带发电功能的排气净化系统技术方案

本发明专利技术提供一种带发电功能的排气净化系统，其具有：水蒸气重整部，其从供给的排气制造氢；透氢膜，其仅使制造出的所述氢透过；氢贮藏部，其对经由所述透氢膜供给的氢进行吸收贮藏及对吸收贮藏的氢进行释放；燃料电池，其利用经由所述氢贮藏部供给的氢进行发电；气体净化部，其净化未透过所述透氢膜而送出的剩余气体；控制部，其根据所述燃料电池中的氢的过多或不足，控制所述氢贮藏部中的氢的吸收贮藏及释放。

Exhaust purification system with power generation function

The invention provides an exhaust purification system with power generation function with steam reforming, the exhaust from the supply of hydrogen; hydrogen permeation through the membrane, so that only the hydrogen produced; hydrogen storage, the absorption and storage of hydrogen absorption storage on the release of hydrogen permeation membrane through the supply of hydrogen; fuel cell, using hydrogen storage via the supplied hydrogen generation; gas purification, its purification through the hydrogen permeable membrane and sent the residual gas; control department, according to the fuel cell hydrogen in excessive or insufficient, absorption and storage control the hydrogen storage of hydrogen in and release.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带发电功能的排气净化系统
本专利技术涉及利用排气进行发电的同时对该排气进行净化的带发电功能的排气净化系统。
技术介绍
近年来从环境保护的观点来看，为了降低从汽车的发动机等的内燃机及发电场等的外燃机等的热机排出的排气中的有害物质，已知在排气通路内设置催化剂等排气净化装置来净化排气的排气净化系统。例如，在燃烧汽油或柴油等石油类燃料的汽车的发动机等中，作为排气中的有害物质，主要含有一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)。对此，在发动机的排气通路中设置三元催化剂，该三元催化剂将以二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)及二氧化铈(CeO2)为主成分的耐热性的氧化物设为载体，并在该载体的表面承载由铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等的铂族元素构成的贵金属。该三元催化剂通过将各有害物质氧化或还原成水(H2O)、二氧化碳(CO2)或氮(N2)等的无害的物质，进行排气的净化。另外，在稀薄燃烧(稀燃)汽油发动机或柴油发动机中以较少的燃料进行高温、高压的燃烧，因此，与HC及CO相比，NOx的排出比例变多。因此，这种发动机中，在排气通路中设有NOx吸收贮藏还原催化剂或所谓的SCR(SelectiveCatalyticReduction)催化剂等，在NOx吸收贮藏还原催化剂的情况下，通过承载吸收贮藏NOx的碱性物质来吸收贮藏NOx，然后使燃烧喷射量暂时性地增加等，以营造还原气氛，由此，将吸收贮藏的NOx进行还原，在SCR催化剂的情况下，将尿素水等的还原剂添加至排气中，使用加水分解的氨(NH3)对吸收贮藏的NOx进行还原(参照专利文献1)。另外，近年来，为了防止二氧化碳的排出，氢作为能源备受注目。例如，作为将氢用作能源的装置，已知有固体氧化物燃料电池(SOFC：SolidOxideFuelCell)。而且，为了使固体氧化物燃料电池高效地工作，还进行着用于向固体氧化物燃料电池进行供给的氢制造装置的开发。例如，公开有一种燃料电池系统，将蒸发器中生成的燃料蒸气向氢制造装置供给，并将该氢制造装置中生成的氢向燃料电池供给而进行发电(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)专利5376450号公报专利文献2：(日本)特开2005-298260号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，仅如专利文献1这样除去排气，不能有效地利用该排气，且能量的有效利用不充分。另外，专利文献2的燃料电池系统中需要生成作为氢的燃料源的燃料蒸气，作为燃料电池系统不能以低成本高效地进行发电。另外，在作为氢的燃料源的燃料蒸气的供给困难的情况下，不能生成氢，也不能进行燃料电池的发电。因此，目前不能在进行适当的环境保护同时有效并高效地利用氢能。本专利技术是鉴于这种课题而做出的，其目的在于，提供一种带发电功能的排气净化系统，能够在利用排气进行发电的同时净化该排气，进而，即使在没有作为氢的燃料源的排气的供给的情况下也能够进行发电。用于解决课题的方案为了达成所述目的，本专利技术提供一种带发电功能的排气净化系统，其具有：水蒸气重整部，其从供给的排气制造氢；透氢膜，其仅使制造出的所述氢透过；氢贮藏部，其对经由所述透氢膜供给的氢进行吸收贮藏及对吸收贮藏的氢进行释放；燃料电池，其利用经由所述氢贮藏部供给的氢进行发电；气体净化部，其净化未透过所述透氢膜而送出的剩余气体；控制部，其根据所述燃料电池中的氢的过多或不足，控制所述氢贮藏部中的氢的吸收贮藏及释放。专利技术效果本专利技术的带发电功能的排气净化系统能够在利用排气进行发电的同时净化该排气，进而，即使在没有作为氢的燃料源的排气的供给的情况下也能够进行发电。附图说明图1是表示实施例的带发电功能的排气净化系统的整体结构的概略图。图2是用于说明实施例的带发电功能的排气净化系统的工作流程的流程图。图3是用于说明实施例的带发电功能的排气净化系统工作时的气体流动的概略图。图4是用于说明实施例的带发电功能的排气净化系统工作时的气体流动的概略图。具体实施方式以下，参照附图并基于实施例详细地说明本专利技术的实施方式。此外，本专利技术不限于以下说明的内容，能够在不变更其宗旨的范围内任意变更并实施。另外，用于实施例的说明的附图均是示意性地表示本专利技术的带发电功能的排气净化系统及其构成部件的图，为了加深理解，进行局部的强调、放大、缩小、或省略等，有时不精确地表示各构成部件的比例尺及形状等。另外，实施例中使用的各个数值均表示一例，能够根据需要进行各种变更。＜实施例＞(带发电功能的排气净化系统的结构)首先，参照图1说明本专利技术实施例的带发电功能的排气净化系统1的结构。在此，图1是表示本实施例的带发电功能的排气净化系统1的整体结构的概略图。此外，以下，将带发电功能的排气净化系统1简称为排气净化系统1。排气净化系统1具有：用于制造氢的水蒸气重整部(氢重整部)2、进行氢的吸收贮藏及释放的氢贮藏部3、进行发电的燃料电池4、净化含有有害物质的气体(排气)的气体净化部5、控制氢贮藏部3中的氢的吸收贮藏及释放的控制部6。另外，排气净化系统1具有：连接送出排气的内燃机7和水蒸气重整部2的气体导入管8；连接水蒸气重整部2、氢贮藏部3、燃料电池4及气体净化部5而形成期望的气体路径的气体路径管9；用于将由气体净化部5净化的排气排出的气体排出管10。另外，排气净化系统1在气体路径管9的内侧且在水蒸气重整部2与氢贮藏部3之间具有透氢膜11。并且，排气净化系统1具有用于调整空气向燃料电池4的导入量的空气调整阀12。水蒸气重整部2由能够利用从内燃机7送出的排气制造氢的普通的氢制造装置构成。具体而言，从内燃机7送出的排气中含有一氧化碳(CO)、烃(HC)及氮氧化物(NOx)等的有害物质、以及水蒸气(H2O)，因此，水蒸气重整部2利用例如其中的烃及水蒸气来制造氢。作为水蒸气重整部2所使用的催化剂，例如可使用氧化镁承载镍的金属催化剂，或由钌(Ru)构成的金属催化剂。此外，催化剂的材料不限于上述材料，能够根据排气的成分及排气温度等特性适当变更。氢贮藏部3由具备能够进行氢的吸收贮藏及吸收贮藏的氢的释放的氢吸收贮藏合金的普通的氢贮藏装置构成。例如，作为氢吸收贮藏合金，氢贮藏部3可使用Mg-Ti系、Fe-Ti系、Mg-Ni系、Mg-Y系或Mn-Ni系合金。另外，氢贮藏部3具备能够调整设置有该氢吸收贮藏合金的空间内的温度及压力的结构，根据来自控制部6的控制信号(氢的吸收贮藏指令或氢的释放指令)改变该空间内的温度及压力，由此进行氢的吸收贮藏或释放。例如，无论是在吸收贮藏氢的情况，还是在释放氢的情况下，均可以将温度调整成300℃。此外，氢吸收贮藏合金的材料不限于上述材料，可以考虑应贮藏的氢量及氢贮藏部3的尺寸等适当变更。燃料电池4利用经由氢贮藏部3供给的氢进行发电，因此，能够使用固体高分子燃料电池(PEFC：PolymerElectrolyteFuelCell)、磷酸燃料电池(PAFC：PhosphoricAcidFuelCell)、熔融碳盐燃料电池(MCFC：MoltenCarbonateFuelCell)、或固体氧化物燃料电池(SOFC：SolidOxideFuelCell)。例如，在内燃机7是搭载于汽车的发动机的情况下，燃料电池4设置于内燃机7的附近，而且由于受到较高温的排气的影响，燃料电池4的周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带发电功能的排气净化系统，其具有：水蒸气重整部，其从供给的排气制造氢；透氢膜，其仅使制造出的所述氢透过；氢贮藏部，其对经由所述透氢膜供给的氢进行吸收贮藏及对吸收贮藏的氢进行释放；燃料电池，其利用经由所述氢贮藏部供给的氢进行发电；气体净化部，其净化未透过所述透氢膜而送出的剩余气体；控制部，其根据所述燃料电池中的氢的过多或不足，控制所述氢贮藏部中的氢的吸收贮藏及释放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.23 JP 2015-0589761.一种带发电功能的排气净化系统，其具有：水蒸气重整部，其从供给的排气制造氢；透氢膜，其仅使制造出的所述氢透过；氢贮藏部，其对经由所述透氢膜供给的氢进行吸收贮藏及对吸收贮藏的氢进行释放；燃料电池，其利用经由所述氢贮藏部供给的氢进行发电；气体净化部，其净化未透过所述透氢膜而送出的剩余气体；控制部，其根据所述燃料电池中的氢的过多或不足，控制所述氢贮藏部中的氢的吸收贮藏及释放。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山直树，
申请(专利权)人：株式会社渥美精机，
类型：发明
国别省市：日本,JP