(57)【要約】【課題】シフト反応器の下流側の水素リッチガスを適当な状態に調整することができる一酸化炭素低減装置及び熱交換器を提供する。【解決手段】水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を生じるシフト反応器３と、シフト反応後の水素リッチガスを冷却して、水素リッチガスに含有される水分の少なくとも一部を凝縮除去する冷却部４ａと、冷却部４ａにより冷却された水素リッチガスを加熱する加熱部４ｂと、を備える。さらにＰｒＯｘ反応器７を備える。冷却部４ａにおいて水素リッチガスの湿度を低減し、加熱部４ｂにおいて加熱することにより、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスを適切な湿度・温度に調整する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を生じるシフト触媒部と、
シフト反応後の水素リッチガスを冷却して、水素リッチガスに含有される水分の少なくとも一部を凝縮除去する冷却部と、
前記冷却部により冷却された水素リッチガスを加熱する加熱部と、を備えることを特徴とする一酸化炭素低減装置。
【請求項２】
前記冷却部より下流側に、少なくとも一部の水分が凝縮除去された水素リッチガス中のＣＯをさらに低減する選択酸化反応を生じる選択酸化触媒部を備え、
前記加熱部を以って、水素リッチガスを選択酸化反応に適した温度に加熱する請求項１に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項３】
前記冷却部として、水素リッチガスが流通する第二流路と、水素リッチガスを冷却する冷媒が流通する冷媒流路と、を熱交換に構成し、前記第二流路から分岐した凝縮水を排除する排出路を設ける請求項２に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項４】
前記選択酸化触媒部を、前記加熱部の下流側に備え、
前記冷却部を流通した冷媒を用いて、前記選択酸化触媒部の温度調整を行う請求項３に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項５】
前記加熱部として、前記冷却された水素リッチガスが流通する第三流路と、水素リッチガスを加熱する熱媒が流通する熱媒流路と、を熱交換可能に構成する請求項２に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項６】
前記熱媒流路を、前記冷却部に流入する以前の比較的高温な水素リッチガスが流通する第一流路とし、
前記第一流路と前記第三流路と、を熱交換可能に構成する請求項５に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項７】
前記第三流路を形成した熱交換層と、前記第一流路を形成した熱交換層と、を交互に積層することにより熱交換可能に構成する請求項６に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項８】
前記冷却部として、水素リッチガスが流通する第二流路と、水素リッチガスを冷却する冷媒が流通する冷媒流路と、を熱交換可能に構成し、
前記加熱部として、前記冷却部に流通する以前の水素リッチガスが流通する第一流路と、前記冷却部を流通した後の水素リッチガスが流通する第三流路と、を熱交換可能に構成し、
水素リッチガスを、前記第一流路、前記第二流路、前記第三流路の順に流通させる請求項２に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項９】
前記第一流路に、シフト反応を促進するシフト触媒を担持させることにより、前記シフト触媒部と前記第一流路と、を一体化する請求項６に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項１０】
前記第三流路に、選択酸化反応を促進する選択酸化触媒を担持させることにより、前記選択酸化触媒部と前記第三流路を一体化する請求項５に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項１１】
前記冷却部の圧力を、前記選択酸化触媒部の圧力より低くする圧力調整手段を備える請求項２に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項１２】
前記選択酸化触媒部に供給される水素リッチガス中の水分を検知する水分検知手段と、
前記水分検知手段の出力に応じて、前記冷却部を流通する冷媒の流量を補正する冷媒流量補正手段と、を備える請求項３に記載に一酸化炭素低減装置。
【請求項１３】
前記選択酸化触媒部に供給される水素リッチガス中の水分を検知する水分検知手段と、
前記シフト触媒部におけるシフト反応に用いる水分を、水素リッチガス中に混入する水分供給手段と、
前記水分検知手段の出力に応じて、前記水分供給手段により水素リッチガスに混入する水分量を補正する水分供給量補正手段と、を備える請求項２に記載の一酸化炭素低減装置。
【請求項１４】
第一流路と、第三流路とを熱交換可能に配置し、
前記第一流路の下流側に第二流路を配置し、
前記第二流路と熱交換可能に冷媒流路を設け、
前記第一流路から、前記第二流路を経て前記第三流路へとガスを流すことにより、ガス中の一部の液体成分を凝縮除去すると共に、ガス温度を調整することを特徴とする熱交換器。
【請求項１５】
少なくとも前記第一流路を構成した熱交換層と、少なくとも前記第三流路を構成した熱交換層とを、プレートを介して交互に積層することにより熱交換可能に構成する請求項１４に記載の熱交換器。
【請求項１６】
前記ガスとして、水分を含む水素リッチガスを流通させ、
水素リッチガス中の水分の少なくとも一部を凝縮除去すると共に、水素リッチガスの温度を調整する請求項１４に記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記第一流路に、水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を促進するシフト触媒を担持させる請求項１６に記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記第三流路に、水素リッチガス中のＣＯを低減するＣＯ選択酸化反応を促進する選択酸化触媒を担持させ、前記第一流路との間で熱交換を行うことにより、前記第三流路を選択酸化反応に適した温度に維持する請求項１６に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一酸化炭素除去装置および熱交換器に関する。特に、シフト反応後の水素リッチガスの湿度および温度を調整する構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素リッチガス中のＣＯを低減する技術として、水分との反応であるシフト反応（（１）式）と、酸化剤との反応である選択酸化反応（（２）式）と、が知られている。
【０００３】
【化１】
シフト反応  ：ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２・・・（１）
選択酸化反応：２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２・・・（２）
シフト反応は、Ｈ２消費の面から選択酸化反応に先立って行われる。
【０００４】
シフト反応の速度を高めるためには、（１）式左辺における水分濃度を増加させることが有効である。このため、シフト反応に先立って、水素リッチガスへ水分を混合する構成がとられることが多い。例えば、改質器とシフト反応器との間において、水素リッチガスに水を混合してシフト反応に用いる水分を供給している（例えば、特許文献１、参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８３６２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとしている問題点】
以上のように、シフト反応の速度を高めるためには、シフト反応器における水分濃度をより高くすればよい。しかし、水分濃度を高くし過ぎると、下流の選択酸化反応器において水素リッチガスの湿度が上昇し、凝縮する場合がある。この高湿度や凝縮水は、選択酸化反応を阻害する要因となる。このように、従来の技術においては、シフト反応の速度を高めるために水分濃度を高くすると、選択酸化反応の速度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題を鑑みて、シフト反応器の下流側の水素リッチガスを適当な状態に調整することができる一酸化炭素低減装置及び熱交換器を提供することを目的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、一酸化炭素低減装置として、水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を生じるシフト触媒部と、シフト反応後の水素リッチガスを冷却して、水素リッチガスに含有される水分の少なくとも一部を凝縮除去する冷却部と、前記冷却部により冷却された水素リッチガスを加熱する加熱部と、を備える。
【０００９】
また、熱交換器として、第一流路と第三流路とを熱交換可能に配置し、前記第一流路の下流側に第二流路を配置し、前記第二流路と熱交換可能に冷媒流路を設ける。前記第一流路から、前記第二流路を経て前記第三流路へとガスを流すことにより、ガス中の一部の液体成分を凝縮除去すると共に、ガス温度を調整する。
【００１０】
【作用及び効果】
シフト反応後の水素リッチガスを冷却して、水素リッチガスに含有される水分の少なくとも一部を凝縮除去する冷却部と、冷却部により冷却された水素リッチガスを加熱する加熱部と、を備える。これにより、シフト反応後の水素リッチガスの湿度および温度を適切に制御することができる。
【００１１】
また、熱交換器を、第一流路と第三流路とを熱交換可能に配置し、第一流路の下流側に第二流路を配置し、第二流路と熱交換可能に冷媒流路を設け、第一流路から、前記第二流路を経て前記第三流路へとガスを流す。これにより、ガス中の一部の液体成分を凝縮除去すると共に、ガス温度を調整するので、ガスの湿度および温度を適切に制御できる熱交換器を構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に用いる一酸化炭素（以下、ＣＯ）低減装置１の概略構成を図１に示す。
【００１３】
図示しない改質触媒部において生成した水素リッチガス中に水分を供給する水ポンプ２を備える。水素リッチガスへの水分の混合は、水を直接噴霧してもよいし、予め図示しない蒸発器において蒸発させてから混合してもよい。
【００１４】
また、水分を多く含んだ水素リッチガス中のＣＯを、水分を用いたシフト反応により低減するシフト反応器３を備える。シフト反応器３には、式（１）に示すシフト反応を促進するシフト触媒を充填する。例えば、シフト触媒としてＣｕ／ＺｎＯを充填する。このシフト反応の反応速度を大きくするために、ここでは水素リッチガス中に混合する水分量が、反応に用いる量よりも過剰となるように、水ポンプ２の負荷を設定する。
【００１５】
また、シフト反応器３から排出された水素リッチガス中の少なくとも一部の水分を凝縮除去すると共に、温度を調整する熱交換器４を備える。ここでは、熱交換器４を、冷却部４ａと加熱部４ｂとから構成する。まず、冷却部４ａについて説明する。
【００１６】
冷却部４ａでは、水素リッチガスの冷却を行うことにより、水素リッチガス中の少なくとも一部の水を凝縮除去する。ここでは、冷却部４ａを、冷媒を用いた熱交換部とする。例えば、冷媒により、水素リッチガスを水の凝縮温度以下に冷却することで、水素リッチガス中の多くの水分を凝縮除去する。冷却部４ａを、排水バルブ５を介して排水流路３０に連通し、凝縮された水を熱交換器４から排出可能に構成する。
【００１７】
一方、加熱部４ｂでは、冷却部４ａで冷却された水素リッチガスの加熱を行う。ここでは、加熱部４ｂを、熱媒を用いた熱交換部とする。熱媒としては、冷却部４ａに流入される以前の比較的高温の水素リッチガスを用いる。つまり、冷却部４ａに流入される以前の水素リッチガスと、冷却部４ａから排出された後の水素リッチガスとの間で熱交換を行うことにより、熱交換器４から排出される水素リッチガスの温度Ｔを調整する。ここでは、後述するように熱交換器４の下流側に設けたＰｒＯｘ反応器７における反応に適した温度となるように、水素リッチガスの加熱を行う。
【００１８】
つまり、熱交換器４に流入された水素リッチガスは、まず加熱器４ｂを流通する際に放熱する。次に、冷却部４ａを流通する際に温度Ｔが低下することにより、一部の水分が凝縮除去される。さらに、加熱器４ｂを再度流通する際に受熱することにより、温度Ｔが上昇する。このように、熱交換器４においては、水分の少なくとも一部を凝縮除去するとともに、水素リッチガス自身が含有する熱により加熱することにより、水素リッチガスを適切な湿度および温度に調整する。
【００１９】
熱交換器４の下流側には、ＣＯの選択酸化反応を生じるＰｒＯｘ反応器７を備える。ＰｒＯｘ反応器７には、式（２）に示した選択酸化反応を促進する触媒を担持させる。例えば、選択酸化触媒としてＰｔ／Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３を用いる。また、熱交換器４とＰｒＯｘ反応器７の間で水素リッチガスに混入される酸化剤ガス流量を調整する流量バルブ６を備える。
【００２０】
ＰｒＯｘ反応器７において、混入された酸化剤ガスと水素リッチガス中のＣＯとの選択酸化反応を生じることにより、水素リッチガスのＣＯ濃度をさらに低減する。このように生成した低ＣＯ濃度の水素リッチガスを図示しない燃料電池に供給することにより発電を行う。
【００２１】
なお、ここでは選択酸化反応に用いる酸化剤ガスを、熱交換器４の下流側で混入したがこの限りではない。シフト反応器３とＰｒＯｘ反応器７との間であれば、何れの場所から混入してもよい。
【００２２】
次に、上述した構成のＣＯ低減装置１における、水素リッチガスの湿度Ｈおよび温度Ｔの変化について図２を用いて説明する。熱交換器４に流入する際の水素リッチガスの温度ＴをＴ１、湿度ＨをＨ１、ＰｒＯｘ反応器７に流入する際の水素リッチガスの温度ＴをＴ２、湿度ＨをＨ２とする。また、水の凝縮温度をＴ３とし、そのときの湿度ＨをＨ３（＝１００％）とする。さらに、ＰｒＯｘ反応器７に流入する際の水素リッチガスの適切な温度範囲をＴｏ、適切な湿度範囲をＨｏとする。
【００２３】
シフト反応器３から排出され、熱交換器４に供給される水素リッチガスの湿度Ｈ１は、湿度範囲Ｈｏより大きな値となる。また、温度Ｔ１は温度範囲Ｔｏより高くなる。この状態でＰｒＯｘ反応器７に供給された場合には、ＰｒＯｘ反応器７で水の凝縮が生じたり、高湿度が原因で選択酸化反応が効率よく行われなかったりする可能性がある。そこで、熱交換器４において、水素リッチガス中の水分の除去を行う。
【００２４】
加熱部４ｂに供給された水素リッチガスは、放熱することにより温度Ｔが低下する。これに伴って水素リッチガスの湿度Ｈは上昇する。次に冷却部４ａを流通する際には、水素リッチガスは冷媒により冷却されて温度Ｔが低下し、湿度Ｈがさらに上昇する。水素リッチガス温度Ｔが凝縮温度Ｔ３まで低下し、湿度ＨがＨ３に達したら、水素リッチガス中の水分凝縮量が急激に増加する。ここでは、例えば冷媒をこの凝縮温度Ｔ３に設定し、水素リッチガスが凝縮温度Ｔ３に維持されるようにする。これにより、水素リッチガスが過剰に冷却されるのを防ぐことができる。
【００２５】
冷却部４ａから排出された水素リッチガスは、加熱部４ｂ内を再度流通する。ここで、冷却される以前の水素リッチガスからの熱を受け取ることにより温度Ｔが上昇し、これに従って、水素リッチガスの湿度Ｈが低下する。
【００２６】
高温低湿度となった水素リッチガスをＰｒＯｘ反応器７に供給する。このとき、ＰｒＯｘ反応器７に流入する水素リッチガスの温度Ｔ２は、温度Ｔ１より低く、温度Ｔ３よりも高くなる。また、湿度Ｈ２は、湿度Ｈ１、Ｈ３よりも低くなる。この温度Ｔ２および湿度Ｈ２が、それぞれ温度範囲Ｔｏ、湿度範囲Ｈｏ内となるように、熱交換器４における冷媒流量および流路形状を設計する。
【００２７】
ＰｒＯｘ反応器７においては、発熱反応である選択酸化反応が生じるので、水素リッチガスの温度Ｔは上昇し、湿度Ｈは低下する。このとき、水素リッチガスの温度Ｔおよび湿度Ｈが適切に調整されているので、ＰｒＯｘ反応器７において、効率的にＣＯを低減することができる。
【００２８】
なお、上述した熱交換器４の構成は、図３に示したＣＯ低減装置１の一部と同様の構成となる。つまり、上述した熱交換器４として、図３に示したＣＯ低減装置１の一部を用いてもよい。
【００２９】
図３（ａ）には、冷却部４ａとして冷却手段を、加熱部４ｂとして加熱手段を用いた場合を示す。例えば、冷却手段（４ａ）としてはラジエータを、加熱手段（４ｂ）としてはヒータを用いる。
【００３０】
シフト反応後の水分を含む水素リッチガスを冷却手段（４ａ）に流入する。ここで、水素リッチガス中の少なくとも一部の水分を凝縮除去する。次に加熱手段（４ｂ）に流入し、水素リッチガスを所定の温度まで上昇させる。このように高温低湿度に調整した水素リッチガスに酸化剤ガスを混入し、選択酸化反応を行う。その結果、ＰｒＯｘ反応器７における水分凝縮や、高加湿が原因で生じる選択酸化反応の反応率低下を防止することができる。
【００３１】
また、図３（ｂ）には、冷却部４ａとして冷却手段である冷媒を用いた熱交換器を、加熱部４ｂとして加熱手段である熱媒を用いた熱交換器を備える場合を示す。冷媒としては例えば水を用いる。また熱媒としては、冷却手段（４ａ）で冷却される以前の水素リッチガスを用いる。
【００３２】
この場合にも、図３（ａ）と同様に水素リッチガス中の過剰水分は除去され、また、水素リッチガスは所定の温度まで昇温される。このとき、水素リッチガス自身の熱をもって加熱を行っているので、ＣＯ低減装置１の熱効率を向上することができる。
【００３３】
本実施形態では、上述したような図３における冷却手段（４ａ）と加熱手段（４ｂ）を一体化して熱交換器４とし、ＣＯ低減装置１のコンパクト化を図っている。
【００３４】
次に、冷却手段（４ａ）と加熱手段（４ｂ）を一体化に構成した、本実施形態に用いる熱交換器４の構成を、図４を用いて説明する。
【００３５】
熱交換器４を、流路層２０および流路層２２を、プレート２１を介して交互に積層することとにより構成する。流路層２０を水素リッチガスのガス入口８と、比較的高温の水素リッチガスが流れる第一流路９と、水素リッチガス中の水分の少なくとも一部が凝縮される第二流路１０と、マニホールド部１２とから構成する。ここでは、第一流路９内を、水素リッチガスが水平方向に流通するように構成する。また第二流路１０内を、水素リッチガスが下から上に向かって略鉛直方向に流通するように構成する。また、第二流路１０の最下端部には、凝縮された水を排出する排水部１１を備える。排出部１１は、排水バルブ５を介して、排水を行う排水流路３０に連通される。
【００３６】
また、流路層２２を、マニホールド部１４、水素リッチガスを加熱する第三流路１５、水素リッチガスのガス出口１６、冷媒入口１７、冷媒出口１９を備えた冷媒の流通路である冷媒流路１８とから構成する。第三流路１５内を、水素リッチガスが上から下に向かって流れるように構成する。つまり、第一流路９と第三流路１５を、水素リッチガスが略直交して流れるように構成する。また外部から冷媒流路１８に冷媒を導入する冷媒入口１７を上方に、冷媒を外部に排出する冷媒出口１９を下方に構成し、冷媒流路１８を冷媒が下方に向かって流れるように構成する。つまり、第二流路１０を流れる水素リッチガスの主流と略対向して冷媒を流通させる。ここでは、冷媒としては水を用いる。
【００３７】
なお、流路層２２においては、第三流路１５と冷媒流路１８とを隔てる仕切りは、熱伝導性の低い断熱材等により構成するのが好ましい。
【００３８】
また、プレート２１にはマニホールド１３を備える。なお、プレート２１としては、例えば熱伝導性の高い板状部材を用いるのが好ましい。
【００３９】
流路層２０および流路層２２を、プレート２１を介して積層し、熱交換器４を組み立てる。このとき、第一流路９と、第三流路１５とを熱交換可能なように構成する。ここでは、第一流路９と第三流路１５を、プレート２１を介して対峙するように構成する。また、第二流路１０と、冷媒流路１８とを熱交換可能に構成する。ここでは、第二流路１０と冷媒流路１８を、プレート２１を介して対峙するように構成する。つまり、第二流路１０と冷媒流路１８とを熱交換可能に構成することにより、図１における冷却部４ａを構成する。また、第一流路９と第三流路１５とを熱交換可能に構成することにより、図１における加熱部４ｂを構成する。
【００４０】
なお、第一流路９、第二流路１０、第三流路１５には伝熱フィンを備え、熱交換が効率的に行われるように構成するのが好ましい。ここでは、第一流路９、第三流路１５には、波形状のフィンを備え、伝熱面積を増大する。また、第二流路１０にはオフセットフィンを備えることにより熱交換を促進して、水素リッチガス中の水分が効率的に凝縮されるように構成する。
【００４１】
さらに、マニホールド１２、１３、１４を、熱交換器４を組み立てた際に重なるように形成する。つまり、熱交換器４に、マニホールド１２〜１４により積層方向に貫通した流路を形成する。なお、ここでは全てのプレート２１にマニホールド１３を構成したがこの限りではなく、流路層２０および流路層２２の間にすべてプレート２１を介して積層する構造、つまり、流路層２０、プレート２１、流路層２２、プレート２１、流路層２０・・・、というような構造の場合、最低でも一つ置きのプレート２１にマニホールド１３を構成すればよい。
【００４２】
このような構成の熱交換器４において、水素リッチガスは以下のような経路を流れる。
【００４３】
図示しないマニホールド等により分配され、ガス入口８から流路層２０それぞれに供給された水素リッチガスは、第一流路９を流通する。この際、水素リッチガスの温度Ｔは比較的高温であり、積層方向に対峙する第三流路１５に熱を供給する。その結果、図２に示すように、第一流路９を流れる際に水素リッチガスの温度Ｔが低下する。これに伴って水素リッチガスの湿度Ｈが上昇する。
【００４４】
第一流路９を流通した水素リッチガスは、第二流路１０に供給される。第二流路１０では、プレート２１を介して対峙する冷媒流路１８を流れる冷媒と熱交換を行うことにより、水素リッチガスが急激に冷却される。ここでは、凝縮した水は下方部分に回収され、排水部１１から除去される。第二流路１０をオフセットフィン形状に構成することにより気液分離の機能を備えることができる。つまり、第二流路１０内で、図２に示すように、水素リッチガス温度Ｔが低下して水の凝縮温度Ｔ３に達し、ひいては湿度ＨがＨ３（＝１００％）に達して、水素リッチガス中の水分が凝縮除去される。
【００４５】
第二流路１０において、少なくとも一部の水分が凝縮除去された水素リッチガスは、マニホールド１２、１３、１４を介して、流路層２２に形成した第三流路１５に供給される。なお、ここではマニホールド１２〜１４を積層方向に貫通した流路としているので、第三流路１５に供給される水素リッチガスを、積層される流路層２２について均一化することができる。第三流路１５では、第一流路９を流通する水素リッチガスから放出された熱を吸収することにより、水素リッチガスの温度Ｔが上昇する。これに伴って、水素リッチガスの湿度Ｈが低下する。このとき、熱交換器４から排出される水素リッチガスの温度Ｔおよび湿度Ｈが、温度範囲Ｔｏ、湿度範囲Ｈｏに当てはまるように、予め実験等により負荷に応じた冷媒流量を設定しておく。ここでは、下流側のＰｒＯｘ反応器７における選択酸化反応に適した温度・湿度となるように水素リッチガスの温度Ｔおよび湿度Ｈを制御する。
【００４６】
第三流路１５において、高温低湿度となった水素リッチガスを出口１６から取り出し、ＰｒＯｘ反応器７に供給する。これにより、シフト反応器３において、水分濃度を高くしてシフト反応速度を高めた場合などにも、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスの湿度Ｈを低くして選択酸化反応速度を大きくすることができる。
【００４７】
次に、本実施形態における効果ついて説明する。
【００４８】
水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を生じるシフト反応器３と、シフト反応後の水素リッチガスを冷却して、水素リッチガスに含有される水分の少なくとも一部を凝縮除去する冷却部４ａと、冷却部４ａにより冷却された水素リッチガスを加熱する加熱部４ｂと、を備える。これにより、シフト反応によりＣＯ低減した水素リッチガスの湿度Ｈおよび温度Ｔを適切に制御することができる。例えば、水分濃度を高く設定してシフト反応速度を高めた場合にも、シフト反応後の水素リッチガスの温度Ｔ・湿度Ｈを適切に制御することができる。
【００４９】
ここでは、冷却部４ａより下流側に、少なくとも一部の水分が凝縮除去された水素リッチガス中のＣＯをさらに低減する選択酸化反応を生じるＰｒＯｘ反応器７を備え、加熱部４ｂを以って、水素リッチガスを選択酸化反応に適した温度に加熱する。これにより、冷却部４ａにおいて、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガス中の水分を凝縮除去することができるので、凝縮水の生成に伴う選択酸化反応の効率低下を抑制することができる。また、加熱部４ｂにおいて、選択酸化反応に適した温度に加熱するので、ＰｒＯｘ反応器７における反応を適切に行うことができる。
【００５０】
冷却部４ａとして、水素リッチガスが流通する第二流路１０と、水素リッチガスを冷却する冷媒が流通する冷媒流路１８と、を熱交換に構成する。また、第二流路１０から分岐した凝縮水を排除する排水流路３０を設ける。これにより、冷却部４ａを簡単に構成することができる。また、凝縮水を排水する構成を備えることで、ＰｒＯｘ反応器７に水が流入するのを防止することができる。
【００５１】
加熱部４ｂとして、冷却された水素リッチガスが流通する第三流路１５と、水素リッチガスを加熱する熱媒が流通する熱媒流路（９）と、を熱交換可能に構成する。これにより、熱媒流路（９）を流れる冷媒の熱により第三流路１５を流れる水素リッチガスを加熱することができ、水素リッチガスを適切な温度に調整することができる。
【００５２】
特に、ここでは、熱媒流路を、冷却部４ａに流入する以前の比較的高温な水素リッチガスが流通する第一流路９とする。第一流路９と第三流路１５と、を熱交換可能に構成する。これにより、水素リッチガス自身の熱により、水素リッチガスの温度Ｔを調整することができるので、効率のよい温度調整を行うことができる。
【００５３】
第三流路１５を形成した流路層２２と、第一流路９を形成した流路層２０と、を交互に積層することにより熱交換可能に構成する。このように積層構造とすることで、容易に構成することができる。
【００５４】
冷却部４ａとして、水素リッチガスが流通する第二流路１０と、水素リッチガスを冷却する冷媒が流通する冷媒流路１８と、を熱交換可能に構成する。また、加熱部４ｂとして、冷却部４ａに流通する以前の水素リッチガスが流通する第一流路９と、冷却部４ａを流通した後の水素リッチガスが流通する第三流路１５と、を熱交換可能に構成する。水素リッチガスを、第一流路９、第二流路１０、第三流路１５の順に流通させる。これにより、水素リッチガス中の少なくとも一部の水分を凝縮するとともに温度調整可能な構成をコンパクトに構成することができる。このとき、第三流路１５における水素リッチガスの加熱を、第一流路９を流れる水素リッチガス自身の熱により行うので、加熱に伴う効率悪化を避けることができ、システムの効率悪化を抑制しつつ、水素リッチガスの湿度Ｈ・温度Ｔを適切にすることができる。
【００５５】
または、熱交換器４として、第一流路９と、第三流路１５とを熱交換可能に配置し、第一流路９の下流側に第二流路１０を配置し、第二流路１０と熱交換可能に冷媒流路１８を設ける。第一流路９から、第二流路１０を経て第三流路１５へとガスを流すことにより、ガス中の一部の液体成分を凝縮除去すると共に、ガス温度を調整する。このように構成することで、ガスの湿度・温度を調整する熱交換器４をコンパクト化することができるとともに、効率のよい湿度・湿度調整を行うことができる。
【００５６】
このとき、少なくとも第一流路９を構成した流路層２０と、少なくとも第三流路１５を構成した流路層２２とを、プレート２１を介して交互に積層する。これにより、熱交換器４を容易に構成することができる。
【００５７】
ガスとして、水分を含む水素リッチガスを流通させ、水素リッチガス中の水分の少なくとも一部を凝縮除去すると共に、水素リッチガスの温度Ｔを調整する。これにより、シフト反応により水分過剰となった水素リッチガスの湿度Ｈ・温度Ｔを調整することができる。その結果、例えば下流側の反応器であるＰｒＯｘ反応器７において、高湿度・凝縮水が原因で反応速度が低下するのを避けることができる。
【００５８】
次に、第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５９】
ＣＯ低減装置１の構成を図５に示す。図示しない改質触媒部から供給された水素リッチガスに水ポンプ２から吐出された水を混入し、熱交換器４に供給する。ここでは、水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を促進するシフト触媒および選択酸化反応を促進する選択酸化触媒を熱交換器４内に担持する。つまり、シフト反応器３およびＰｒＯｘ反応器７と、熱交換器４とを一体に構成する。なお、第１の実施形態においては、熱交換器４の下流側で酸化剤ガスを混入したが、ここでは、熱交換器４内を流通する水素リッチガスに酸化剤ガスを混入する。
【００６０】
熱交換器４の構成を図６を用いて説明する。
【００６１】
熱交換器４の構成を第１の実施形態と同様の構成とする。ただし、第一流路９にシフト触媒を担持させる。ガス入口８から導入された水素リッチガスが第一流路９を流通する際に、水素リッチガス中のＣＯと水分とのシフト反応が生じてＣＯ濃度が低下する。また、水素リッチガスが第一流路９を流通する際に、第１の実施形態と同様に、第三流路１５側に放熱することにより温度Ｔが低下する。このように、シフト反応器３と第一流路９を一体化して構成することで、ＣＯ低減装置１をコンパクト化することができる。
【００６２】
次に、第二流路１０において、冷媒流路１８を流れる冷媒との熱交換により、水素リッチガス中の一部の水分を凝縮除去する。水分が低減された水素リッチガスは、マニホールド１２を介して、プレート２１に形成したマニホールド１３に達する。ここで、マニホールド１３に連通して酸化剤供給部１３ａを形成する。例えば、プレート２１の側面にマニホールド１３に連通するスリットを形成しこれを酸化剤供給部１３ａとする。図示しない酸化剤ガス用のマニホールド等から酸化剤ガスを分配し、酸化剤供給部１３ａを介してマニホールド１３を流通する水素リッチガスに酸化剤ガスを混入する。
【００６３】
酸化剤ガスを混入された水素リッチガスを第三流路１５に流通させる。第三流路１５には、選択酸化触媒を担持させる。例えば、第三流路１５の下流側にいくほど濃度が高くなるように選択酸化触媒を担持する。第三流路１５を流れる水素リッチガスは、プレート２１を介して第一流路９を流れる水素リッチガスの熱を受け取る。これにより、水素リッチガスは、選択酸化反応に適した温度範囲Ｔｏに到達する。また、担持された選択酸化触媒によりＣＯの酸化反応が促進されるので、水素リッチガスのＣＯ濃度をさらに低減することができる。このように第三流路１５の、特に下流側に選択酸化触媒を担持させることにより、第三流路１５とＰｒＯｘ反応器７を一体化することができるので、ＣＯ低減装置１をコンパクト化することができる。
【００６４】
このように、ＣＯ濃度を低減した水素リッチガスを、図示しない燃料電池に供給することにより発電を行う。
【００６５】
なお、ここでは、第一流路９にシフト触媒を、第三流路１５に選択酸化触媒を充填したが、例えば触媒温度の管理が難しい場合等にはどちらか一方としてもよい。この場合には、第１の実施形態と同様に、熱交換器４の上流側にシフト反応器３を、または下流側にＰｒＯｘ反応器７を配置する。このとき選択酸化反応に用いる酸化剤ガスは、シフト触媒部より下流側かつ選択酸化触媒部より上流側の何れの場所から混入してもよい。
【００６６】
次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第１の実施形態とは異なる効果のみを説明する。
【００６７】
第一流路９に、水素リッチガス中のＣＯを低減するシフト反応を促進するシフト触媒を担持させる。つまり、第一流路９に、シフト反応を促進するシフト触媒を担持させることにより、シフト反応器３と第一流路９と、を一体化する。これにより、ＣＯ低減装置１をコンパクト化することができる。
【００６８】
また、第三流路１５に、水素リッチガス中のＣＯを低減するＣＯ選択酸化反応を促進する選択酸化触媒を担持させ、第一流路９との間で熱交換を行うことにより、第三流路１５を選択酸化反応に適した温度に維持する。つまり、第三流路１５に、選択酸化反応を促進する選択酸化触媒を担持させることにより、ＰｒＯｘ反応器７と第三流路１５を一体化する。これにより、ＣＯ低減装置１をコンパクト化することができる。
【００６９】
次に、第３の実施形態について説明する。ＣＯ低減装置１の構成を図７に示す。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７０】
ＰｒＯｘ反応器７を、触媒層７ａと冷媒層７ｂとから構成する。触媒層７ａには、選択酸化触媒を担持し、水素リッチガスを流通させることにより水素リッチガス中のＣＯを低減する。冷媒層７ｂには、冷媒を流通させて、触媒層７ａを触媒の活性温度に維持する。ここでは、冷媒層７ｂには、熱交換器４における冷媒流路１８を流通した後の冷媒を流通させる。
【００７１】
ＰｒＯｘ反応器７には最適な温度範囲があり、この値は使用する触媒による。例えば、１００℃〜２００℃となる。一方、冷媒の初期温度は約５０℃である。このため、ＰｒＯｘ反応器７の温度調節に初期温度の冷媒を用いると、両者の温度差が大き過ぎるために、ＰｒＯｘ反応器７が過冷却状態になる場合がある。これを避けるために、冷媒を予熱する手段が必要となる。そこで、熱交換器４の冷却部４ａにおいて凝縮熱を吸収した後に、冷媒が冷媒層７ｂを流通する構成とする。つまり、冷媒流路１８を流通した冷媒を、冷媒層７ｂに供給する。これにより、冷媒を予熱する手段を別に設ける必要がなく、シンプルな装置構成とすることができる。
【００７２】
なお、ここでは熱交換器４とは別に、シフト反応器３を備えたが、第２の実施形態と同様に、第一流路９とシフト反応器３を一体化してもよい。
【００７３】
次に、本実施形態の効果を説明する。以下、第１の実施形態とは異なる効果のみを説明する。
【００７４】
ＰｒＯｘ反応器７を、加熱部４ｂの下流側に備え、冷却部４ａを流通した冷媒を用いて、ＰｒＯｘ反応器７の温度調整を行う。これにより、ＰｒＯｘ反応器７の温度調整を行う冷媒の予熱手段を設ける必要がなくなりＣＯ低減装置１をコンパクト化することができる。また、凝縮に伴う放熱を用いて冷媒の予熱を行うので、効率良く予熱を行うことができる。
【００７５】
次に、第４の実施形態について説明する。ＣＯ低減装置１の構成を図８に示す。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７６】
冷却部４ａとＰｒＯｘ反応器７との間に圧力調整を行う圧力調整バルブ２３を備える。ここでは、熱交換器４とＰｒＯｘ反応器７との間に圧力調整バルブ２３を備える。なお、圧力調整バルブ２３と、酸化剤ガスの混入位置との前後関係は問わない。
【００７７】
圧力調整バルブ２３は、冷却部４ａから、加熱部４ｂを経てＰｒＯｘ反応器７に流入する際に、水素リッチガスを減圧する機能を有している。例えば、水素リッチガスを０．３ＭＰａから大気圧に減少させる。これにより、圧力調整バルブ２３の上流側、すなわち冷却部４ａでの水素リッチガスの蒸気圧は、圧力調整バルブ２３の下流側、すなわちＰｒＯｘ反応器７での水素リッチガスの蒸気圧より高くなる。その結果、冷却部４ａにおいて、より多くの水分を凝縮水として除去することができる。
【００７８】
次に、このような構成のＣＯ低減装置１における制御について説明する。
【００７９】
例えば、予め実験等により、圧力調整バルブ２３の下流側、つまりＰｒＯｘ反応器７内が所定の一定圧力となるように、負荷に応じたバルブ開度を設定しておき、これに応じて圧力調整バルブ２３を調整することができる。このときの負荷は、例えば、図示しない改質触媒部に流入される燃料ガス流量とする。
【００８０】
または、ＰｒＯｘ反応器７を一定圧力とする制御に加えて、水素リッチガスの湿度Ｈに応じて圧力調整バルブ２３の開度を補正する制御を行う。ＰｒＯｘ反応器７に流入される水素リッチガスの水分を検出する水分検知手段を備える。ここではＰｒＯｘ反応器７の上流側に、水素リッチガスの湿度Ｈを検出する湿度センサ２４を備える。また、圧力調整バルブ２３の開度を調整するコントローラ２５ａを備える。以下、図９のフローチャートを用いて、コントローラ２５ａで行う制御を説明する。なお、本フローは、改質反応開始後、所定時間、例えば１０ｍｓ毎に繰り返し行う。
【００８１】
ステップＳ１において、運転負荷Ｒを読み込む。これは、図示しないメインコントローラ等により設定した、燃料電池の負荷、改質触媒部に流入される燃料ガス流量等に相当する。次に、ステップＳ２において、運転負荷Ｒが変化しているか否かを判断する。つまり、負荷変化量ΔＲが０であるか否かを判断する。
【００８２】
負荷変化量ΔＲが０の場合には、現在の状態を維持するため、本フローを終了する。一方、負荷変化量ΔＲがあった場合（ΔＲ≠０）には、圧力調整バルブ２３の調整を行うため、ステップＳ３に進む。
【００８３】
ステップＳ３において、圧力調整バルブ２３の開度を、運転負荷Ｒに応じた開度に設定する。ここでは、予め実験等によりＰｒＯｘ反応器７内が所定の一定圧力となるように、運転負荷Ｒに応じたバルブ開度を設定しておく。次に、ステップＳ４において、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスの湿度Ｈを検出する。ステップＳ５において、検出された湿度Ｈが、適切な湿度範囲Ｈｏ内であるか否かを判断する。ここでは、湿度Ｈが上限ＨｏＵＰ以下であるか否かを判断する。ここで、上限ＨｏＵＰは、選択酸化反応器６の反応速度が十分に高く維持できる湿度の上限であり、適切な湿度範囲Ｈｏの上限値である。湿度Ｈが上限ＨｏＵＰ以下の場合には、ＰｒＯｘ反応器７における凝縮や高湿度による効率低下は生じない、または無視できると判断して、本フローを終了する。一方、湿度Ｈが上限ＨｏＵＰより大きい場合には、ステップＳ６に進む。
【００８４】
ステップＳ６では、圧力調整バルブ２３の開度を補正する。湿度Ｈが上限ＨｏＵＰより大きい場合には、水素リッチガス中の水分の除去を促進する必要があるので、圧力調整バルブ２３を閉側に調整することにより、冷却部４ａにおける凝縮量を増大する。このとき、圧力調整バルブ２３を閉側に調整する量は、予め実験等により設定した量とする。または、湿度Ｈと上限ＨｏＵＰの差に応じて設定してもよい。このように、ステップＳ６において、圧力調整バルブ２３の開度の補正を行ったら、本フローを終了する。
【００８５】
なお、第２の実施形態と同様に、第一流路９とシフト反応器３を、第三流路１５とＰｒＯｘ反応器７を一体化してもよい。ただし、この場合には圧力調整手段（圧力調整バルブ２３）は熱交換器４の下流側ではなく、第二流路１０から第三流路１５に移動する部分に設ける必要がある。
【００８６】
次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第１の実施形態とは異なる効果のみを説明する。
【００８７】
冷却部４ａの圧力を、ＰｒＯｘ反応器７の圧力より低くする圧力調整バルブ２３を備える。これにより、冷却部４ａでの水素リッチガスの蒸気圧を、ＰｒＯｘ反応器７での水素リッチガスの蒸気圧より高くすることができ、その結果、冷却部４ａにおいて、より多くの水分を凝縮水として除去することができる。
【００８８】
または、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガス中の水分を検知する湿度センサ２４と、冷却部４ａ内の水素リッチガスの圧力を調整する圧力調整バルブ２３とを備える。ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガス中の水分に応じて圧力調整バルブ２３の開度を補正する。ここでは、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガス中の水分が過剰であると判断された場合には、圧力調整バルブ２３により冷却部４ａ内の圧力を上昇させることで、凝縮水を増大させる。その結果、ＰｒＯｘ反応器７において、水素リッチガス中の水分の過剰による効率低下を確実に低減することができる。
【００８９】
次に、第５の実施形態について説明する。ＣＯ低減装置１の構成を図１０に示す。以下、第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９０】
ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスの水分を検知する水分検知手段を備える。ここでは、ＰｒＯｘ反応器７の上流側に水素リッチガスの湿度Ｈを検出する湿度センサ２４を備える。また、湿度センサ２４の出力に応じて、水ポンプ２を制御するコントローラ２５ｂを備える。つまり、コントローラ２５ｂにおいては、ＰｒＯｘ反応器７に過剰の水分を流入させないように、水素リッチガスに混入する水分流量を調整する。
【００９１】
次に、コントローラ２５ｂにおける制御方法を、図１１のフローチャートを用いて説明する。本フローは、改質反応を開始後、所定時間、例えば１０ｍｓ毎に繰り返し行う。
【００９２】
ステップＳ１１、Ｓ１２において、ステップＳ１、Ｓ２と同様に、運転負荷Ｒを読み込み、負荷変化量ΔＲが０か否かを判断する。負荷変化量ΔＲが０の場合には本フローを終了し、負荷変化量ΔＲが０でない場合には、ステップＳ１３に進む。
【００９３】
ステップＳ１３において、水ポンプ２の吐出量を調整する。運転負荷と水の混合量との関係は、予め実験などにより求め、運転マップなどの形態で記憶させておく。混合量の調節は、水分の混合方法に依存するが、ここでは水ポンプ２の吐出量を調節することにより行う。
【００９４】
次に、ステップＳ１４、Ｓ１５において、ステップＳ４、Ｓ５と同様に、ＰｒＯｘ反応器７に流入される水素リッチガスの湿度Ｈが適切であるか否かを判断する。適切であると判断された場合には本フローを終了し、適切ではないと判断された場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では水ポンプ２の吐出量を補正する。ここでは、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスの含有する水分が過剰であると判断されているので、水ポンプ２の吐出量を低減する。この低減量は予め実験等により設定しておく。または、湿度Ｈと上限ＨｏＵＰの差に応じて設定してもよい。このように、ステップＳ１６において、圧力調整バルブ２３の開度の補正を行ったら、本フローを終了する。
【００９５】
なお、第２の実施形態と同様に、第一流路９とシフト反応器３を、第三流路１５とＰｒＯｘ反応器７を一体化してもよい。
【００９６】
次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第４の実施形態と異なる効果のみを説明する。
【００９７】
ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガス中の水分を検知する湿度センサ２４と、シフト反応器３におけるシフト反応に用いる水分を、水素リッチガス中に混入する水ポンプ２と、湿度センサ２４の出力に応じて、水ポンプ２により水素リッチガスに混入する水分量を補正する水分供給量補正手段（Ｓ１６）と、を備える。これにより、ＰｒＯｘ反応器７に過剰に水分が混入するのを避けることができる。その結果、シフト反応速度を増大するために過剰に水分を供給することにより、ＰｒＯｘ反応器７における選択酸化反応速度を低下させるのを避けることができる。つまり、シフト反応および選択酸化反応を互いに効率的に行うことができるので、効率のよいＣＯ低減装置１を提供することができる。
【００９８】
次に、第６の実施形態について説明する。ＣＯ低減装置１の構成を図１２に示す。以下、第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９９】
第４の実施形態と同様に湿度センサ２４を備える。また、熱交換器４を流通する冷媒流量を調整する冷媒ポンプ２６を備える。さらに、湿度センサ２４の出力に応じて、冷媒ポンプ２６を制御するコントローラ２５ｃを備える。つまり、コントローラ２５ｃにおいては、ＰｒＯｘ反応器７に過剰の水分を流入させないように、冷媒流量を調整することにより冷却部４ａにおける凝縮量を調整する。
【０１００】
次に、コントローラ２５ｃにおける制御方法を、図１３のフローチャートを用いて説明する。本フローは、改質反応を開始後、所定時間、例えば１０ｍｓ毎に繰り返し行う。
【０１０１】
ステップＳ２１、Ｓ２２において、ステップＳ１、Ｓ２と同様に、運転負荷Ｒを読み込み、負荷変化量ΔＲが０か否かを判断する。負荷変化量ΔＲが０の場合には本フローを終了し、負荷変化量ΔＲが０でない場合には、ステップＳ２３に進む。
【０１０２】
ステップＳ２３において、冷媒ポンプ２６の吐出量を調整する。ここでは、運転負荷Ｒに応じた冷媒流量を予め実験等により設定しておき、これに応じて冷媒ポンプ２６の吐出量を設定する。
【０１０３】
次に、ステップＳ２４、Ｓ２５において、ステップＳ４、Ｓ５と同様に、ＰｒＯｘ反応器７に流入される水素リッチガスの湿度が適切であるか否かを判断する。適切であると判断された場合には本フローを終了し、適切ではないと判断された場合には、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では冷媒ポンプ２６の吐出量を補正する。ここでは、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスの含有する水分が過剰であると判断されているので、冷媒ポンプ２６の吐出量を増大して冷却機能を向上することにより凝縮水を増大する。この増大量は予め実験等により設定しておく。または、冷媒ポンプ２６の吐出量の増加を湿度Ｈと上限ＨｏＵＰの差に応じて設定してもよい。このように、ステップＳ２６において、冷媒ポンプ２６の開度の補正を行ったら、本フローを終了する。
【０１０４】
なお、第２の実施形態と同様に、第一流路９とシフト反応器３を、第三流路１５とＰｒＯｘ反応器７を一体化してもよい。
【０１０５】
次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第４の実施形態と異なる効果のみを説明する。
【０１０６】
ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガス中の水分を検知する湿度センサ２４と、湿度センサ２４の出力に応じて、冷却部４ａを流通する冷媒の流量を補正する冷媒流量補正手段（Ｓ２６）と、を備える。これにより、ＰｒＯｘ反応器７に流入する水素リッチガス中の水分が過剰であると判断された場合には、冷却部４ａを流通する冷媒流量を増大することで、冷却部４ａにおいて凝縮する水分量を増大する。その結果、ＰｒＯｘ反応器７に過剰水分を含有した水素リッチガスを供給するのを避けることができる。例えば、シフト反応を促進するために、水素リッチガスに多くの水分を混入した場合においても、ＰｒＯｘ反応器７における反応の効率を低下させるのを防ぐことができる。つまり、シフト反応および選択酸化反応の両方を効率的に行うことができるＣＯ低減装置１を提供することができる。
【０１０７】
なお、第１〜６の実施形態においては、第一流路９と第二流路１０を同一の流路層２０に、第三流路１５と冷媒流路１８とを同一の流路層２２に構成したがこの限りではない。例えば、第一流路９と冷媒流路１８を、第三流路１５と第二流路１０を同一の層に構成してもよい。
【０１０８】
また、シフト反応によりＣＯ低減した水素リッチガスをさらに選択酸化反応によりＣＯ低減しているが、この限りではない。例えば、シフト反応により十分にＣＯを低減できる、水素分離膜を備える等の場合には、選択酸化反応を省略することができる。この場合には、冷却部４ａでは、燃料電池にフラッディングが生じない程度の湿度に抑制し、加熱部４ｂにおいて、燃料電池における発電反応に適した温度となるように水素リッチガスを調整する。
【０１０９】
さらに、第４〜６の実施形態においては、ＰｒＯｘ反応器７に供給される水素リッチガスの湿度Ｈを所定以下とするために、それぞれ冷却部４ａ内の圧力、水分供給量、冷媒流量の補正を行ったが、これらを組み合わせて水素リッチガスの湿度Ｈを制御してもよい。
【０１１０】
このように、本発明は上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で様々な変更が為し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に用いるＣＯ低減装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態における水素リッチガスの温度・湿度変化を示す図である。
【図３】第１の実施形態に用いるＣＯ低減装置の、その他の例の構成図である。
【図４】第１の実施形態に用いる熱交換器の構成図である。
【図５】第２の実施形態に用いるＣＯ低減装置の構成図である。
【図６】第２の実施形態に用いる熱交換器の構成図である。
【図７】第３の実施形態に用いるＣＯ低減装置の構成図である。
【図８】第４の実施形態に用いるＣＯ低減装置の構成図である。
【図９】第４の実施形態に用いる水分低減制御のフローチャートである。
【図１０】第５の実施形態に用いるＣＯ低減装置の構成図である。
【図１１】第５の実施形態に用いる水分低減制御のフローチャートである。
【図１２】第６の実施形態に用いるＣＯ低減装置の構成図である。
【図１３】第６の実施形態に用いる水分低減制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１    ＣＯ低減装置（一酸化炭素低減装置）
２    水ポンプ（水分供給手段）
３    シフト反応器（シフト触媒部）
４    熱交換器
４ａ  冷却部
４ｂ  加熱部
７    ＰｒＯｘ反応器（選択酸化触媒部）
９    第一流路（熱媒流路）
１０  第二流路
１１  排出部（排出路）
１５  第三流路
１８  冷媒流路
２０  流路層（第一流路を形成した熱交換層）
２１  プレート
２２  流路層（第三流路を形成した熱交換層）
２３  圧力調整バルブ（圧力調整手段）
２４  湿度センサ（水分検知手段）
Ｓ１６  水分供給量補正手段
Ｓ２６  冷媒流量補正手段
【図１】
2005022920.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005022920.tif 000015