LP燃气型燃料电池用液化石油气、其脱硫方法和燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及通过自然气化供气方式供给燃料电池系统的ＬＰ燃气型燃料电池用液化石油气燃料，所述ＬＰ燃气型燃料电池用液化石油气燃料含有：碳原子数为２的烃化合物的含量为３体积％或以下、碳原子数为４的烃化合物的含量为３体积％或以下、且总硫浓度为１０质量ｐｐｍ或以下、硫化羰硫浓度为２质量ｐｐｍ或以下、甲硫醇硫浓度为３质量ｐｐｍ或以下、具有等于或高于二甲基二硫醚的沸点的硫化合物硫浓度为２质量ｐｐｍ或以下、甲醇浓度为５０质量ｐｐｍ或以下、水分浓度为５０质量ｐｐｍ或以下、其余成分为碳原子数３的烃化合物，即使使用最低限度的脱硫剂，脱硫剂也可有效发挥功能，脱硫效果提高，可防止配置在脱硫器下游的制备氢用的重整器中重整催化剂的损伤，可实现稳定的重整器运转和稳定的电力发生；本发明专利技术还涉及该燃料的脱硫方法以及使用含氢气体的燃料电池系统，该含氢气体是将使用该脱硫方法进行脱硫处理的液化石油气燃料进行重整处理得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合LP燃气型燃料电池系统、以自然气化供气方式供给的液化石油气燃料，其脱硫方法以及使用含氢气体的燃料电池系统，该含氢气体是使用经脱硫处理的液化石油气燃料进行改性处理得到的。
技术介绍
近年来，对于未来地球环境的危机感日益增强，人们希望开发对地球友好的能源供应系统，从能量效率高以及排出气体清洁的角度考虑，燃料电池、氢发动机等以氢作为燃料的系统受到关注。其中，氢供给燃料电池的方法除以压缩或以液化的形式直接供给氢的方法之外，还已知有通过甲醇等含氧燃料以及石脑油等烃系燃料的重整进行供给的方法(例如参照非专利文献1)。其中，直接供给氢的方法具有可直接用作燃料的优点，但是有在常温下气体贮藏性和用于车辆等中的搭载性的问题。通过液化石油气等烃系燃料的重整制备氢时，可以使用现有的燃料供给基本设施，并且整体上能源效率高，因此受到重视。专利文献1中公开了一种燃料电池系统用燃料，该燃料电池系统用燃料含有烃化合物，该烃化合物中的饱和成分为60mol％或以上、烯烃成分为40mol％或以下、丁二烯成分占0.5mol％或以下、碳原子数为4或以上的饱和成分中的异链烷烃为0.1mol％或以上，在常温下为气体。作为家庭用燃料使用的液化石油气的性状通常是碳原子数3的烃化合物的含量为80体积％或以上、碳原子数2的烃化合物的含量为5体积％或以下，碳原子数4的烃化合物的含量为20体积％或以下。另外，在液化石油气燃料中，各种硫化合物通常含有数质量ppm至数十ppm左右。这些液化石油气向气体机器供气的方法有自然气化供气方式、使-->用热源的蒸发供气方式。蒸发供气方式中，是依次蒸发要使用的液化石油气量，产生供给气体，因此气瓶内的烃化合物组成与供给气体的组成大致相同。另一方面，在自然气化供气方式中，具有随着气瓶中液化石油气消耗量的增加，所供给的气体中的硫浓度也增加的特性，因此难以完全进行脱硫。另外，填充到气瓶内的沸点低的烃化合物容易蒸发，在使用气瓶内液化石油气的同时，供给燃料电池系统的烃化合物缓慢变得重质，结果，随着使用所述燃料气体，氢的发生量减少，为获得所需功率，必须采取使气体对燃料电池的供给量增加的操作。但是，随着液化石油气组成的变化，还没有正确测定其供给量的措施，必须采取为获得所需要的功率量而概算燃料供给量、根据该概算值进行供给，并且将所得功率量反馈给供给量，缓慢调节供给量的方法。微量的硫化合物由脱硫器向下游泄漏，则损害下游一侧的重整器中的重整催化剂，无法获得连续供给燃料电池的规定氢量。因此，重整催化剂受损时，必须将重整器取出并更换，高昂的重整器的更换对于工业化极为不利。因此，硫化合物从脱硫器中即使是微量也不要漏出，这是很重要的。另外，用于燃料电池的氢的制备中，脱硫器设置在燃料电池系统内，利用重整器的排热进行加热、或者通过使用电加热器等特别的方法加热，这与燃料电池系统效率的降低紧密相连，因此人们希望有在80℃或以下的温度下可高效发挥功能的脱硫剂。专利文献2中公开了一种在城市供气中水分浓度即使是较高浓度也可以有效除去硫化合物的沸石系脱硫剂。但是，该沸石系脱硫剂无法充分除去液化石油气中的硫化羰。另外，专利文献3中公开了金属氧化物系的脱硫剂作为可以高效除去该硫化羰的脱硫剂。专利文献4中公开了一种除去气体状烃化合物中的硫化合物的方法，该方法是使用脱硫器除去硫化合物，所述脱硫器是将含有沸石的脱硫剂层与含有选自金属元素、金属氧化物和担载金属成分的氧化物的至少一种的脱硫剂层组合而成。但是，上述专利文献3或专利文献4中，对于液化石油气燃料中的总硫浓度、特定的硫化合物的硫浓度、甲醇浓度和水分浓度在特定值或以下的具有特定的烃化合物组成的液化石油气燃料对脱硫性能的影响并未有任何记载。-->非专利文献1：池松正树“エンジンテクノロジ一”(株)山海堂，2001年1月，第3卷，第1号，35页专利文献1：国际公开第02/000813号小册子专利文献2：日本特开2001-286753号公报专利文献3：日本特开2004-130216号公报专利文献4：国际公开第04/058927号小册子
技术实现思路
本专利技术针对上述状况而设，其目的在于提供LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料、其脱硫方法、以及使用含氢气体的燃料电池系统，其中，所述含氢气体是将通过上述脱硫方法进行脱硫处理的液化石油气燃料进行重整处理得到的，其中，作为LP燃气型燃料电池用燃料，即使以自然气化供气方式供给，也不会受到供气组成变化的影响，使用最低限度的脱硫剂即可以高效率发挥脱硫剂的功能，脱硫效果提高，可以防止配置在脱硫器下游的制备氢用的重整器中重整催化剂的损伤，可以进行稳定的重整器的运转、生产稳定的电力。本专利技术人为实现上述目的进行了深入的研究，结果发现：液化石油气燃料中的总硫浓度、特定的硫化合物的硫浓度、甲醇浓度和水分浓度在特定值或以下的具有特定烃化合物组成的液化石油气燃料可以解决上述课题，并根据该认识完成了本专利技术。即，本专利技术如下：(1)LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，它是以自然气化供气方式供给燃料电池系统的液化石油气，其特征在于，该燃料含有：碳原子数为2的烃化合物的含量为3体积％或以下，碳原子数为4的烃化合物的含量为3体积％或以下，且总硫浓度为10质量ppm或以下，硫化羰硫浓度为2质量ppm或以下，甲硫醇硫浓度为3质量ppm或以下，具有等于或高于二甲基二硫醚沸点的硫化合物硫浓度为2质量ppm或以下，甲醇浓度为50质量ppm或以下，水分浓度为50质量ppm或以下，余量为碳原子数为3的烃化合物。(2)上述(1)的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，其中，碳原子数为2的烃化合物的含量为1体积％或以下，碳原子数为4的烃化合物的含量为2体积％或以下，余量为碳原子数为3的烃化合物。-->(3)上述(1)或(2)的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，其中，碳原子数为3的烯烃的含量为0.1体积％或以下，碳原子数为4的烯烃和/或二烯烃的含量为0.1体积％或以下。(4)上述(1)-(3)中任一项的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，其中，碳原子数为4的二烯烃的含量为0.03体积％或以下。(5)脱硫方法，其特征在于：使上述(1)-(4)中任一项的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料自然气化，然后使用脱硫剂进行脱硫处理。(6)上述(5)的脱硫方法，其中，脱硫剂为含沸石的脱硫剂和/或含有选自金属元素、金属氧化物和担载金属成分的氧化物中的至少一种的脱硫剂。(7)上述(6)的脱硫方法，其中，含沸石的脱硫剂中，与沸石一起，还含有选自Ag成分、Cu成分、Ni成分、Zn成分、Mn成分、Fe成分、Co成分、碱金属成分、碱土金属成分和稀土金属成分的至少一种金属成分。(8)上述(6)或(7)的脱硫方法，其中，沸石具有β(BEA)和/或八面沸石(FAU)结构。(9)上述(6)的脱硫方法，其中，含有选自金属元素、金属氧化物和担载金属成分的氧化物中的至少一种的脱硫剂含有选自Ag成分、Cu成分、Ni成分、Zn成分、Mn成分、Fe成分、Co成分、Si成分、Al成分、碱金属成分、碱土金属成分和稀土金属成分的至少一种金属成分。(10)LP燃气型燃料电池系统，其特征在于：将用上述(5)-(9)其中之一的脱硫方法进行脱硫处理的液化石油气燃料进行重整处本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＬＰ燃气型燃料电池用液化石油气燃料，它是以自然气化供气方式供给燃料电池系统的液化石油气，其特征在于，含有碳原子数为２的烃化合物的含量为３体积％或以下，碳原子数为４的烃化合物的含量为３体积％或以下，且总硫浓度为１０质量ｐｐｍ或以下，硫化羰硫浓度为２质量ｐｐｍ或以下，甲硫醇硫浓度为３质量ｐｐｍ或以下，具有等于或高于二甲基二硫醚沸点的硫化合物硫浓度为２质量ｐｐｍ或以下，甲醇浓度为５０质量ｐｐｍ或以下，水分浓度为５０质量ｐｐｍ或以下，余量为碳原子数为３的烃化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-5-12 139339/20051.LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，它是以自然气化供气方式供给燃料电池系统的液化石油气，其特征在于，含有碳原子数为2的烃化合物的含量为3体积％或以下，碳原子数为4的烃化合物的含量为3体积％或以下，且总硫浓度为10质量ppm或以下，硫化羰硫浓度为2质量ppm或以下，甲硫醇硫浓度为3质量ppm或以下，具有等于或高于二甲基二硫醚沸点的硫化合物硫浓度为2质量ppm或以下，甲醇浓度为50质量ppm或以下，水分浓度为50质量ppm或以下，余量为碳原子数为3的烃化合物。2.权利要求1的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，其中，碳原子数为2的烃化合物的含量为1体积％或以下，碳原子数为4的烃化合物的含量为2体积％或以下，其余为碳原子数为3的烃化合物。3.权利要求1的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，其中，碳原子数为3的烯烃的含量为0.1体积％或以下，碳原子数为4的烯烃和/或二烯烃的含量为0.1体积％或以下。4.权利要求3的LP燃气型燃料电池用液化石油气燃料，其中，碳原子数为4的二烯烃的含量为0.03体积％或以下。5.脱硫方法，其特征在于：使...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹越岳二，胜野尚，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]