と、燃焼器１６と、プレリフォーマ１８とを含んでいる。また、水素化脱硫反応器１２に管２２を介して炭化水素燃料を供給する手段２０と、接触部分酸化反応器１４に管２６を介して空気を供給する手段２４と、燃焼器１６に管２８及び弁３０を介して空気を供給する手段２４とを有する。水素化脱硫反応器１２は、管３２及び弁３４を介してプレリフォーマ１８に接続されている。水素化脱硫反応器１２は、管３２及び３６を介して接触部分酸化反応器１４に接続されている。水素化脱硫反応器１２はまた、管３２及び３８並びに弁４０を介して燃焼器１６に接続されている。燃焼器１６は、管４２及び３２を介してプレリフォーマ１８に接続されている。接触部分酸化反応器１４は、管４４及び３２を介してプレリフォーマ１８に接続されている。接触部分酸化反応器１４は、管４６及び再循環手段５４を介して水素化脱硫反応器１２に接続されており、この再循環手段は、エジェクタ、ファン、ポンプ等を含み得る。プレリフォーマ１８は、管４８を介して燃料電池装置又は他の装置に接続され、生成ガスを供給する。
【００２２】
炭化水素燃料を供給する手段２０は例えば、天然ガス供給部である。空気を供給する手段２４は、燃料電池装置の圧力容器内にある空気圧縮機、ポンプ、又は空気供給源とすることができる。
【００２３】
さらに、必要があれば、接触部分酸化反応器１４を分離させるために、管２６内に弁５０を、また管３６内に弁５２を設けてもよい。
【００２４】
燃料処理装置１０は多数の機能を行うように構成されている。第一に、燃料処理装置１０は、炭化水素燃料から硫黄を除去するように構成されており、それにより、硫黄の濃度が燃料電池の触媒及び部品にとって許容されるものとなり得るようになっている。第二に、燃料処理装置１０は、炭化水素を低分圧の水素及び低分圧の一酸化炭素を含有するガス混合物（「安全ガス」としても知られている）に転化するように構成されている。「安全ガス」はおよそ５体積％の可燃性ガスを含有し、残りは不燃性ガスである。第三に、燃料処理装置１０は、炭化水素燃料を高分圧の水素及び高分圧の一酸化炭素を含有するガス混合物（「合成ガス」又は「シンガス」としても知られている）に転化するように構成されている。「合成ガス」はおよそ３３体積％の水素及び１７体積％の一酸化炭素を含有し、残りは不燃性ガスである。最後に、燃料処理装置１０は、高次の炭化水素、例えばエタン、エテン、プロパン、プロペン、ブタン、ブテン等をメタンに変換することによって除去するように構成されている。
【００２５】
接触部分酸化反応器１４は、水素化脱硫反応器１２に水素を連続供給するように構成されている。接触部分酸化反応器１４はまた、燃料電池装置の起動の際にプレリフォーマ１８に水素を供給するように構成されている。燃料電池装置の起動の際、水素及び一酸化炭素が過剰な不燃性ガスと組み合わさって安全ガスを形成する。接触部分酸化反応器１４はまた、燃料電池装置がホットアイドル状態及び部分負荷状態である場合に、燃料電池装置に水素及び一酸化炭素を供給するように構成されている。燃料電池装置がホットアイドル状態及び部分負荷状態である場合、水素及び一酸化炭素が不燃性ガスと組み合わさって合成ガスを形成する。
【００２６】
燃焼器１６は、燃料電池装置の起動及び停止の際にプレリフォーマ１８に酸素欠乏空気及び水蒸気を供給するように構成されている。燃焼器１６はまた、起動の際に他の反応器に熱を供給することができ、それにより、それらの反応器が可能な限り迅速に動作温度に達するようになっている。
【００２７】
プレリフォーマ１８は、２以上の炭素原子を有する高次の炭化水素の予備改質を行うように構成されており、それにより、燃料電池装置内での高次の炭化水素の熱分解を防止するようになっている。高次の炭化水素の予備改質は、水素化分解、水蒸気改質、二酸化炭素改質、接触部分酸化、又はこれらの反応の任意の組み合わせによるものである。優勢な反応は水素化分解である。
【００２８】
動作にあたっては、炭化水素燃料（例えば天然ガス）は、炭化水素燃料を供給する手段２０から管２２を介して水素化脱硫反応器１２に供給される。まず、接触部分酸化反応器１４は、水素化脱硫反応器１２から管３２及び３６を介して、炭化水素燃料としての天然ガスを、いかなる硫黄も除去されることなく供給され、このとき弁５０及び５２は開いている。接触部分酸化反応器１４は、触媒の硫黄被毒に対応するように又は耐性があるように設計されている。さらに、接触部分酸化反応器１４は、管２６を介して空気供給手段２４から空気を供給される。空気は、適した空気対燃料比で接触部分酸化反応器１４に供給される。接触部分酸化反応器１４は、炭化水素燃料である天然ガスと空気とを、高分圧の水素及び一酸化炭素を含有するガス流（例えば合成ガス）に変換する。ガス流は、水素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、及び窒素を含有する。
【００２９】
水素化脱硫反応器１２は、接触部分酸化反応器１４により、管４６及び２２並びに再循環手段５４を介して、高分圧の水素及び一酸化炭素を含有する合成ガスのガス流を供給され、このガス流は、炭化水素燃料を供給する手段２０によって供給される炭化水素燃料としての天然ガスと混合される。接触部分酸化反応器１４により供給される水素は、炭化水素燃料としての天然ガス中に存在する硫黄化合物と反応し、この硫黄化合物を硫化水素に変換する。硫化水素は水素化脱硫反応器１２内の酸化亜鉛層に吸収される。このとき、水素化脱硫反応器１２から供給された炭化水素燃料としての天然ガスは非常に低濃度の硫黄を含有している。
【００３０】
水素化脱硫反応器１２から接触部分酸化反応器１４への炭化水素燃料の供給、及び接触部分酸化反応器１４から水素化脱硫反応器１２への合成ガスの再循環は、燃料処理装置１０の全ての作動モード中に起こる。
【００３１】
燃料電池装置の起動状態及び停止状態においては、燃焼器１６は管３２及び３８並びに弁４０を介して、脱硫した炭化水素燃料である天然ガスを供給される。空気が、管２８及び弁３０を介して、空気を供給する手段２４から燃焼器１６に供給される。炭化水素燃料である天然ガスは空気中で燃焼して酸素欠乏ガス流を生成する。酸素欠乏ガス流は、燃焼器１６によって管４２及び３２を介してプレリフォーマ１８に供給され、同時に、大量の「合成ガス」が接触部分酸化反応器１４によって管４４及び３２を介してプレリフォーマ１８に供給され、酸素欠乏ガス流と混合されて、およそ５体積％の可燃性ガスを含有する還元ガス混合物（例えば「安全ガス」）を生成する。安全ガスはプレリフォーマ１８から管４８を介して燃料電池装置に供給される。「安全ガス」は、固体酸化物形燃料電池装置の温度が３５０℃よりも高い場合に燃料電池装置に供給され、「合成ガス」又は「被処理メタン」を必要としない。少量の「合成ガス」が、管４６及び２２並びに再循環手段５４を介して水素化脱硫反応器１２に供給される。この作動モード中、弁３０及び４０は開いており、弁３４は閉じており、弁５０及び５２は開いている。
【００３２】
燃料電池装置のホットアイドル状態及び部分負荷状態においては、再循環した燃料電池アノードオフガス中には、燃料電池装置内でのリフォーマで水蒸気メタン改質を行うには不十分な水蒸気しか存在しない。水蒸気改質を行わない燃料処理装置が必要とされる。燃料電池装置のホットアイドル状態及び部分負荷状態において、水素化脱硫反応器１２は、管３２及び３６並びに弁５２を介して接触部分酸化反応器１４に脱硫した炭化水素燃料としての天然ガスの供給を増やす。接触部分酸化反応器１４は、管４４及び３２を介してプレリフォーマ１８に大量の「合成ガス」を供給し、管４６及び２２並びに再循環手段５４を介して水素化脱硫反応器１２に少量の「合成ガス」を供給する。弁３０、３４、及び４０は閉じている。接触部分酸化反応器１４は、プレリフォーマ１８並びに管４４、３２、及び４８を介して燃料電池装置に大量の「合成ガス」を供給する。
【００３３】
燃料電池装置の平常状態では、再循環した燃料電池アノードオフガス中には、燃料電池装置内のリフォーマで水蒸気メタン改質を行うには不十分な水蒸気しか存在しない。主としてメタンであると共に、可能な限り低濃度の硫黄化合物及び高濃度の炭化水素を含有する燃料を供給する燃料処理装置が必要とされる。燃料電池装置の平常状態においては、水素化脱硫反応器１２は管３２及び３６並びに弁５２を介して接触部分酸化反応器１４に天然ガスである十分に脱硫した炭化水素燃料を供給するように構成されており、それにより、「合成ガス」である十分な水素が接触部分酸化反応器１４によって生成され、管４６及び２２並びに再循環手段５４を介して水素化脱硫反応器１２に供給されて、次いで、水素化脱硫反応器１２が天然ガスである炭化水素燃料を脱硫することが可能となる。残存している「合成ガス」は、接触部分酸化反応器１４によって管４４及び３２を介してプレリフォーマ１８に供給される。さらに、水素化脱硫反応器１２は、管３２及び弁３４を介してプレリフォーマ１８に脱硫した炭化水素燃料を供給する。プレリフォーマ１８は、水素化分解により、天然ガスである炭化水素燃料中の高濃度の炭化水素を実質的にメタンに変換し、プレリフォーマ１８はこのメタンを、管４８を介して燃料電池装置に供給する。弁３０及び４０は閉じられている。
【００３４】
水素化脱硫反応器１２は、硫化水素及び水素化脱硫触媒（例えばモリブデン酸ニッケル及び／又はモリブデン酸コバルト）を吸着するために、酸化亜鉛及び銅をドープした酸化亜鉛を含む。
【００３５】
接触部分酸化反応器１４は、部分酸化触媒、例えばコバルト、ニッケル、鉄、白金、ロジウム、ルテニウム、又はモリブデンの１種以上を含む。
【００３６】
プレリフォーマ１８は、水素化分解触媒（例えばニッケル又はコバルト）である予備改質触媒を含む。
【００３７】
本発明の利点は、燃料電池装置が低負荷状態又は開路状態である場合、燃料処理装置が燃料電池装置に「合成ガス」を供給するが、この供給は、燃料電池装置によるいかなる追加の処理も必要としない、例えば水蒸気を必要としないことである。接触部分酸化反応器は、燃料電池装置の状態に関係なく、制御された脱硫プロセスを提供するため、燃料電池装置の負荷状態に従う必要がない。
【００３８】
他の利点は、プレリフォーマが主として水素化分解を用いて高次の炭化水素燃料をメタンに変換することである。水素化分解は、水蒸気改質が必要とする水又は水蒸気の外部供給を必要とせず、高次の炭化水素燃料（メタンではない）を選択的に処理するのに反応条件を慎重に調整する必要がない。
【００３９】
さらなる利点は、水素化脱硫反応器、燃焼器、部分酸化反応器、及びプレリフォーマの一体化により、燃料処理装置プロセスがより単純となり、部品数が減ることになることである。熱管理がより容易となり、１つの反応器内で生じた熱を別の反応器に用いることもできる。この結果、天然ガスである炭化水素燃料の熱量の損失が低くなり、最小限にとどめられる。
【００４０】
水素化分解は通常、水素が炭素原子間の単結合を有する炭化水素分子と反応して、炭素結合を壊すことで２種の他の低次の炭化水素分子を生成する反応である。
例１：プロパン＋水素＝エタン＋メタン、
例２：トルエン＋水素＝ベンゼン＋メタン、
例３：ブタン＋水素＝エタン＋エタン。
【００４１】
図２に示す、本発明による燃料電池装置用の代替的な燃料処理装置１１０は、水素化脱硫反応器１２と、接触部分酸化反応器１４と、燃焼器１６と、プレリフォーマ１８とを含んでいる。また、水素化脱硫反応器１２に管２２及び弁５６を介して炭化水素燃料を供給する手段２０と、接触部分酸化反応器１４に管２６及び弁６０を介して空気を供給する手段２４と、燃焼器１６に管２８及び弁３０を介して空気を供給する手段２４とを有している。水素化脱硫反応器１２は、管３２及び弁３４を介してプレリフォーマ１８に接続されている。接触部分酸化反応器１４は、管２２Ａ及び弁５８を介して炭化水素燃料を供給する手段２０に接続されている。水素化脱硫反応器１２はまた、管３２及び３８並びに弁４０を介して燃焼器１６に接続されている。燃焼器１６は、管４２を介してプレリフォーマ１８に接続されている。接触部分酸化反応器１４は、管４６、水素化脱硫反応器１２、管３２、及び弁３４を介してプレリフォーマ１８に接続されている。接触部分酸化反応器１４は、管４６を介して水素化脱硫反応器１２に接続されている。プレリフォーマ１８は、管４８を介して燃料電池装置又は他の装置に、生成ガスを供給するために接続されている。
【００４２】
燃焼処理装置１１０は、図１を参照しながら説明したのとほぼ同じように動作する。接触部分酸化反応器１４は「合成ガス」の一部を水素化脱硫反応器１２に再循環させるのではなく、「合成ガス」を全て水素化脱硫反応器１２に供給するという点が異なっている。さらに、接触部分酸化反応器１４は天然ガスである未脱硫の炭化水素燃料を供給されるため、接触部分酸化反応器１４は、燃料処理装置１１０の寿命のために硫黄化合物に対して耐性があるか若しくはより耐性がある必要があるか、又は、時々交換されねばならないであろう。
【００４３】
本燃料処理装置は、燃料電池装置、特に固体酸化物形燃料電池装置への燃料の供給に適用可能である。しかしながら、本燃料処理装置は、他の化学プロセスへの燃料の供給にも適するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による燃料処理装置を示す図である。
【図２】本発明による代替的な燃料処理装置を示す図である。
【図１】
2008532920.tif 000003
【図２】
2008532920.tif 000004
【国際調査報告】
2008532920.tif 000005
2008532920.tif 000006
2008532920.tif 000007