(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素含有燃料を改質し、改質ガスを生成する改質反応器と、
改質ガス中の一酸化炭素を酸化し、水素を生成するシフト反応器と、
前記シフト反応器から排出された改質ガス中の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器と、
燃料改質システム起動時に燃焼ガスを前記改質反応器に供給する起動燃焼器とを備えた燃料改質システムにおいて、
前記起動燃焼器の下流から一酸化炭素除去器までの経路中に、前記燃焼ガスまたは改質ガス中の窒素酸化物を吸着する触媒を備えたことを特徴とする燃料改質システム。
【請求項２】
前記触媒は、前記改質反応器、シフト反応器、一酸化炭素除去器のうち少なくとも一つに一体に構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料改質システム。
【請求項３】
前記起動燃焼器は、前記窒素酸化物吸着触媒の温度に応じて燃焼状態を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の燃料改質システム。
【請求項４】
前記起動燃焼器は、前記窒素酸化物吸着触媒の温度が所定温度に達するまで、窒素酸化物の生成量が少ない低温で燃焼し、所定値に達したときに高温での燃焼に切り換わることを特徴とする請求項３に記載の燃料改質システム。
【請求項５】
前記窒素酸化物吸着触媒は、前記起動燃焼器の直下流と前記改質反応器の下流とに備えられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の燃料改質システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は燃料改質システム、特に窒素酸化物を吸着する触媒を備えた燃料改質システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料改質システムの起動時に関する従来技術として、例えば特開平９−０６３６１９号公報に記載の技術がある。また、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）吸着機能を備えた燃料改質システムの従来技術として特開平７−１６９４９５号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
燃料改質システムの構成である改質反応器を起動燃焼器により加熱する場合には、燃焼熱量が多い理論空燃比近傍で燃焼を行うことが望ましい。
【０００４】
しかし、理論空燃比近傍で起動燃焼を行う場合には燃焼温度が高く、ＮＯｘの生成が行われることとなり、排気の悪化やＮＯｘが燃料電池に流入することによる燃料電池の被毒や劣化が生じる恐れがある。これを防止するために起動時の燃焼温度はＮＯｘが生成されない温度、具体的には９５０℃以下に制御する必要があった。
【０００５】
この温度を制御する方法として特開平９−０６３６１９号公報には、理論空燃比を１より大きな値、例えば３に設定することにより、起動燃焼器に導入される空気量を増大し、燃焼温度を制限する方法がある。しかしながらこの方法では、酸化反応場の火炎の保持が困難なため、安定した起動燃焼が得難いという問題がある。一方、温度の制御方法として、理論空燃比を１より小さく設定し、燃料の酸化反応量を制限することで燃焼場の温度上昇を制限する方法も考えられるが、この場合には、酸化反応量が少なくなるために起動に必要な熱量が不足してしまうという問題が考えられる。
【０００６】
また、特開平７−１６９４９５号公報では生成されたＮＯｘを吸着する機能を有する燃料改質システムを開示するが、システム中に導入された外気中に含まれるＮＯｘを吸着するための構成であり、吸着したＮＯｘを浄化できない、またシステム中で生成されたＮＯｘを除去することができないという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、燃料改質システム中のＮＯｘの除去とシステムの早期起動を両立することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、水素含有燃料を改質し、改質ガスを生成する改質反応器と、改質ガス中の一酸化炭素を酸化し、水素を生成するシフト反応器と、前記シフト反応器から排出された改質ガス中の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器と、燃料改質システム起動時に燃焼ガスを前記改質反応器に供給する起動燃焼器とを備えた燃料改質システムにおいて、前記起動燃焼器の下流から一酸化炭素除去器までの経路中に、前記燃焼ガスまたは改質ガス中の窒素酸化物を吸着する触媒を備える。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記触媒は、前記改質反応器、シフト反応器、一酸化炭素除去器のうち少なくとも一つに一体に構成される。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、前記起動燃焼器は、前記窒素酸化物吸着触媒の温度に応じて燃焼状態を切り換える。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記起動燃焼器は、前記窒素酸化物吸着触媒の温度が所定温度に達するまで、窒素酸化物の生成量が少ない低温で燃焼し、所定値に達したときに高温での燃焼に切り換わる。
【００１２】
第５の発明には、第１から第４の発明のうちいずれか一つにおいて、前記窒素酸化物吸着触媒は、前記起動燃焼器の直下流と前記改質反応器の下流とに備えられる。
【００１３】
【発明の効果】
第１の発明では、燃料改質システムの起動燃焼器下流に燃焼ガスまたは改質ガス中のＮＯｘを吸着する触媒を設置したことにより、
・９５０℃以上で起動燃焼運転を行ったことにより発生したＮＯｘ、
・９５０℃以下になるように燃料および空気量を設定した起動運転条件下で、燃焼場の不均一性などにより局所的に燃焼温度が上昇して発生したＮＯｘを起動燃焼ガス中から吸着除去し、通常改質運転時に当該吸着ＮＯｘを浄化することが出来るので、改質器後流にＮＯｘを流出することなく、高温起動燃焼ガスにより速やかに改質器の起動を達成できる（９００〜９５０℃以下で燃焼させた場合に万一ＮＯｘが発生しても吸着後浄化できる。）。
【００１４】
第２の発明では、前記触媒は、前記改質反応器、シフト反応器、一酸化炭素除去器のうち少なくとも一つに一体に構成されることにより、各構成内に吸着されたＮＯｘが気相の酸素に比べて、酸化活性に富む酸化剤として作用するために、より低い温度から反応器内での酸化反応を生じせしめることが可能となり、各反応器内の酸化反応による反応熱を利用した暖機を行う場合、より低い温度から速やかに暖機を行うことができる。
【００１５】
第３と第４の発明では、前記起動燃焼器は、前記窒素酸化物吸着触媒の温度に応じて燃焼状態を切り換えることにより、ＮＯｘが吸着除去されずに改質システムから放出されることを防ぐことが出来る。
【００１６】
第５の発明によれば、前記窒素酸化物吸着触媒は、前記起動燃焼器の直下流と前記改質反応器の下流とに備えられるように構成したので、起動直後は、起動燃焼器の直ぐ後ろに設けたＮＯｘ吸着触媒に、高温の起動ガスが直接流入し、速やかにＮＯｘを吸着し、同時にＮＯｘ吸着触媒下流では、ＮＯｘを含まない起動ガスにより、例えば改質反応器内にあるＮＯｘ吸着材の暖機を行うことができる。さらに、起動燃焼器の直ぐ後ろに設けたＮＯｘ吸着触媒の温度がＮＯｘ吸着可能温度である５００℃〜５５０℃を超えて、吸着したＮＯｘを放出したときには、改質反応器内のＮＯｘ吸着材の暖機が終了しているために、改質反応器内でＮＯｘを吸着除去するため、ＮＯｘが吸着除去されずに改質システムから放出されることを防ぐことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料改質システムは、例えば図１にあるように、燃料タンク１からポンプ２とインジェクタ３とを介して供給された燃料を改質して、主に一酸化炭素（以下、ＣＯと示す。）と水素に分解するリフォーマ（改質反応器）４と、改質反応器４から排出された改質ガス中のＣＯと水を反応させて、水素と二酸化炭素に変えるＷＧＳ（Ｗａｔｅｒ  Ｇａｓ  Ｓｈｉｆｔ）反応器（シフト反応器）５と、シフト反応器５から排出されるＨ2に富む改質ガスからＣＯを選択的に酸化除去し、図示しない燃料電池スタックに改質ガスを供給する、いわゆる"ＰｒＯｘ"（すなわち優先酸化（ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ））反応器（ＣＯ除去器）６により構成される。
【００１８】
さらに改質反応器４に水を供給するポンプ７とインジェクタ８、空気を供給するためのブロア９と流量コントロールバルブ１０とが設置され、改質反応器４に供給される燃料、空気及び水の流量をコントローラ２０がこれらインジェクタやバルブを制御することによって調整する。
【００１９】
この燃料改質システムで利用される各反応器の使用温度域としては、例えばガソリン改質を考えた場合、一般的に、
改質反応器；６５０℃以上
シフト反応器；２００℃〜４５０℃
ＣＯ除去器；８０℃〜２５０℃である。
【００２０】
ここで、自動車用など、頻繁にシステムの起動停止を行う燃料改質においては、各反応器の温度をいかに早く、これらの温度まで到達させるかが、商品性における最も大きな課題の一つである。早く反応器の温度を上昇させる対策として、例えば図１に示すように起動燃焼器１１をシステムに設け、起動燃焼器１１で大量の燃焼熱を発生し、下流の反応器に熱を供給し、早期に昇温させることが考えられる。起動燃焼器１１には図１に示すように燃料タンク１からの燃料がポンプ１２とインジェクタ１３を介して供給されるとともに空気がブロア１４によって供給され、プラグ１５によって燃料に点火され、燃料が起動燃焼器１１内で燃焼される。
【００２１】
なお、ポンプ１２、インジェクタ１３、ブロア１４およびプラグ１５はコントローラ２０によって制御されるものである。コントローラ２０は、燃料電池スタックの運転負荷や改質反応器４等各反応器の温度等に基づきポンプ、インジェクタ、バルブやプラグを所定条件となるように制御する。
【００２２】
しかしながら、従来技術の場合、課題に記載したようにこの時に発生させる熱量が大きすぎると、起動燃焼器内が過熱し、同時にＮＯｘも生成してしまうため、燃焼温度をＮＯｘが生成しない温度に抑えて起動を行わなければならないといった問題があった。
【００２３】
本発明では、この問題を解決するためにＮＯｘ吸着機能付き反応器（以下、ＮＯｘ吸着触媒）１６を、ＣＯ除去器６の上流に（図１に示す実施例では改質反応器４とシフト反応器５との間に）配置することを特徴とする。ＮＯｘ吸着触媒１６をＣＯ除去器６の上流に設置することで、改質反応器４を暖機するための起動ガスにＮＯｘが存在しても、これを吸着し、さらに吸着したＮＯｘを、暖機が終了次第生成されるＣＯ、Ｈ2により還元浄化することができるようにすることで、起動時により高い温度（ＮＯｘが生成される温度）での燃焼を起動燃焼器１１が可能となる。
【００２４】
次にＮＯｘ吸着触媒１６について詳しく説明する。
【００２５】
ＮＯｘ吸着触媒１６中にはＮＯｘ吸着材が配置されており、このＮＯｘ吸着材としては、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウムなどの貴金属、銅、ニッケル、コバルトなどの遷移金属、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムなどのアルカリ、マグネシウム、カリウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類が考えられる。
【００２６】
ＮＯｘの吸着メカニズムとしては、
・貴金属もしくは遷移金属表面へＮＯ、ＮＯ２分子レベルで吸着する現象
・貴金属もしくは遷移金属の酸化能力により高酸化状態になったＮＯｘが、貴金属もしくは遷移金属表面へ吸着する現象
・貴金属もしくは遷移金属の酸化能力により、より高酸化状態になったＮＯｘが、アルカリ、アルカリ土類とイオン的に結合した状態、たとえばＢａ（ＮＯ3）2のような状態で吸着する現象、等が考えられる。
【００２７】
ただし、ＦＴＩＲなどを用いて分光学的に吸着したＮＯｘの状態を調べると、温度、雰囲気酸化状態さらに触媒表面状態の微妙な差により、多くの吸着種が存在し、状態を特定することは困難である。
【００２８】
吸着現象が起きる温度域としては、およそ１００℃から５５０℃である。
【００２９】
１００℃以下では、触媒上に水が凝縮しているため、触媒表面吸着が阻害され吸着しないと考えられる。
【００３０】
５５０℃以上では、吸着したＮＯｘの熱運動エネルギーが増加し、触媒表面との吸着エネルギーを超える、もしくはイオン的に生成した吸着種が熱的に不安定になるために、ＮＯもしくはＮＯ２として放出されると考えられる。
【００３１】
また、吸着したＮＯｘは、改質ガス中に含まれる還元性ガスにより還元浄化される。ただし、ＮＯｘの吸着は様々なため、反応経路も数多く存在する。下記はその一例である。
【００３２】
ＮＯ2＋２ＣＯ→（１／２）Ｎ2＋２ＣＯ2
ＮＯ2＋２Ｈ2→（１／２）Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ
このような反応は、少なくとも１５０℃以上で進行する事を実験的に確認した。
【００３３】
さらにここで、燃料改質システムで吸着したＮＯｘを浄化する条件について詳しく述べる。
【００３４】
まず、吸着ＮＯｘを浄化するための還元性ガスであるＣＯ、Ｈ2の量は、改質反応器出口からＣＯ除去器入口にわたってほぼ一定の値になる。これは、改質反応器で生成されたＣＯが原理上、シフト反応により等モルの水素を生成してＣＯ2に変化するためである。
【００３５】
この吸着ＮＯｘ処理能力に影響を与えるＣＯ＋Ｈ2の量は、通常２５〜４０％ｖｏｌ．程度である。
【００３６】
一方、内燃機関の排気ガス後処理用ＮＯｘ吸着触媒の場合、吸着したＮＯｘを処理するために行うリッチ運転時において生成されるＣＯ＋Ｈ2の量は、およそ１０％ｖｏｌ．以下である。これは、リッチ運転の空燃比がおよそ０．７以下で行うことが実質困難であるためである。
【００３７】
このことにより、内燃機関の排気処理としてＮＯｘ吸着触媒を用いた場合、吸着したＮＯｘを効率よく浄化することが困難であり、通常、流入ＮＯｘに対しおよそ５〜２０％程度のＮＯｘが、触媒下流に排出されていた。
【００３８】
対して本発明の燃料改質システムにＮＯｘ吸着材を適用した場合、還元性ガスの流入濃度が２〜４倍濃度以上期待できるので、ＮＯｘの浄化効率をほぼ９９％以上にすることが可能となる。
【００３９】
以上のように構成された燃料改質システムは、コントローラ２０によって運転を制御される。図２に示すフローチャートはシステム起動時に実施される制御内容を説明するためのものである。
【００４０】
まず、ステップ１で起動燃焼器１１に空気を供給するブロア１４と燃料を供給するポンプ１２を起動し、インジェクタ１３で起動燃焼器内に燃料を噴射し、プラグ１５で燃料に点火して燃料を燃焼させる。この際の燃焼温度は、たとえばＮＯｘが生成しない温度（９５０℃）より１００℃高い１０５０℃を目標として燃料と空気の供給量を制御する。空燃比での制御で考えると図５に示す空燃比Ａになるように燃料と空気の流量を制御する。
【００４１】
従って通常のガスより高温の起動ガスが改質反応器４に導入され、このガスの顕熱によって改質反応器４が速やかに昇温する。ここで起動ガスの燃焼温度は前述のように１０５０℃に制御され、空気中の窒素と酸素が反応し、ＮＯｘが生成される。しかしながら、ＮＯｘは起動燃焼器１１の下流に設置されたＮＯｘ吸着触媒１６によって除去され、ＮＯｘ吸着触媒１６の下流にＮＯｘが排出されることが防止される。
【００４２】
続くステップ２では、カウンタＴに１を加算する。ここでカウンタＴはシステム起動時からの経過時間を測定するためのもので、カウント数は１単位時間当たりに１回カウントされる。例えば、単位時間を１秒とすれば、毎秒毎にカウンタＴが増加することになる。
【００４３】
ステップ３では、起動開始からの経過時間を示すカウンタＴが所定時間Ｔ０より長いかどうか判定する。カウンタＴが所定時間Ｔ０に達していない時にはステップ２に戻り、所定時間Ｔ０を超えているときにはステップ４に進む。所定時間Ｔ０は事前に実験等によって１０５０℃時の燃焼ガスで改質反応器４、シフト反応器５、ＣＯ除去器６の暖機に必要な時間を測定しておき、所定時間Ｔ０としてコントローラ２０に設定しておく。
【００４４】
ステップ４では各反応器の暖機が終了したと判断し、起動燃焼器１１への空気と燃料の供給を停止し、ステップ５で、改質反応器４へ燃料と空気及び水を供給し、改質運転を開始する。
【００４５】
ステップ６で、カウンタＴを０に初期化し、制御を終了する。
【００４６】
図３に示す第２の実施形態の構成は、改質反応器４、シフト反応器５、ＣＯ除去器６の少なくとも一つ、本実施形態ではすべてにＮＯｘ吸着触媒を一体的に形成したものである。このように改質反応器２１、シフト反応器２２、ＣＯ除去器２３が、ＮＯｘを吸着浄化する機能を併せ持つことにより、各反応器内の酸化反応がより低い温度から開始され、この吸着ＮＯｘによる自己発熱に引き続き該改質反応器内の酸化反応による反応熱を利用することで各反応器の暖機を、より低い温度から速やかに開始することが可能になる。
【００４７】
これは、触媒に吸着したＮＯｘが、気相に存在する酸素に比べて反応性に富むことにより、反応開始温度が低くなる現象による。
【００４８】
通常の気体酸素に比べ、ＮＯｘに含まれる酸素は、触媒表面との電子相互作用によりＮ−Ｏ結合が弱くなっているため、活性酸素源として高活性状態になる。
【００４９】
一方、反応器の暖機方法を考えた場合、起動ガス顕熱の伝達による暖機のほかに、反応器へＣＯ、Ｈ2などを導入し、さらにそれぞれの反応器内で該Ｈ2、ＣＯが酸化反応を起こすだけに必要な酸素を含む空気を導入し、反応器内で酸化反応を起こして暖機する方法が考えられる。
【００５０】
このような、反応器内の酸化による暖機を考えた場合、前述の活性酸素源としての吸着ＮＯｘの存在により、酸化反応がより低温から生じ、より速やかな暖機を実現することが出来る。
【００５１】
なお、シフト反応器２２、ＣＯ除去器２３にはブロア２４と流量コントロールバルブ２５とを介して空気が供給されるように構成されているので、吸着ＮＯｘによる自己発熱に引き続き、酸化反応が継続される。
【００５２】
図４に示すフローチャートは、図３に示す第２の実施形態でのコントローラ２０が実施する制御内容を説明するためのものである。
【００５３】
まずステップ１で、起動燃焼器１１に空気を供給するブロア１４と燃料を供給するポンプ１２を起動し、インジェクタ１３で起動燃焼器内に燃料を噴射し、プラグ１５で燃料に点火して燃料を燃焼させる。この際の空燃比は図５に示す空燃比Ａとなるように制御され、空燃比がリーンで、燃焼温度は高く、９５０℃以上となる。
【００５４】
従って、通常のガスより高温の起動ガスが改質反応器２１に導入され、このガスの顕熱によって改質反応器２１が速やかに昇温する。ここで起動ガスの燃焼温度が高いため、空気中の窒素と酸素が反応し、ＮＯｘが生成される。しかしながら、起動燃焼器１１の下流に設置されたＮＯｘ吸着機能を備えた改質反応器２１によってＮＯｘは除去され、改質反応器２１の下流にＮＯｘが排出されることが防止される。
【００５５】
次のステップ２でカウンタＴに１を加算し、ステップ３で起動時からの時間を示すカウンタＴが所定時間Ｔ０と比較されて所定時間Ｔ０に達していない場合にはステップ２に戻り、達している場合にステップ４に進む。ここで所定時間Ｔ０は予め実験によって計測され、コントローラ２０に記憶しておくもので、所定時間Ｔ０はＮＯｘが吸着した状態での改質反応器２１、シフト反応器２２、ＣＯ除去器２３がＨ２、ＣＯを酸化可能な温度となるまでの時間である。なお、ＮＯｘを吸着していない状態での各反応器がＨ２、ＣＯを酸化可能な温度となるまでの時間Ｔ１は、酸化可能なＮＯｘが吸着している場合に比べて高温となるために長くなり、起動時間が長くなる。なお、この時間Ｔ１もコントローラ２０に記憶され、後述のステップ７で使用される。
【００５６】
ステップ４で、起動燃焼器１１の燃焼状態をリーン燃焼の空燃比Ａからリッチ燃焼の空燃比Ｂ（図５に示す）での燃焼に切り換え、起動燃焼器１１へのＨ２、ＣＯの供給量を増加させる。このため、吸着触媒上のＮＯｘが活性酸素として機能し、触媒上で酸化反応を生じた活性状態に移行する。
【００５７】
ステップ５では、各反応器にその上流側から空気を供給することで、各反応器内でさらに酸化反応が進行し、反応熱が生じる。このとき、通常触媒上にＮＯｘが吸着していない場合には酸化反応が生じない温度であるが、触媒上にＮＯｘが吸着しているために酸化反応が生じる温度が低下し、酸化反応が開始され、各反応器の暖機時間を短縮することができる。この反応によって同時にＨ２とＣＯが生成されてＮＯｘが浄化される。なお、ＮＯｘの浄化は改質運転が行われている状態であれば、条件を問わず進行される。
【００５８】
ステップ６でカウンタＴに１を加算し、ステップ７で起動時からの経過時間をしめすカウンタＴが所定時間Ｔ１を経過したかどうかを判定し、まだ経過していない場合にはステップ６に戻り、経過した場合にはステップ８に進む。
【００５９】
ステップ８で各反応器の暖機が終了したと判断し、起動燃焼器１１への空気と燃料の供給を停止するとともに、各反応器２１、２２、２３への空気の供給を停止する。
【００６０】
続くステップ９では、改質反応器２１に改質運転時に必要な量の空気、水及び燃料を供給し、改質運転を開始する。改質運転の開始により、改質反応器２１でＨ２、ＣＯが生成されて残留するＮＯｘを浄化することができる。
【００６１】
ステップ１０でカウントＴを０に初期化し、制御を終了する。
【００６２】
なお、本実施形態において、各反応器２１、２２、２３のすべてにＮＯｘ吸着機能を備えたが、必ずしもすべてに備える必要はなく、例えば改質反応器２１のみに吸着機能を備えるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００６３】
図６は、本発明の第３の実施形態としてのコントローラ２０が実施する制御のフローチャートである。システムの構成は、第１の実施形態と同様である。
【００６４】
この実施形態の特徴は、システム起動直後のＮＯｘの排出低減のためにＮＯｘ吸着触媒１６が所定温度に達するまでは起動燃焼器１１での燃焼をＮＯｘの排出量が少ない低温燃焼に維持する点である。
【００６５】
まずステップ１で、起動燃焼器１１に空気と燃料を供給しプラグ１５で燃料に点火する。続くステップ２でカウントＴに１を加える。このときの空燃比は図５に示す空燃比Ｃとなるように制御される。空燃比Ｃでの燃焼はリーン燃焼であるが、空燃比Ａでの燃焼よりさらにリーン側での燃焼であり、燃焼自体は不安定状態となり、制御が困難となる。しかしながらこの不安定な燃焼は時間にして、時間Ｔ０（ＮＯｘ吸着触媒１６の温度が凝縮水を除去できる温度、つまり約１００℃に上昇するまでの時間）までの短時間であって制御可能であり、一方、この燃焼状態でのＮＯｘの生成量は燃焼温度が低いため、空燃比Ａに比して少なくすることができる。
【００６６】
ステップ３で起動時からの経過時間を示すカウンタＴが所定時間Ｔ０を経過したかどうかを判定し、経過していないときにはステップ２に戻り、経過したときにステップ４に進む。ステップ４以降の制御内容は、第１の実施形態の制御内容を示した図２のフローチャートのステップ１以降と同様であり、説明は割愛する。
【００６７】
このように、ＮＯｘ吸着触媒の暖機運転が終了するまでの時間に排出されるＮＯｘが、空燃比Ｃでのリーン燃焼によって起動燃焼器１１からのＮＯｘの排出を一層抑制することでシステムとして低減できる。
【００６８】
図７は本発明の第４の実施形態の構成を示しており、第１の実施形態の構成に比して起動燃焼器１１と改質反応器４との間にＮＯｘ触媒３０を追加したことを特徴とするものである。つまり、システムの構成としては、起動燃焼器１１の下流と改質反応器４の下流にそれぞれＮＯｘ触媒を設置した構成である。
【００６９】
このように、起動燃焼器１１の直後にＮＯｘ吸着触媒３０を設け、さらに改質反応器４下流にＮＯｘ吸着触媒１６を設けることで、起動直後は、起動燃焼器１１の直ぐ下流に設けたＮＯｘ吸着触媒３０に、高温の起動ガスが直接流入し、速やかにＮＯｘを吸着し、同時にＮＯｘ吸着触媒３０下流では、ＮＯｘを含まない起動ガスによりＮＯｘ吸着触媒１６内にあるＮＯｘ吸着材の暖機を行うことが出来る。さらに、起動燃焼器１１の直ぐ後ろに設けたＮＯｘ吸着触媒３０の温度がＮＯｘ吸着可能温度である５００℃〜５５０℃を超えて、吸着したＮＯｘを放出したときには、改質反応器４下流に設置されたＮＯｘ吸着触媒１６のＮＯｘ吸着材の暖機が終了しているために、ＮＯｘ吸着触媒１６内でＮＯｘを吸着除去するため、ＮＯｘが吸着除去されずに改質システムから放出されることを防ぐことが出来る。
【００７０】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。従って、ここに挙げた改質システムとは異なる構成のもの、例えば、反応器の組み合わせが異なる改質システムにも適用可能であることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料改質システムの構成を説明するための図である。
【図２】同じく制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図３】第２の実施形態の構成を説明するための図である。
【図４】同じく制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図５】空燃比と燃焼温度及び排出物質の排出量の関係を示す図である。
【図６】第２の実施形態の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来の燃料改質システムの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
４  改質反応器
５  シフト反応器
６  ＣＯ除去器
１１  起動燃焼器
１６  ＮＯｘ吸着触媒
２０  コントローラ
【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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【図７】
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