一氧化碳去除方法技术

提供一种在运行燃料改质系统时长时间稳定地去除一氧化碳的技术。在向含有氢和一氧化碳的反应气体中添加氧化剂并使之在一氧化碳去除催化剂上反应而去除一氧化碳时，（１）将反应气体温度保持在１００℃以下，（２）将催化剂层的温度保持在１３０～１８０℃，（３）以非铁材料构成气体流通路径，或者（４）在催化剂部的上游一侧具备铁捕集机构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一氧化碳去除方法
本专利技术涉及包括导入工序和去除工序的一氧化碳去除方法以及采用该一氧化碳去除方法的燃料改质系统的运行方法，导入工序是将在混合气体中添加了氧化剂的反应气体导入到一氧化碳去除器中，其中上述混合气体是类似于将天然气、粗汽油、煤油等碳氢化合物或甲醇等醇类改质(水蒸气改质、部分燃烧改质等)而获得的改质气体那样的、作为主要成分含有氢(H2)、作为杂质含有一氧化碳(CO)的气体；一氧化碳去除器在其筐体内形成由去除混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂构成的催化剂层；去除工序是通过上述一氧化碳去除催化剂使上述氧化剂和上述混合气体反应去除一氧化碳的工序。而且，本专利技术涉及具有可容纳上述一氧化碳去除催化剂的筐体的一氧化碳去除器，而且涉及具有这种一氧化碳去除器的燃料改质系统。而且，本专利技术涉及构成为将上述一氧化碳去除催化剂构成的催化剂部内装于筐体中并使上述混合气体通过上述催化剂部的一氧化碳去除器、以及可将导入到这种一氧化碳去除器中的上述混合气体用作预处理的技术。
技术介绍
以前，在以天然气等化石燃料为原始燃料、制造含有氢和一氧化碳的改质气体(含有40体积％以上的氢的气体(无水基))的燃料改质系统中，将上述原始燃料在连续设置的脱硫器、改质器(燃料改质装置)中进行脱硫、水蒸气改质(根据情况进行部分燃烧改质、或水蒸气改质与部分燃烧改质的组合)，获得以氢为主要成分含有一氧化碳、二氧化碳(CO2)、水分(H2O)等的改质气体。而且，以上述醇类，例如甲醇为原始燃料的燃料改质系统具有内装甲醇改质催化剂的甲醇改质器，从甲醇获得以氢为主要成分含有一氧化碳、二氧化碳、水分等的改质气体。-->在这里，在制造供于磷酸型燃料电池的改质气体的燃料改质系统中，人们已经知道由于一氧化碳的存在，燃料电池的电极催化剂产生催化剂中毒，所以将上述以氢为主要成分的改质气体导入到一氧化碳变换器中，利用一氧化碳的变换反应，将上述一氧化碳转变为二氧化碳，获得使气体中的一氧化碳的浓度为规定值以下(例如0.5％)的改质气体。但是，在制造供于固体高分子型燃料电池的改质气体的燃料改质系统中，由于固体高分子型燃料电池在约80℃的低温下工作，所以即使是微量的一氧化碳，电极催化剂也产生催化剂中毒，所以需要进一步降低上述一氧化碳，在上述一氧化碳变换器的下游设有容纳去除一氧化碳的一氧化碳去除催化剂的一氧化碳去除器，将空气等氧化剂添加到经上述一氧化碳变换器处理的上述改质气体中并导入到一氧化碳去除器中，在该一氧化碳去除催化剂的存在下，将一氧化碳氧化为二氧化碳，获得将一氧化碳浓度降低到规定浓度以下(例如，100ppm以下)的改质气体。而且，为了确保固体高分子型燃料电池的较高性能和耐久性，获得将一氧化碳浓度降低到10ppm以下的改质气体。上述一氧化碳去除器在筐体上设有容纳由一氧化碳去除催化剂构成的催化剂层的容纳部，其中，一氧化碳去除催化剂在氧化铝等载体上携带有钌(Ru)、铑(Rh)、铂(Pt)、钯(Pd)等，从气体流入口将在上述改质气体中添加了空气等氧化剂的气体(反应气体)导入到上述容纳部的上述催化剂层中，并使之与上述一氧化碳去除催化剂接触，这样，将上述改质气体中的一氧化碳转变为二氧化碳。而且，将通过上述催化剂层的减小了一氧化碳浓度的上述反应气体从贯穿设置于上述筐体上的气体流出口排出。而且，由于上述一氧化碳去除催化剂在催化剂层的温度为80～200℃的程度时，选择性地氧化一氧化碳的反应变得容易进行，所以，在上述筐体上附设温度调节机构(加热器、冷却器等)，保持上述催化剂层形成上述温度域。另外，以前，考虑到耐气候性、耐热性、强度、加工性、成本等诸原因，主要采用含铁材料的不锈钢作为构成上述燃料改质系统的部件。
技术实现思路
但是，本申请专利技术人发现，如果在适于上述一氧化碳去除催化剂-->作用的温度域中长时间地运转上述一氧化碳去除器，从上述一氧化碳去除器所排出的上述改质气体中的一氧化碳浓度渐渐升高达到数十ppm，作为上述固体高分子型燃料电池的燃料供给，有时一氧化碳浓度过高。这种上述一氧化碳去除催化剂性能恶化的原因，是以前没有判明的新见解。因此，本专利技术的目的是，鉴于上述缺点提供一种当运行上述一氧化碳去除器或上述燃料改质系统时，于长时间内稳定地去除一氧化碳的方法及上述燃料改质系统的运行方法。而且，本专利技术的目的是，鉴于上述缺点提供一种可于长时间内去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除器及燃料改质系统。而且，本专利技术的目的是，鉴于上述缺点提供一种可于长时间内去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳浓度的一氧化碳去除器及过滤器以及采用一氧化碳去除器及过滤器的一氧化碳去除方法。用来达成该目的的本专利技术的一氧化碳去除方法的第一特征手段在于，在具有向于其筐体内形成由去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂所构成的催化剂层的一氧化碳去除器中导入在上述混合气体中添加了氧化剂的反应气体的导入工序，和通过上述一氧化碳去除催化剂使上述氧化剂和上述混合气体反应、从而去除一氧化碳的去除工序的一氧化碳去除方法中，于上述导入工序中，将100℃以下的上述反应气体导入到上述一氧化碳去除器中。而且，在上述第一特征手段中，于上述导入工序中，优选为将80℃以下的上述反应气体导入到上述一氧化碳去除器中。或者，在上述第一特征手段中，上述反应气体的露点在流程压力中优选为60℃以下。而且，上述反应气体的露点在流程压力中优选为40℃以下。而且，用来达成该目的的本专利技术的一氧化碳去除方法的第二特征手段在于，在具有向于其筐体内形成由去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂所构成的催化剂层的一氧化碳去除器中导入在上述混合气体中添加了氧化剂的反应气体的导入工序，和通过上述一氧化碳去除催化剂使氧化剂和上述混合气体反应、从而去除一氧化碳的去除工序的一氧化碳去除方法中，于上述去除工-->序中，将上述催化剂层的最高温度保持在130℃以上、180℃以下。而且于上述第二特征手段中，上述催化剂层的最高温度优选为150℃以上、180℃以下。而且用来达成该目的的本专利技术的一氧化碳去除方法的第三特征手段在于，在具有向于其筐体内形成由去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂所构成的催化剂层的一氧化碳去除器中导入在上述混合气体中添加了氧化剂的反应气体的导入工序，和通过上述一氧化碳去除催化剂使氧化剂和上述混合气体反应、从而去除一氧化碳的去除工序的一氧化碳去除方法中，于上述导入工序中，将100℃以下的上述反应气体导入到上述一氧化碳去除器中，于上述去除工序中，将上述催化剂层的最高温度保持在130℃以上、180℃以下。而且在上述特征手段中，上述混合气体是优选为将碳氢化合物类或醇类改质而获得的改质气体。或者在上述特征手段中，上述一氧化碳去除催化剂是优选为含有钌的催化剂。或者，用来达成该目的的本专利技术的燃料改质系统的运行方法的第一特征手段在于，在下述燃料改质系统的运行方法中，即该方法将容纳改质催化剂的改质器、容纳一氧化碳变换催化剂的一氧化碳变换器和容纳去除反应气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂的一氧化碳去除器以上述顺序用配管连接为气体可以流动，其中改质催化剂将含有原始燃料和水蒸气的气体中的上述原始燃料改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一氧化碳去除方法，具有导入工序和去除工序，导入工序向于其筐体内形成由去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂所构成的催化剂层的一氧化碳去除器中导入在上述混合气体中添加了氧化剂的反应气体，去除工序通过上述一氧化碳去除催化剂使上述氧化剂和上述混合气体反应、从而去除一氧化碳，上述反应气体的露点在流程压力中为６０℃以下，在上述导入工序中，将１００℃以下的上述反应气体导入到上述一氧化碳去除器中。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-28 91759/01;JP 2001-3-28 91760/01;JP 2001、一种一氧化碳去除方法，具有导入工序和去除工序，导入工序向于其筐体内形成由去除含有氢和一氧化碳的混合气体中的一氧化碳的一氧化碳去除催化剂所构成的催化剂层的一氧化碳去除器中导入在上述混合气体中添加了氧化剂的反应气体，去除工序通过上述一氧化碳去除催化剂使上述氧化剂和上述混合气体反应、从而去除一氧化碳，上述反应气体的露点在流程压力中为60℃以下，在上述导入工序中，将100℃以下的上述反应气体导入到上述一氧化碳去除器中。2、如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：越后满秋，田畑健，山崎修，
申请(专利权)人：大阪瓦斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]