[发明专利]脱硫装置和燃料电池系统

说明书

本申请是申请人新日本石油株式会社于2009年5月14日提出的申请号为200910137588.4、发明名称为“脱硫装置、燃料电池系统和重整系统”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及从液体燃料中除去硫成分的脱硫装置和具有该脱硫装置的燃料电池系统。

背景技术

在燃料电池系统中，利用重整器生成含有氢的重整气体，利用燃料电池堆栈（stack），使用该重整气体来进行发电。在这样的燃料电池系统中，在作为重整原料的煤油等液体燃料被供给到重整器中的情况下，为了防止重整催化剂的老化，需要设置用于从液体燃料中除去硫成分的脱硫器。（例如，参照日本特开2004—323285号公报）。

发明内容

本发明的第1技术方案

不过，在脱硫器中，为了促进催化反应需要加热脱硫催化剂，但是由于伴随加热脱硫催化剂的温度上升，液体燃料气化，不仅难以进行高效率的脱硫，而且有可能使脱硫催化剂老化。

因此，本发明的第1技术方案是鉴于这样的情况做成的，目的在于提供一种能防止液体燃料气化的脱硫装置、以及具有该脱硫装置的燃料电池系统。

为了达到上述目的，本发明的第1技术方案的脱硫装置的特征在于，其包括：脱硫器，其用于收容脱硫催化剂，该脱硫催化剂用于从要供给到重整器中的液体燃料中除去硫成分，该重整器用于生成含有氢的重整气体；加热部件，其用于加热脱硫催化剂；液体燃料导入部件，其将液体燃料导入到脱硫器内；液体燃料导出部件，其将液体燃料从脱硫器内导出；温度测量部件，其用于测量脱硫器内的液体燃料的温度；压力测量部件，其用于测量脱硫器内的液体燃料的压力；控制部件，其对加热部件、液体燃料导入部件和液体燃料导出部件进行控制，控制部件对加热部件、液体燃料导入部件和液体燃料导出部件进行控制，使得由温度测量部件测量的温度为规定温度，由压力测量部件测量的压力为规定温度下的液体燃料的饱和蒸气压以上而且为脱硫器的耐压以下的规定压力。

在该脱硫装置中，通过利用控制部件控制加热部件、液体燃料导入部件和液体燃料导出部件，从而使由温度测量部件测量的温度、即脱硫器内的液体燃料的温度为例如能促进脱硫催化剂的催化反应的规定温度。并且，由压力测量部件测量的压力、即脱硫器内的液体燃料的压力为规定温度下的液体燃料的饱和蒸气压以上而且为脱硫器的耐压以下的规定压力。从而，即使使脱硫器内的液体燃料的温度上升，也能防止液体燃料气化。另外，所谓硫成分是包括硫和硫化物的意思。而且，所谓脱硫器的耐压是指收容脱硫催化剂的容器能承受的内压的最大值。

在本发明的第1技术方案的脱硫装置中，优选为，控制部件进行如下控制：在使由压力测量部件测量的压力上升的情况下，增加由液体燃料导入部件导入的液体燃料的导入量，并且减少由液体燃料导出部件导出的液体燃料的导出量，在使由压力测量部件测量的压力降低的情况下，减少由液体燃料导入部件导入的液体燃料的导入量，并且增加由液体燃料导出部件导出的液体燃料的导出量。采用该结构，能使由压力测量部件测量的压力、即脱硫器内的液体燃料的压力迅速且可靠地上升或降低。

而且，本发明的第1技术方案的燃料电池系统的特征在于，其包括：上述脱硫装置；使用利用脱硫装置除去了硫成分的液体燃料来生成含有氢的重整气体的重整器；使用利用重整器生成的重整气体进行发电的燃料电池堆栈。

采用该燃料电池系统，因为具有上述脱硫装置，所以即使使脱硫器内的液体燃料的温度上升，也能防止液体燃料气化。

采用本发明的第1技术方案，能防止液体燃料的气化。

本发明的第2技术方案

在燃料电池系统中，利用重整器生成含有氢的重整气体，利用燃料电池堆栈使用该重整气体来进行发电。在这样的燃料电池系统中，在作为重整原料的煤油等液体燃料被供给到重整器中的情况下，为了防止重整催化剂的老化，需要设置用于从液体燃料中除去硫成分的脱硫器。（例如，参照日本特开2004—323285号公报）。

不过，在脱硫器中，为了促进催化反应而需要加热脱硫催化剂，但使脱硫催化剂从常温上升到规定的脱硫温度（例如200℃）需要相当长的时间。因此，存在一旦停止时到再启动就要花费时间这样的问题。

因此，本发明的第2技术方案是鉴于这样的情况做成的，目的在于提供一种能谋求缩短一直到再启动的时间的脱硫装置以及具有该脱硫装置的燃料电池系统。