吸附式脱硫器.pdf

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1、10申请公布号CN102473949A43申请公布日20120523CN102473949ACN102473949A21申请号201080034964822申请日20100706102009007097520090731KRH01M8/04200601B01D53/02200601B01D53/4820060171申请人燃料电池能量公司地址韩国京畿道申请人株三千里72发明人金淏硕赵莹穆洪炳善辛美男玄治雄徐廷喆尹寄石全善祐74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人杨炯54发明名称吸附式脱硫器57摘要本发明涉及一种吸附式脱硫器，用于去除包含在向重整反应器供给的燃料中的硫化合物及杂质，。

2、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，去除包含在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。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2012013186PCT申请的申请数据PCT/KR2010/0044022010070687PCT申请的公布数据WO2011/013914KO2011020351INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页1/1页21一种吸附式脱硫器，包括脱硫单元，在使用烃类气态原料生成氢气时，去除包。

3、含在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。2根据权利要求1所述的吸附式脱硫器，所述脱硫单元包括外壳，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所述吸附剂吸附的脱硫材料的脱离。3根据权利要求2所述的吸附式脱硫器，所述脱硫材料排出防止膜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与所述吸附剂之间；以及第二脱硫材料排出防止膜，配置在。

4、所述吸附剂与所述外壳的所述出口端口之间。4根据权利要求3所述的吸附式脱硫器，所述脱硫单元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与所述第二脱硫材料排出防止膜之间，且针对所述吸附剂均匀地分配所述燃料的流动。5根据权利要求4所述的吸附式脱硫器，所述气体分流板配置为多个，以将所述吸附剂划分为多个。6根据权利要求4所述的吸附式脱硫器，所述脱硫材料排出防止膜由无纺布形成。7根据权利要求4所述的吸附式脱硫器，所述气体分流板由圆板形成，且形成有使所述燃料通过的多个细孔。8根据权利要求2所述的吸附式脱硫器，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。

5、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。权利要求书CN102473949A1/4页3吸附式脱硫器技术领域0001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0002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。0003在富含氢气成分的重整气体中含有一氧化碳。要将重。

6、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。0004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。0005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。0006低温型脱硫器在向重。

7、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MOLECULARSIEVES或氧化铁IRONOXIDE等而去除硫磺成分。0007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。0008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0009本发明涉及一种吸。

8、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。0010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。0011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。说明书CN10247。

9、3949A2/4页40012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。0013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。0014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。0015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。

10、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。0016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0017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。0018图2是本发明的一实施例的吸附式脱硫器的立体图。0。

11、019图3是图2的向剖视图。0020图4是图2中气体分流板的俯视图。具体实施方式0021下面，参照附图详细地说明本发明的实施例，以使本发明所属技术领域的普通技术人员易于实施本发明。但是，本发明可通过各种不同的形式来实现，并不局限于在此说明的实施例。在附图中为了清楚地说明本发明，省略了与说明无关的部分，并在通篇说明书中对于相同或相似的构件使用相同的附图标记。0022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。参照图1，燃料处理装置100构成为向堆栈200供给对烃类例如城市煤气LNG气态燃料进行重整而生成的氢气。例如，燃料处理装置100包括吸附式脱硫器11、重整反应器12、一氧化碳减量反。

12、应器13及一氧化碳去除反应器14。0023吸附式脱硫器11吸附包含在被供给的原料中的硫磺成分以进行脱硫，重整反应器12导入已去除硫磺成分的即已脱硫的反应气体后生成氢气，一氧化碳减量反应器13及一氧化碳去除反应器14从富含氢气成分的重整气体中减量及去除一氧化碳。0024在将城市煤气作为原料来使用的情况下，由于城市煤气管道的老化，可能会产生杂质并流入燃料处理装置100。而且，也有可能使由于加臭剂成分的固化而产生的较大的块状物流入。在本实施例中，杂质的概念中包含加臭剂块。加臭剂是能够让人用气味来识别城市煤气泄露的添加剂，其包括硫化合物。说明书CN102473949A3/4页50025图2是本发明的一。

13、实施例中的吸附式脱硫器的立体图，图3是图2的向剖视图。0026参照图2及图3，一实施例的吸附式脱硫器11构成为在燃料处理装置100中使用气态原料生成向堆栈200供给的氢气时，去除包含于燃料中的加臭剂成分硫化合物，并且去除包含在燃料城市煤气中的杂质。0027例如，吸附式脱硫器11包括脱硫单元20，去除硫化合物；以及过滤器30，对于向脱硫单元20流入的燃料进行初次过滤，以初次滤掉粒径较大的杂质。0028在过滤器30中内置有用于过滤包含加臭剂块的杂质的过滤部件31，并且在两侧具有入口端口32与出口端口33，所述过滤器30设置在脱硫单元20的燃料流入侧的前方。0029脱硫单元20包括使燃料流通的外壳2。

14、3、内置在外壳23中的吸附剂26、脱硫材料排出防止膜24以及气体分流板25。外壳23在过滤器30侧具有入口端口21，并且在入口端口21的相反侧具有出口端口22。0030过滤器30的出口端口33与脱硫单元20的外壳23的入口端口21连接，以使燃料从过滤器30流通至脱硫单元20。为此，在过滤器30与脱硫单元20之间设置有插入部件40与结合部件50。插入部件40与结合部件50在吸附式脱硫器11中易于使过滤器30和脱硫单元20分离及结合。0031更为具体地，过滤器30的出口端口33和外壳23的入口端口21分别具有相比端口直径向圆周方向大幅扩径的第一凸缘41和第二凸缘42。插入部件40的两端中的其中一端。

15、与过滤器30的出口端口33连接，另一端与外壳23的入口端口21连接。而且，插入部件40的两端分别具有相比直径向圆周方向大幅扩径的第三凸缘43和第四凸缘44。0032当插入部件40插入于过滤器30的出口端口33和外壳23的入口端口21时，第三凸缘43和第四凸缘44分别与第一凸缘41和第二凸缘42相对。插入部件40在两端分别通过O型圈45，与过滤器30的出口端口33之间及与外壳23的入口端口21之间形成气密性结构，并在过滤器30和脱硫单元20之间形成燃料通道。0033结合部件50可形成为一个，但在本实施例中例举由弹性材料形成的第一结合部件51和第二结合部件52。第一结合部件51用于结合形成于过滤器。

16、30的出口端口33侧的第一凸缘41和插入部件40的第三凸缘43。第二结合部件52用于结合插入部件40的第四凸缘44和外壳23的第二凸缘42。因此，能够通过去除第一结合部件51来分离过滤器30和插入部件40，并且能够通过去除第二结合部件52来分离插入部件40和外壳23。0034在本实施例中的吸附式脱硫器11在燃料电池系统的使用过程中，若由于城市煤气管道中的污染物质而过滤器30受到污染，则只替换过滤器30即可，若吸附剂26的寿命已尽，则只替换吸附剂26即可。0035此外，包括过滤器30和脱硫单元20的吸附式脱硫器11形成为直线排列结构，因此能够方便地在以垂直形状构成的燃料电池系统壳体未图示内设置及。

17、替换燃料处理装置100。0036在脱硫单元20中，吸附剂26吸附包含在填充于外壳23的入口端口21和出口端口22之间并进行流通的燃料中的硫化合物。0037脱硫材料排出防止膜24在外壳23内设置在吸附剂26的两侧，以防止从流通的原料中脱除并被吸附剂26吸附的脱硫材料的脱离，而且在脱硫材料已脱离的情况下，也防止说明书CN102473949A4/4页6脱硫材料向出口端口22排出。为此，脱硫材料排出防止膜24包括第一脱硫材料排出防止膜241和第二脱硫材料排出防止膜242。0038即第一脱硫材料排出防止膜241配置在外壳23的入口端口21和吸附剂26之间，用于初次防止脱硫材料的脱离及排出。第二脱硫材料排。

18、出防止膜242配置在吸附剂26和外壳23的出口端口22之间，用于二次防止脱硫材料的脱离及排出。例如，第一脱硫材料排出防止膜241和第二脱硫材料排出防止膜242可形成为具有比脱硫材料的粒径更小尺寸例如，脱硫材料粒子的1/2的孔的薄膜或无纺布。0039在脱硫单元20中，气体分流板25设置在外壳23内的第一脱硫材料排出防止膜241和第二脱硫材料排出防止膜242之间，被构成为能够针对吸附剂26均匀地分配燃料流。0040即气体分流板25控制所流通的燃料流，以防止燃料不与吸附剂26反应而进行流通。气体分流板25可配置为多个，并且在彼此间具有预定间隔，以将吸附剂26划分为多个。因此，多个气体分流板25比单个。

19、结构相比，能够更加均匀地分配所流通的燃料流。0041图4是图2中的气体分流板的俯视图。参照图4，气体分流板25形成为圆板，且内置于外壳23内，并且等距离具有用于使经由吸附剂26的燃料通过的多个细孔HOLE251。0042因此，气体分流板25能够防止燃料沿着外壳23的内表面前进而不经由吸附剂26，并且使燃料经由等距离分布的多个细孔251而均匀地分配于吸附剂26，并进行反应而脱硫。0043以上说明了本发明的较佳实施例，但本发明并不局限于此，在权利要求书和说明书以及说明书附图所公开的范围内可由不同的变形方式进行实施，毋庸置疑这也属于本发明的范围内。说明书CN102473949A1/2页7图1图2说明书附图CN102473949A2/2页8图3图4说明书附图CN102473949A。