(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質器で改質した改質ガス中の一酸化炭素を低減して固体高分子型燃料電池に供給するＣＯ除去方法であって、
内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を有するシフトコンバータ（３２）と、シフトコンバータの下流側に位置し伝熱促進用の蓄熱部材が充填された熱交換器（３４）と、熱交換器の下流側に位置し内部にＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）を有するＣＯ除去器と、を改質ガスが順に流れるように同一の縦型容器内に順に構成し、
前記触媒層（３６ａ）を冷却する冷却管（２５ａ）と、熱交換器（３４）内の蓄熱部材を冷却する冷却管（２５ｂ）と、シフトコンバータ内の触媒層（３２ａ）を冷却する冷却管（２５ｃ）と、を冷却媒体が改質ガスの流れに対向して順に流れるように構成し、
前記熱交換器（３４）の蓄熱部材及び冷却管（２５ｂ）の伝熱面積を、シフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却するように設定し、
前記冷却管（２５ａ）内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御し、該飽和蒸気圧力より高い圧力まで加圧した冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度でありかつ前記飽和蒸気圧力の水の飽和蒸気温度より低い温度まで予熱して前記冷却管内に供給し、
前記冷却管（２５ａ）内を流れる冷却媒体の気液二相流で触媒層を冷却し、
熱交換器（３４）内を通過する冷却管（２５ｂ）を流れる冷却媒体でシフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却し、
内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を冷却管（２５ｃ）を流れる冷却媒体の蒸気で冷却する、ことを特徴とする固体高分子型燃料電池のＣＯ除去方法。
【請求項２】
改質器で改質した改質ガス中の一酸化炭素を低減して固体高分子型燃料電池に供給するＣＯ除去装置であって、
改質ガスが順に流れるように同一の縦型容器内に順に、内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を有するシフトコンバータ（３２）と、シフトコンバータの下流側に位置し伝熱促進用の蓄熱部材が充填された熱交換器（３４）と、熱交換器の下流側に位置し内部にＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）を有するＣＯ除去器（３６）と、を備え、
冷却媒体が改質ガスの流れに対向して順に流れるように、前記触媒層（３６ａ）を冷却する冷却管（２５ａ）と、熱交換器（３４）内の蓄熱部材を冷却する冷却管（２５ｂ）と、シフトコンバータ内の触媒層（３２ａ）を冷却する冷却管（２５ｃ）と、を備え、
前記熱交換器（３４）の蓄熱部材及び冷却管（２５ｂ）の伝熱面積は、シフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却するように設定されており、
更に、冷却管（２５ａ）に冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力より高い圧力まで加圧して供給する加圧ポンプ（２６）と、該加圧ポンプで供給された冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度でありかつ前記飽和蒸気圧力の水の飽和蒸気温度より低い温度まで予熱する予熱器（２７）と、触媒層内の冷却管内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御する圧力調節器（２８）とを備え、
ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）を冷却管（２５ａ）を流れる冷却媒体の気液二相流で冷却し、
熱交換器（３４）内を通過する冷却管（２５ｂ）を流れる冷却媒体でシフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却し、
内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を冷却管（２５ｃ）を流れる冷却媒体の蒸気で冷却する、ことを特徴とする固体高分子型燃料電池のＣＯ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固体高分子型燃料電池に用いるＣＯ除去方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ＦｕｅｌＣｅｌｌ：ＰＥＦＣ）は、図４の原理図に示すように、電解質にプロトン（Ｈ+）導電性を有する高分子膜１を用い、この膜の両側に薄い多孔質Ｐｔ触媒電極（アノード２とカソード３）を付けた構造を有する。それぞれの電極にＨ2およびＯ2 を供給し、室温〜１００℃前後で動作させると、Ｈ2はＨ2極（アノード）でＨ+に酸化され、Ｈ+は膜内を移動してＯ2極（カソード）に到達する。一方ｅ-は外部回路を通って電気的な仕事をしたのち、Ｏ2極（カソード）に到達する。Ｏ2極ではＯ2が到達したＨ+およびｅ-と反応してＨ2Ｏに還元される。
【０００３】
実際のＰＥＦＣの構造では、図示しないセパレータの間に高分子膜／電解質接合体を挟んで１つのセルが構成される。高分子膜／電解質接合体は、イオン交換膜１の両面に、Ｐｔ黒又はＰｔ担持カーボンからなる多孔質電極２，３と、カーボンペーパあるいはカーボン布からなる支持集電体を配置したものである。また、セパレータは、両面にガスを流す溝を有し、かつ内部に冷却水を流す溝を有する導電性の板である。
【０００４】
上述したセパレータと高分子膜／電解質接合体を交互に複数積層することによりスタック（積層電池）が構成される。ガスや冷却水のシールは、ゴムシートやテフロンシートを間に挟んで行うことが多いが、イオン交換膜の弾性を利用して、膜自身でシールする場合もある。また、スタックの両端には金属の集電板（図示せず）を配置して外部電流取出し端子とし、さらに絶縁板を介して締付板を配置し、全体をボルト等で締め付けて一体化する。
【０００５】
図５は、米国特許第５，３６０，６７９号に開示された従来の固体高分子型燃料電池発電設備の全体構成図である。この図において、１０は改質器（リフォーマ）、２０は固体高分子型燃料電池（以下、単に燃料電池という）であり、燃料（天然ガス）を燃料ブロア１１で加圧し脱硫器１２で脱硫後、改質器１０で改質して水素を含むガスにし、シフトコンバータ１４ａ，１４ｂでＣＯをＨ２  に変換し、ＣＯ除去器１５で残留するＣＯを燃焼させ、水噴射クーラ１６で冷却・加湿し、余分な水分を水セパレータ１７ａで除去して燃料電池２０のアノードＡに供給するようになっている。一方、燃料電池２０のカソードＣには、ターボチャージャ１９で加圧された空気が加湿器９で加湿されて供給される。この加湿器９には、燃料電池２０の冷却板を冷却した冷却水が循環供給されている。
また、燃料電池２０を出たアノード排ガスとカソード排ガスは、水セパレータ１７ｂ，１７ｃで余分な水分を除去後、改質器１０の燃焼室に供給され、ここでアノード排ガス中の可燃成分を燃焼させて改質反応に必要な熱を供給し、その排ガスを用いて補助燃焼器１８で燃料を燃焼させて高温ガスにし、この高温ガスでターボチャージャ１９を駆動するようになっている。なお、この図において、７ａ〜７ｄは熱交換器、８ａ，８ｂは冷却器である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）は、一酸化炭素（ＣＯ）に被毒されやすく、そのため、燃料ガス中に含まれるＣＯを１０ｐｐｍ以下にする必要がある。そのため、従来の固体高分子型燃料電池発電設備では、図５に例示したように、シフトコンバータ１４ａ，１４ｂ、ＣＯ除去器１５を設けてＣＯ含有量を低減している。すなわち、ＣＯはシフトコンバータで１％以下まで下がり、さらにＣＯ除去器で１０ｐｐｍ以下に下げられる。
【０００７】
このＣＯ除去器はＣＯ選択酸化触媒を用いた選択酸化によるため、その反応温度を約１００〜１５０℃の温度範囲に正確に冷却し保持しなければならない。しかし、図５に示した従来の発電設備では、水を冷却媒体とした冷却器８ａ，８ｂで反応ガスを直接冷却するため、その反応温度が１００℃以下に過冷却され、これにより急激に触媒活性が低下し、性能が大幅に低下する問題点があった。
【０００８】
この問題点を解決するために、図６に示すように、ＣＯ除去器１５のＣＯ選択酸化触媒４の触媒容器２１の外面に接する水５を備えた水槽２２を設け、水槽内の水５が気化した水蒸気６を熱交換器（フィン２３）で冷却する構成の燃料改質装置が開示されている（特開２０００−９５５０６号）。
【０００９】
しかし、このＣＯ除去装置（特にＣＯ選択酸化反応部）には、以下の問題点がある。
（１）熱媒体である水５が水槽２２内に密閉されているため、その温度管理が困難である。そのため例えば放熱が不足すると水槽２２内が過熱蒸気で満たされ、ＣＯ選択酸化触媒を１５０℃以上に過熱するおそれがあり、逆に放熱が過大になると水槽２２内の水が１００℃以下の低温となり、急激に触媒活性が低下する。
（２）外面は水で満たされていれば核沸騰となりそれなりの伝熱は得られると考える。ただし、空冷側は流れがないのでほとんど熱伝導のみになり伝熱が悪い。
（３）ＣＯ選択酸化反応部１５ａの容器２１の外面が液相と効果的に接するためには、水槽２２を広く構成する必要が生じ、設置面積が大きくなる。
また、シフト反応器と組み合わせた場合に、独立したシフト反応器と、シフト反応器を出た高温（約２００℃）の改質ガスを冷却する熱交換器とが必要となり、全体の設置面積が数倍大きくなる。
【００１０】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ＣＯ除去器内のＣＯ選択酸化触媒を、過冷却又は過熱のおそれなく最適な温度範囲（約１００〜１５０℃）に正確に保持することができ、シフト反応器と組み合わせた全体の装置の設置面積を小さくしてコンパクト化ができる固体高分子型燃料電池のＣＯ除去方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、改質器で改質した改質ガス中の一酸化炭素を低減して固体高分子型燃料電池に供給するＣＯ除去方法であって、
内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を有するシフトコンバータ（３２）と、シフトコンバータの下流側に位置し伝熱促進用の蓄熱部材が充填された熱交換器（３４）と、熱交換器の下流側に位置し内部にＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）を有するＣＯ除去器と、を改質ガスが順に流れるように同一の縦型容器内に順に構成し、
前記触媒層（３６ａ）を冷却する冷却管（２５ａ）と、熱交換器（３４）内の蓄熱部材を冷却する冷却管（２５ｂ）と、シフトコンバータ内の触媒層（３２ａ）を冷却する冷却管（２５ｃ）と、を冷却媒体が改質ガスの流れに対向して順に流れるように構成し、
前記熱交換器（３４）の蓄熱部材及び冷却管（２５ｂ）の伝熱面積を、シフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却するように設定し、
前記冷却管（２５ａ）内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御し、該飽和蒸気圧力より高い圧力まで加圧した冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度でありかつ前記飽和蒸気圧力の水の飽和蒸気温度より低い温度まで予熱して前記冷却管内に供給し、
前記冷却管（２５ａ）内を流れる冷却媒体の気液二相流で触媒層を冷却し、
熱交換器（３４）内を通過する冷却管（２５ｂ）を流れる冷却媒体でシフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却し、
内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を冷却管（２５ｃ）を流れる冷却媒体の蒸気で冷却する、ことを特徴とする固体高分子型燃料電池のＣＯ除去方法が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、改質器で改質した改質ガス中の一酸化炭素を低減して固体高分子型燃料電池に供給するＣＯ除去装置であって、
改質ガスが順に流れるように同一の縦型容器内に順に、内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を有するシフトコンバータ（３２）と、シフトコンバータの下流側に位置し伝熱促進用の蓄熱部材が充填された熱交換器（３４）と、熱交換器の下流側に位置し内部にＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）を有するＣＯ除去器（３６）と、を備え、
冷却媒体が改質ガスの流れに対向して順に流れるように、前記触媒層（３６ａ）を冷却する冷却管（２５ａ）と、熱交換器（３４）内の蓄熱部材を冷却する冷却管（２５ｂ）と、シフトコンバータ内の触媒層（３２ａ）を冷却する冷却管（２５ｃ）と、を備え、
前記熱交換器（３４）の蓄熱部材及び冷却管（２５ｂ）の伝熱面積は、シフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却するように設定されており、
更に、冷却管（２５ａ）に冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力より高い圧力まで加圧して供給する加圧ポンプ（２６）と、該加圧ポンプで供給された冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度でありかつ前記飽和蒸気圧力の水の飽和蒸気温度より低い温度まで予熱する予熱器（２７）と、触媒層内の冷却管内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御する圧力調節器（２８）とを備え、
ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）を冷却管（２５ａ）を流れる冷却媒体の気液二相流で冷却し、
熱交換器（３４）内を通過する冷却管（２５ｂ）を流れる冷却媒体でシフトコンバータの触媒層（３２ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却し、
内部にシフト反応触媒が充填された触媒層（３２ａ）を冷却管（２５ｃ）を流れる冷却媒体の蒸気で冷却する、ことを特徴とする固体高分子型燃料電池のＣＯ除去装置が提供される。
【００１３】
上記本発明の方法及び装置によれば、圧力調節器（２８）により、ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層（３６ａ）内を通過する冷却管（２５ａ）内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御するので、冷却管内を流れる気液二相流（混成流）の温度をＣＯ選択酸化触媒に適した温度（約１００〜１５０℃）に正確に維持し、これによりＣＯ選択酸化触媒を、過冷却又は過熱のおそれなく最適な温度範囲に正確に保持することができる。この場合、冷却管による伝熱量が多い場合には気液二相流の水蒸気の比率が多くなり、逆に伝熱量が少ない場合には水分の比率が多くなる。
また、加圧ポンプ（２６）と予熱器（２７）で冷却管内にＣＯ選択酸化触媒に適した温度まで予熱した冷却水を加圧して供給するので、触媒層（３６ａ）に流入した段階から冷却水は飽和蒸気温度まで加熱されており、触媒層の過冷却を本質的に防止できる。
更に、飽和蒸気温度まで加熱された冷却水が供給されるため、触媒層（３６ａ）内を通過する冷却管（２５ａ）内では液相の一部が蒸発して直ぐに気液二相流となり、熱伝達率が通常の伝熱より１桁以上高い沸騰熱伝達で伝熱（冷却）されるため、冷却管（２５ａ）の伝熱面積を大幅に低減し、装置をコンパクト化することができる。
【００１５】
また、改質ガスが順に流れるように同一の縦型容器内に順に構成したシフトコンバータ（３２）、熱交換器（３４）及びＣＯ除去器（３６）と、各装置内を通過するように連結した冷却管（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）とを備え、前記熱交換器（３４）は、シフトコンバータの触媒層（３６ａ）を出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却するように蓄熱部材及び冷却管（２５ｂ）の伝熱面積が設定されている構成により、約２００℃で反応するシフトコンバータ（３２）を出た改質ガスを、ＣＯ選択酸化触媒に適した温度まで、中間に位置する熱交換器（３４）で効果的に冷却し、かつ熱回収することができる。また、これら３つの装置を同一の縦型容器内に縦に配置できるので、シフト反応器と組み合わせた全体の装置の設置面積を小さくしてコンパクト化ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明によるＣＯ除去装置を備えた固体高分子型燃料電池発電設備の構成図である。この図において、本発明のＣＯ除去装置３０は、改質器１０で改質した改質ガス中の一酸化炭素を低減して固体高分子型燃料電池２０に供給するようになっている。また、ＣＯ除去装置３０は、シフトコンバータ３２、熱交換器３４及びＣＯ除去器３６からなり、これらは改質ガスが上方から下方に順に流れるように同一の縦型容器内に上から順に構成しされている。
【００１７】
シフトコンバータ３２は、内部にシフト反応触媒が充填された触媒層３２ａを有し、約２００℃の反応温度で改質ガス中に含まれるＣＯをＨ2 に変換する。また、ＣＯ除去器３６は、内部にＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層３６ａを有し、約１００〜１５０℃の反応温度で改質ガス中に残留するＣＯを選択的に酸化（燃焼）させて不活性なＣＯ2 に変換する。この構成により、ＣＯ濃度はシフトコンバータ３２で約１％以下まで下がり、さらにＣＯ除去器３６で１０ｐｐｍ以下に下げられる。
【００１８】
本発明のＣＯ除去装置３０は、更に、冷却管２５ａ、加圧ポンプ２６、予熱器２７及び圧力調節器２８を備える。冷却管２５ａは、ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層３６ａ内を通過する。また、この冷却管２５ａは、熱交換器３４内を通過する冷却管２５ｂ、及びシフトコンバータ３２内を通過する冷却管２５ｃと順に連結しており、各装置内を下方から上方に冷却媒体が通過ようになっている。
【００１９】
シフトコンバータ３２とＣＯ除去器３６の間に位置する熱交換器３４には、冷却管２５ｂの周りに伝熱促進用の蓄熱部材（例えばセラミックボール）が充填されている。また、この熱交換器３４の蓄熱部材及び冷却管２５ｂの伝熱面積は、シフトコンバータの触媒層３６ａを出た改質ガスをＣＯ除去器の反応に適した温度まで冷却するように設定されている。
【００２０】
加圧ポンプ２６は、冷却管２５ａに冷却水を加圧して供給する。この加圧圧力は、圧力調節器２８による設定圧力より高い必要があるが、非圧縮性流体（水）の加圧であるためその動力はガス加圧に比較してわずかである。また、加圧ポンプ２６による供給流量は、ＣＯ除去装置３０における蒸発量に一致するように図示しない流量調節弁により調節する。
なお、冷却水は蒸発後、改質器の反応のために使用するので流量をこの目的で決めてもよい。
【００２１】
予熱器２７は、加圧ポンプ２６で供給された冷却水をＣＯ選択酸化触媒に適した温度まで予熱する。この温度は、圧力調節器２８による設定圧力の水の飽和蒸気温度、或いはこれより若干低い温度であるのがよい。
【００２２】
圧力調節器２８は、ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層３６ａ内の冷却管２５ａ内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度（約１００〜１５０℃）の飽和蒸気圧力に制御する。
【００２３】
上述した装置を用い、本発明の方法によれば、ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層３６ａ内を通過する冷却管２５ａ内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御し、この冷却管２５ａ内にＣＯ選択酸化触媒に適した温度まで予熱した冷却水を加圧して供給し、冷却管２５ａ内を流れる気液二相流で触媒層３６ａを冷却する。
【００２４】
図２は、ＣＯ除去装置の温度分布比較図であり、図３はこの図に対応する図１の部分拡大図である。図２において、（Ａ）は従来の顕熱冷却、（Ｂ）は本発明による潜熱冷却である。この各図において、横軸は触媒層３６ａにおける冷媒（冷却水または蒸気）の入口▲１▼から出口▲３▼までの位置、縦軸は上の線が触媒層３６ａの温度、下の線が冷却管２５ａ内の温度である。なお、図中実線は設計条件、破線はバランス変動時を示している。
また、図３において、触媒層３６ａにおける冷媒の入口▲１▼は触媒層３６ａの下端部に相当し、冷媒の出口▲３▼は触媒層３６ａの上端部に相当する。▲２▼は触媒層３６ａの中間部である。なお、図１、３において、冷却管２５ａをジグザグ状に示しているが、これは模式的に示しているにすぎず、周知の冷却管配置、例えば、複数管の集合、螺旋管、その他でもよい。また、図２の横軸は、触媒層３６ａの下端部から触媒層３６ａの上端部まで、各水平断面では触媒層３６ａの温度は均一であると想定している。
部分負荷運転は冷却水のバイパス弁等を設置することにより制御は可能である。従って、本発明の特徴は急激な負荷変動にも対応することができるということである。発電システムなので需要電力に合わせた負荷変動に追従することが必要である。
図２から明らかなように、本発明による潜熱冷却では、入口▲１▼から出口▲３▼まで、触媒層３６ａの温度をＣＯ選択酸化触媒に適した温度（約１００〜１５０℃）に、バランス変動時でも維持できる。これに対して、従来の顕熱冷却では、設計条件状態では、この温度範囲に維持できるものの、バランス変動時には大きく変化し、出口▲３▼の付近では１００℃以下まで低下し、触媒活性が大幅に低下する問題が発生する。
【００２５】
上述したように本発明の方法及び装置によれば、圧力調節器２８により、ＣＯ選択酸化触媒が充填された触媒層３６ａ内を通過する冷却管２５ａ内の圧力をＣＯ選択酸化触媒に適した温度の飽和蒸気圧力に制御するので、冷却管内を流れる気液二相流（混成流）の温度をＣＯ選択酸化触媒に適した温度（約１００〜１５０℃）に正確に維持し、これによりＣＯ選択酸化触媒を、過冷却又は過熱のおそれなく最適な温度範囲に正確に保持することができる。この場合、冷却管による伝熱量が多い場合には気液二相流の水蒸気の比率が多くなり、逆に伝熱量が少ない場合には水分の比率が多くなる。
【００２６】
また、加圧ポンプ２６と予熱器２７で冷却管内にＣＯ選択酸化触媒に適した温度まで予熱した冷却水を加圧して供給するので、触媒層３６ａに流入した段階から冷却水は飽和蒸気温度まで加熱されており、触媒層の過冷却を本質的に防止できる。
更に、飽和蒸気温度まで加熱された冷却水が供給されるため、触媒層３６ａ内を通過する冷却管２５ａ内では液相の一部が蒸発して直ぐに気液二相流となり、熱伝達率が通常の伝熱より１桁以上高い沸騰熱伝達で伝熱（冷却）されるため、冷却管２５ａの伝熱面積を大幅に低減し、装置をコンパクト化することができる。
【００２７】
また、約２００℃で反応するシフトコンバータ３２を出た改質ガスを、ＣＯ選択酸化触媒に適した温度まで、中間に位置する熱交換器３４で効果的に冷却し、かつ熱回収することができる。更に、３つの装置（シフトコンバータ、熱交換器、ＣＯ除去器）を同一の縦型容器内に縦に配置できるので、シフト反応器と組み合わせた全体の装置の設置面積を小さくしてコンパクト化ができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の固体高分子型燃料電池のＣＯ除去方法及び装置は、ＣＯ除去器内のＣＯ選択酸化触媒を、過冷却又は過熱のおそれなく最適な温度範囲（約１００〜１５０℃）に正確に保持することができ、シフト反応器と組み合わせた全体の装置の設置面積を小さくしてコンパクト化ができる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＣＯ除去装置を備えた固体高分子型燃料電池発電設備の構成図である。
【図２】ＣＯ除去装置の温度分布比較図である。
【図３】図２に対応する図１の部分拡大図である。
【図４】従来の固体高分子型燃料電池発電設備の全体構成図である。
【図５】固体高分子型燃料電池の原理図である。
【図６】従来のＣＯ除去装置の構成図である。
【符号の説明】
１  イオン交換膜（高分子膜）、２  電極（アノード）、
３  電極（カソード）、４  ＣＯ選択酸化触媒、５  水、
６  水蒸気、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  熱交換器（ガスガス熱交換器）、
８ａ，８ｂ  冷却器、９  加湿器、
１０  改質器（リフォーマ）、１１  燃料ブロア、
１２  脱硫器、１３  水噴射器、１４ａ，１４ｂ  シフトコンバータ、
１５  ＣＯ除去器、１６  水噴射クーラ、
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ  水セパレータ、１８  補助燃焼器、
１９  ターボチャージャ、２０  固体高分子型燃料電池（燃料電池）、
２１  触媒容器、２２  水槽、２３  熱交換器（フィン）、
２４  冷却器、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  冷却管、２６  加圧ポンプ、
２７  予熱器、２８  圧力調節器、３０  ＣＯ除去装置、
３２  シフトコンバータ、３２ａ  触媒層、３４  熱交換器、
３６  ＣＯ除去器、３６ａ  触媒層、３７  改質ガス
【図１】
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【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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