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JP2003103176A - Desulfurization catalyst for hydrocarbon, desulfurization method and fuel cell system - Google Patents

Desulfurization catalyst for hydrocarbon, desulfurization method and fuel cell system

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JP2003103176A
JP2003103176A JP2001301041A JP2001301041A JP2003103176A JP 2003103176 A JP2003103176 A JP 2003103176A JP 2001301041 A JP2001301041 A JP 2001301041A JP 2001301041 A JP2001301041 A JP 2001301041A JP 2003103176 A JP2003103176 A JP 2003103176A
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JP
Japan
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catalyst
desulfurization
sulfur
fuel cell
rare earth
Prior art date
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Atsushi Segawa
敦司 瀬川
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst which desulfurizes hydrocarbon raw material including sulfur, reduces the concentration of sulfur to 0.1 wt.ppm or less and allows the obtained fuel gas to be suitably used for a fuel cell system using a solid polymer type fuel cell in particular. SOLUTION: The hydrocarbon raw material containing sulfur can be desulfurized to sulfur concentration of 0.1 ppm or less by using the desulfurization catalyst for hydrocarbon made by depositing 0.1-50 mass% of rare earth element such as lanthanum and yttrium or rare earth element compound as element on Y-type zeolite.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は炭化水素用脱硫触媒
に関する。また、この触媒を用いた脱硫方法、さらに
は、この触媒を充填した脱硫装置を備えた燃料電池シス
テムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a desulfurization catalyst for hydrocarbons. Further, the present invention relates to a desulfurization method using this catalyst, and further to a fuel cell system equipped with a desulfurization device filled with this catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は燃料の燃焼反応による自由エ
ネルギー変化を直接電気エネルギーとして取り出せるた
め、高い効率が得られるという特徴がある。さらに有害
物質を排出しないことも相俟って、様々な用途への展開
が図られている。特に固体高分子形燃料電池は、出力密
度が高く、コンパクトで、しかも低温で作動するのが特
徴である。
2. Description of the Related Art A fuel cell is characterized in that it can obtain a high efficiency because a free energy change due to a combustion reaction of a fuel can be directly taken out as an electric energy. Furthermore, in combination with the fact that harmful substances are not emitted, it is being developed for various uses. In particular, polymer electrolyte fuel cells are characterized by high power density, compact size, and low temperature operation.

【0003】一般的に燃料電池用の燃料ガスとしては水
素を主成分とするガスが用いられるが、その原料には天
然ガス、LPG、ナフサ、灯油等の炭化水素およびメタ
ノール、エタノール等のアルコールおよびジメチルエー
テル等のエーテル等が用いられる。これら炭素と水素を
含む原料を水蒸気とともに触媒上で高温処理して改質し
たり、酸素含有気体と部分酸化したり、また水蒸気と酸
素含有気体が共存する系において自己熱回収型の改質反
応を行うことにより得られる水素と一酸化炭素を、基本
的には燃料電池用の燃料水素としている。
Generally, a gas containing hydrogen as a main component is used as a fuel gas for a fuel cell, and its raw materials are natural gas, hydrocarbons such as LPG, naphtha and kerosene, and alcohols such as methanol and ethanol. Ethers such as dimethyl ether are used. These raw materials containing carbon and hydrogen are treated with steam at high temperature on a catalyst for reforming, or partially oxidized with oxygen-containing gas, or in a system where steam and oxygen-containing gas coexist, a self-heat recovery type reforming reaction. The hydrogen and carbon monoxide obtained by performing the above are basically used as fuel hydrogen for fuel cells.

【0004】しかし、これらの原料中には水素以外の元
素も存在するため、燃料電池への燃料ガス中に炭素由来
の不純物が混入することは避けられない。中でも一酸化
炭素は燃料電池の電極触媒として使われている白金系貴
金属を被毒するため、燃料ガス中に一酸化炭素が存在す
ると充分な発電特性が得られなくなる。特に低温作動さ
せる燃料電池ほど一酸化炭素吸着は強く、被毒を受けや
すい。このため固体高分子形燃料電池を用いたシステム
では燃料ガス中の一酸化炭素の濃度が低減されているこ
とが必要不可欠である。
However, since elements other than hydrogen are also present in these raw materials, it is inevitable that impurities derived from carbon are mixed in the fuel gas to the fuel cell. Above all, carbon monoxide poisons the platinum-based noble metal used as the electrode catalyst of the fuel cell, so that if carbon monoxide is present in the fuel gas, sufficient power generation characteristics cannot be obtained. In particular, a fuel cell operated at a low temperature has a stronger carbon monoxide adsorption and is more likely to be poisoned. For this reason, it is essential that the concentration of carbon monoxide in the fuel gas be reduced in a system using a polymer electrolyte fuel cell.

【0005】そこで原料を改質して得られた改質ガス中
の一酸化炭素を水蒸気と反応させ、水素と二酸化炭素に
転化したり、さらに微量残存した一酸化炭素を選択酸化
で除去する方法が採られる。最終的に一酸化炭素が十分
低い濃度になるまで除去された燃料水素は燃料電池の陰
極に導入され、ここでは電極触媒上でプロトンと電子に
変換される。生成したプロトンは電解質中を陽極側へ移
動し、外部回路を通ってきた電子とともに酸素と反応
し、水を生成する。電子が外部回路を通ることにより電
気を発生する。
Therefore, a method of reacting carbon monoxide in a reformed gas obtained by reforming a raw material with steam to convert it into hydrogen and carbon dioxide, and further removing a small amount of carbon monoxide remaining by selective oxidation Is taken. Finally, the fuel hydrogen, which has been removed to a sufficiently low concentration of carbon monoxide, is introduced into the cathode of the fuel cell, where it is converted into protons and electrons on the electrocatalyst. The produced protons move to the anode side in the electrolyte, and react with oxygen together with the electrons that have passed through the external circuit to produce water. Electrons generate electricity by passing through an external circuit.

【0006】これら燃料電池用燃料水素を製造するまで
の原料改質、一酸化炭素除去の各工程さらに陰極の電極
に用いられる触媒は貴金属または銅などが還元状態で使
われることが多く、このような状態では硫黄が共存した
場合、触媒毒となり、水素製造工程または電池そのもの
の触媒活性を低下させ、効率が低下する。従って、燃料
中に含まれる硫黄分を十分に除去することが水素製造工
程に用いられている触媒さらには電極触媒を本来の性能
で使用するために必要不可欠であると考えられる。基本
的に硫黄を除去する、いわゆる脱硫工程は水素製造工程
の一番最初に行われる。その直後の改質工程に用いる触
媒が十分機能するレベルまで硫黄濃度を低減する必要が
あるが、それは通常0.1ppm以下である。
[0006] In each step of reforming raw materials and removing carbon monoxide until the production of hydrogen for fuel cells, the catalyst used for the cathode electrode is often a noble metal or copper in a reduced state. In such a state, if sulfur coexists, it becomes a catalyst poison, which lowers the catalytic activity of the hydrogen production process or the battery itself, and lowers the efficiency. Therefore, it is considered that sufficient removal of the sulfur content contained in the fuel is indispensable in order to use the catalyst used in the hydrogen production process and further the electrode catalyst with the original performance. The so-called desulfurization process, which basically removes sulfur, is performed at the very beginning of the hydrogen production process. Immediately thereafter, it is necessary to reduce the sulfur concentration to a level at which the catalyst used in the reforming step functions sufficiently, but it is usually 0.1 ppm or less.

【0007】これまでは燃料電池用原料の硫黄分を除去
する方法としては、脱硫触媒によって難脱硫性有機硫黄
化合物を水素化脱硫して、一度吸着除去し易い硫化水素
に変換し、適当な吸着剤で処理する方法が適していると
思われる。しかし一般的な水素化脱硫触媒では水素圧力
を高くして用いられるが、燃料電池システムに用いる場
合は、大気圧か、高くても1MPaにとどめた技術開発
が進んでいるので、通常の脱硫触媒系では対応できない
のが現状である。
Heretofore, as a method of removing the sulfur content of the fuel cell raw material, a desulfurization catalyst is used to hydrodesulfurize the hardly desulfurizable organic sulfur compound, and once converted into hydrogen sulfide which is easily adsorbed and removed, and then appropriately adsorbed. The method of treatment with the agent seems to be suitable. However, in general hydrodesulfurization catalysts, hydrogen pressure is used at high pressure, but when used in fuel cell systems, technological development is proceeding at atmospheric pressure or at most 1 MPa, so normal desulfurization catalysts are being developed. The current situation is that systems cannot handle it.

【0008】そこで低圧系でも十分に脱硫機能を発現す
る収着剤に関する発明が提案され、これまでも様々な触
媒系が紹介されている。たとえば特開平1−18840
4号、特開平1−188405号にはニッケル系脱硫剤
で脱硫した灯油を水蒸気改質し、水素を製造する方法が
報告されている。しかし、この場合、良好な条件で脱硫
の可能な温度範囲は150〜300℃であり、プロセス
上の制約があった。脱硫の後段にある水蒸気改質装置の
入口温度は400〜500℃であり、脱硫温度もこの温
度に近い方がプロセス上好ましい。また特開平2−30
2302号、特開平2−302303号には銅−亜鉛系
脱硫剤が開示されている。しかし、この触媒は比較的高
温で用いても炭素析出は少ないが、脱硫活性がニッケル
に比べて低いため、天然ガス、LPG、ナフサ等の軽質
炭化水素の脱硫は行えるが、灯油の脱硫に対しては不十
分である。また特開平1−143155号に脱硫作用を
行わせるために活性炭あるいは薬液を用いる方法が示さ
れている。しかし、この触媒は起動時常温で脱硫に効果
があることが示されているが、原料は常温でのガス体に
限定され、ナフサ、灯油の類への効果はない。
Therefore, an invention relating to a sorbent that exhibits a sufficient desulfurizing function even in a low pressure system has been proposed, and various catalyst systems have been introduced so far. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-184040
No. 4, JP-A-1-188405, a method for producing hydrogen by steam reforming kerosene desulfurized with a nickel-based desulfurizing agent is reported. However, in this case, the temperature range in which desulfurization is possible under good conditions is 150 to 300 ° C., which is a process limitation. The inlet temperature of the steam reforming device in the latter stage of desulfurization is 400 to 500 ° C, and the desulfurization temperature is preferably close to this temperature in the process. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 2-30
2302 and JP-A-2-302303 disclose a copper-zinc-based desulfurizing agent. However, even if this catalyst is used at a relatively high temperature, carbon deposition is small, but its desulfurization activity is lower than that of nickel, so it can desulfurize light hydrocarbons such as natural gas, LPG, and naphtha. Is insufficient. Further, JP-A-1-143155 discloses a method of using activated carbon or a chemical solution for performing a desulfurization action. However, although this catalyst has been shown to be effective for desulfurization at room temperature at startup, the raw material is limited to gas at room temperature and has no effect on naphtha and kerosene.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、燃料
電池用燃料水素を製造するまでの原料改質、一酸化炭素
除去の各工程さらに陰極の電極に用いられる触媒は貴金
属または銅などが還元状態で使われることが多く、この
ような状態では硫黄が共存した場合、触媒毒となり、水
素製造工程または電池そのものの触媒活性を低下させ、
効率が低下する。従って、燃料中に含まれる硫黄分を十
分に除去することが水素製造工程に用いられている触媒
さらには電極触媒を本来の性能で使用するために必要不
可欠である。しかも低圧条件下で、難脱硫性物質を効果
的に脱硫する必要がある。本発明はこのような難しい条
件をクリアする触媒およびそれを基盤技術とした燃料電
池システムを提供するものである。
As described above, the steps of raw material reforming and carbon monoxide removal for producing fuel hydrogen for fuel cells, and the catalyst used for the cathode electrode are reduction of noble metal or copper. It is often used in the state, and when sulfur coexists in such a state, it becomes a catalyst poison and reduces the catalytic activity of the hydrogen production process or the battery itself,
Efficiency is reduced. Therefore, it is indispensable to sufficiently remove the sulfur content contained in the fuel in order to use the catalyst used in the hydrogen production process and the electrode catalyst with the original performance. Moreover, it is necessary to effectively desulfurize the hardly desulfurizable substance under low pressure conditions. The present invention provides a catalyst that clears such difficult conditions and a fuel cell system based on the catalyst.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究によ
り、原料中に含まれる硫黄化合物を効率的に脱硫する触
媒を見出し、本発明を完成するに至ったものである。す
なわち、本発明は、Y型ゼオライトに希土類元素または
希土類化合物を元素として0.1〜50質量%担持して
なる炭化水素用脱硫触媒に関する。前記Y型ゼオライト
のケイバン比としては、4以上11以下であることが好
ましい。前記希土類元素しては、LaまたはYであるこ
とが好ましい。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted earnest research and found a catalyst for efficiently desulfurizing a sulfur compound contained in a raw material, and completed the present invention. That is, the present invention relates to a desulfurization catalyst for hydrocarbons, which comprises 0.1 to 50 mass% of a rare earth element or a rare earth compound as an element supported on Y-type zeolite. The Y-type zeolite preferably has a Cavan ratio of 4 or more and 11 or less. The rare earth element is preferably La or Y.

【0011】また本発明は、前記記載の触媒を用いて、
硫黄を含有する炭化水素原料を硫黄濃度0.1ppm以
下に脱硫する方法に関する。さらに本発明は、Y型ゼオ
ライトに希土類元素または希土類化合物を元素として
0.1〜50質量%担持してなる炭化水素用脱硫触媒が
充填された、硫黄を含有する炭化水素原料を脱硫する脱
硫装置と、該脱硫装置により脱硫された炭化水素原料
を、水素を主成分とする燃料ガスに改質する改質装置を
少なくとも有する燃料電池システムに関する。
The present invention also uses the above-mentioned catalyst,
The present invention relates to a method for desulfurizing a hydrocarbon raw material containing sulfur to a sulfur concentration of 0.1 ppm or less. Further, the present invention is a desulfurization apparatus for desulfurizing a hydrocarbon raw material containing sulfur, which is filled with a desulfurization catalyst for hydrocarbons in which Y-type zeolite carries 0.1 to 50% by mass of a rare earth element or a rare earth compound as an element. And a fuel cell system having at least a reformer for reforming the hydrocarbon raw material desulfurized by the desulfurizer into a fuel gas containing hydrogen as a main component.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳述する。
本発明は、Y型ゼオライトに、希土類元素または希土類
化合物を元素として0.1〜50質量%担持してなる炭
化水素用脱硫触媒に関するものである。担体となるY型
ゼオライトのケイバン比(SiO2/Al23比)は、
4以上11以下であることが好ましい。特に好ましくは
5以上6以下である。Y型ゼオライトのケイバン比が4
未満では、担体性能が発揮されず、また11より大きい
場合は、酸点が減少し安定な担持が困難になる。Y型ゼ
オライトの表面積は特に限定するものではないが、その
上限は、好ましくは1000m2/g、特に好ましくは
800m2/gであり、下限は、好ましくは50m2
g、特に好ましくは200m2/gである。該担体の形
状、大きさ、成型方法は特に限定するものではない。成
型時には適度なバインダーを添加して成形性を高めても
よい。バインダーとしては、特に限定するものではない
が、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、もしく
はそれらの複合酸化物などを用いることができる。バイ
ンダーの添加量は上限は50質量%、好ましくは30質
量%、下限は、バインダーとしての機能を発揮できるも
のであれば、特に限定するものではないが、例えば1質
量%、好ましくは5質量%である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a desulfurization catalyst for hydrocarbons, which is obtained by supporting a rare earth element or a rare earth compound as an element on Y-type zeolite in an amount of 0.1 to 50% by mass. The Cayvan ratio (SiO 2 / Al 2 O 3 ratio) of the Y-type zeolite as the carrier is
It is preferably 4 or more and 11 or less. It is particularly preferably 5 or more and 6 or less. C-ban ratio of Y-type zeolite is 4
If it is less than 11, the carrier performance is not exhibited, and if it is more than 11, the acid points are reduced, and stable loading becomes difficult. Surface area of the Y-type zeolite is not particularly limited, the upper limit is preferably 1000 m 2 / g, particularly preferably 800 m 2 / g, the lower limit is preferably 50 m 2 /
g, particularly preferably 200 m 2 / g. The shape, size, and molding method of the carrier are not particularly limited. At the time of molding, an appropriate binder may be added to improve moldability. The binder is not particularly limited, but alumina, silica, titania, zirconia, a composite oxide thereof, or the like can be used. The upper limit of the addition amount of the binder is 50% by mass, preferably 30% by mass, and the lower limit is not particularly limited as long as it can exhibit the function as a binder, but is, for example, 1% by mass, preferably 5% by mass. Is.

【0013】希土類元素としてはLa、Y、Ce、S
c、Yb、Gd、Smなどを用いることができるが、L
aまたはYが特に好ましい。希土類化合物としてはL
a、Y、Ce、Sc、Yb、Gd、Smなどの希土類元
素の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、有機酸塩等を用いること
ができる。特にLaまたはYの化合物が好ましい。
La, Y, Ce, S are used as rare earth elements.
c, Yb, Gd, Sm, etc. can be used, but L
Especially preferred is a or Y. L as a rare earth compound
It is possible to use chlorides, nitrates, sulfates, organic acid salts and the like of rare earth elements such as a, Y, Ce, Sc, Yb, Gd and Sm. A compound of La or Y is particularly preferable.

【0014】希土類元素の担持方法に関しては特に制限
はなく、通常の含浸法、イオン交換法など公知の方法を
用いることができる。例えば含浸法においては、希土類
化合物を、水、エタノールもしくはアセトンなどの溶
媒、特に好ましくは水に溶解させ、担体に含浸させる。
しかるのち、乾燥、焼成等行なうことにより担持触媒が
得られる。希土類化合物は、溶媒に溶解するものあれ
ば、特に制限はなく、各種の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、
有機酸塩等があげられ、具体的には硝酸ランタン、塩化
ランタン、硝酸イットリウム、塩化イットリウムなどを
用いることができる。
The method for supporting the rare earth element is not particularly limited, and a known method such as an ordinary impregnation method or an ion exchange method can be used. For example, in the impregnation method, the rare earth compound is dissolved in water, a solvent such as ethanol or acetone, particularly preferably water, and the carrier is impregnated.
After that, a supported catalyst is obtained by performing drying, firing and the like. The rare earth compound is not particularly limited as long as it is soluble in a solvent, various chlorides, nitrates, sulfates,
Examples of the organic acid salt include lanthanum nitrate, lanthanum chloride, yttrium nitrate, and yttrium chloride.

【0015】希土類元素または希土類化合物の元素とし
ての担持量は0.1〜50質量%であり、5〜45質量
%が好ましく、特に10〜40質量%が好ましい。前記
担持量が0.1質量%未満では、触媒性能が発揮され
ず、また前記担持量が50質量%を超える場合は、希土
類元素の分散性が低下するだけでなく、経済的な面から
も好ましくない。
The amount of the rare earth element or rare earth compound supported as an element is 0.1 to 50% by mass, preferably 5 to 45% by mass, and particularly preferably 10 to 40% by mass. When the supported amount is less than 0.1% by mass, the catalytic performance is not exhibited, and when the supported amount exceeds 50% by mass, not only the dispersibility of the rare earth element decreases but also from the economical aspect. Not preferable.

【0016】乾燥方法としては特に限定されないが、例
えば、空気中での自然乾燥、減圧下での脱気乾燥等を用
いることができる。焼成方法としては特に限定されない
が、通常、空気雰囲気で、温度としては250〜650
℃、好ましくは400〜550℃で実施するのが望まし
く、時間としては0.1〜10時間、好ましくは0.5
〜5時間実施するのが望ましい。上記の方法で調製され
た触媒を使用する場合、そのまま反応に供することもで
きるが、前処理として水素等による還元処理を行っても
よい。その条件として温度は150〜500℃、好まし
くは250〜400℃が望ましく、時間は0.1〜10
時間、好ましくは0.5〜5時間が望ましい。
The drying method is not particularly limited, but, for example, natural drying in air, degassing drying under reduced pressure and the like can be used. The firing method is not particularly limited, but usually in an air atmosphere and at a temperature of 250 to 650.
C., preferably 400 to 550.degree. C., and the time is 0.1 to 10 hours, preferably 0.5.
It is desirable to carry out for about 5 hours. When the catalyst prepared by the above method is used, it can be directly used for the reaction, but a reduction treatment with hydrogen or the like may be performed as a pretreatment. As the conditions, the temperature is 150 to 500 ° C, preferably 250 to 400 ° C, and the time is 0.1 to 10 ° C.
Time is desirable, preferably 0.5 to 5 hours.

【0017】触媒の形状については特に限定するもので
はないが、例えば、打錠成形し粉砕後適当な範囲に整粒
した触媒、押し出し成形した触媒、適当なバインダーを
加え押し出し成形した触媒、粉末状触媒などを用いるこ
とができる。バインダーとしては、特に限定するもので
はないが、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、
もしくはそれらの複合酸化物などを用いることができ
る。もしくは、打錠成形し粉砕後適当な範囲に整粒した
担体、押し出し成形した担体、粉末あるいは球形、リン
グ状、タブレット状、円筒状、フレーク状など適当な形
に成形した担体などに金属を担持した触媒などを用いる
ことができる。
The shape of the catalyst is not particularly limited. For example, a catalyst which has been tableted and crushed and then sized to an appropriate range, an extruded catalyst, an extruded catalyst with an appropriate binder, and a powdered form. A catalyst or the like can be used. The binder is not particularly limited, but alumina, silica, titania, zirconia,
Alternatively, a composite oxide thereof or the like can be used. Alternatively, the metal is carried on a carrier which has been tableted and crushed and then sized in an appropriate range, an extrusion-molded carrier, a powder or a carrier shaped into a suitable shape such as a spherical shape, a ring shape, a tablet shape, a cylindrical shape, or a flake shape. A catalyst or the like can be used.

【0018】また本発明は、前記記載の触媒を用いて、
硫黄を含有する炭化水素原料を硫黄濃度0.1ppm以
下に脱硫する方法に関する。本発明で用いられる硫黄を
含有する炭化水素原料としては、特に限定されるもので
はないが、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガ
ス、LPG、ナフサ、ガソリン、灯油およびこれらの混
合物等が挙げられる。なお、原料中には水素が含まれて
いてもよい。本発明で用いられるこれらの炭化水素原料
中には、通常、0.1〜100質量ppmの硫黄が含有
されている。
The present invention also uses the above-mentioned catalyst,
The present invention relates to a method for desulfurizing a hydrocarbon raw material containing sulfur to a sulfur concentration of 0.1 ppm or less. The sulfur-containing hydrocarbon raw material used in the present invention is not particularly limited, but includes methane, ethane, propane, butane, natural gas, LPG, naphtha, gasoline, kerosene, and mixtures thereof. . The raw material may contain hydrogen. These hydrocarbon raw materials used in the present invention usually contain 0.1 to 100 mass ppm of sulfur.

【0019】脱硫反応における圧力は、燃料電池システ
ムの経済性、安全性等も考慮し、常圧〜1MPaの範囲
の低圧が好ましく、特に常圧〜0.2MPaが好まし
い。反応温度としては、硫黄濃度を低下させる温度であ
れば、特に限定はないが、機器スタート時も考慮して、
室温から有効に作用することが必要であり、また定常時
も考慮して、室温〜450℃が好ましい。より好ましく
は室温〜350℃、特に好ましくは室温〜300℃が採
用される。SVは過剰に高すぎると脱硫反応が進行しに
くくなり、一方低すぎると装置が大きくなるため適した
範囲が存在する。液体原料を用いる場合は、0.01〜
15h-1の範囲が好ましく、0.05〜5h-1の範囲が
さらに好ましく、0.1〜3h-1の範囲が特に好まし
い。ガス燃料を用いる場合は、100〜10000h-1
の範囲が好ましく、200〜5000h-1の範囲がさら
に好ましく、300〜2000h-1の範囲が特に好まし
い。
The pressure in the desulfurization reaction is preferably a low pressure in the range of atmospheric pressure to 1 MPa, particularly preferably atmospheric pressure to 0.2 MPa, in consideration of economical efficiency and safety of the fuel cell system. The reaction temperature is not particularly limited as long as it is a temperature that lowers the sulfur concentration, but also when starting the equipment,
It is necessary to work effectively from room temperature, and it is preferably room temperature to 450 ° C in consideration of the steady state. More preferably, the temperature is from room temperature to 350 ° C, and particularly preferably from room temperature to 300 ° C. If the SV is too high, the desulfurization reaction will not readily proceed, while if it is too low, the equipment will be large, and thus there is a suitable range. When using a liquid raw material, 0.01 to
Is preferably in the range of 15h -1, more preferably in the range of 0.05~5h -1, range 0.1~3H -1 are particularly preferred. When using gas fuel, 100 to 10,000 h -1
Preferably in the range of, more preferably in the range of 200~5000H -1, range 300~2000H -1 are particularly preferred.

【0020】本発明の脱硫触媒を充填した脱硫装置の形
態は特に限定するものではないが、例えば流通式固定床
方式を用いることができる。脱硫装置の形状としては、
円筒状、平板状などそれぞれのプロセスの目的に応じた
公知のいかなる形状を取ることができる。
The form of the desulfurization apparatus filled with the desulfurization catalyst of the present invention is not particularly limited, but for example, a flow type fixed bed system can be used. The shape of the desulfurizer is
It may have any known shape such as a cylindrical shape or a flat plate shape depending on the purpose of each process.

【0021】本発明の脱硫触媒を用いることにより、前
記した硫黄を含有する炭化水素原料から硫黄濃度0.1
ppm以下とすることができる。硫黄濃度0.1ppm
以下に脱硫された炭化水素原料は、次いで、改質工程、
シフト工程、一酸化炭素選択酸化工程等を経ることによ
り、生成した水素リッチガスを燃料電池用燃料として使
うことができる。改質工程としては、特に限定するもの
ではないが、原料を水蒸気とともに触媒上で高温処理し
て改質する水蒸気改質や、酸素含有気体との部分酸化、
また水蒸気と酸素含有気体が共存する系において自己熱
回収型の改質反応を行うオートサーマルリフォーミング
などを用いることができる。
By using the desulfurization catalyst of the present invention, a sulfur concentration of 0.1% can be obtained from the above-mentioned sulfur-containing hydrocarbon raw material.
It can be ppm or less. Sulfur concentration 0.1ppm
The hydrocarbon raw material desulfurized below is then subjected to the reforming step,
By passing through the shift process, the carbon monoxide selective oxidation process, and the like, the generated hydrogen-rich gas can be used as the fuel for the fuel cell. The reforming step is not particularly limited, but steam reforming in which the raw material is subjected to high temperature treatment with steam on the catalyst for reforming, partial oxidation with an oxygen-containing gas,
In addition, autothermal reforming or the like in which a self-heat recovery type reforming reaction is performed in a system in which water vapor and an oxygen-containing gas coexist can be used.

【0022】なお改質の反応条件は限定されるものでは
ないが、反応温度は200〜1000℃が好ましく、特
に500〜850℃が好ましい。反応圧力は常圧〜1M
Paが好ましく、特に常圧〜0.2MPaが好ましい。
LHSVは0.01〜40h -1が好ましく、特に0.1
〜10h-1が好ましい。このとき得られる一酸化炭素と
水素を含む混合ガスは、固体酸化物形燃料電池のような
場合であればそのまま燃料電池用の燃料として用いるこ
とができる。また、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃
料電池のように一酸化炭素の除去が必要な場合には、該
燃料電池用水素の原料として好適に用いることができ
る。
The reaction conditions for reforming are not limited.
However, the reaction temperature is preferably 200 to 1000 ° C.
It is preferably 500 to 850 ° C. Reaction pressure is normal pressure to 1M
Pa is preferable, and normal pressure to 0.2 MPa is particularly preferable.
LHSV is 0.01-40h -1Is preferred, especially 0.1
-10h-1Is preferred. Carbon monoxide obtained at this time
Mixed gas containing hydrogen can be used in solid oxide fuel cells such as
In some cases, use it as it is as fuel for fuel cells.
You can In addition, phosphoric acid fuel cells and solid polymer fuel
When it is necessary to remove carbon monoxide as in a battery,
It can be suitably used as a raw material of hydrogen for fuel cells
It

【0023】燃料電池用水素の製造は、公知の方法を採
用することができ、例えばシフト工程と一酸化炭素選択
酸化工程で処理することにより実施できる。シフト工程
とは一酸化炭素と水とを反応させ水素と二酸化炭素に転
換する工程であり、Fe−Crの混合酸化物、Zu−C
uの混合酸化物、白金、ルテニウム、イリジウムなどを
含有する触媒を用い、一酸化炭素含有量を2vol%以
下、好ましくは1vol%以下、さらに好ましくは0.
5vol%以下までに落とす。シフト反応は原料となる
改質ガス組成等によって、必ずしも反応条件は限定され
るものではないが、反応温度は120〜500℃が好ま
しく、特に150〜450℃が好ましい。圧力は常圧〜
1MPaが好ましく、特に常圧〜0.2MPaが好まし
い。GHSVは100〜50000h-1が好ましく、特
に300〜10000h-1が好ましい。通常、リン酸形
燃料電池ではこの状態の混合ガスを燃料として用いるこ
とができる。
The production of hydrogen for a fuel cell can be carried out by a known method, for example, by carrying out a shift step and a carbon monoxide selective oxidation step. The shift step is a step of reacting carbon monoxide and water to convert into hydrogen and carbon dioxide, and is a mixed oxide of Fe—Cr and Zu—C.
Using a catalyst containing a mixed oxide of u, platinum, ruthenium, iridium, etc., the carbon monoxide content is 2 vol% or less, preferably 1 vol% or less, more preferably 0.
Drop to 5 vol% or less. The reaction conditions for the shift reaction are not necessarily limited depending on the composition of the reformed gas used as a raw material, but the reaction temperature is preferably 120 to 500 ° C, and particularly preferably 150 to 450 ° C. Pressure is normal pressure ~
1 MPa is preferable, and normal pressure to 0.2 MPa is particularly preferable. GHSV is preferably 100~50000h -1, especially 300~10000H -1 are preferred. Usually, in a phosphoric acid fuel cell, a mixed gas in this state can be used as a fuel.

【0024】一方、固体高分子形燃料電池では、さらに
一酸化炭素濃度を低減させることが必要であるので一酸
化炭素を除去する工程を設けることが望ましい。この工
程としては、特に限定するものではないが、吸着分離
法、水素分離膜法、一酸化炭素選択酸化工程などを用い
ることができる。装置のコンパクト化、経済性の面か
ら、一酸化炭素選択酸化工程が好ましい。この工程で
は、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、銀、
金などを含有する触媒を用い、残存する一酸化炭素モル
数に対し0.5〜10倍モル、好ましくは0.7〜5倍
モル、さらに好ましくは1〜3倍モルの酸素を添加する
ことで一酸化炭素を選択的に二酸化炭素に転換すること
により一酸化炭素濃度を低減させる。この方法の反応条
件は限定されるものではないが、反応温度は80〜35
0℃が好ましく、特に好ましくは100〜300℃、圧
力は常圧〜1MPaが好ましく、特に好ましくは常圧〜
0.2MPa、GHSVは1000〜50000h-1
好ましく、特に好ましくは3000〜30000h-1
範囲で各々選ばれる。この場合、一酸化炭素の酸化と同
時に共存する水素と反応させメタンを生成させることで
一酸化炭素濃度の低減を図ることもできる。
On the other hand, in the polymer electrolyte fuel cell, since it is necessary to further reduce the carbon monoxide concentration, it is desirable to provide a step of removing carbon monoxide. This step is not particularly limited, but an adsorption separation method, a hydrogen separation membrane method, a carbon monoxide selective oxidation step or the like can be used. The carbon monoxide selective oxidation step is preferable from the viewpoints of compactness of the apparatus and economy. In this process, iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium,
Palladium, osmium, iridium, platinum, copper, silver,
Using a catalyst containing gold or the like, adding oxygen in an amount of 0.5 to 10 times, preferably 0.7 to 5 times, and more preferably 1 to 3 times the molar amount of the remaining carbon monoxide. The carbon monoxide concentration is reduced by selectively converting carbon monoxide into carbon dioxide. The reaction conditions of this method are not limited, but the reaction temperature is 80 to 35.
0 ° C. is preferable, 100 to 300 ° C. is particularly preferable, and pressure is normal pressure to 1 MPa, particularly preferably normal pressure to
0.2 MPa, GHSV is preferably 1000~50000h -1, particularly preferably selected respectively in the range of 3000~30000h -1. In this case, it is possible to reduce the carbon monoxide concentration by reacting with the coexisting hydrogen and producing methane simultaneously with the oxidation of carbon monoxide.

【0025】また本発明は、Y型ゼオライトに希土類元
素または希土類化合物を元素として0.1〜50質量%
担持してなる炭化水素用脱硫触媒が充填された、硫黄を
含有する炭化水素原料を脱硫する脱硫装置と、該脱硫装
置により脱硫された炭化水素原料を、水素を主成分とす
る燃料ガスに改質する改質装置を少なくとも有する燃料
電池システムに関する。
In the present invention, the Y-type zeolite contains a rare earth element or a rare earth compound as an element in an amount of 0.1 to 50% by mass.
A desulfurization apparatus for desulfurizing a hydrocarbon raw material containing sulfur, which is filled with a desulfurization catalyst for supporting hydrocarbons, and a hydrocarbon raw material desulfurized by the desulfurization apparatus are converted into a fuel gas containing hydrogen as a main component. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell system including at least a reforming device that improves quality.

【0026】以下、この燃料電池システムの一例を図1
をもって説明する。燃料タンク3内の原燃料は燃料ポン
プ4を経て脱硫器5に流入する。この時、必要であれば
選択酸化反応器11からの水素含有ガスを添加できる。
脱硫器5には、Y型ゼオライトに希土類元素を元素とし
て0.1〜50質量%担持した脱硫触媒が充填されてい
る。脱硫器5で脱硫された燃料は水タンク1から水ポン
プ2を経た水と混合した後、気化器6に導入され、改質
器7に送り込まれる。
An example of this fuel cell system is shown in FIG.
Explain. The raw fuel in the fuel tank 3 flows into the desulfurizer 5 via the fuel pump 4. At this time, if necessary, the hydrogen-containing gas from the selective oxidation reactor 11 can be added.
The desulfurizer 5 is filled with a desulfurization catalyst in which Y-type zeolite has 0.1 to 50 mass% of a rare earth element as an element. The fuel desulfurized by the desulfurizer 5 is mixed with water from the water tank 1 through the water pump 2, and then introduced into the vaporizer 6 and fed into the reformer 7.

【0027】改質器7は加温用バーナー18で加温され
る。加温用バーナー18の燃料には主に燃料電池17の
アノードオフガスを用いるが必要に応じて燃料ポンプ4
から吐出される燃料を補充することもできる。改質器7
に充填する触媒としてはニッケル系、ルテニウム系、ロ
ジウム系などの触媒を用いることができる。この様にし
て製造された水素と一酸化炭素を含有するガスは高温シ
フト反応器9、低温シフト反応器10、選択酸化反応器
11を順次通過させることで一酸化炭素濃度は燃料電池
の特性に影響を及ぼさない程度まで低減される。これら
の反応器に用いる触媒の例としては高温シフト反応器9
には鉄−クロム系触媒、低温シフト反応器10には銅−
亜鉛系触媒、選択酸化反応器11にはルテニウム系触媒
等をあげることができる。
The reformer 7 is heated by a heating burner 18. The anode off gas of the fuel cell 17 is mainly used as the fuel for the heating burner 18, but the fuel pump 4 may be used as necessary.
It is also possible to supplement the fuel discharged from the. Reformer 7
As a catalyst to be filled in, a nickel-based, ruthenium-based, rhodium-based catalyst or the like can be used. The thus-produced gas containing hydrogen and carbon monoxide is sequentially passed through the high temperature shift reactor 9, the low temperature shift reactor 10 and the selective oxidation reactor 11 so that the concentration of carbon monoxide can be adjusted to the characteristics of the fuel cell. It is reduced to the extent that it has no effect. Examples of catalysts used in these reactors include high temperature shift reactor 9
Is an iron-chromium based catalyst, and the low temperature shift reactor 10 is copper-
Examples of the zinc-based catalyst and the selective oxidation reactor 11 include ruthenium-based catalysts.

【0028】固体高分子形燃料電池17はアノード1
2、カソード13、固体高分子電解質14からなり、ア
ノード側には上記の方法で得られた高純度の水素を含有
する燃料ガスが、カソード側には空気ブロアー8から送
られる空気が、それぞれ必要であれば適当な加湿処理を
行なったあと(加湿装置は図示していない)導入され
る。この時、アノードでは水素ガスがプロトンとなり電
子を放出する反応が進行し、カソードでは酸素ガスが電
子とプロトンを得て水となる反応が進行する。これらの
反応を促進するため、それぞれ、アノードには白金黒、
活性炭担持のPt触媒あるいはPt−Ru合金触媒など
が、カソードには白金黒、活性炭担持のPt触媒などが
用いられる。通常アノード、カソードの両触媒とも、必
要に応じてポリテトラフロロエチレン、低分子の高分子
電解質膜素材、活性炭などと共に多孔質触媒層に成形さ
れる。
The polymer electrolyte fuel cell 17 has an anode 1
2, a cathode 13, and a solid polymer electrolyte 14, a fuel gas containing the high-purity hydrogen obtained by the above method is required on the anode side, and air sent from an air blower 8 is required on the cathode side. If so, it is introduced after a suitable humidification treatment (a humidifier is not shown). At this time, a reaction in which hydrogen gas becomes a proton and releases an electron proceeds in the anode, and a reaction in which oxygen gas obtains an electron and a proton to become water proceeds at the cathode. In order to accelerate these reactions, platinum black, and
Activated carbon-supported Pt catalyst or Pt-Ru alloy catalyst is used, and cathode is platinum black, activated carbon-supported Pt catalyst or the like. Normally, both the anode and cathode catalysts are molded into a porous catalyst layer together with polytetrafluoroethylene, a low molecular weight polymer electrolyte membrane material, activated carbon, etc., if necessary.

【0029】次いでNafion(デュポン社製)、G
ore(ゴア社製)、Flemion(旭硝子社製)、
Aciplex(旭化成社製)等の商品名で知られる高
分子電解質膜の両側に該多孔質触媒層を積層しMEA
(Membrane Electrode Assem
bly)が形成される。さらにMEAを金属材料、グラ
ファイト、カーボンコンポジットなどからなるガス供給
機能、集電機能、特にカソードにおいては重要な排水機
能等を持つセパレータで挟み込むことで燃料電池が組み
立てられる。電気負荷15はアノード、カソードと電気
的に連結される。アノードオフガスは加温用バーナー1
8において消費される。カソードオフガスは排気口16
から排出される。
Next, Nafion (made by DuPont), G
ore (manufactured by Gore), Flemion (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.),
MEA in which the porous catalyst layers are laminated on both sides of a polymer electrolyte membrane known under the trade name such as Aciplex (manufactured by Asahi Kasei)
(Membrane Electrode Assemble
bly) is formed. Further, the fuel cell is assembled by sandwiching the MEA with a separator made of a metal material, graphite, carbon composite or the like, which has a gas supply function, a current collecting function, and particularly an important drainage function in the cathode. The electric load 15 is electrically connected to the anode and the cathode. Anode burner 1 for heating off gas
8 consumed. Exhaust port 16 for cathode off gas
Emitted from.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の触媒は、硫黄を含有する炭化水
素原料を脱硫して、硫黄濃度を0.1質量ppm以下に
低減することができ、得られる燃料ガスは、特に固体高
分子形燃料電池を用いた燃料電池システムに好適に採用
できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The catalyst of the present invention is capable of desulfurizing a hydrocarbon raw material containing sulfur to reduce the sulfur concentration to 0.1 mass ppm or less. It can be suitably used for a fuel cell system using a fuel cell.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明について実施例をあげて説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0032】(実施例1)ケイバン比5のY型ゼオライ
ト20gを50質量%硝酸ランタン溶液150mlに浸
せきし、3時間静置した後、空気中で自然乾燥し、次い
で、空気雰囲気、500℃の条件下で3時間焼成した
後、アルミナを20質量%添加し、混練、押出し成型に
より直径1.6mmの触媒(1)とした。担持したラン
タン量は30質量%であった。
(Example 1) 20 g of Y-type zeolite having a Cayvan ratio of 5 was immersed in 150 ml of a 50% by mass lanthanum nitrate solution, allowed to stand for 3 hours, then air-dried, and then air atmosphere, 500 ° C. After being calcined for 3 hours, 20% by mass of alumina was added, and the mixture was kneaded and extruded to obtain a catalyst (1) having a diameter of 1.6 mm. The amount of lanthanum carried was 30% by mass.

【0033】(実施例2)ケイバン比5のY型ゼオライ
ト20gを50質量%硝酸イットリウム溶液150ml
に浸せきし、3時間静置した後、空気中で自然乾燥し、
次いで、空気雰囲気、500℃の条件下で3時間焼成し
た後、アルミナを20質量%添加し、混練、押出し成型
により直径1.6mmの触媒(2)とした。担持したイ
ットリウム量は30質量%であった。
Example 2 20 g of Y-type zeolite having a Cavan ratio of 5 was added to 150 ml of a 50 mass% yttrium nitrate solution.
Soak it in water and let it sit for 3 hours, then let it air dry in the air,
Then, after calcining for 3 hours in an air atmosphere at 500 ° C., 20% by mass of alumina was added, and kneading and extrusion molding were performed to obtain a catalyst (2) having a diameter of 1.6 mm. The amount of supported yttrium was 30 mass%.

【0034】(比較例1)ケイバン比5のY型ゼオライ
ト20gを50質量%硝酸ランタン溶液350mlに浸
せきし、3時間静置した後、空気中で自然乾燥し、次い
で、空気雰囲気、500℃の条件下で3時間焼成した
後、アルミナを20質量%添加し、混練、押出し成型に
より直径1.6mmの触媒(3)とした。担持したラン
タン量は55質量%であった。
Comparative Example 1 20 g of Y-type zeolite having a Cavan ratio of 5 was immersed in 350 ml of a 50% by mass lanthanum nitrate solution, allowed to stand for 3 hours, then air-dried, and then in an air atmosphere at 500 ° C. After being calcined for 3 hours, 20% by mass of alumina was added, and the mixture was kneaded and extruded to obtain a catalyst (3) having a diameter of 1.6 mm. The amount of lanthanum supported was 55% by mass.

【0035】(比較例2)ケイバン比5のY型ゼオライ
ト20gを50質量%硝酸イットリウム溶液350ml
に浸せきし、3時間静置した後、空気中で自然乾燥し、
次いで、空気雰囲気、500℃の条件下で3時間焼成し
た後、アルミナを20質量%添加し、混練、押出し成型
により直径1.6mmの触媒(4)とした。担持したイ
ットリウム量は55質量%であった。
(Comparative Example 2) 20 g of Y-type zeolite having a Cavan ratio of 5 was added to 350 ml of a 50 mass% yttrium nitrate solution.
Soak it in water and let it sit for 3 hours, then let it air dry in the air,
Then, after calcining for 3 hours in an air atmosphere at 500 ° C., 20% by mass of alumina was added, and the catalyst (4) having a diameter of 1.6 mm was obtained by kneading and extrusion molding. The amount of supported yttrium was 55 mass%.

【0036】これらの触媒(1)〜(4)をそれぞれ1
0ml反応管に充填し、水素気流中、300℃で2時間
還元した後、灯油の脱硫反応評価を行った。反応評価
は、300℃、常圧、LHSV1.0h-1、触媒量10
cm3、原料灯油中の硫黄濃度35質量ppmの条件で
行い、300時間後の生成灯油中の硫黄濃度を表1に示
した。
One of each of these catalysts (1) to (4) was used.
After filling a 0 ml reaction tube and reducing it in a hydrogen stream at 300 ° C. for 2 hours, the desulfurization reaction of kerosene was evaluated. The reaction evaluation is 300 ° C., normal pressure, LHSV 1.0 h −1 , catalyst amount 10
cm 3 and the concentration of sulfur in the starting kerosene was 35 mass ppm, and the sulfur concentration in the produced kerosene after 300 hours is shown in Table 1.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】また、これらの触媒(1)〜(4)をそれ
ぞれ10ml反応管に充填し、水素気流中、300℃で
2時間還元した後、灯油の脱硫反応評価を行った。反応
評価は、室温、常圧、LHSV0.5h-1、触媒量10
cm3、原料灯油中の硫黄濃度35質量ppmの条件で
行い、200時間後の生成灯油中の硫黄濃度を表2に示
した。
Further, 10 ml of each of these catalysts (1) to (4) was filled in a reaction tube and reduced in a hydrogen stream at 300 ° C. for 2 hours, and then the desulfurization reaction of kerosene was evaluated. The reaction was evaluated at room temperature, normal pressure, LHSV 0.5h -1 , and catalyst amount 10
cm 2 and the concentration of sulfur in the raw kerosene was 35 mass ppm, and the sulfur concentration in the produced kerosene after 200 hours is shown in Table 2.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】(実施例3)図1の燃料電池システムにお
いて、実施例1で得られた触媒(1)を脱硫器5に充填
して、灯油を燃料とし、発電試験を行なった。200時
間の運転中、脱硫器は正常に作動し、触媒の活性低下は
認められなかった。このとき水蒸気改質にはRu系触媒
を用い、S/C=3、700℃、LHSV=5の条件
で、COシフトではCu−Zn系触媒を用い、200
℃、GHSV=2000の条件で、CO選択酸化工程で
はRu系触媒を用い、O/CO=3、150℃、GH
SV=5000の条件で運転を行った。燃料電池も正常
に作動し電気負荷15も順調に運転された。
Example 3 In the fuel cell system of FIG. 1, the catalyst (1) obtained in Example 1 was filled in the desulfurizer 5, and kerosene was used as a fuel to perform a power generation test. During the operation for 200 hours, the desulfurizer worked normally and no decrease in the activity of the catalyst was observed. At this time, Ru-based catalyst was used for steam reforming, Cu / Zn-based catalyst was used for CO shift under conditions of S / C = 3, 700 ° C. and LHSV = 5, and 200
C, GHSV = 2000, CO selective oxidation process uses Ru-based catalyst, O 2 / CO = 3, 150 ° C., GH
The operation was performed under the condition of SV = 5000. The fuel cell also operated normally, and the electric load 15 also operated smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の燃料電池システムの一例を示す概略図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a fuel cell system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水タンク 2 水ポンプ 3 燃料タンク 4 燃料ポンプ 5 脱硫器 6 気化器 7 改質器 8 空気ブロアー 9 高温シフト反応器 10 低温シフト反応器 11 選択酸化反応器 12 アノード 13 カソード 14 固体高分子電解質 15 電気負荷 16 排気口 17 固体高分子形燃料電池 18 加温用バーナー 1 water tank 2 water pump 3 fuel tank 4 fuel pump 5 desulfurizer 6 vaporizer 7 reformer 8 air blowers 9 High temperature shift reactor 10 Low temperature shift reactor 11 Selective oxidation reactor 12 Anode 13 cathode 14 Solid polymer electrolyte 15 Electric load 16 exhaust port 17 Polymer electrolyte fuel cell 18 Heating burner

フロントページの続き Fターム(参考) 4G040 EA02 EA03 EA04 EA06 EB01 4G069 AA03 AA08 BA01B BA07A BA07B BC38A BC40A BC40B BC42A BC42B CC02 DA05 EA02Y FA01 FA02 FB14 FB67 FC08 ZA04A ZA04B ZC04 4H029 CA00 DA00 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 KK31Continued front page    F-term (reference) 4G040 EA02 EA03 EA04 EA06 EB01                 4G069 AA03 AA08 BA01B BA07A                       BA07B BC38A BC40A BC40B                       BC42A BC42B CC02 DA05                       EA02Y FA01 FA02 FB14                       FB67 FC08 ZA04A ZA04B                       ZC04                 4H029 CA00 DA00                 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 KK31

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Y型ゼオライトに希土類元素または希土
類化合物を元素として0.1〜50質量%担持してなる
炭化水素用脱硫触媒。
1. A desulfurization catalyst for hydrocarbons, which comprises a Y-type zeolite supporting a rare earth element or a rare earth compound as an element in an amount of 0.1 to 50% by mass.
【請求項2】 Y型ゼオライトのケイバン比が4以上1
1以下であることを特徴とする請求項1に記載の脱硫触
媒。
2. A C-ban ratio of Y-type zeolite is 4 or more and 1
It is 1 or less, The desulfurization catalyst of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 希土類元素がLaまたはYであることを
特徴とする請求項1または2に記載の脱硫触媒。
3. The desulfurization catalyst according to claim 1 or 2, wherein the rare earth element is La or Y.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの項に記載の触
媒を用いて、硫黄を含有する炭化水素原料を硫黄濃度
0.1ppm以下に脱硫する方法。
4. A method for desulfurizing a sulfur-containing hydrocarbon raw material to a sulfur concentration of 0.1 ppm or less, using the catalyst according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 Y型ゼオライトに希土類元素または希土
類化合物を元素として0.1〜50質量%担持してなる
炭化水素用脱硫触媒が充填された、硫黄を含有する炭化
水素原料を脱硫する脱硫装置と、該脱硫装置により脱硫
された炭化水素原料を、水素を主成分とする燃料ガスに
改質する改質装置を少なくとも有する燃料電池システ
ム。
5. A desulfurization apparatus for desulfurizing a hydrocarbon raw material containing sulfur, which is filled with a desulfurization catalyst for hydrocarbons in which Y-type zeolite carries 0.1 to 50% by mass of a rare earth element or a rare earth compound as an element. And a reformer for reforming the hydrocarbon raw material desulfurized by the desulfurizer into a fuel gas containing hydrogen as a main component.
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