JP2000351605A - Fuel-reforming apparatus - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料改質装置に関
し、詳しくは、炭化水素系の燃料を水素リッチな燃料ガ
スに改質する燃料改質装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel reformer, and more particularly, to a fuel reformer for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の燃料改質装置としては、
所定の比率でメタノールと水との供給を受けてメタノー
ルを水蒸気改質する燃料改質装置が提案されている(例
えば、特開平2−168802号公報など)。この装置
では、メタノールタンクからのメタノールと水タンクか
らの水とが所定の比率で混合されるよう混合器で混合
し、混合された混合液を改質器に供給している。2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel reformer of this type,
2. Description of the Related Art A fuel reforming apparatus that supplies methanol and water at a predetermined ratio and steam reforms methanol has been proposed (for example, JP-A-2-168802). In this device, methanol from a methanol tank and water from a water tank are mixed by a mixer so as to be mixed at a predetermined ratio, and the mixed liquid mixture is supplied to a reformer.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た燃料改質装置では、メタノールと水とを別々にタンク
で貯蔵しているから、冷寒地ではタンク内の水や水系の
配管,ポンプなどが凍結し、燃料改質装置をすぐに始動
できない場合を生じるという問題があった。However, in such a fuel reformer, since methanol and water are stored separately in tanks, the water, water-based pipes, pumps and the like in the tank are frozen in cold regions. However, there is a problem that the fuel reformer cannot be started immediately.
【0004】こうした問題に対して、出願人は、水タン
クにメタノールを混合させ、メタノール水溶液として貯
蔵すると共にこのメタノール水溶液を改質器に供給する
燃料改質装置を提案している(特願平6−248879
号)。この装置では、メタノール水溶液として貯蔵する
ことにより、その凝固点を低下させて、タンク内の水や
配管,ポンプなどの凍結を防止し、凍結により生じる弊
害を回避している。[0004] In response to such a problem, the applicant has proposed a fuel reforming apparatus in which methanol is mixed in a water tank and stored as an aqueous methanol solution, and this methanol aqueous solution is supplied to a reformer (Japanese Patent Application No. Hei 10-284). 6-248879
issue). In this apparatus, by storing as a methanol aqueous solution, its freezing point is lowered to prevent freezing of water, pipes, pumps and the like in the tank, thereby avoiding the adverse effects caused by freezing.
【0005】ところが、メタノールを改質原料として用
いる場合には、出願人の提案により凍結や凍結により生
じる弊害を回避できるが、メタノール以外の炭化水素系
の燃料を改質原料とする場合には、出願人の提案の手法
は用いることができず、凍結や凍結により生じる弊害を
生じうる。However, when methanol is used as a reforming raw material, freezing and the adverse effects caused by freezing can be avoided by the applicant's proposal, but when a hydrocarbon-based fuel other than methanol is used as the reforming raw material, The technique proposed by the applicant cannot be used, and freezing and the adverse effects caused by freezing can occur.
【0006】本発明の燃料改質装置は、メタノール以外
の炭化水素系の燃料を改質原料として用いるときでもタ
ンク内の水や水系の配管,ポンプなどの凍結による弊害
を回避することを目的の一つとする。また、本発明の燃
料改質装置は、コンパクトな構成で改質に用いられる水
蒸気を生成することを目的の一つとする。さらに、本発
明の燃料改質装置は、改質して得られる燃料ガス中の水
素の濃度を高めることを目的の一つとする。あるいは、
本発明の燃料改質装置は、コンパクトな構成で炭化水素
系の燃料を改質することを目的の一つとする。また、本
発明の燃料改質装置は、起動時でも必要な水蒸気の供給
を行なうことを目的の一つとする。The purpose of the fuel reforming apparatus of the present invention is to avoid adverse effects caused by freezing of water in the tank, water-based pipes, pumps and the like even when a hydrocarbon-based fuel other than methanol is used as a reforming raw material. One. Another object of the fuel reformer of the present invention is to generate steam used for reforming in a compact configuration. Still another object of the fuel reforming apparatus of the present invention is to increase the concentration of hydrogen in the fuel gas obtained by reforming. Or,
An object of the fuel reformer of the present invention is to reform hydrocarbon-based fuel with a compact configuration. Another object of the fuel reformer of the present invention is to supply necessary steam even at the time of startup.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料改質装置は、上述の目的の少なくとも一部を
達成するために以下の手段を採った。Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects The fuel reforming apparatus of the present invention employs the following means to achieve at least a part of the above objects.
【0008】本発明の第1の燃料改質装置は、炭化水素
系の燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃料改質装
置であって、過酸化水素水溶液を貯蔵する過酸化水素水
溶液貯蔵手段と、該過酸化水素水溶液貯蔵手段から過酸
化水素水溶液の供給を受けて水蒸気を生成する水蒸気生
成手段と、該生成された水蒸気を用いて前記炭化水素系
の燃料を前記燃料ガスに改質する改質手段と、を備える
ことを要旨とする。A first fuel reforming apparatus of the present invention is a fuel reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and stores a hydrogen peroxide solution. Means, a steam generating means for receiving a supply of the aqueous hydrogen peroxide solution from the aqueous hydrogen peroxide storage means to generate steam, and reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas using the generated steam. And a reforming means.
【0009】この本発明の第1の燃料改質装置では、過
酸化水素水溶液から水蒸気を生成する。過酸化水素水溶
液の凝固点は、濃度により異なるが、例えば35wt%
の濃度のときには−32.8℃,50wt%の濃度のと
きには−50.0℃,60wt%のときには−55.4
℃となるから、過酸化水素水溶液やこの水溶液系の配
管,ポンプなどの凍結や凍結による弊害を回避すること
ができる。In the first fuel reformer of the present invention, steam is generated from the aqueous hydrogen peroxide solution. The freezing point of the aqueous hydrogen peroxide solution varies depending on the concentration.
-32.8 ° C. at a concentration of -50.0 ° C. at a concentration of 50 wt% and -55.4 at a concentration of 60 wt%.
Since the temperature becomes ° C, freezing of the aqueous solution of hydrogen peroxide, piping and pumps of the aqueous solution, and adverse effects due to freezing can be avoided.
【0010】こうした本発明の第1の燃料改質装置にお
いて、過酸化水素または高濃度の過酸化水素水溶液を貯
蔵する過酸化水素貯蔵手段と、該貯蔵された過酸化水素
または高濃度の過酸化水素水溶液を前記過酸化水素水溶
液貯蔵手段に供給可能な過酸化水素供給手段とを備える
ものとすることもできる。こうすれば、任意の濃度の過
酸化水素水溶液とすることができる。この態様の本発明
の第1の燃料改質装置において、前記過酸化水素水溶液
貯蔵手段の外気の温度および/または前記過酸化水素水
溶液貯蔵手段に貯蔵されている過酸化水素水溶液の温度
を検出する温度検出手段と、該検出された温度に基づい
て前記過酸化水素供給手段による過酸化水素または高濃
度の過酸化水素水溶液の前記過酸化水素水溶液貯蔵手段
への供給量を制御する供給量制御手段とを備えるものと
することもできる。こうすれば、外気の温度や過酸化水
素水溶液の温度に基づいて過酸化水素水溶液の濃度を調
節することができる。この態様の場合、過酸化水素水溶
液貯蔵手段が貯蔵する過酸化水素水溶液の濃度は如何な
る濃度でもよく、過酸化水素を全く含まない水であって
も差し支えない。さらに、この態様の本発明の第1の燃
料改質装置において、前記供給量制御手段は、前記温度
検出手段により検出される温度が低いほど前記過酸化水
素水溶液貯蔵手段により貯蔵されている過酸化水素水溶
液の濃度が高くなるよう前記過酸化水素供給手段による
過酸化水素または高濃度の過酸化水素水溶液の前記過酸
化水素水溶液貯蔵手段への供給量を制御する手段である
ものとすることもできる。こうすれば、過酸化水素水溶
液の凍結をより確実に回避することができる。In the first fuel reforming apparatus of the present invention, a hydrogen peroxide storage means for storing hydrogen peroxide or a high-concentration aqueous hydrogen peroxide solution, and the stored hydrogen peroxide or high-concentration peroxide solution Hydrogen peroxide supply means capable of supplying a hydrogen aqueous solution to the hydrogen peroxide aqueous solution storage means may be provided. In this case, an aqueous solution of hydrogen peroxide having an arbitrary concentration can be obtained. In the first fuel reforming apparatus of this aspect of the present invention, the temperature of the outside air of the hydrogen peroxide solution storage means and / or the temperature of the hydrogen peroxide solution stored in the hydrogen peroxide solution storage means is detected. Temperature detection means, and supply amount control means for controlling the supply amount of hydrogen peroxide or a high-concentration aqueous hydrogen peroxide solution to the aqueous hydrogen peroxide solution storage means by the hydrogen peroxide supply means based on the detected temperature May be provided. In this case, the concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution can be adjusted based on the temperature of the outside air and the temperature of the aqueous hydrogen peroxide solution. In this embodiment, the concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution stored by the aqueous hydrogen peroxide solution storage means may be any concentration, and may be water containing no hydrogen peroxide at all. Further, in the first fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the supply amount control means may be configured such that the lower the temperature detected by the temperature detection means is, the more the peroxide stored in the hydrogen peroxide aqueous solution storage means is. Means may be a means for controlling the supply amount of hydrogen peroxide or a high-concentration hydrogen peroxide aqueous solution to the hydrogen peroxide aqueous solution storage means by the hydrogen peroxide supply means so that the concentration of the hydrogen aqueous solution becomes high. . In this case, freezing of the aqueous hydrogen peroxide solution can be avoided more reliably.
【0011】また、本発明の第1の燃料改質装置におい
て、前記水蒸気生成手段は、過酸化水素水溶液中の過酸
化水素を分解する手段であるものとすることもできる。
過酸化水素は水と酸素とに分解するから、分解して得ら
れる水や酸素を炭化水素系の燃料の改質に用いることが
できる。この態様の本発明の第1の燃料改質装置におい
て、前記水蒸気生成手段は、前記過酸化水素の分解によ
り生じる水および/または前記過酸化水素水溶液中の水
から水蒸気を生成する手段であるものとすることもでき
る。Further, in the first fuel reformer of the present invention, the steam generating means may be a means for decomposing hydrogen peroxide in a hydrogen peroxide aqueous solution.
Since hydrogen peroxide is decomposed into water and oxygen, water and oxygen obtained by the decomposition can be used for reforming hydrocarbon fuel. In the first fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the steam generating means is means for generating steam from water generated by the decomposition of the hydrogen peroxide and / or water in the aqueous hydrogen peroxide solution. It can also be.
【0012】こうした水蒸気生成手段で過酸化水素を分
解する態様の本発明の第1の燃料改質装置において、前
記水蒸気生成手段は、前記過酸化水素の分解に伴って生
じる熱を用いて水を気化する手段であるものとすること
もできる。こうすれば、分解熱を有効に用いることがで
き、エネルギ効率を向上させることができる。[0012] In the first fuel reforming apparatus of the present invention in which hydrogen peroxide is decomposed by the steam generating means, the steam generating means generates water by using heat generated by the decomposition of the hydrogen peroxide. It may be a means for vaporizing. In this case, the heat of decomposition can be effectively used, and the energy efficiency can be improved.
【0013】また、水蒸気生成手段で過酸化水素を分解
する態様の本発明の第1の燃料改質装置において、前記
改質手段は、前記過酸化水素の分解により生じる酸素を
用いて前記炭化水素系の燃料を前記燃料ガスに改質する
手段であるものとすることもできる。こうすれば、炭化
水素系の燃料の改質に必要な酸素の少なくとも一部をま
かなうことができる。この態様の本発明の第1の燃料改
質装置において、前記改質手段は、前記水蒸気生成手段
から前記生成した水蒸気と前記過酸化水素の分解により
生じた酸素との供給を受けると共に該酸素の供給量に応
じた前記炭化水素系の燃料の供給を受けて該炭化水素系
の燃料を前記燃料ガスに改質する手段であるものとする
こともできる。こうすれば、炭化水素系の燃料の改質に
必要な酸素のすべてを過酸化水素の分解により生じた酸
素でまかなうことができる。したがって、改質器に酸素
を含有する酸素含有ガス、例えば空気を供給する手段を
備える必要がない。また、酸素含有ガスとして例えば空
気を用いた場合には、燃料ガスに空気中の窒素が含まれ
ることになり、燃料ガス中の水素濃度は窒素が導入され
る分だけ低下するが、過酸化水素水溶液から生じる物質
は水蒸気と酸素だけだから、他の酸素含有ガスを供給す
る場合に比して、燃料ガス中の水素濃度を高くすること
ができる。[0013] In the first fuel reforming apparatus of the present invention, wherein the hydrogen peroxide is decomposed by the steam generating means, the reforming means uses the oxygen generated by the decomposition of the hydrogen peroxide to produce the hydrocarbon. It may be a means for reforming the system fuel into the fuel gas. In this case, at least a part of the oxygen necessary for reforming the hydrocarbon fuel can be provided. In the first fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the reforming unit receives supply of the generated steam and oxygen generated by decomposition of the hydrogen peroxide from the steam generation unit, and supplies the oxygen. It may be a means for receiving the supply of the hydrocarbon-based fuel according to the supply amount and reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas. In this case, all of the oxygen necessary for reforming the hydrocarbon fuel can be covered by the oxygen generated by the decomposition of hydrogen peroxide. Therefore, it is not necessary to provide a means for supplying an oxygen-containing gas containing oxygen, for example, air to the reformer. When air is used as the oxygen-containing gas, for example, the fuel gas contains nitrogen in the air, and the hydrogen concentration in the fuel gas decreases by the amount of nitrogen introduced. Since only water vapor and oxygen are generated from the aqueous solution, the hydrogen concentration in the fuel gas can be increased as compared with the case where another oxygen-containing gas is supplied.
【0014】本発明の第1の燃料改質装置において、前
記過酸化水素水溶液貯蔵手段は、約60wt%の濃度に
調製された過酸化水素水溶液を貯蔵する手段であるもの
とすることもできる。こうすれば、過酸化水素水溶液の
凝固点を−50.0℃とすることができる。この60w
t%の過酸化水素水溶液における水と過酸化水素とのモ
ル比は54:44となる。このモル比では、過酸化水素
の分解熱で過酸化水素の分解により生じる水と過酸化水
素水溶液中の水のすべてを気化することができるから、
水蒸気を生成するために必要な熱を外部から加える必要
がなく、水蒸気生成手段に熱を加えるための機器を設け
る必要がない。この結果、装置をシンプルでコンパクト
なものにすることができる。[0014] In the first fuel reforming apparatus of the present invention, the hydrogen peroxide solution storage means may be a means for storing a hydrogen peroxide solution adjusted to a concentration of about 60 wt%. In this case, the freezing point of the aqueous hydrogen peroxide solution can be set to −50.0 ° C. This 60w
The molar ratio of water to hydrogen peroxide in the t% aqueous hydrogen peroxide solution is 54:44. At this molar ratio, all of the water generated by the decomposition of hydrogen peroxide and the water in the aqueous hydrogen peroxide solution can be vaporized by the heat of decomposition of hydrogen peroxide.
There is no need to externally apply the heat required to generate steam, and there is no need to provide equipment for applying heat to the steam generating means. As a result, the device can be made simple and compact.
【0015】本発明の第2の燃料改質装置は、炭化水素
系の燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃料改質装
置であって、過酸化水素水溶液を貯蔵する過酸化水素水
溶液貯蔵手段と、該過酸化水素水溶液貯蔵手段から過酸
化水素水溶液の供給を受けて該過酸化水素水溶液中の過
酸化水素を分解すると共に該分解に伴って生じる熱を用
いて該過酸化水素水溶液中の水と該分解により生じる水
とを気化して水蒸気とする水蒸気生成手段と、該水蒸気
生成手段から生成した水蒸気と前記過酸化水素の分解に
より生じた酸素との供給を受けると共に該酸素の供給量
に応じた前記炭化水素系の燃料の供給を受けて該炭化水
素系の燃料を前記燃料ガスに改質する改質手段とを備え
ることを要旨とする。A second fuel reforming apparatus according to the present invention is a fuel reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and stores a hydrogen peroxide solution. Means for supplying hydrogen peroxide solution from the hydrogen peroxide aqueous solution storage means to decompose hydrogen peroxide in the hydrogen peroxide aqueous solution, and use heat generated by the decomposition to generate hydrogen peroxide in the aqueous hydrogen peroxide solution. Steam generating means for evaporating water of the above and water generated by the decomposition to produce steam, supplying steam supplied from the steam generating means and oxygen generated by decomposition of the hydrogen peroxide, and supplying the oxygen The fuel supply system further comprises a reforming unit that receives the supply of the hydrocarbon-based fuel according to the amount and reforms the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas.
【0016】この本発明の第2の燃料改質装置では、水
蒸気の生成に過酸化水素水溶液を用いるから、水蒸気生
成系におけるタンク内の水や配管,ポンプなどの凍結や
これらが凍結することによる弊害を防止することができ
る。また、過酸化水素の分解に伴って生じる熱を用いて
水を気化するから、分解熱を有効に用いることができ、
エネルギ効率を向上させることができる。さらに、過酸
化水素の分解により生じた酸素の供給量に応じた炭化水
素系の燃料の供給を受けて改質するから、炭化水素系の
燃料の改質に必要な酸素のすべてを過酸化水素の分解に
より生じた酸素でまかなうことができる。したがって、
改質器に酸素を含有する酸素含有ガスを供給する手段を
備える必要がなく、装置をシンプルでコンパクトなもの
にすることができる。このように酸素含有ガスを用いな
いから、燃料ガス中の水素濃度を高くすることができ
る。In the second fuel reforming apparatus of the present invention, since an aqueous hydrogen peroxide solution is used for generating steam, freezing of water, pipes, pumps, and the like in the tank in the steam generating system, and the freezing of these components are caused. Evil effects can be prevented. In addition, since water is vaporized using heat generated by the decomposition of hydrogen peroxide, the heat of decomposition can be used effectively,
Energy efficiency can be improved. Furthermore, since reforming is performed by supplying a hydrocarbon fuel in accordance with the supply amount of oxygen generated by the decomposition of hydrogen peroxide, all of the oxygen necessary for reforming the hydrocarbon fuel is replaced with hydrogen peroxide. Can be covered by the oxygen generated by the decomposition of Therefore,
There is no need to provide a means for supplying an oxygen-containing gas containing oxygen to the reformer, and the apparatus can be made simple and compact. Since the oxygen-containing gas is not used, the hydrogen concentration in the fuel gas can be increased.
【0017】こうした本発明の第2の燃料改質装置にお
いて、前記過酸化水素水溶液貯蔵手段は、約60wt%
の濃度に調製された過酸化水素水溶液を貯蔵する手段で
あり、前記水蒸気生成手段は、前記過酸化水素の分解に
伴って生じる熱だけを用いて水を気化する手段であるも
のとすることもできる。こうすれば、過酸化水素水溶液
における水と過酸化水素とのモル比を54:44とする
ことができる。このモル比では、過酸化水素の分解熱で
過酸化水素の分解により生じる水と過酸化水素水溶液中
の水のすべてを気化するから、水蒸気を生成するために
必要な熱を外部から加える必要がなく、水蒸気生成手段
に熱を加えるための機器を設ける必要がない。この結
果、装置をシンプルでコンパクトなものにすることがで
きる。In the second fuel reforming apparatus according to the present invention, the hydrogen peroxide aqueous solution storage means may include about 60 wt%
And a means for storing an aqueous solution of hydrogen peroxide adjusted to a concentration of 1.The steam generating means may be means for evaporating water using only heat generated by the decomposition of the hydrogen peroxide. it can. In this case, the molar ratio of water to hydrogen peroxide in the aqueous hydrogen peroxide solution can be set to 54:44. At this molar ratio, the heat generated by the decomposition of hydrogen peroxide vaporizes all of the water generated by the decomposition of hydrogen peroxide and the water in the aqueous hydrogen peroxide solution, so it is necessary to externally apply the heat necessary to generate water vapor. Therefore, there is no need to provide a device for applying heat to the steam generating means. As a result, the device can be made simple and compact.
【0018】本発明の第3の燃料改質装置は、炭化水素
系の燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃料改質装
置であって、水または他の物質の水溶液の供給を受けて
前記水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、該生成された
水蒸気を用いて前記炭化水素系の燃料を前記燃料ガスに
改質する改質手段と、過酸化水素または過酸化水素水溶
液を貯蔵する過酸化水素貯蔵手段と、該貯蔵された過酸
化水素または過酸化水素水溶液を前記水蒸気生成手段に
供給可能な過酸化水素供給手段と、前記改質手段に供給
される水蒸気の供給状態を検出する水蒸気供給状態検出
手段と、該検出された水蒸気の供給状態に基づいて前記
過酸化水素供給手段を制御する過酸化水素供給制御手段
とを備えることを要旨とする。A third fuel reforming apparatus of the present invention is a fuel reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and receives a supply of water or an aqueous solution of another substance. Steam generating means for generating the steam, reforming means for reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas using the generated steam, and peroxide for storing hydrogen peroxide or an aqueous solution of hydrogen peroxide Hydrogen storage means, hydrogen peroxide supply means capable of supplying the stored hydrogen peroxide or aqueous hydrogen peroxide solution to the steam generation means, and steam supply for detecting a supply state of steam supplied to the reforming means The gist of the present invention includes a state detection unit and a hydrogen peroxide supply control unit that controls the hydrogen peroxide supply unit based on the detected supply state of steam.
【0019】この本発明の第3の燃料改質装置では、改
質手段に供給される水蒸気の供給状態に基づいて過酸化
水素または過酸化水素水溶液を水蒸気生成手段に供給す
ることができる。水蒸気生成手段に供給された過酸化水
素は、水と酸素とに分解し、その分解の際に生じる熱で
水を気化するから、水蒸気生成手段における水蒸気の生
成を促進することができる。したがって、過酸化水素ま
たは過酸化水素水溶液の供給量を調節することにより、
水蒸気の生成、即ち改質手段に供給される水蒸気の供給
量を調節することができる。In the third fuel reforming apparatus according to the present invention, hydrogen peroxide or an aqueous solution of hydrogen peroxide can be supplied to the steam generating means based on the supply state of the steam supplied to the reforming means. The hydrogen peroxide supplied to the steam generating means is decomposed into water and oxygen, and the water generated by the decomposition is used to vaporize the water, so that the generation of steam in the steam generating means can be promoted. Therefore, by adjusting the supply of hydrogen peroxide or an aqueous solution of hydrogen peroxide,
The generation of steam, that is, the amount of steam supplied to the reforming means can be adjusted.
【0020】こうした本発明の第3の燃料改質装置にお
いて、前記過酸化水素供給制御手段は、前記水蒸気供給
状態検出手段により水蒸気の前記改質部への供給不足が
検出されたとき、過酸化水素または過酸化水素水溶液が
前記水蒸気生成手段に供給されるよう前記過酸化水素供
給手段を制御する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、改質手段への水蒸気の供給量が不足すると
き、例えば燃料改質装置の始動時などでも、改質手段へ
の水蒸気の供給量を増加して、より適正な運転を行なう
ことができる。[0020] In the third fuel reforming apparatus of the present invention, the hydrogen peroxide supply control means may determine whether the supply of steam to the reforming section is insufficient by the steam supply state detection means. The hydrogen peroxide supply means may be a means for controlling the hydrogen peroxide supply means so that an aqueous solution of hydrogen or hydrogen peroxide is supplied to the steam generation means.
With this configuration, when the supply amount of steam to the reforming unit is insufficient, for example, even when starting the fuel reformer, the supply amount of steam to the reforming unit can be increased to perform more appropriate operation. Can be.
【0021】各種態様を含め本発明の第1ないし第3い
ずれかの燃料改質装置において、前記水蒸気生成手段
は、過酸化水素の分解反応に活性な材料により内部の少
なくとも一部が形成されてなるものとすることもでき
る。この態様の本発明の第1ないし第3いずれかの燃料
改質装置において、前記水蒸気生成手段は、前記過酸化
水素の分解反応に活性な材料として銅や銅の合金,普通
鋼,チタン,貴金属などの重金属により内部の少なくと
も一部が形成されてなるものとすることもできる。[0021] In any one of the first to third fuel reformers of the present invention including various aspects, the steam generating means has at least a part formed of a material active in a decomposition reaction of hydrogen peroxide. It can also be. In the fuel reforming apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, the steam generating means includes copper or an alloy of copper, ordinary steel, titanium, a noble metal as a material active in the decomposition reaction of the hydrogen peroxide. At least a part of the inside may be formed of heavy metal such as.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
燃料改質装置20の構成の概略を示す構成図である。実
施例の燃料改質装置20は、図示するように、メタンと
過酸化水素水溶液との供給を受けてこれらを所定の温度
に加熱すると共に水蒸気を生成する蒸発部30と、この
蒸発部30により加熱されたメタンを水蒸気を用いて水
素リッチな改質ガスに改質する改質部32と、この改質
ガス中の一酸化炭素を水素に優先して酸化して一酸化炭
素濃度の極めて低い燃料ガスとするCO選択酸化部36
と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット40
とを備える。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a fuel reforming apparatus 20 according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the fuel reformer 20 of the embodiment includes an evaporator 30 that receives supply of methane and an aqueous hydrogen peroxide solution, heats them to a predetermined temperature, and generates water vapor. A reforming section 32 for reforming heated methane to a hydrogen-rich reformed gas using steam, and oxidizing carbon monoxide in the reformed gas in preference to hydrogen to have an extremely low carbon monoxide concentration CO selective oxidizing unit 36 as fuel gas
And an electronic control unit 40 for controlling the entire apparatus.
And
【0023】蒸発部30は、内部の少なくとも一部が過
酸化水素の分解反応に対して活性な材料、例えば銅や銅
の合金,普通鋼,チタン,貴金属などの重金属により形
成されており、炭化水素系の燃料としてのメタンと過酸
化水素水溶液とがそれぞれを貯蔵するメタンタンク22
および過酸化水素水溶液タンク24からメタン供給ポン
プ23および水溶液供給ポンプ25により供給されるよ
うになっている。なお、実施例では、内部のすべてがチ
タンで形成されている。The evaporating section 30 is formed at least partially of a material that is active against the decomposition reaction of hydrogen peroxide, for example, heavy metals such as copper and copper alloys, ordinary steel, titanium, and noble metals. Methane tank 22 for storing methane and hydrogen peroxide solution as hydrogen-based fuel
Further, the water is supplied from a hydrogen peroxide aqueous solution tank 24 by a methane supply pump 23 and an aqueous solution supply pump 25. In the embodiment, the entire inside is made of titanium.
【0024】過酸化水素水溶液タンク24に貯蔵されて
いる過酸化水素水溶液は、約60wt%の濃度、水と過
酸化水素とのモル比で示せば54:44に調製されてい
る。この60wt%の濃度の過酸化水素水溶液の凝固点
は−55.4℃となるから、燃料改質装置20が冷寒地
で用いられても、外気がこの凝固点未満の温度となるま
で過酸化水素水溶液タンク24や水溶液供給ポンプ25
などは凍結しない。The aqueous hydrogen peroxide solution stored in the aqueous hydrogen peroxide solution tank 24 is adjusted to a concentration of about 60 wt% and a molar ratio of water to hydrogen peroxide of 54:44. Since the freezing point of this 60 wt% aqueous hydrogen peroxide solution is -55.4 ° C., even if the fuel reformer 20 is used in cold and cold regions, the hydrogen peroxide is maintained until the outside air reaches a temperature below this freezing point. Aqueous solution tank 24 and aqueous solution supply pump 25
Do not freeze.
【0025】過酸化水素水溶液中の過酸化水素は、蒸発
部30の内部で次式(1)に示す分解反応により水と酸
素とに分解する。一方、水の蒸発熱は、次式(2)に示
すように44kJ/モルである。The hydrogen peroxide in the aqueous hydrogen peroxide solution is decomposed into water and oxygen by a decomposition reaction represented by the following equation (1) inside the evaporating section 30. On the other hand, the heat of evaporation of water is 44 kJ / mol as shown in the following equation (2).
【0026】 H2O2(liq.)→H2O(gas.)+(1/2)O2+54.3kJ (1) H2O(liq.)→H2O(gas.)−44kJ (2)H 2 O 2 (liq.) → H 2 O (gas.) + (1 /) O 2 +54.3 kJ (1) H 2 O (liq.) → H 2 O (gas.)-44 kJ (2)
【0027】ここで、式(1)および式(2)の反応熱
に着目し、その熱収支を考えると、蒸発部30に供給さ
れる水と過酸化水素とをモル比が54:44となるよう
に調整すれば、過酸化水素の分解熱によりすべての水を
蒸発させることができる。即ち、実施例では、水と過酸
化水素とのモル比がこの54:44となるよう調製され
た過酸化水素水溶液を過酸化水素水溶液タンク24に貯
蔵すると共にこれを蒸発部30に供給することにより、
供給された過酸化水素水溶液中の過酸化水素を分解し、
この分解に伴って生じる熱により過酸化水素水溶液中の
水を気化させるのである。この結果、実施例の蒸発部3
0では、外部からの熱の供給なしに水蒸気を得ることが
できるのである。なお、実施例では、過酸化水素水溶液
中の過酸化水素が分解しやすいように、過酸化水素水溶
液を蒸発部30内部に噴霧するように供給している。Here, paying attention to the reaction heat of the equations (1) and (2) and considering the heat balance, the molar ratio of water and hydrogen peroxide supplied to the evaporator 30 is 54:44. If adjusted so that all the water can be evaporated by the heat of decomposition of hydrogen peroxide. That is, in the embodiment, the aqueous hydrogen peroxide solution prepared so that the molar ratio of water to hydrogen peroxide is 54:44 is stored in the aqueous hydrogen peroxide tank 24 and supplied to the evaporating section 30. By
Decomposes hydrogen peroxide in the supplied hydrogen peroxide aqueous solution,
Water in the aqueous hydrogen peroxide solution is vaporized by the heat generated by the decomposition. As a result, the evaporator 3 of the embodiment
At 0, steam can be obtained without external heat supply. In the embodiment, the hydrogen peroxide solution is supplied so as to be sprayed into the evaporating unit 30 so that the hydrogen peroxide in the hydrogen peroxide solution is easily decomposed.
【0028】改質部32は、蒸発部30からのメタンと
水蒸気と酸素との混合ガスの供給を受けて次式(3)な
いし式(5)の反応によりメタンを改質して改質ガスを
得る。改質部32は、図示しないが、式(3)および式
(4)の改質反応と一部の一酸化炭素に対して式(5)
のシフト反応を行なう改質反応部と、その後段に配置さ
れて主として式(5)のシフト反応を行なうシフト反応
部とを備える。このように改質部32が二段に構成され
ているのは、酸素を生成した水素と反応させないように
することと、式(5)のシフト反応が式(3)および式
(4)の改質反応に比して反応速度が遅いこととによ
る。改質反応部には、例えばニッケル触媒や白金やルテ
ニウムロジウムパラジウムなどの貴金属触媒などの改質
触媒が充填されており、シフト反応部には、例えば銅ま
たは銅−亜鉛触媒や鉄−クロム触媒などが充填されてい
る。The reforming section 32 receives the mixed gas of methane, steam and oxygen from the evaporating section 30 and reforms methane by the reaction of the following formulas (3) to (5) to reform the methane. Get. Although not shown, the reforming unit 32 converts the reforming reaction of Formulas (3) and (4) and a part of carbon monoxide into Formula (5)
And a shift reaction unit which is arranged at the subsequent stage and mainly performs the shift reaction of the formula (5). The reason why the reforming section 32 is configured in two stages is to prevent oxygen from reacting with the generated hydrogen and to make the shift reaction of the equation (5) a reaction of the equations (3) and (4). This is because the reaction rate is lower than that of the reforming reaction. The reforming reaction section is filled with a reforming catalyst such as a noble metal catalyst such as a nickel catalyst or platinum or ruthenium rhodium palladium, and the shift reaction section is, for example, a copper or copper-zinc catalyst or an iron-chromium catalyst. Is filled.
【0029】 CH4+(1/2)O2→2H2+CO+35.7kJ (3) CH4+H2O→3H2+CO−206.2kJ (4) CO+H2O→H2+CO2+41.2kJ (5)CH 4 + (1 /) O 2 → 2H 2 + CO + 35.7 kJ (3) CH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO−206.2 kJ (4) CO + H 2 O → H 2 + CO 2 +41.2 kJ ( 5)
【0030】実施例では、酸素とメタンとのモル比が
1:2となるようメタンタンク22からのメタンの蒸発
部30への供給が調節されている。したがって、メタン
と水蒸気とのモル比は、約1:1となる。こうした条件
で式(3)ないし式(5)の反応を効率的に行なわせる
ために、即ち化学平衡を右側に移行させるために、実施
例の改質部32では、改質反応部の温度が約800℃、
シフト反応部の温度が焼く300℃になるよう調節され
ている。なお、過酸化水素水溶液やメタンの蒸発部30
への供給量の制御や改質部32の温度制御は、電子制御
ユニット40により行なわれている。In the embodiment, the supply of methane from the methane tank 22 to the evaporator 30 is adjusted so that the molar ratio of oxygen to methane is 1: 2. Thus, the molar ratio of methane to water vapor is about 1: 1. In order to make the reactions of the formulas (3) to (5) efficient under these conditions, that is, to shift the chemical equilibrium to the right, in the reforming section 32 of the embodiment, the temperature of the reforming reaction section is increased. About 800 ° C,
The temperature of the shift reaction section is adjusted to 300 ° C. for baking. The hydrogen peroxide solution and methane evaporator 30
The control of the supply amount to the heater and the temperature control of the reforming section 32 are performed by an electronic control unit 40.
【0031】CO選択酸化部36は、その内部に、改質
ガス中の一酸化炭素を水素に優先して酸化する選択酸化
触媒、例えば白金やルテニウム,ロジウム,パラジウム
などの貴金属触媒が充填されており、この反応が良好に
行なわれるよう約150℃の温度になるよう調節されて
いる。CO選択酸化部36へ改質ガスを供給する供給管
には、一酸化炭素の酸化するための酸素を含有する酸素
含有ガス(実施例では空気)がブロワ34により導入さ
れている。なお、CO選択酸化部36の温度制御やブロ
ワ34の駆動制御も電子制御ユニット40により行なわ
れている。The CO selective oxidizing section 36 is filled with a selective oxidizing catalyst for oxidizing carbon monoxide in the reformed gas in preference to hydrogen, for example, a noble metal catalyst such as platinum, ruthenium, rhodium and palladium. The temperature is adjusted to about 150 ° C. so that this reaction can be performed well. An oxygen-containing gas (air in the embodiment) containing oxygen for oxidizing carbon monoxide is introduced by a blower 34 into a supply pipe for supplying a reformed gas to the CO selective oxidizing unit 36. The electronic control unit 40 also controls the temperature of the CO selective oxidizing unit 36 and the drive control of the blower 34.
【0032】電子制御ユニット40は、CPU42を中
心として構成されたワンチップマイクロプロセッサとし
て構成されており、処理プログラムを記憶したROM4
4と、一時的にデータを記憶するRAM46と、入出力
ポート(図示せず)とを備える。この電子制御ユニット
40には、蒸発部30や改質部32の改質反応部および
シフト反応部,CO選択酸化部36に取り付けられた図
示しない温度センサなどからの各部の温度などが入力ポ
ートを介して入力されている。また、電子制御ユニット
40からは、メタン供給ポンプ23や水溶液供給ポンプ
25への駆動信号,ブロワ34への駆動信号などが出力
ポートを介して出力されている。The electronic control unit 40 is constructed as a one-chip microprocessor composed mainly of a CPU 42, and has a ROM 4 storing a processing program.
4, a RAM 46 for temporarily storing data, and an input / output port (not shown). The electronic control unit 40 has an input port for the temperature of each section from a reforming reaction section and a shift reaction section of the evaporating section 30 and the reforming section 32, a temperature sensor (not shown) attached to the CO selective oxidizing section 36, and the like. Have been entered through. Further, a drive signal to the methane supply pump 23 and the aqueous solution supply pump 25, a drive signal to the blower 34, and the like are output from the electronic control unit 40 through output ports.
【0033】実施例の燃料改質装置20は、前述したよ
うに、電子制御ユニット40の制御により、メタンタン
ク22に貯蔵されたメタンと約60wt%の濃度に調製
され過酸化水素水溶液タンク24に貯蔵された過酸化水
素水溶液とが過酸化水素水溶液中の過酸化酸素とメタン
とのモル比が1:1となるように蒸発部30に供給され
ており、蒸発部30では供給された過酸化水素を分解す
ると共にこの分解により生じる熱により水を気化し、改
質部32では蒸発部30から供給される混合ガスを上述
した式(3)ないし式(5)の反応により若干の一酸化
炭素を含有する改質ガスとし、CO選択酸化部36では
改質ガス中の一酸化炭素を低減して最終的な生成物であ
る燃料ガスを得る。As described above, the fuel reformer 20 of the embodiment is controlled by the electronic control unit 40 so that the methane stored in the methane tank 22 is adjusted to a concentration of about 60 wt% and the hydrogen peroxide solution tank 24 The stored aqueous hydrogen peroxide solution is supplied to the evaporator 30 so that the molar ratio of oxygen peroxide to methane in the aqueous hydrogen peroxide solution is 1: 1. Hydrogen is decomposed and water is vaporized by the heat generated by this decomposition. In the reforming section 32, the mixed gas supplied from the evaporating section 30 is slightly carbon monoxide by the reaction of the above-mentioned equations (3) to (5). And the CO selective oxidation unit 36 reduces carbon monoxide in the reformed gas to obtain a fuel gas as a final product.
【0034】以上説明した実施例の燃料改質装置20に
よれば、約60wt%の濃度の過酸化水素水溶液を貯蔵
すると共にこの過酸化水素水溶液から改質反応に必要な
水蒸気を生成するから、過酸化水素水溶液タンク24や
水溶液供給ポンプ25などの水蒸気生成系の凍結やこの
凍結により生じる弊害、例えば始動性の悪化や装置の破
損などの弊害を防止することができる。また、実施例の
燃料改質装置20によれば、過酸化水素水溶液の濃度を
約60wt%とし、蒸発部30で過酸化水素を分解する
ようにしたから、過酸化水素の分解により生じる熱だけ
ですべての水を気化することができる。この結果、蒸発
部30に水を気化させるための熱を加える必要がない。According to the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment described above, an aqueous solution of hydrogen peroxide having a concentration of about 60 wt% is stored, and steam necessary for the reforming reaction is generated from the aqueous solution of hydrogen peroxide. It is possible to prevent the water vapor generation system such as the aqueous hydrogen peroxide solution tank 24 and the aqueous solution supply pump 25 from being frozen and the problems caused by the freezing, such as the deterioration of the startability and the damage of the device. Further, according to the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment, the concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution is set to about 60 wt%, and the hydrogen peroxide is decomposed in the evaporator 30, so that only the heat generated by the decomposition of the hydrogen peroxide is obtained. Can vaporize all the water. As a result, there is no need to apply heat for evaporating water to the evaporator 30.
【0035】また、実施例の燃料改質装置20によれ
ば、蒸発部30に供給された過酸化水素の分解により生
じる酸素量に応じたメタンが蒸発部30に供給されるか
ら、上述の式(3)の反応に必要な酸素を過酸化水素の
分解による酸素量ですべて賄うことができる。この結
果、式(3)の反応のために蒸発部30や改質部32に
酸素を含有する酸素含有ガス(例えば空気など)を導入
する機器を備える必要がなく、装置をシンプルで小型な
ものとすることができる。また、過酸化水素は分解によ
り水と酸素しか生じず、この酸素が式(3)の反応に使
われるから、空気などの他の酸素含有ガスを供給するも
のに比して、燃料ガス中の水素濃度を高くすることがで
きる。即ち、他の酸素含有ガスとして空気を用いれば、
空気中の窒素が得られる燃料ガス中に含まれることにな
り、この窒素が燃料ガス中の水素濃度を低下させるが、
過酸化水素の分解による酸素しか用いない実施例では、
ブロワ34により導入される分以外の窒素は含まれない
から、燃料ガス中の水素濃度を高くすることができるの
である。According to the fuel reformer 20 of the embodiment, methane is supplied to the evaporator 30 according to the amount of oxygen generated by the decomposition of the hydrogen peroxide supplied to the evaporator 30. The oxygen required for the reaction (3) can be entirely covered by the amount of oxygen resulting from the decomposition of hydrogen peroxide. As a result, there is no need to provide a device for introducing an oxygen-containing gas (for example, air) containing oxygen into the evaporating unit 30 or the reforming unit 32 for the reaction of the formula (3). It can be. In addition, hydrogen peroxide produces only water and oxygen by decomposition, and this oxygen is used in the reaction of the formula (3). The hydrogen concentration can be increased. That is, if air is used as another oxygen-containing gas,
Nitrogen in the air will be included in the resulting fuel gas, and this nitrogen will reduce the hydrogen concentration in the fuel gas,
In an embodiment using only oxygen from the decomposition of hydrogen peroxide,
Since nitrogen other than that introduced by the blower 34 is not contained, the hydrogen concentration in the fuel gas can be increased.
【0036】実施例の燃料改質装置20では、過酸化水
素水溶液タンク24に約60%の濃度の過酸化水素水溶
液を貯蔵し、これを蒸発部30に供給するものとした
が、他の濃度、例えば35wt%や50wt%の濃度あ
るいはこの他の如何なる濃度の過酸化水素水溶液を貯蔵
し、これを蒸発部30に供給するものとしてもよい。過
酸化水素水溶液の凝固点は、35wt%の濃度とすれば
−32.8℃となり、50wt%の濃度とすれば−5
0.0℃となる。したがって、凍結防止の観点に立て
ば、地域などを考慮し、外気との関係で凍結しない温度
となる濃度の過酸化水素水溶液を用いればよい。この場
合、蒸発部30における過酸化水素の分解により生じる
熱だけではすべての水を気化できないから、蒸発部30
は水を気化させるための加熱機器を設ける必要がある。
しかし、この加熱機器は、過酸化水素の分解により生じ
る熱では不足する分の熱を供給できるものであればよい
から、蒸発部30に水を供給する場合に比して能力の小
さなものとすることができる。したがって、60wt%
より小さな濃度の過酸化水素水溶液を貯蔵し、これを蒸
発部30に供給する装置でも、水を貯蔵し水を蒸発部に
供給するものに比して、装置全体を小型化することがで
きる。In the fuel reformer 20 of the embodiment, a hydrogen peroxide aqueous solution having a concentration of about 60% is stored in the hydrogen peroxide aqueous solution tank 24 and supplied to the evaporating section 30. For example, a hydrogen peroxide solution having a concentration of 35 wt% or 50 wt% or any other concentration may be stored and supplied to the evaporating section 30. The freezing point of the aqueous hydrogen peroxide solution is −32.8 ° C. when the concentration is 35 wt%, and −5 when the concentration is 50 wt%.
0.0 ° C. Therefore, from the viewpoint of preventing freezing, an aqueous hydrogen peroxide solution having a concentration that does not freeze in relation to the outside air may be used in consideration of the area. In this case, since all the water cannot be vaporized only by the heat generated by the decomposition of hydrogen peroxide in the evaporating section 30, the evaporating section 30
It is necessary to provide a heating device for evaporating water.
However, the heating device may be any device that can supply heat that is insufficient by the heat generated by the decomposition of hydrogen peroxide, and therefore has a smaller capacity than when water is supplied to the evaporator 30. be able to. Therefore, 60 wt%
Even in a device that stores an aqueous solution of hydrogen peroxide having a lower concentration and supplies the same to the evaporating unit 30, the entire device can be downsized as compared with a device that stores water and supplies water to the evaporating unit.
【0037】こうした60wt%以外の濃度の過酸化水
素水溶液を用いる場合でも、過酸化水素の分解により生
じる酸素量に応じてメタンを蒸発部30に供給するもの
とすれば、式(3)の反応に必要な酸素を過酸化水素の
分解により生じる酸素で賄うことができる。例えば、3
5wt%の濃度の過酸化水素水溶液を用い、酸素とメタ
ンとのモル比を1:2とすれば、水蒸気とメタンとの比
は2.3:1となり、化学平衡を右に移行させるための
改質部32の改質反応部の温度は約700℃となる。ま
た、50wt%の濃度の過酸化水素水溶液を用い、同様
に酸素とメタンとのモル比を1:2とすれば、水蒸気と
メタンとの比は1.4:1となり、化学平衡を右に移行
させるための改質部32の改質反応部の温度は約750
℃となる。この結果、式(3)の反応に必要な酸素を過
酸化水素の分解により生じる酸素で賄うことによる効
果、即ち酸素含有ガスを供給する機器を備える必要がな
く、装置を小型化することができる効果も奏することが
できる。Even when an aqueous solution of hydrogen peroxide having a concentration other than 60 wt% is used, if methane is supplied to the evaporating section 30 in accordance with the amount of oxygen generated by the decomposition of hydrogen peroxide, the reaction represented by the formula (3) Can be supplied by oxygen generated by decomposition of hydrogen peroxide. For example, 3
If a 5 wt% aqueous solution of hydrogen peroxide is used and the molar ratio of oxygen to methane is 1: 2, the ratio of steam to methane will be 2.3: 1, and the chemical equilibrium for shifting the chemical equilibrium to the right. The temperature of the reforming reaction section of the reforming section 32 is about 700 ° C. Also, if a 50 wt% aqueous solution of hydrogen peroxide is used and the molar ratio of oxygen to methane is 1: 2, the ratio of water vapor to methane is 1.4: 1, and the chemical equilibrium is shifted to the right. The temperature of the reforming reaction section of the reforming section 32 for shifting is about 750.
° C. As a result, the effect of supplying oxygen required for the reaction of the formula (3) with oxygen generated by the decomposition of hydrogen peroxide, that is, there is no need to provide a device for supplying an oxygen-containing gas, and the device can be downsized. An effect can also be achieved.
【0038】実施例の燃料改質装置20では、過酸化水
素の分解により生じる酸素量に応じたメタンを蒸発部3
0に供給するようにしたが、酸素含有ガスを蒸発部30
に供給する機器を備え、過酸化水素の分解による酸素で
は不足する酸素を補うものとしてもよい。こうすれば、
水蒸気量とメタンとのモル比を自由に設計することがで
きる。In the fuel reformer 20 of the embodiment, the methane corresponding to the amount of oxygen generated by the decomposition of hydrogen peroxide is evaporated.
However, the oxygen-containing gas is supplied to the evaporating section 30.
The apparatus may be provided with a device for supplying oxygen to the fuel cell to compensate for insufficient oxygen due to decomposition of hydrogen peroxide. This way,
The molar ratio between the amount of water vapor and methane can be freely designed.
【0039】次に、本発明の第2の実施例としての燃料
改質装置20Bについて説明する。図2は、第2実施例
の燃料改質装置20Bの構成の概略を示す構成図であ
る。第2実施例の燃料改質装置20Bの構成は、図示す
るように、蒸発部30Bに酸素含有ガスとしての空気を
供給するブロワ21Bを備える点、過酸化水素水溶液タ
ンク24に代えて水タンク24Bを備える点、水タンク
24Bに過酸化水素を供給可能な過酸化水素を貯蔵する
過酸化水素タンク28Bを備える点、蒸発部30Bが燃
焼器31Bを備える点、外気の温度を検出する外気温セ
ンサ50を備える点などを除いて、第1実施例の燃料改
質装置20の構成と同一の構成をしている。したがっ
て、第2実施例の燃料改質装置20Bの構成のうち第1
実施例の燃料改質装置20と同一の構成には同一の符号
を付し、その説明は省略する。Next, a fuel reformer 20B according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment. The configuration of the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment is, as shown in the drawing, provided with a blower 21B for supplying air as an oxygen-containing gas to the evaporating section 30B, and a water tank 24B instead of the hydrogen peroxide aqueous solution tank 24. , A hydrogen peroxide tank 28B that stores hydrogen peroxide capable of supplying hydrogen peroxide to the water tank 24B, a point that the evaporator 30B includes a combustor 31B, and an outside air temperature sensor that detects the temperature of outside air. It has the same configuration as the configuration of the fuel reforming apparatus 20 of the first embodiment except that the fuel reforming apparatus 50 is provided. Therefore, the first of the configurations of the fuel reformer 20B of the second embodiment
The same components as those of the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0040】第2実施例の燃料改質装置20Bでは、水
タンク24Bに貯蔵された水が水供給ポンプ25Bによ
り蒸発部30Bに供給されるようになっている。また、
水タンク24Bには、内部の水の温度を検出する温度セ
ンサ26が取り付けられている。また、第2実施例の燃
料改質装置20Bでは、過酸化水素を貯蔵する過酸化水
素タンク28Bを備え、過酸化水素供給ポンプ29Bに
より過酸化水素が水タンク24Bに供給できるようにな
っている。水供給ポンプ25Bや過酸化水素供給ポンプ
29Bは、電子制御ユニット40に信号ラインにより接
続されており、電子制御ユニット40による駆動制御を
受けるようになっている。In the fuel reformer 20B of the second embodiment, water stored in a water tank 24B is supplied to an evaporator 30B by a water supply pump 25B. Also,
A temperature sensor 26 for detecting the temperature of the internal water is attached to the water tank 24B. Further, the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment includes a hydrogen peroxide tank 28B for storing hydrogen peroxide, and the hydrogen peroxide can be supplied to the water tank 24B by a hydrogen peroxide supply pump 29B. . The water supply pump 25 </ b> B and the hydrogen peroxide supply pump 29 </ b> B are connected to the electronic control unit 40 by a signal line, and are controlled by the electronic control unit 40.
【0041】蒸発部30Bは、供給されたメタンの一部
を燃焼して水を気化するのに必要な熱を供給する燃焼器
31Bを備える。この燃焼器31Bの運転は、水の供給
量や蒸発部30Bの温度などに基づいて電子制御ユニッ
ト40により制御されている。The evaporator 30B includes a combustor 31B for supplying heat necessary to burn a part of the supplied methane and vaporize water. The operation of the combustor 31B is controlled by the electronic control unit 40 based on the supply amount of water, the temperature of the evaporator 30B, and the like.
【0042】第2実施例の燃料改質装置20Bでは、蒸
発部30Bへのメタンや水,空気の供給量は、例えば酸
素とメタンとのモル比が1:2でメタンと水とのモル比
が1:2となるように、ブロワ21Bやメタン供給ポン
プ23,水供給ポンプ25Bが電子制御ユニット40に
より駆動制御されている。In the fuel reformer 20B of the second embodiment, the supply amounts of methane, water, and air to the evaporator 30B are, for example, a molar ratio of oxygen to methane of 1: 2 and a molar ratio of methane to water. Is controlled to be 1: 2 by the electronic control unit 40 for the blower 21B, the methane supply pump 23, and the water supply pump 25B.
【0043】次に、こうして構成された第2実施例の燃
料改質装置20Bの動作、特に凍結防止に関する動作に
ついて説明する。図3は第2実施例の燃料改質装置20
Bの運転を停止するときに電子制御ユニット40により
実行される停止処理時凍結防止処理ルーチンの一例を示
すフローチャートであり、図4は第2実施例の燃料改質
装置20Bの運転が停止されている間に電子制御ユニッ
ト40により所定時間毎(例えば、10分毎)に繰り返
し実行される停止時凍結防止処理ルーチンの一例を示す
フローチャートである。まず、図3に例示する停止処理
時凍結防止処理について説明し、その後図4に例示する
停止時凍結防止処理について説明する。Next, the operation of the fuel reforming apparatus 20B according to the second embodiment, particularly the operation relating to the prevention of freezing, will be described. FIG. 3 shows a fuel reformer 20 according to the second embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a freeze prevention processing routine during stop processing executed by the electronic control unit 40 when the operation of B is stopped. FIG. 4 shows a state in which the operation of the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment is stopped. 9 is a flowchart showing an example of a stop-time anti-freezing process routine repeatedly executed by the electronic control unit 40 at predetermined time intervals (for example, every 10 minutes). First, the freeze prevention process during stop processing illustrated in FIG. 3 will be described, and then the freeze prevention process during stop illustrated in FIG. 4 will be described.
【0044】図3の停止処理時凍結防止処理ルーチン
は、前述したように、第2実施例の燃料改質装置20B
の運転が停止されるときに実行されるものであり、本ル
ーチンが実行されると、電子制御ユニット40のCPU
42は、まず外気温センサ50により検出される外気温
Toを読み込み(ステップS100)、読み込んだ外気
温Toを閾値Tr1と比較する処理を実行する(ステッ
プS102)。ここで、閾値Tr1は、水の凍結を防止
するために設けられるものであり、その凝固点、即ち0
℃より若干高い温度などに設定される。As described above, the freeze prevention processing routine during stop processing of FIG. 3 is performed by the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment.
Is executed when the operation of the electronic control unit 40 is stopped.
42, first reads the outside air temperature To detected by the outside air temperature sensor 50 (step S100), and executes a process of comparing the read outside air temperature To with the threshold Tr1 (step S102). Here, the threshold Tr1 is provided to prevent freezing of water, and its freezing point, that is, 0
It is set to a temperature slightly higher than ° C.
【0045】外気温Toが閾値Tr1以上のときには、
水タンク24Bや水供給ポンプ25Bなどの凍結は生じ
ないと判断し、凍結防止処理フラグFに値0を設定して
(ステップS104)、本ルーチンを終了する。凍結防
止処理フラグFは、凍結防止処理を施したか否かを値と
して持つフラグであり、ステップS104では凍結防止
処理を施していないのでその旨として値0を設定するの
である。一方、外気温Toが閾値Tr1未満のときに
は、凍結防止処理が必要と判断し、外気温Toに基づい
て過酸化水素の投入量Qを設定すると共に(ステップS
106)、設定した過酸化水素の投入量Qを水タンク2
4Bに投入し(ステップS108)、凍結防止処理フラ
グFに値1を設定して(ステップS110)、本ルーチ
ンを終了する。過酸化水素が水タンク24Bに投入され
ると、過酸化水素水溶液タンク24には過酸化水素水溶
液が貯蔵されることになり、第1実施例の燃料改質装置
20で説明したようにその凝固点は低下するから、凍結
を防止することができる。実施例では、過酸化水素の投
入量Qは外気温Toに基づいて設定しているが、その設
定は外気温Toが低くなるほど投入量Qを多くするもの
としてもよく、所定値を投入量Qに設定するものとして
もよい。また、投入量Qを水タンク24Bに貯蔵されて
いる水の量に基づいて設定してもよい。When the outside temperature To is equal to or higher than the threshold Tr1,
It is determined that freezing of the water tank 24B, the water supply pump 25B, and the like does not occur, the value 0 is set to the anti-freezing processing flag F (step S104), and this routine ends. The anti-freezing processing flag F is a flag having as a value whether or not anti-freezing processing has been performed. Since the anti-freezing processing has not been performed in step S104, a value of 0 is set to that effect. On the other hand, when the outside air temperature To is less than the threshold value Tr1, it is determined that the anti-freezing process is necessary, and the amount of hydrogen peroxide Q is set based on the outside air temperature To (step S
106), the set amount Q of hydrogen peroxide is set in the water tank 2
4B (step S108), the value 1 is set to the anti-freezing processing flag F (step S110), and this routine ends. When the hydrogen peroxide is charged into the water tank 24B, the aqueous hydrogen peroxide solution is stored in the aqueous hydrogen peroxide tank 24, and the freezing point of the hydrogen peroxide solution is increased as described in the fuel reformer 20 of the first embodiment. , The freezing can be prevented. In the embodiment, the input amount Q of hydrogen peroxide is set based on the outside air temperature To. However, the setting may be such that the input amount Q is increased as the outside air temperature To becomes lower. May be set. Further, the input amount Q may be set based on the amount of water stored in the water tank 24B.
【0046】このように水タンク24Bに過酸化水素が
投入されると、次に第2実施例の燃料改質装置20Bが
起動されたときには、蒸発部30Bには過酸化水素水溶
液が供給されることになるが、第1実施例の燃料改質装
置20で説明したように、蒸発部30Bの内部をチタン
などの過酸化水素の分解反応に対して活性な材料で形成
することにより、過酸化水素は分解し、良好に水蒸気を
生成することができ、メタンを良好に改質することがで
きる。なお、過酸化水素の分解や、これによる水蒸気の
生成およびその熱収支については前述したので、ここで
の説明は省略する。When the hydrogen peroxide is charged into the water tank 24B as described above, when the fuel reformer 20B of the second embodiment is started next, the aqueous hydrogen peroxide solution is supplied to the evaporator 30B. In other words, as described in the fuel reformer 20 of the first embodiment, by forming the inside of the evaporating section 30B with a material such as titanium which is active against the decomposition reaction of hydrogen peroxide, Hydrogen can be decomposed to generate steam well, and methane can be reformed well. Since the decomposition of hydrogen peroxide, the generation of water vapor thereby, and the heat balance thereof have been described above, the description is omitted here.
【0047】次に第2実施例の燃料改質装置20Bの運
転を停止している間に実行される図4の停止時凍結防止
処理について説明する。図4の停止時凍結防止処理ルー
チンが実行されると、電子制御ユニット40のCPU4
2は、まず、凍結防止処理フラグFを読み込み(ステッ
プS200)、その値を判定する処理を実行する(ステ
ップS202)。凍結防止処理フラグFが値1のときに
は、既に凍結防止処理は施されたと判断し、本ルーチン
を終了する。Next, the stop-time freezing prevention process of FIG. 4 executed while the operation of the fuel reformer 20B of the second embodiment is stopped will be described. When the stop-time anti-freezing processing routine of FIG. 4 is executed, the CPU 4 of the electronic control unit 40
2. First, the anti-freezing processing flag F is read (step S200), and a process of determining the value is executed (step S202). When the anti-freezing processing flag F has the value 1, it is determined that the anti-freezing processing has already been performed, and this routine ends.
【0048】一方、凍結防止処理フラグFが値0のとき
には、水タンク24Bの水温Twを読み込み(ステップ
S204)、読み込んだ水温Twを閾値Tr2と比較す
る処理を実行する(ステップS206)。ここで、閾値
Tr2は水タンク24B内の水の凍結の可能性を判定す
るものであり、水の凝固点、即ち0℃やこれより若干高
い温度に設定される。水温Twが閾値Tr2以上のとき
には、凍結防止処理は必要ないと判断して、本ルーチン
を終了し、水温Twが閾値Tr2未満のときには、凍結
防止処理が必要と判断して過酸化水素の投入量Qに所定
値Qsetを設定すると共に(ステップS208)、設
定した投入量Qの過酸化水素を水タンク24Bに投入し
(ステップS210)、凍結防止処理フラグFに値1を
設定して(ステップS212)、本ルーチンを終了す
る。実施例では、過酸化水素の投入量Qを所定値Qse
tに設定したが、水タンク24Bに貯蔵されている水の
量に基づいて設定してもよい。On the other hand, when the anti-freezing flag F is 0, the water temperature Tw of the water tank 24B is read (step S204), and the read water temperature Tw is compared with a threshold value Tr2 (step S206). Here, the threshold Tr2 is for determining the possibility of freezing of water in the water tank 24B, and is set to a freezing point of water, that is, 0 ° C. or a temperature slightly higher than this. When the water temperature Tw is equal to or higher than the threshold Tr2, it is determined that the anti-freezing processing is not required, and this routine is terminated. When the water temperature Tw is lower than the threshold Tr2, it is determined that the anti-freezing processing is required, and the amount of hydrogen peroxide is determined. A predetermined value Qset is set to Q (step S208), hydrogen peroxide having the set input amount Q is input to the water tank 24B (step S210), and a value 1 is set to the anti-freezing flag F (step S212). ), End this routine. In the embodiment, the input amount Q of hydrogen peroxide is set to a predetermined value Qse
Although set to t, it may be set based on the amount of water stored in the water tank 24B.
【0049】以上説明した第2実施例の燃料改質装置2
0Bによれば、必要に応じて水タンク24Bに過酸化水
素を投入するから、水タンク24Bや水供給ポンプ25
Bなどの水系の凍結や凍結により生じる弊害を防止する
ことができる。しかも、外気温Toや水タンク24Bの
水温Twに基づいて過酸化水素を投入するから、より確
実に凍結を防止することができる。The fuel reformer 2 of the second embodiment described above
According to 0B, hydrogen peroxide is charged into the water tank 24B as needed, so that the water tank 24B and the water supply pump 25
It is possible to prevent freezing of water systems such as B and the adverse effects caused by freezing. In addition, since hydrogen peroxide is supplied based on the outside air temperature To and the water temperature Tw of the water tank 24B, freezing can be prevented more reliably.
【0050】第2実施例の燃料改質装置20Bでは、水
タンク24Bに水を貯蔵し、これを蒸発部30Bに供給
するものとしたが、水タンク24Bに過酸化水素水溶液
を貯蔵し、これを蒸発部に供給するものとしてもよい。
この場合、所定濃度の過酸化水素水溶液が凍結する温度
かあるいはそれより若干高い温度を閾値Tr1や閾値T
r2に設定し、この閾値Tr1,Tr2を用いて凍結防
止処理の必要性を判断すればよい。In the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment, water is stored in the water tank 24B and supplied to the evaporating section 30B. However, an aqueous hydrogen peroxide solution is stored in the water tank 24B. May be supplied to the evaporator.
In this case, the temperature at which the aqueous solution of hydrogen peroxide having a predetermined concentration freezes or a temperature slightly higher than the threshold is set to the threshold Tr1 or the threshold T.
r2, and the necessity of the freeze prevention process may be determined using the thresholds Tr1 and Tr2.
【0051】第2実施例の燃料改質装置20Bでは、そ
の運転を停止している間は、水タンク24Bの水温Tw
により凍結防止処理の必要性を判断したが、外気温To
により判断するものとしてもよい。In the fuel reformer 20B of the second embodiment, while the operation is stopped, the water temperature Tw of the water tank 24B is maintained.
The need for anti-freezing treatment was determined by the
It may be determined by the following.
【0052】第2実施例の燃料改質装置20Bでは、過
酸化水素の投入量を外気温Toに基づいて設定するもの
としたが、水タンク24Bに過酸化水素水溶液を貯蔵す
る場合や、既に過酸化水素を投入したことにより水が過
酸化水素水溶液とされた場合には、過酸化水素水溶液中
の過酸化水素の濃度を検出し、この濃度と外気温Toに
基づいて設定するものとしてもよい。こうすれば、より
確実に凍結を防止することができると共に過酸化水素の
過剰投入を防止することができる。In the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment, the input amount of hydrogen peroxide is set based on the outside air temperature To. However, when the aqueous hydrogen peroxide solution is stored in the water tank 24B, When water is turned into an aqueous hydrogen peroxide solution by adding hydrogen peroxide, the concentration of hydrogen peroxide in the aqueous hydrogen peroxide solution is detected, and the concentration may be set based on this concentration and the outside air temperature To. Good. This makes it possible to more reliably prevent freezing and prevent excessive injection of hydrogen peroxide.
【0053】第2実施例の燃料改質装置20Bでは、過
酸化水素を貯蔵し、これを水タンク24Bに投入するも
のとしたが、高濃度の過酸化水素水溶液を貯蔵し、これ
を水タンク24Bに投入するものとしてもよい。In the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment, hydrogen peroxide is stored and charged into the water tank 24B. However, a high-concentration aqueous hydrogen peroxide solution is stored in the water tank 24B. 24B.
【0054】次に、本発明の第3の実施例としての燃料
改質装置20Cについて説明する。図5は、第3実施例
の燃料改質装置20Cの構成の概略を示す構成図であ
る。第3実施例の燃料改質装置20Cの構成は、図示す
るように、蒸発部30Cに酸素含有ガスとしての空気を
供給するブロワ21Cを備える点、過酸化水素水溶液タ
ンク24に代えて水タンク24Cを備える点、蒸発部3
0Cに過酸化水素を供給可能な過酸化水素を貯蔵する過
酸化水素タンク28Cを備える点を除いて、第1実施例
の燃料改質装置20の構成と同一の構成をしている。し
たがって、第3実施例の燃料改質装置20Cの構成のう
ち第1実施例の燃料改質装置20と同一の構成には同一
の符号を付し、その説明は省略する。Next, a description will be given of a fuel reformer 20C according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a fuel reforming apparatus 20C of the third embodiment. The configuration of the fuel reforming apparatus 20C of the third embodiment is, as shown, provided with a blower 21C for supplying air as an oxygen-containing gas to the evaporating section 30C, and a water tank 24C instead of the hydrogen peroxide aqueous solution tank 24. Evaporating unit 3
The configuration is the same as that of the fuel reformer 20 of the first embodiment except that a hydrogen peroxide tank 28C that stores hydrogen peroxide capable of supplying hydrogen peroxide to 0C is provided. Therefore, among the configurations of the fuel reforming apparatus 20C of the third embodiment, the same components as those of the fuel reforming apparatus 20 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0055】第3実施例の燃料改質装置20Cでは、水
タンク24Cに貯蔵された水が水供給ポンプ25Cによ
り蒸発部30Cに供給されるようになっていると共に、
過酸化水素タンク28Cに貯蔵された過酸化水素が過酸
化水素供給ポンプ29Cにより蒸発部30Cに供給され
るようになっている。水供給ポンプ25Cや過酸化水素
供給ポンプ29Cは、電子制御ユニット40に信号ライ
ンにより接続されており、電子制御ユニット40による
駆動制御を受けるようになっている。In the fuel reformer 20C of the third embodiment, the water stored in the water tank 24C is supplied to the evaporator 30C by the water supply pump 25C.
The hydrogen peroxide stored in the hydrogen peroxide tank 28C is supplied to the evaporator 30C by a hydrogen peroxide supply pump 29C. The water supply pump 25C and the hydrogen peroxide supply pump 29C are connected to the electronic control unit 40 by a signal line, and are driven and controlled by the electronic control unit 40.
【0056】蒸発部30Cは、供給されたメタンの一部
を燃焼して水を気化するのに必要な熱を供給する燃焼器
31Cを備える。この燃焼器31Cの運転は、第2実施
例と同様に、水の供給量や蒸発部30Cの温度などに基
づいて電子制御ユニット40により制御されている。The evaporator 30C includes a combustor 31C for supplying a heat necessary to burn a part of the supplied methane and vaporize water. The operation of the combustor 31C is controlled by the electronic control unit 40 based on the water supply amount, the temperature of the evaporator 30C, and the like, as in the second embodiment.
【0057】第3実施例の燃料改質装置20Cでも、第
2実施例の燃料改質装置20Bと同様に、蒸発部30C
へのメタンや水,空気の供給量は、例えば酸素とメタン
とのモル比が1:2でメタンと水とのモル比が1:2と
なるように、ブロワ21Cやメタン供給ポンプ23,水
供給ポンプ25Cが電子制御ユニット40により駆動制
御されている。In the fuel reforming apparatus 20C of the third embodiment, similarly to the fuel reforming apparatus 20B of the second embodiment, the evaporating section 30C
The supply amounts of methane, water, and air to the blower 21C, the methane supply pump 23, and the water are set so that, for example, the molar ratio of oxygen to methane is 1: 2 and the molar ratio of methane to water is 1: 2. The drive of the supply pump 25C is controlled by the electronic control unit 40.
【0058】次に、こうして構成された第3実施例の燃
料改質装置20Cの動作、特に燃料改質装置20Cの始
動時などのように蒸発部30Cで生成される水蒸気が不
足するときの動作について説明する。図6は、第3実施
例の燃料改質装置20Cの電子制御ユニット40により
実行される過酸化水素投入処理ルーチンの一例を示すフ
ローチャートである。このルーチンは、第3実施例の燃
料改質装置20Cの始動時から所定時間毎(例えば、1
分毎)に繰り返し実行されるものである。Next, the operation of the fuel reforming apparatus 20C according to the third embodiment configured as described above, particularly when the steam generated in the evaporating section 30C runs short, such as when starting the fuel reforming apparatus 20C. Will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a hydrogen peroxide input processing routine executed by the electronic control unit 40 of the fuel reforming apparatus 20C of the third embodiment. This routine is executed at predetermined time intervals (for example, one time) from the start of the fuel reformer 20C of the third embodiment.
(Every minute).
【0059】この過酸化水素投入処理ルーチンが実行さ
れると、電子制御ユニット40のCPU42は、まず蒸
発部30Cや改質部32の状態、例えば蒸発部30Cの
運転温度や改質部32の改質反応部やシフト反応部の温
度,蒸発部30Cから改質部32への水蒸気供給量など
を読み込み(ステップS300)、装置が定常運転状態
にあるか否かを判定する(ステップS302)。定常運
転状態にあるときには、過酸化水素の投入をしていれば
その投入を停止して(ステップS304)、本ルーチン
を終了する。一方、装置が定常運転状態にないときに
は、改質部32に供給される水蒸気が不足しているかを
判定する(ステップS306)。この判定は、改質部3
2に供給される混合ガスの流量や蒸発部30Cの温度な
どに基づいて行なう。例えば、蒸発部30Cが定常運転
温度にないときには水蒸気の供給不足の可能性があると
判定することができるし、改質部32に供給される混合
ガスの流量が定常流量に満たないときには水蒸気の供給
不足と判定することができる。When the hydrogen peroxide input processing routine is executed, the CPU 42 of the electronic control unit 40 firstly determines the state of the evaporator 30C and the reformer 32, for example, the operating temperature of the evaporator 30C and the reforming of the reformer 32. The temperature of the quality reaction section and the shift reaction section, the amount of steam supply from the evaporating section 30C to the reforming section 32, and the like are read (step S300), and it is determined whether the apparatus is in a steady operation state (step S302). In the steady operation state, if hydrogen peroxide has been charged, the charging is stopped (step S304), and this routine ends. On the other hand, when the apparatus is not in the steady operation state, it is determined whether the steam supplied to the reforming section 32 is insufficient (step S306). This determination is made by the reforming unit 3
2 is performed based on the flow rate of the mixed gas supplied to the fuel cell 2 and the temperature of the evaporating section 30C. For example, when the evaporating unit 30C is not at the steady operation temperature, it can be determined that there is a possibility of insufficient supply of steam. When the flow rate of the mixed gas supplied to the reforming unit 32 is less than the steady flow rate, it is possible to determine that It can be determined that the supply is insufficient.
【0060】水蒸気の供給不足と判定されたときには、
過酸化水素の投入を実行して(ステップS308)、本
ルーチンを終了し、水蒸気の供給は足りていると判定さ
れると、何もせずに本ルーチンを終了する。過酸化水素
の蒸発部30Cへ投入は、蒸発部30Cで過酸化水素が
分解することによって水蒸気を生じると共に、この分解
熱によって供給されても気化されていない水を気化する
から、改質部32に供給される水蒸気を増加することが
できる。なお、過酸化水素の投入量は、所定量としても
よいし、水蒸気の供給不足量を求めてこの供給不足量に
基づいて設定するものとしてもよい。When it is determined that the supply of water vapor is insufficient,
The injection of hydrogen peroxide is executed (step S308), and this routine is terminated. When it is determined that the supply of steam is sufficient, this routine is terminated without doing anything. The charging of the hydrogen peroxide into the evaporating unit 30C is performed by decomposing the hydrogen peroxide in the evaporating unit 30C to generate water vapor, and also vaporizes the water that has been supplied by the decomposition heat but has not been vaporized. Can be increased. It should be noted that the amount of hydrogen peroxide to be charged may be a predetermined amount, or may be set based on the shortage of water vapor supply obtained.
【0061】以上説明した第3実施例の燃料改質装置2
0Cによれば、一時的に改質部32への水蒸気の供給量
が不足するときに、過酸化水素を蒸発部30Cに投入す
ることにより、水蒸気の供給不足を解消することができ
る。この結果、装置を迅速に定常運転状態にすることが
できると共に水蒸気の供給不足によるメタンの改質率の
低下を防止することができる。The fuel reformer 2 of the third embodiment described above
According to 0C, when the supply amount of steam to the reforming unit 32 is temporarily insufficient, hydrogen peroxide is supplied to the evaporating unit 30C, thereby making it possible to eliminate the insufficient supply of steam. As a result, the device can be quickly brought into a steady operation state, and a decrease in the methane reforming rate due to a shortage of steam supply can be prevented.
【0062】第3実施例の燃料改質装置20Cでは、水
を貯蔵し、水を蒸発部30Cに供給するものとしたが、
過酸化水素水容器を貯蔵し、過酸化水素水溶液を蒸発部
30Cに供給するものとしてもよい。この場合、約60
wt%の濃度の過酸化水素水溶液を供給するものとすれ
ば、蒸発部30Cは燃焼器31Cを備える必要がない。
また、過酸化水素の分解により生じる酸素の量に応じた
メタンを供給するものとすれば、空気を蒸発部30Cに
導入する必要がないからブロワ21のないものとするこ
とができる。In the fuel reformer 20C of the third embodiment, water is stored and supplied to the evaporator 30C.
The hydrogen peroxide water container may be stored, and the aqueous hydrogen peroxide solution may be supplied to the evaporating unit 30C. In this case, about 60
If an aqueous solution of hydrogen peroxide having a concentration of wt% is supplied, the evaporator 30C does not need to include the combustor 31C.
Further, if methane is supplied in accordance with the amount of oxygen generated by the decomposition of hydrogen peroxide, it is not necessary to introduce air into the evaporating section 30C, so that the blower 21 can be omitted.
【0063】第3実施例の燃料改質装置20Cでは、過
酸化水素を貯蔵し、これを蒸発部30Cに投入するもの
としたが、高濃度の過酸化水素水溶液を貯蔵し、これを
蒸発部30Cに投入するものとしてもよい。In the fuel reforming apparatus 20C of the third embodiment, hydrogen peroxide is stored and supplied to the evaporating section 30C. However, a high-concentration aqueous hydrogen peroxide solution is stored and this is evaporated. It is good also as what is thrown into 30C.
【0064】第1ないし第3実施例の燃料改質装置2
0,20B,20Cでは、炭化水素系の燃料としてメタ
ンを用いたが、その他の炭化水素系の燃料、例えばエタ
ンなどの飽和炭化水素やエチレンやアセチレンなどの不
飽和炭化水素、メタノールなどのアルコール類などを用
いるものとしてもよい。The fuel reformer 2 of the first to third embodiments
In 0, 20B, and 20C, methane was used as a hydrocarbon fuel, but other hydrocarbon fuels, such as saturated hydrocarbons such as ethane, unsaturated hydrocarbons such as ethylene and acetylene, and alcohols such as methanol It is also possible to use such as.
【0065】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。The embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Of course, it can be carried out.
【図1】 本発明の一実施例である燃料改質装置20の
構成の概略を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a fuel reforming apparatus 20 according to one embodiment of the present invention.
【図2】 第2実施例の燃料改質装置20Bの構成の概
略を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a fuel reforming apparatus 20B according to a second embodiment.
【図3】 第2実施例の燃料改質装置20Bの運転を停
止するときに電子制御ユニット40により実行される停
止処理時凍結防止処理ルーチンの一例を示すフローチャ
ートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a stop prevention freeze prevention routine executed by an electronic control unit 40 when the operation of the fuel reformer 20B of the second embodiment is stopped.
【図4】 第2実施例の燃料改質装置20Bの運転が停
止されている間に電子制御ユニット40により所定時間
毎(例えば、10分毎)に繰り返し実行される停止時凍
結防止処理ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart of a stop-time anti-freezing routine that is repeatedly executed by the electronic control unit 40 at predetermined time intervals (eg, every 10 minutes) while the operation of the fuel reformer 20B of the second embodiment is stopped. It is a flowchart which shows an example.
【図5】 第3実施例の燃料改質装置20Cの構成の概
略を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a fuel reforming apparatus 20C according to a third embodiment.
【図6】 第3実施例の燃料改質装置20Cの電子制御
ユニット40により実行される過酸化水素投入処理ルー
チンの一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a hydrogen peroxide input processing routine executed by an electronic control unit 40 of a fuel reforming apparatus 20C according to a third embodiment.
20,20B,20C 燃料改質装置、21B,21C
ブロワ、22 メタンタンク、23 メタン供給ポン
プ、24 過酸化水素水溶液タンク、24B,24C
水タンク、25 水溶液供給ポンプ、25B,25C
水供給ポンプ、26 温度センサ、28B,28C 過
酸化水素タンク、29B,29C 過酸化水素供給ポン
プ、30,30B,30C 蒸発部、31B,31C
燃焼器、32 改質部、34 ブロワ、36 CO選択
酸化部、40 電子制御ユニット、42 CPU、44
ROM、46 RAM、50 外気温センサ。20, 20B, 20C Fuel reformer, 21B, 21C
Blower, 22 methane tank, 23 methane supply pump, 24 hydrogen peroxide aqueous solution tank, 24B, 24C
Water tank, 25 aqueous solution supply pump, 25B, 25C
Water supply pump, 26 temperature sensor, 28B, 28C hydrogen peroxide tank, 29B, 29C Hydrogen peroxide supply pump, 30, 30B, 30C Evaporator, 31B, 31C
Combustor, 32 reforming unit, 34 blower, 36 CO selective oxidation unit, 40 electronic control unit, 42 CPU, 44
ROM, 46 RAM, 50 outside temperature sensor.
Claims (16)
スに改質する燃料改質装置であって、 過酸化水素水溶液を貯蔵する過酸化水素水溶液貯蔵手段
と、 該過酸化水素水溶液貯蔵手段から過酸化水素水溶液の供
給を受けて水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、 該生成された水蒸気を用いて前記炭化水素系の燃料を前
記燃料ガスに改質する改質手段と、 を備える燃料改質装置。1. A fuel reformer for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, comprising: a hydrogen peroxide solution storage means for storing a hydrogen peroxide solution; and a hydrogen peroxide solution storage means. And a reforming means for reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas by using the generated steam. Quality equipment.
過酸化水素貯蔵手段と、 該貯蔵された過酸化水素または高濃度の過酸化水素水溶
液を前記過酸化水素水溶液貯蔵手段に供給可能な過酸化
水素供給手段とを備える燃料改質装置。2. The fuel reforming apparatus according to claim 1, wherein the hydrogen peroxide or high-concentration hydrogen peroxide aqueous solution is stored, and the stored hydrogen peroxide or high-concentration hydrogen peroxide is stored. A fuel reformer comprising: a hydrogen peroxide supply unit capable of supplying an aqueous hydrogen peroxide solution to the hydrogen peroxide aqueous solution storage unit.
たは前記過酸化水素水溶液貯蔵手段に貯蔵されている過
酸化水素水溶液の温度を検出する温度検出手段と、 該検出された温度に基づいて前記過酸化水素供給手段に
よる過酸化水素または高濃度の過酸化水素水溶液の前記
過酸化水素水溶液貯蔵手段への供給量を制御する供給量
制御手段とを備える燃料改質装置。3. The fuel reformer according to claim 2, wherein the temperature of the outside air of the hydrogen peroxide solution storage means and / or the temperature of the hydrogen peroxide solution stored in the hydrogen peroxide solution storage means. Temperature detecting means for detecting the temperature, and supplying the hydrogen peroxide supplying means for controlling the supply amount of the hydrogen peroxide or high-concentration aqueous hydrogen peroxide solution to the aqueous hydrogen peroxide solution storing means based on the detected temperature. A fuel reformer comprising: a quantity control unit.
段により検出される温度が低いほど前記過酸化水素水溶
液貯蔵手段により貯蔵されている過酸化水素水溶液の濃
度が高くなるよう前記過酸化水素供給手段による過酸化
水素または高濃度の過酸化水素水溶液の前記過酸化水素
水溶液貯蔵手段への供給量を制御する手段である請求項
3記載の燃料改質装置。4. The supply amount control means is configured to increase the concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution stored by the aqueous hydrogen peroxide storage means as the temperature detected by the temperature detection means decreases. 4. The fuel reformer according to claim 3, wherein the amount of the hydrogen peroxide or the high-concentration aqueous hydrogen peroxide solution supplied by the supply means to the hydrogen peroxide solution storage means is controlled.
液中の過酸化水素を分解する手段である請求項1ないし
4いずれか記載の燃料改質装置。5. The fuel reformer according to claim 1, wherein said steam generating means is means for decomposing hydrogen peroxide in an aqueous hydrogen peroxide solution.
の分解により生じる水および/または前記過酸化水素水
溶液中の水から水蒸気を生成する手段である請求項5記
載の燃料改質装置。6. The fuel reformer according to claim 5, wherein said steam generating means is means for generating steam from water generated by decomposition of said hydrogen peroxide and / or water in said aqueous hydrogen peroxide solution.
の分解に伴って生じる熱を用いて水を気化する手段であ
る請求項5または6記載の燃料改質装置。7. The fuel reformer according to claim 5, wherein the steam generating means is means for vaporizing water using heat generated by the decomposition of the hydrogen peroxide.
により生じる酸素を用いて前記炭化水素系の燃料を前記
燃料ガスに改質する手段である請求項5ないし7いずれ
か記載の燃料改質装置。8. The fuel according to claim 5, wherein the reforming means is means for reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas using oxygen generated by the decomposition of the hydrogen peroxide. Reformer.
ら前記生成した水蒸気と前記過酸化水素の分解により生
じた酸素との供給を受けると共に該酸素の供給量に応じ
た前記炭化水素系の燃料の供給を受けて該炭化水素系の
燃料を前記燃料ガスに改質する手段である請求項8記載
の燃料改質装置。9. The reforming means receives supply of the generated steam and oxygen generated by the decomposition of the hydrogen peroxide from the steam generation means, and adjusts the amount of the hydrocarbon based on the supply amount of the oxygen. 9. The fuel reformer according to claim 8, wherein the fuel reformer is a means for reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas by receiving a supply of the fuel.
60wt%の濃度に調製された過酸化水素水溶液を貯蔵
する手段である請求項1ないし8いずれか記載の燃料改
質装置。10. The fuel reforming apparatus according to claim 1, wherein said hydrogen peroxide solution storage means is means for storing a hydrogen peroxide solution adjusted to a concentration of about 60 wt%.
ガスに改質する燃料改質装置であって、 過酸化水素水溶液を貯蔵する過酸化水素水溶液貯蔵手段
と、 該過酸化水素水溶液貯蔵手段から過酸化水素水溶液の供
給を受けて該過酸化水素水溶液中の過酸化水素を分解す
ると共に該分解に伴って生じる熱を用いて該過酸化水素
水溶液中の水と該分解により生じる水とを気化して水蒸
気とする水蒸気生成手段と、 該水蒸気生成手段から生成した水蒸気と前記過酸化水素
の分解により生じた酸素との供給を受けると共に該酸素
の供給量に応じた前記炭化水素系の燃料の供給を受けて
該炭化水素系の燃料を前記燃料ガスに改質する改質手段
とを備える燃料改質装置。11. A fuel reformer for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, comprising: a hydrogen peroxide solution storing means for storing a hydrogen peroxide solution; and a hydrogen peroxide solution storing means. From the aqueous hydrogen peroxide solution to decompose the hydrogen peroxide in the aqueous hydrogen peroxide solution, and use the heat generated by the decomposition to separate the water in the aqueous hydrogen peroxide solution and the water generated by the decomposition. A steam generating means for vaporizing into steam, the hydrocarbon-based fuel receiving supply of steam generated from the steam generating means and oxygen generated by decomposition of the hydrogen peroxide, and according to a supply amount of the oxygen; And a reforming means for reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas by receiving the fuel gas.
て、 前記過酸化水素水溶液貯蔵手段は、約60wt%の濃度
に調製された過酸化水素水溶液を貯蔵する手段であり、 前記水蒸気生成手段は、前記過酸化水素の分解に伴って
生じる熱だけを用いて水を気化する手段である燃料改質
装置。12. The fuel reformer according to claim 11, wherein the hydrogen peroxide aqueous solution storing means is a means for storing a hydrogen peroxide aqueous solution adjusted to a concentration of about 60 wt%, and wherein the steam generation is performed. The means is a means for vaporizing water using only heat generated by the decomposition of the hydrogen peroxide.
ガスに改質する燃料改質装置であって、 水または他の物質の水溶液の供給を受けて水蒸気を生成
する水蒸気生成手段と、 該生成された水蒸気を用いて前記炭化水素系の燃料を前
記燃料ガスに改質する改質手段と、 過酸化水素または過酸化水素水溶液を貯蔵する過酸化水
素貯蔵手段と、 該貯蔵された過酸化水素または過酸化水素水溶液を前記
水蒸気生成手段に供給可能な過酸化水素供給手段と、 前記改質手段に供給される水蒸気の供給状態を検出する
水蒸気供給状態検出手段と、 該検出された水蒸気の供給状態に基づいて前記過酸化水
素供給手段を制御する過酸化水素供給制御手段とを備え
る燃料改質装置。13. A fuel reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, comprising: a steam generating means for receiving water or an aqueous solution of another substance to generate steam; Reforming means for reforming the hydrocarbon-based fuel into the fuel gas using the generated water vapor; hydrogen peroxide storage means for storing hydrogen peroxide or an aqueous solution of hydrogen peroxide; and the stored peroxide. A hydrogen peroxide supply unit capable of supplying hydrogen or hydrogen peroxide aqueous solution to the steam generation unit; a steam supply state detection unit for detecting a supply state of steam supplied to the reforming unit; A fuel reformer comprising: a hydrogen peroxide supply controller that controls the hydrogen peroxide supplier based on a supply state.
水蒸気供給状態検出手段により水蒸気の前記改質部への
供給不足が検出されたとき、過酸化水素または過酸化水
素水溶液が前記水蒸気生成手段に供給されるよう前記過
酸化水素供給手段を制御する手段である請求項13記載
の燃料改質装置。14. The hydrogen peroxide supply control means, when the steam supply state detection means detects insufficient supply of steam to the reforming section, converts the hydrogen peroxide or the aqueous hydrogen peroxide solution into the steam generation means. 14. The fuel reformer according to claim 13, wherein the means for controlling the hydrogen peroxide supply means is supplied to the fuel reformer.
分解反応に活性な材料により内部の少なくとも一部が形
成されてなる請求項1ないし14いずれか記載の燃料改
質装置。15. The fuel reforming apparatus according to claim 1, wherein said steam generating means has at least a part formed of a material active in a decomposition reaction of hydrogen peroxide.
素の分解反応に活性な材料として銅や銅の合金,普通
鋼,チタン,貴金属などの重金属により内部の少なくと
も一部が形成されてなる請求項15記載の燃料改質装
置。16. The steam generating means is formed by forming at least a part of the inside thereof from a heavy metal such as copper or an alloy of copper, ordinary steel, titanium or a noble metal as a material active in the decomposition reaction of the hydrogen peroxide. Item 16. The fuel reformer according to Item 15.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005200266A (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Casio Comput Co Ltd | Reforming method, reformer, power generator and fuel vessel |
KR100818488B1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-04-01 | 삼성전기주식회사 | Fuel reforming method and reformer |
JP2008543720A (en) * | 2005-06-22 | 2008-12-04 | キャタリティカ エナジー システムズ インコーポレイテッド | Reformer and reforming method for producing hydrogen from hydrocarbon fuel |
JP2009502723A (en) * | 2005-08-02 | 2009-01-29 | アイシス・イノベーション・リミテッド | Initiation of reaction between hydrogen peroxide and organic compounds |
US20090317686A1 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-24 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel cell with an electrolyte stabilizing agent and process of making the same |
WO2017104943A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 한국과학기술원 | Reformer operation method and system |
JP2017148792A (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 株式会社デンソー | Liquid jet device |
CN111411001A (en) * | 2020-04-20 | 2020-07-14 | 广东石油化工学院 | Device and method for promoting methane conversion |
-
1999
- 1999-06-07 JP JP11159784A patent/JP2000351605A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005200266A (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Casio Comput Co Ltd | Reforming method, reformer, power generator and fuel vessel |
JP2008543720A (en) * | 2005-06-22 | 2008-12-04 | キャタリティカ エナジー システムズ インコーポレイテッド | Reformer and reforming method for producing hydrogen from hydrocarbon fuel |
JP2009502723A (en) * | 2005-08-02 | 2009-01-29 | アイシス・イノベーション・リミテッド | Initiation of reaction between hydrogen peroxide and organic compounds |
JP4854739B2 (en) * | 2005-08-02 | 2012-01-18 | アイシス・イノベーション・リミテッド | Initiation of reaction between hydrogen peroxide and organic compounds |
KR100818488B1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-04-01 | 삼성전기주식회사 | Fuel reforming method and reformer |
US20090317686A1 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-24 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel cell with an electrolyte stabilizing agent and process of making the same |
US8685580B2 (en) * | 2008-06-20 | 2014-04-01 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell with an electrolyte stabilizing agent and process of making the same |
WO2017104943A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 한국과학기술원 | Reformer operation method and system |
KR101816047B1 (en) * | 2015-12-14 | 2018-01-09 | 한국과학기술원 | Method for operating reformer and system using the same |
JP2017148792A (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 株式会社デンソー | Liquid jet device |
CN111411001A (en) * | 2020-04-20 | 2020-07-14 | 广东石油化工学院 | Device and method for promoting methane conversion |
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