(57)【要約】【課題】  改質装置に設けた脱硫部への改質ガスの移送をポンプなどの動力源を使用せずに行う。【解決手段】  本改質装置は、原料ガスと水蒸気を混合して原料‐水蒸気混合物を生成する混合器２と、原料‐水蒸気混合物を改質して水素リッチな改質ガスを生成する自己酸化内部加熱型の改質器３と、混合器２から改質器３に原料‐水蒸気混合物を供給する供給路４を備えた改質装置１であり、前記混合器２は水蒸気の吸引力で原料ガスと共に改質器３で生成する改質ガスを吸引して原料‐水蒸気‐改質ガス混合物を生成するように構成され、前記供給路４には水添触媒を充填した水添部１０と脱硫触媒を充填した脱硫部１１を有する脱硫手段５が設けられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスと水蒸気を混合して原料−水蒸気混合物を生成する混合器２と、原料−水蒸気混合物を改質して水素リッチな改質ガスを生成する自己酸化内部加熱型の改質器３と、混合器２から改質器３に原料−水蒸気混合物を供給する供給路４を備えた改質装置において、
前記混合器２は水蒸気の吸引力で原料ガスと共に改質器３で生成する改質ガスを吸引して原料−水蒸気−改質ガス混合物を生成するように構成され、前記供給路４には水添触媒を充填した水添部１０と脱硫触媒を充填した脱硫部１１を有する脱硫手段５が設けられ、
原料ガスに含まれる硫黄成分に対して水添部１０で改質ガスに含まれる水素による水添処理が行われ、次いで脱硫部１１で水添処理後の硫黄成分に対して脱硫処理が行われるように構成されていることを特徴とする改質装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記改質器３は筒体からなる本体２０を備え、筒体に改質部３０と供給路４の一部が形成され、改質器３内部における供給路４に前記脱硫手段５が設けられ、脱硫手段５の出口側が改質部３０に連通していることを特徴とする改質装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記改質器３の本体２０は内筒と外筒と補助筒体との３重筒体で構成され、前記供給路４とそれに設けた脱硫手段５が、本体２０の外筒とその外側の補助筒体との間の内部に配置され、
改質部３０は予備改質室２２と酸化用の空気を供給する空気供給管Ｊａを設けた主改質室２３を有し、予備改質室２２は外筒と内筒との間の筒体内部に配置されて脱硫手段５の出口側に連通し、主改質室２３は内筒の筒体内部に配置されて予備改質室２２の出口側に連通し、空気供給管Ｊａは主改質室２３の中央部に沿って配置されていることを特徴とする改質装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記改質器３の本体２０は８重筒体で構成され、前記供給路４とそれに設けた脱硫手段５が外側から１番目と２番目との間および、７番目と８番目との間の筒体内部に配置され、改質部３０は予備改質室２２と主改質室２３を有し、予備改質室２２は外側から２番目と３番目との間および、６番目と７番目との間の筒体内部に配置され、且つ脱硫手段５の出口側に連通し、主改質室２３は外側から３番目と４番目との間および、５番目と６番目との間の筒体内部に配置されて予備改質室２２の出口側に連通し、主改質室２３に酸化用の空気を供給する空気供給管Ｊａがその軸断面を環状に形成されて外側から４番目と５番目の隔壁からなる筒体内部に配置されていることを特徴とする改質装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記改質器３で生成した改質ガスを混合器２に供給する供給路が設けられ、その供給路に改質ガスの流量を調整するためのオリフィス部９が設けられていることを特徴とする改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスを水蒸気改質する改質装置に関し、特に、脱硫機能を備えた改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原料ガスと水蒸気の混合物（以下、原料一水蒸気混合物という。）を改質触媒の存在下に水蒸気改質し、水素リッチな改質ガスを生成する改質器を備えた改質装置が知られている。改質器で得られる水素リッチな改質ガスは、更にＣＯ低減手段で含まれている僅かなＣＯ（一酸化炭素）を触媒の存在下に酸素含有ガスと反応させてＣＯ２へ変換して、得られた高純度の改質ガスが負荷設備に供給され、特に低温で作動する固体高分子電解質型の燃料電池には、改質ガス中のＣＯを数ｐｐｍレベルまで低減して供給される。
【０００３】
原料ガスには、メタン等の炭化水素、メタノール等の脂肪族アルコール類、或いはジメチルエーテル等のエーテル類、都市ガス、天然ガスなどが用いられる。かかる改質器における水蒸気改質の反応式は、例えばメタンを原料ガスとして使用した場合は、ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２で示すことができ、好ましい改質反応温度は、６５０〜７５０℃の範囲である。
【０００４】
改質器の反応に必要な熱を供給する方式として外部加熱型と、内部加熱型がある。外部加熱型の改質器は、外部に加熱部を設け、その熱源で原料ガスと水蒸気を反応させて改質ガスを生成するようになっている。内部加熱型の改質器はその供給側（上流側）に部分酸化反応層を設け、該部分酸化反応層で発生した熱を用いて下流側に配備した改質触媒層を改質反応温度まで加熱し、該加熱された改質触媒層で水蒸気改質反応をさせて水素リッチな改質ガスを生成するようになっている。この部分酸化反応は、ＣＨ４＋１／２・Ｏ２→ＣＯ＋２Ｈ２で示すことができ、好ましい部分酸化反応の温度は２５０℃以上の範囲である。
【０００５】
内部加熱型の改質器を改良したものとして自己酸化内部加熱型の改質器が例えば特許文献１、２に記載されている．特許文献１、２の改質装置は予備改質室と主改質室を備え、予備改質室には原料−水蒸気混合物の供給部、改質触媒層および排出部が設けられ、主改質室には前記排出部に連通する供給部、酸素含有ガスの供給部、改質触媒と酸化触媒を混合した混合触媒層、シフト触媒層および排出部が設けられる。
【０００６】
自己酸化内部加熱型の改質器（以下、特に断らずに改質器と記載されている場合は、自己酸化内部加熱型の改質器を意味する。）に充填した触媒等の実用寿命を伸ばすためには、燃料中に含有されている硫黄成分を１ｐｐｂ以下の低濃度まで除去（脱硫）してから改質器に供給する必要がある。そこで改質器の原料供給側に脱硫装置を設置した改質装置が、例えば特許文献３に提案されている。
【０００７】
特許文献３の図２に改質装置のプロセスフロー図が示されており、図２の改質装置は脱硫部、改質器、変性部、ＣＯ酸化部を備えている。そして改質器への原料ガス供給路に脱硫部が設けられ、脱硫部の出口側に改質器が接続され、改質器で生成した水素リッチな改質ガスは、変性部でＣＯの大部分を除去された後、一部が脱硫部に供給され、残りはＣＯ酸化部で残留するＣＯをｐｐｍオーダまで低減してから燃料電池に供給している。
【０００８】
上記の脱硫部は、コバルト−モリブデンまたはニッケル−モリブデンなどを担持させた水添触媒を充填した水添部と、酸化亜鉛や酸化ニッケなどの脱硫触媒（もしくは脱硫剤）を充填した脱硫部を有する。原料ガスに含まれている硫黄成分は、先ず水添部で水素により水添処理して硫化水素に変換し、次いでその硫化水素を脱硫部で脱硫（水素化脱硫）処理するようになっている。
【０００９】
上記水添処理に必要な水素源は、改質器で生成した改質ガスの一部が使用されるが、具体的には変性部の出口側から配管を分岐し、改質ガスの一部をポンプなどで脱硫部に移送する方法が考えられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１９２２０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４９８６０号公報
【特許文献３】特開平２００１−２０２９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、脱硫部への改質ガスの移送にポンプなどの動力源を使用すると、その設備および設置のためのスペースが必要になり、特に家庭用装置の場合には小型化への障害となる上に、装置全体の消費電力も増加するという問題がある。また燃料電池等の負荷変動に追従して改質器における改質ガスの生成量を変化させるので、それに応じた脱硫部への改質ガスの供給量の制御を行う必要があり、装置全体としての制御系が複雑化し、故障率もそれに応じて増加するので、装置の信頼性低下の原因になる。
【００１２】
そこで本発明は、従来の脱硫部を備えた改質装置における問題を解決することを課題とし、そのための新しい改質装置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】
【００１３】
前記課題を解決する本発明の改質装置は、原料ガスと水蒸気を混合して原料−水蒸気混合物を生成する混合器と、原料−水蒸気混合物を改質して水素リッチな改質ガスを生成する自己酸化内部加熱型の改質器と、混合器から改質器に原料−水蒸気混合物を供給する供給路を備えた改質装置において、前記混合器は水蒸気の吸引力で原料ガスと共に改質器で生成する改質ガスを吸引して原料−水蒸気−改質ガス混合物を生成するように構成され、前記供給路には水添触媒を充填した水添部と脱硫触媒を充填した脱硫部を有する脱硫手段が設けられ、原料ガスに含まれる硫黄成分に対して水添部で改質ガスに含まれる水素による水添処理を行い、次いで脱硫部で水添処理後の硫黄成分に対して脱硫処理を行うように構成されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
上記改質装置において、前記改質器が筒体からなる本体を備え、筒体の内部に改質部と前記供給路の一部を形成し、改質器内部における供給路に前記脱硫手段を設け、脱硫手段の出口側を改質部に連通させることができる（請求項２）。
【００１５】
上記改質器において、前記改質器の本体を内筒と外筒と補助筒体との３重筒体で構成し、前記供給路とそれに設けた脱硫手段を、本体の外筒とその外側の補助筒体との間の内部に配置し、
改質部は予備改質室と酸化用の空気を供給する空気供給管を設けた主改質室を有し、予備改質室は外筒と内筒との間の筒体内部に配置されて脱硫手段の出口側に連通し、主改質室は内筒の筒体内部に配置されて予備改質室の出口側に連通し、空気供給管を主改質室の中央部に沿って配置することができる（請求項３）。
【００１６】
上記筒体の内部に改質部と供給路の一部を形成した改質装置において、前記改質器の本体を８重筒体で構成し、前記供給路とそれに設けた脱硫手段を外側から１番目と２番目との間および、７番目と８番目との間の筒体内部に配置し、改質部は予備改質室と主改質室を有し、予備改質室を外側から２番目と３番目との間および、７番目と６番目との間の筒体内部に配置し、且つ脱硫手段の出口側に連通し、主改質室を外側から３番目と４番目との間および、５番目と６番目との間の筒体内部に配置して予備改質室の出口側に連通し、主改質室に酸化用の空気を供給する空気供給管がその軸断面を環状に形成されて、外側から４番目と５番目の隔壁からなる筒体内部に配置することができる（請求項４）。
【００１７】
上記いずれかのいずれかの改質装置において、前記改質器で生成した改質ガスを混合器に供給する供給路を設け、その供給路に改質ガスの流量を調整するためのオリフィス部を設けることができる（請求項５）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の改質装置は請求項１に記載のように、混合器が水蒸気の吸引力で原料ガスと共に改質器で生成する改質ガスを吸引して原料−水蒸気−改質ガス混合物を生成するように構成され、前記供給路には水添触媒を充填した水添部と脱硫触媒を充填した脱硫部を有する脱硫手段が設けられ、原料ガスに含まれる硫黄成分に対して、水添部で改質ガスに含まれる水素による水添処理を行い、次いで脱硫部で水添処理後の硫黄成分に対して脱硫処理を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記改質装置は、水蒸気の吸引力で原料ガスを吸引して原料−水蒸気混合物を生成するために設けられている混合器を利用し、改質器で生成した改質ガスも同じ水蒸気の吸引力で吸引して原料−水蒸気−改質ガス混合物を生成し、該混合物を脱硫手段に供給している。そのため改質ガスを脱硫手段に移送するためのポンプ等の動力源が不要になり、その設置のためのスペースも不要になるので、改質装置を小型化でき、装置全体の消費電力も低減できる。
【００２０】
また、燃料電池等の負荷変動に追従して改質器の改質ガス生成量を変化させるときは、変化すべき原料ガスの供給量に応じて水蒸気の供給量も変化させているので、その水蒸気の変化量に比例して脱硫手段への改質ガスの供給量が自動的に変化する。従って、脱硫手段への改質ガスの供給量制御のための特別な制御系を設ける必要がなく、改質装置全体としての制御系が簡単化し、故障の発生確率もそれに応じて低下するので、改質装置の信頼性も向上する。
【００２１】
上記改質装置において請求項２に記載のように、前記改質器は筒体からなる本体を備え、筒体の内部に改質部と供給路の一部を形成し、改質器内部における供給路に前記脱硫手段を設け、脱硫手段の出口側を改質部に連通させることができる。このように構成すると、改質装置をさらに小型化できる。
【００２２】
上記筒体の内部に改質部と供給路の一部を形成した改質装置において、請求項３に記載のように、前記改質器の本体を３重筒体で構成し、前記供給路とそれに設けた脱硫手段を本体の外筒とその外側の補助筒との間の内部に配置し、改質部は予備改質室と酸化用の空気を供給する空気供給管を設けた主改質室を有し、予備改質室を外筒と内筒との間の内部に配置して脱硫手段の出口側に連通し、主改質室を内筒内部に配置して予備改質室の出口側に連通し、空気供給管を主改質室の中央部に沿って配置することができる。このように脱硫手段を３重筒体からなる本体の外側の補助筒と外側の筒体の内部に配置することにより、装置全体をコンパクト化できる。さらに改質器の最高温部分である主改質室から離れた比較的低温の領域に脱硫手段が配置されるので、脱硫手段の過度な温度上昇を回避でき、且つ、適当な温度範囲に調整することも容易になる。
【００２３】
上記筒体の内部に改質部と供給路の一部を形成した改質装置において、請求項４に記載のように、前記改質器の本体を８重筒体で構成し、前記供給路とそれに設けた脱硫手段を外側から１番目と２番目との間および、７番目と８番目との間の筒体内部に配置し、改質部は予備改質室と主改質室を有し、予備改質室を外側から２番目と３番目との間および、７番目と６番目との間の筒体内部に配置し、且つ脱硫手段の出口側に連通し、主改質質を外側から３番目と４番目との間および、５番目と６番目との間の筒体内部に配置して予備改質室の出口側に連通し、主改質室に酸化用の空気を供給する空気供給管がその軸断面を環状に形成されて、外側から４番目と５番目の隔壁からなる筒体内部に配置することができるこのように構成すると予備改質室の容積を増加することができる。また、脱硫手段を外側から１と２の間、７と８との間の筒体内部に配置するので、処理容積を大きくできると共に装置全体をコンパクト化できる。さらに改質器の最高温部分である主改質室から離れた比較的低温の領域に脱硫手段が配置されるため、脱硫手段の過度の温度上昇を回避し、且つ、適当な温度範囲に調整することも容易になる。
【００２４】
上記いずれかのいずれかの改質装置において、請求項５に記載のように、前記改質器で生成した改質ガスを混合器に供給する供給路を設け、その供給路に改質ガスの流量を調整するためのオリフィス部を設けることができる。このようなオリフィス部を設けることにより、特別な制御系を設けることなく、原料ガスの供給量に対する改質ガスの供給量の比率を調整することができる。なお、改質ガスの供給量はオリフィス部による流動抵抗に反比例するので、前記比率が所望の値になる流動抵抗の値を予め実験により検証し、それに基づいてオリフィス部を設計することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明の改質装置のプロセスフロー図である。改質装置１は、原料ガスと水蒸気と改質ガスを混合して原料−水蒸気−改質ガス混合物を生成するためのエジェクターからなる混合器２、原料ガスを改質して水素リッチな改質ガスを生成する自己酸化内部加熱型の改質器３、混合器２から改質器３に原料−水蒸気−改質ガス混合物を供給する供給路４、供給路４に設けた脱硫手段５、混合器２に水蒸気を供給する水蒸気発生手段６及びＣＯ低減器７を備えている。なお本実施形態ではＣＯ低減器７の出口側に設けた配管Ｃにより改質ガスを負荷設備である固体高分子型の燃料電池８に供給している。
【００２６】
混合器２は原料ガスを供給する配管Ａに連通する吸引部２ａと、改質器３の出口側の配管Ｂから分岐した配管Ｅに連通する吸引部２ｂと、水蒸気発生部６に接続された配管Ｆに連通する水蒸気供給部２ｃを有する。改質ガスの供給路を構成する配管Ｅには改質ガスの流量調整用のオリフィス部９が設けられる。なお混合器２への改質ガスの配管Ｅは点線のようにＣＯ低減器７の出口側配管Ｃから分岐することもできる。
【００２７】
水蒸気発生手段６には配管Ｇから都市ガス、天然ガス等の燃料ガスが燃料として供給され、配管Ｈから純水等の水が供給され、さらに配管Ｉから燃焼用の空気が供給される。なお水蒸気発生手段６には配管Ｄから水素を２０％程度含む燃料電池８のアノード排ガスを燃料として供給することもできる。水蒸気発生手段６は燃料を燃焼することにより水を蒸発させて水蒸気を発生し、発生した水蒸気は配管Fから混合器２に供給される。なお各配管の必要箇所には起動操作や切換操作のための開閉弁Ｖが設けられる。
【００２８】
本実施形態では、供給路４の下流側が改質器３に延長され、その延長部分に脱硫手段５が設けられる。脱硫手段５は供給路４の上流側に配置した水添部１０と、その下流側に配置した脱硫部１１を有しており、脱硫部１１の出口側が改質器３の内部に設けた改質部（後述）に連通する。
【００２９】
図２は図１に示す改質器３とその内部に設けた脱硫手段５の１例を模式的に示す縦断面図である。本実施形態の改質器３は３重筒体の本体２０を有し、本体２０の外筒とその外側の補助筒との内部に供給路４と脱硫手段５が配置される。脱硫手段５を構成する水添部１０にはコバルト−モリブデンまたはニッケル−モリブデンなどを担持させた水添触媒が充填され、脱硫部１１には酸化亜鉛や酸化ニッケなどの脱硫触媒（もしくは脱硫剤）が充填される。なお外側の補助筒の内部に延長される供給路４の一部または全部は、脱硫手段５の触媒を充填する周壁で構成もしくは置き換えられる（他の実施形態も同様）。水添触媒と脱硫触媒を混合一体化し、一体水添／脱硫部としても良い。
【００３０】
水添部１０は外側の補助筒体２１の内部に配置される。脱硫部１１は水添部１０の下流側に配置され、脱硫触媒の充填容量もしくは処理容量を増加するため、同種の脱硫触媒を充填した第１脱硫部１１ａと第二脱硫部１１ｂに分けて配置されている。第１脱硫部１１ａは水添部１０に隣接した状態で補助筒体２１の内部に配置され、第２脱硫部１１ｂは第１脱硫部１１ａの下流側に隣接した状態で外筒２１ａの内部下方に配置されている。
【００３１】
本体２０には予備改質室２２と主改質室２３を有する改質部３０が設けられる。外筒２１ａ内に配置された第２脱硫部１１ｂの下流側、すなわち外筒２１ａの内部上側は予備改質室２２を形成する。予備改質室２２にはＮｉＯ−Ａ１２ＯあるいはＮｉＯ−ＳｉＯ２・Ａ１２Ｏ３などのＮｉ系の改質触媒、またＷＯ２−ＳｉＯ２・Ａ１２Ｏ３やＮｉＯ−ＷＯ２・ＳｉＯ２・Ａ１２Ｏ３などの改質触媒が充填され、これらか改質触媒の存在下に原料ガスが水蒸気改質される。
【００３２】
本体２０の内筒２１ｂの内部に主改質室２３が形成され、その上流側は前記予備改質室２２の下流側に連通している。主改質室２３の内部には、上流側から順に主改質触媒層２４、断熱層２５、高温シフト触媒層２６および低温シフト触媒層２７が配置され、高温シフト触媒層２６と低温シフト触媒層２７によりシフト触媒層２８が構成される。低温シフト触媒層２７の下流側は排出部２９に連通し、排出部２９は改質ガスをＣＯ低減器７（図１参照）に供給する配管Ｂに接続される。また主改質室２３の中央部に沿って貫通するように酸化用空気を供給する空気供給管Ｊａが配置され、空気供給管Ｊａは改質器３の下端部において空気供給源からの配管Ｊに連通している。
【００３３】
主改質触媒層２４は原料ガスを水蒸気改質する改質触媒と、原料ガスの一部を酸化燃焼して改質触媒を例えば７００度程度の改質温度に昇温するための酸化触媒を混合した混合触媒層で構成される。改質触媒は予備改質室２２に充填される改質触媒と同種のものが用いられ、酸化触媒は白金（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）あるいはルテニウム（Ｒｕ）あるいはパラジウム（Ｐｄ）が用いられる。
【００３４】
高温シフト触媒層２６と低温シフト触媒層２７の両層により構成されるシフト触媒層２８は、改質ガス中に含まれる一酸化炭素を酸化して水素を生成するものである。すなわち、改質ガスに残存する水蒸気と一酸化炭素の混合物をシフト触媒の存在下に水素と炭酸ガスにシフト変換して水素を発生させ、改質ガス中の水素濃度をより高くし、一酸化炭素濃度をそれに応じて低くする。高温シフト触媒層２６や低温シフト触媒層２７を形成するシフト触媒としては、ＣｕＯ−ＺｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４または酸化銅の混合物などの銅系または鉄系の卑金属系の触媒を使用できる。
【００３５】
次に図１（及び図２）に示す改質装置１の作用を説明する。水蒸気発生手段６で発生した水蒸気が配管Ｆから混合器２の水蒸気供給部２ｃに供給されると、配管Ａから供給される原料ガスが水蒸気の吸引力により吸引部２ａから吸引されて水蒸気と混合される。それと共に、配管Ｅから供給される改質ガスが水蒸気の吸引力により吸引部２ｂから吸引されて水蒸気と混合される。そのため混合器２の出口側に連通する供給路４に原料−水蒸気−改質ガス混合物が流出し、改質器３に設けた脱硫手段５に供給される。
【００３６】
脱硫手段５に供給された原料−水蒸気−改質ガス混合物は、先ず水添部１０を通過する間に原料ガスに含まれている硫黄分が水添処理（もしくは水添反応）により硫化水素に変換される。次いで原料−水蒸気−改質ガス混合物は水添部１０から流出し、第１脱硫部１１ａおよび第２脱硫部１１ｂを順次通過する間に水添反応により生成した硫化水素が脱硫処理（若しくは脱硫反応）され、原料ガス中の硫黄成分が１ｐｐｂ程度まで低減される。
【００３７】
第２脱硫部１１ｂの出口側から流出する原料−水蒸気混合物と未反応の若干の改質ガスとの混合物は予備改質室２２に流入し、そこで改質触媒の存在下に原料ガスの一部が水蒸気改質されて水素リッチな改質ガスが生成する。生成した改質ガスと未反応の原料ガスおよび水蒸気の混合物は主改質室２３に流出し、そこで原料ガスの一部が酸化触媒の存在下に空気供給管Ｊａから供給される酸化用空気により酸化し、その燃焼熱により主改質触媒層２４を例えば７００℃程度の改質反応温度に維持する。
【００３８】
上記のように原料ガスの一部は酸化用に消費されるが、残りの大部分の原料ガスは主改質触媒層２４を構成する改質触媒の存在下に水蒸気改質されて水素リッチな改質ガスを生成するために用いられる。主改質触媒層２４から流出する高温の改質ガスは下流側の高温シフト触媒層２６に流入し、そこで改質ガスに含まれているＣＯの一部が分解され、次いで低温シフト触媒層２７で残りのＣＯが分解される。シフト触媒層２８の出口側から排出部２９に流出する改質ガスは配管Ｂを経てＣＯ低減器７に流入し、そこでさらに残留する微量のＣＯがＰＰＭオーダまで低減され、配管Ｃにより燃料電池８に供給される。
【００３９】
燃料電池８から排出されるアノード排ガスは、配管Ｄから水蒸気発生手段６に燃料として供給される。一方、配管Ｂから流出する改質ガスの一部は配管Ｅを経て混合器２に供給される。その際、前記のようにオリフィス部９の絞り作用で改質ガス流量が調整される。
【００４０】
図３は図１に示す改質器３とその内部に設けた脱硫手段５の他の例を模式的に示す平面図であり、図４は同縦断面図である。本実施形態の改質器３は８重筒体からなる本体２０を有し、前記供給路４とそれに設けた脱硫手段５が外側から１番目と２番目との間および、８番目と７番目との間の内部に配置され、改質部３０は予備改質室２２と主改質室２３を有し、予備改質室２２は外側から２番目と３番目との間および、７番目と６番目との間の内部に配置され、且つ脱硫手段５の出口側に連通し、主改質室２３は外側から３番目と４番目との間および、５番目と６番目との間の筒体内部に配置されて予備改質室２２の出口側に連通し、主改質室２３に酸化用の空気を供給する空気供給管Ｊａは断面が環状に形成され、外側から４番目と５番目の隔壁からなる筒体内部に配置されている。
【００４１】
脱硫手段５は図１の例と同様な水添部１０と脱硫部１１を有し、脱硫部１１は第１脱硫部１１ａと第２脱硫部１１ｂにより構成される。水添部１０は外側から１番目と２番目との間および、７番目と８番目との間の内部に配置され、第１脱硫部１１ａは外側から１番目と２番目との間および、７番目と８番目との間の内部に配置され水添部１０の出口側に隣接し、第２脱硫部１１ｂは第１脱硫部１１ａに隣接する状態で外側から２番目と３番目との間および、６番目と７番目との間の内部下方に配置される。なお、図３、図４の改質器３の作用は図２の改質器３と実質的に同じなので、その説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の改質装置は、原料ガスを水蒸気改質して水素リッチな改質ガスを生成する改質装置において、原料ガスの脱硫を行う脱硫手段を設けた装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の改質装置のプロセスフロー図。
【図２】図１に示す改質器３とその内部に設けた脱硫手段５の１例を模式的に示す縦断面図。
【図３】図１に示す改質器３とその内部に設けた脱硫手段５の他の例を模式的に示す平面図。
【図４】同縦断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１  改質装置
２  混合器
２ａ、２ｂ  吸引部
２ｃ  蒸気供給部
３  改質器
４  供給路
【００４５】
５  脱硫手段
６  水蒸気発生手段
７  ＣＯ低減器
８  燃料電池
９  オリフィス部
１０  水添部
【００４６】
１１  脱硫部
１１ａ  第１脱硫部
１１ｂ  第２脱硫部
２０  本体
２１  筒体
２１ａ  補助筒体
２２  予備改質室
【００４７】
２３  主改質室
２４  主改質触媒層
２５  断熱層
２６  高温シフト触媒層
２７  低温シフト触媒層
２８  シフト触媒層
【００４８】
２９  排出部
３０  改質部
Ａ〜Ｊ  配管
Ｊａ  空気供給管
Ｖ  開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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