[发明专利]吸附式脱硫器

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附式脱硫器，更为详细地涉及一种在燃料电池系统中去除包含在向燃料处理装置的重整反应器供给的原料中的硫化合物及杂质的吸附式脱硫器。

背景技术

在燃料电池系统中，燃料处理装置包括脱硫器、重整反应器、一氧化碳减量反应器及一氧化碳去除反应器。脱硫器去除包含在向燃料处理装置供给的原料中的硫磺成分。已去除硫磺成分的反应气体被导入重整反应器并生成氢气。

在富含氢气成分的重整气体中含有一氧化碳。要将重整气体在高分子电解质燃料电池中作为燃料来使用，需要从重整气体中去除一氧化碳。

为此，在重整反应器中生成的重整气体为了降低一氧化碳的浓度而经过一氧化碳减量反应器，接着被导入将一氧化碳的浓度降低至10ppm以下的一氧化碳去除反应器，并且最终成为已去除一氧化碳的氢气混合气体。在此生成的氢气混合气体在高分子电解质燃料电池中经过电化学反应而生产电力及热量。

例如，脱硫器根据催化剂的种类而不同，但分为低温型脱硫器和高温型脱硫器这两大类。高温型脱硫器适用加氢脱硫处理(HDS；hydridesulfurisation)法，即，将硫化合物转换成H₂S后使用ZnO催化剂去除硫磺。

低温型脱硫器在向重整反应器供给燃料之前使用低温型吸附剂—活性炭、沸石、分子筛(molecular sieves)或氧化铁(iron oxide)等而去除硫磺成分。

作为低温型脱硫器的吸附式脱硫器由于对硫化合物的吸附容量不大，因此需要定期地替换吸附剂或者需要进行吸附剂的再生过程。包含在城市煤气(LNG)管道内的硫化合物由于和加臭剂混合比之间的不平衡，可能会过量地供给至吸附式脱硫器。而且，随着城市煤气管道的老化，可能会生锈或产生杂质，并且供给至吸附式脱硫器。

在吸附式脱硫器中未被吸附的硫化合物供给至重整反应器，并被吸附于重整催化剂。因此可能会导致重整催化剂的中毒，从而降低重整催化剂的性能。

发明内容

本发明涉及一种吸附式脱硫器，其用于去除包含在向燃料处理装置的重整反应器供给的燃料中的硫化合物及杂质。

本发明一实施例的吸附式脱硫器包括：脱硫单元，在使用烃类气态原料生成氢气时，去除包含于所述燃料中的加臭剂成分硫化合物；以及过滤器，设置在所述脱硫单元的前方，从流入所述脱硫单元的所述燃料中去除杂质。

所述脱硫单元可包括：外壳，在所述过滤器侧具有入口端口，在所述入口端口的相反侧具有出口端口；吸附剂，吸附包含在流通于所述入口端口和所述出口端口之间的所述燃料中的所述硫化合物；以及脱硫材料排出防止膜，在所述外壳内设置在所述吸附剂的两侧，以防止从所述原料脱硫并被吸附于所述吸附剂的脱硫材料的脱离。

所述脱硫材料排出防止膜可包括：第一脱硫材料排出防止膜，配置在所述外壳的所述入口端口和所述吸附剂之间；以及第二脱硫材料排出防止膜，配置在所述吸附剂和所述外壳的所述出口端口之间。

所述脱硫单元可进一步包括气体分流板，设置在所述第一脱硫材料排出防止膜和所述第二脱硫材料排出防止膜之间，针对所述吸附剂均匀地分配所述燃料的流动。所述气体分流板可配置为多个，从而将所述吸附剂划分为多个。所述脱硫材料排出防止膜可由无纺布形成。

所述气体分流板可由圆板形成，且形成有使所述燃料通过的多个细孔。

本发明的一实施例的吸附式脱硫器可包括：插入部件，两端插入于所述过滤器的出口端口和所述外壳的入口端口，以形成所述燃料的通道；以及结合部件，将所述插入部件的两端中的其中一端结合于所述过滤器的所述出口端口，且将另一端结合于所述外壳的所述入口端口。

如此，根据本发明的一实施例，由于在脱硫单元的前方具有过滤器，因此具有去除包含在气态烃类燃料(例如，LNG)中的杂质及硫化合物并供给至燃料处理装置的重整反应器的效果。即，能够防止脱硫单元及吸附剂受到污染。而且由于使用插入部件和结合部件来连接过滤器的出口端口与脱硫单元的外壳的入口端口，因此易于替换过滤器及吸附剂。

附图说明

图1是向燃料电池的堆栈供给燃料的燃料处理装置的方块图。

图2是本发明的一实施例的吸附式脱硫器的立体图。

图3是图2的Ⅲ-Ⅲ向剖视图。

图4是图2中气体分流板的俯视图。

具体实施方式