專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料處理裝置、具備其的燃料電池系統(tǒng)和燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由原料和水分的重整反應(yīng)生成含氫氣體的燃料處理裝置、具備其的燃 料電池系統(tǒng)和燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電時(shí)的燃料氣體中，使用含氫氣體的情況較多。該燃料電 池發(fā)電系統(tǒng)中，一般情況是利用水蒸氣重整法而生成含氫氣體的燃料處理裝置被一起設(shè)置。燃料處理裝置具有通過(guò)水蒸氣重整反應(yīng)而生成含氫氣體的重整器和提供該水蒸 氣重整反應(yīng)必要的熱量的加熱器。重整器中使用鉬、釕、銠等的貴金屬系催化劑或者Ni系 催化劑等的重整催化劑。向該重整器供給天然氣、LPG、粗汽油、汽油、煤油等的烴系的原 料或者甲醇等的醇類(lèi)的原料和水分，通過(guò)加熱器對(duì)重整器加熱至適合水蒸氣重整反應(yīng)的溫 度，在重整催化劑下發(fā)生水蒸氣重整反應(yīng)，從而生成含氫氣體。該水蒸氣重整反應(yīng)中，作為副成分生成約10 15% (基于干燥氣體)的一氧化碳 (以下，記作CO)。CO使燃料電池的電極中使用的催化劑中毒，而使發(fā)電能力下降。因此，在 燃料處理裝置中，為了降低含氫氣體中的CO濃度，并設(shè)轉(zhuǎn)化器和CO除去器。轉(zhuǎn)化器例如使 用鉬、釕、銠等的貴金屬系催化劑、Cu-Zn系催化劑、或Fe-Cr系催化劑，控制為適于轉(zhuǎn)化反 應(yīng)的溫度(轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度)，使CO和水蒸氣發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳。很多情況 下，使重整氣體中的CO濃度下降至約0. 5%以下。CO除去器中，使用向內(nèi)部供給的空氣進(jìn) 行CO的氧化反應(yīng)，從而使重整氣體中的CO濃度降低至優(yōu)選為IOppm以下。催化劑中，例如 使用鉬、釕、銠等的貴金屬系催化劑等。一般家庭中使用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)于提高能量效率，優(yōu)選為配合家庭的電力 負(fù)荷和熱負(fù)荷，而使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)起動(dòng)或停止。但是，重整器運(yùn)轉(zhuǎn)在大約650°C，停止 時(shí)，溫度下降而使裝置內(nèi)部的內(nèi)壓下降。下降至相對(duì)于大氣壓為負(fù)壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生從裝置外部 混入空氣的可能性。其結(jié)果，使用Cu-Zn系催化劑作為轉(zhuǎn)化催化劑的情況下，存在空氣被混 入而使活性下降的可能性，有必要采取停止時(shí)不使空氣混入的方法。于是，提出了在重整器的內(nèi)壓下降時(shí)供給原料來(lái)保持內(nèi)壓并防止空氣混入的方法 被提出(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2004-307236號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的氫制造系統(tǒng)那樣，利用原料氣體進(jìn)行補(bǔ)壓的情況下， 重整器內(nèi)在發(fā)生碳析出的溫度區(qū)域的話(huà)，恐怕會(huì)在重整催化劑上由原料析出碳。本發(fā)明有鑒于上述課題而完成，其目的為提供一種在停止時(shí)的補(bǔ)壓處理中與現(xiàn)有 技術(shù)相比能夠抑制碳析出的燃料處理裝置、具備其的燃料電池系統(tǒng)和燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置具備重整器，具有重整催化 劑，使原料和水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體；原料供給單元，具有通過(guò)原料供給路徑 將所述原料供給至所述重整器和切斷所述原料的供給的功能；水蒸氣供給單元，具有通過(guò) 水蒸氣供給路徑將所述水蒸氣供給至所述重整器和切斷所述水蒸氣的供給的功能；閉止 器，切斷重整器的下游的氣體通路；控制器，被構(gòu)成為停止時(shí)，切斷從所述原料供給單元 的原料的供給和從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣的供給并且閉止所述閉止器而封閉所述 重整器，對(duì)于伴隨所述封閉的重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低，共同利用從所述水蒸 氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給，從而進(jìn)行補(bǔ)壓。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，所述控制器也可被構(gòu)成為作為對(duì)于伴隨 著所述封閉的重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低而進(jìn)行的補(bǔ)壓處理，共同執(zhí)行從所述水 蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，所述控制器也可被構(gòu)成為，每當(dāng)所述重整 器的壓力降低時(shí)反復(fù)執(zhí)行所述補(bǔ)壓處理，所述反復(fù)執(zhí)行的補(bǔ)壓處理中，不僅是共同執(zhí)行從 所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給的補(bǔ)壓處理，也執(zhí) 行僅由從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給進(jìn)行的補(bǔ)壓處理以及僅由從所述原料供給單 元的原料供給進(jìn)行的補(bǔ)壓處理中的至少一者。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，所述控制器也可被構(gòu)成為，每當(dāng)所述重整 器的壓力降低時(shí)反復(fù)執(zhí)行所述補(bǔ)壓處理，所述反復(fù)執(zhí)行的所述補(bǔ)壓處理中，共同利用僅由 從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給進(jìn)行的補(bǔ)壓處理以及僅由從所述原料供給單元的原 料供給進(jìn)行的補(bǔ)壓處理。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，所述控制器也可被構(gòu)成為，至少在所述重 整催化劑中從所述原料產(chǎn)生碳析出的溫度下，對(duì)于伴隨所述閉止后的所述重整器的溫度降 低而產(chǎn)生的壓力降低，共同利用從所述原料供給單元的原料供給以及從所述水蒸氣供給單 元的水蒸氣供給而進(jìn)行補(bǔ)壓處理。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給中， 也可具備將供給至所述重整器的水蒸氣壓的一部分向大氣開(kāi)放的壓力去除器。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，也可具備加熱所述重整器的燃燒器；向 所述燃燒器供給燃燒用空氣的空氣供給器；排出路徑，其中流動(dòng)由所述壓力去除器排出的 氣體，與所述燃燒器相連通；所述控制器在從所述水蒸氣供給單元進(jìn)行水蒸氣供給時(shí)，使所 述空氣供給器動(dòng)作。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，也可具備；除臭器，設(shè)置于所述原料供給 路徑中，除去所述原料中的臭氣成分；逆止閥，設(shè)置于所述除臭器下游的所述原料供給路徑 中。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，也可具備；除臭器，設(shè)置于所述原料供給 路徑中，除去所述原料中的臭氣成分；電磁閥，設(shè)置于所述除臭器下游的所述原料供給路徑 中；所述電磁閥被構(gòu)成為所述重整器的內(nèi)壓上升的話(huà)，閥體和閥座相接觸。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，所述重整催化劑可以包含作為催化劑金
屬的Ni元素。
而且，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置中，所述原料可以包含碳原子數(shù)為2以上的烴。另外，本發(fā)明所涉及的燃料系統(tǒng)具備所述燃料處理裝置，使用由所述燃料處理裝 置供給的含氫氣體進(jìn)行發(fā)電的燃料電池。另外，本發(fā)明所涉及的燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法是，所述燃料處理裝置具備具有 重整催化劑的重整器，使原料和水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體；原料供給單元，具有 通過(guò)原料供給路徑將所述原料供給至所述重整器和切斷所述原料的供給的功能；水蒸氣供 給單元，具有通過(guò)水蒸氣供給路徑將所述水蒸氣供給至所述重整器和切斷所述水蒸氣的供 給的功能；閉止器，切斷所述重整器下游的氣體通路；所述方法包括步驟(a)，切斷從所述原料供給單元向重整器的原料的供給和從 所述水蒸氣供給單元向所述重整器的水蒸氣的供給，并且閉止所述閉止器而封閉所述重整 器；步驟(b)，在所述步驟(a)之后，對(duì)于伴隨著所述封閉的重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓 力降低，共同利用從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供 給，從而進(jìn)行補(bǔ)壓。本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)，參照附圖，通過(guò)以下優(yōu)選的實(shí)施方 式的詳細(xì)說(shuō)明來(lái)闡明。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的燃料處理裝置、具備其的燃料電池系統(tǒng)和燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方 法，在停止時(shí)的補(bǔ)壓處理時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，抑制了重整催化劑中的由原料的熱分解 等引起的碳析出。


圖1為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖2為示意地顯示本實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流 程圖。圖3為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖4為示意地顯示本實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流 程圖。圖5為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖6為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料處理裝置的停止方法的工序的示意 圖。圖7為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料處理裝置的停止方法的流程圖。圖8為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料處理裝置的停止方法的工序的示意 圖。圖9為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料處理裝置的停止方法的流程圖。圖10為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖11為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料處理裝置的停止方法的流程圖。圖12為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖13為示意地顯示圖12所示的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。
圖14為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖15為示意地顯示圖14所示的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。圖16為顯示本變形例的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖17為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖18為示意地顯示圖17所示的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。圖19為顯示本變形例3的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖20為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖21為顯示本變形例4的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖22為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式10所涉及的燃料電池系統(tǒng)的概略構(gòu)成的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，關(guān)于本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。此外，全部附圖中，相同或 相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)以相同符號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。另外，全部的附圖中，僅選取為了說(shuō)明本發(fā)明而 必要的構(gòu)成要素而在圖中示出，省略其他的構(gòu)成要素的圖示。而且，本發(fā)明并不限定于以下 的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)[燃料處理裝置的構(gòu)成]圖1為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置100具備具有重整催化 劑的重整器110，使原料和水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體；原料供給單元201，具有 通過(guò)原料供給路徑113將原料供給至重整器110和切斷原料的供給的功能；水蒸氣供給單 元114，具有通過(guò)水蒸氣供給路徑115將水蒸氣供給至重整器110和切斷所述水蒸氣的供給 的功能；第3閉止器(閉止器)141，切斷重整器110下游的氣體通路152 ；以及控制器200。 另外，燃燒處理器111具有重整器110和燃燒器116。而且，燃料處理裝置100將燃料處理 器111處生成的含氫氣體通過(guò)氣體流路152，供給至氫利用設(shè)備400。而且，控制器200被構(gòu)成為，切斷從原料供給單元201的原料的供給和從所述水蒸 氣供給單元114的水蒸氣的供給并且閉止第3閉止器141，對(duì)于伴隨著閉止后的重整器110 的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低，共同利用從水蒸氣供給單元114的水蒸氣供給以及從原料 供給單元201的原料供給，從而進(jìn)行補(bǔ)壓。此處，原料只要為能夠利用該原料和水蒸氣通過(guò)重整反應(yīng)而生成含氫氣體的物質(zhì) 即可。作為原料，例如可以使用乙烷、丙烷等的烴或甲醇等的醇類(lèi)原料這樣的至少含有由碳 和氫作為構(gòu)成元素的有機(jī)化合物的物質(zhì)。此外，作為上述原料，也可含有碳原子數(shù)2以上的 烴。作為碳原子數(shù)2以上的烴，例如，可列舉乙烷、丙烷。作為重整催化劑，例如，是催化由原料和水蒸氣產(chǎn)生含氫氣體的水蒸氣重整反應(yīng) 的物質(zhì)，可以使用在氧化鋁等的催化劑載體上擔(dān)載有釕(Ru)的釕系催化劑或在同樣的催 化劑載體上擔(dān)載有鎳(Ni)的鎳系催化劑等。此外，從低成本化的觀點(diǎn)考慮，作為重整催化 劑，優(yōu)選為使用鎳系催化劑，所述鎳系催化劑含有作為包含鎳元素的催化劑金屬。原料供給單元201只要具有一邊調(diào)整流量一邊供給原料和切斷原料的供給的功 能的話(huà)，可以為任何方式，在本實(shí)施方式1中，具有原料供給器和切斷原料的流通的閉止
7器。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式1中，原料供給單元201由原料供給器和閉止器構(gòu)成，但也不 限于此。原料供給器只要能夠一邊調(diào)整流量一邊供給原料，可以為任何方式，例如，可由流 量調(diào)整閥單體或升壓泵單體構(gòu)成，此外，也可由升壓泵和流量調(diào)整閥的組合構(gòu)成。閉止器只 要為被構(gòu)成為切斷原料的流通的方式的設(shè)備的話(huà)，可以為任何方式，例如，可以使用電磁閥 等的開(kāi)閉閥。此外，原料供給單元201只要具有切斷原料的供給的功能的話(huà)，也可不具備上述 閉止器。例如，原料供給器由流量調(diào)整閥構(gòu)成的情況下，即使重整器110的內(nèi)壓相對(duì)于大氣 壓為負(fù)壓，也具有切斷原料供給的功能。因此，原料供給單元201由上述設(shè)備構(gòu)成的情況 下，也可采用不設(shè)置閉止器的方式。水蒸氣供給單元114只要能夠調(diào)整水蒸氣的流量而向重整器110供給、切斷的話(huà)， 可以采用任何方式，本實(shí)施方式1中，由調(diào)整水的流量的流量調(diào)整器、使水蒸發(fā)的蒸發(fā)器、 切斷水或水蒸氣的流通的閉止器構(gòu)成。另外，作為流量調(diào)整器，可由流量調(diào)整閥單體或泵單 體構(gòu)成，或者，可由泵和流量調(diào)整閥組合構(gòu)成。閉止器只要是被構(gòu)成為能夠切斷水或水蒸氣流通通路中的水或水蒸氣的流通的 設(shè)備的話(huà)，可以為任何方式，例如，可使用電磁閥等的開(kāi)閉閥。此外，水蒸氣供給單元114只要具有切斷水蒸氣的供給的功能，也可不具備上述 閉止器。例如，水蒸氣供給單元114的流量調(diào)整器例如由流量調(diào)整閥構(gòu)成的情況下，即使重 整器110的內(nèi)壓相對(duì)于大氣壓為負(fù)壓，也具有切斷水供給的功能。因此，水蒸氣供給單元 114由上述設(shè)備構(gòu)成的情況下，也可采用不設(shè)置閉止器的結(jié)構(gòu)。加熱器116被構(gòu)成為加熱燃料處理器111的重整器110，例如，可以為使燃燒用氣 體和氧氣燃燒的燃燒器，也可為電加熱器等的加熱器。第3閉止器141只要被構(gòu)成為切斷氣體通路152中的氣體(例如，重整器110處 生成的含氫氣體或水蒸氣)的流通的設(shè)備的話(huà)，可以為任何方式，例如，可以使用電磁閥等 的開(kāi)閉閥?？刂破?00只要為具有控制上述方式中的重整器110、原料供給單元201、水蒸氣 供給單元114、以及第3閉止器141的設(shè)備的話(huà)，可以為任何方式，例如，可由微處理器、CPU 等構(gòu)成。此外，控制器200不僅可以為由單獨(dú)的控制器構(gòu)成的方式，也可為由多個(gè)控制器協(xié) 同執(zhí)行燃料處理裝置100的控制的控制器群構(gòu)成的方式。另外，控制器200可不僅具有微 處理器、CPU等示例的運(yùn)算處理部，也可具有由存儲(chǔ)器等構(gòu)成的存儲(chǔ)部和計(jì)時(shí)部。所謂“共同利用從水蒸氣供給單元114的水蒸氣供給以及從原料供給單元201的 原料供給，從而進(jìn)行補(bǔ)壓”是指只要在燃料處理裝置100停止時(shí)，對(duì)于伴隨著包含封閉的 重整器110的封閉空間的溫度下降而產(chǎn)生的壓力下降，共同利用從水蒸氣供給單元114向 重整器110的水蒸氣供給以及從原料供給單元201向重整器110的原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓， 其動(dòng)作方式可為任何方式。例如，作為第1方式，對(duì)于包含封閉的重整器110的封閉空間的內(nèi)壓降低而進(jìn)行的 補(bǔ)壓處理，可以列舉共同執(zhí)行水蒸氣供給和原料供給的方式。具體而言，在此方式中，可以 同時(shí)執(zhí)行從水蒸氣供給單元114向重整器110的水蒸氣供給以及從原料供給單元201向重 整器110的原料供給，也可按順序執(zhí)行各個(gè)供給動(dòng)作。此外，按順序執(zhí)行的情況下，優(yōu)選為在原料供給后執(zhí)行水蒸氣的供給。這是由于，例如水蒸氣供給單元114具有使水蒸發(fā)的蒸 發(fā)器的情況下，向蒸發(fā)器供給水，汽化為水蒸氣之后，將汽化后的水蒸氣向重整器110供給 水蒸氣的話(huà)，重整器110的內(nèi)壓過(guò)度上升，會(huì)產(chǎn)生從原料供給單元201的原料供給變得困難 的情況。此外，在上述原料供給中使用甲醇等的液體原料的情況下，由于重整器110內(nèi)部 為高溫，液體原料被供給至重整器110內(nèi)部的話(huà)，液體原料汽化而作為氣體被供給。另外， 關(guān)于上述第1方式的補(bǔ)壓處理，對(duì)于上述內(nèi)壓降低執(zhí)行1次以上。多次執(zhí)行的情況下，每當(dāng) 包含封閉的重整器110的封閉空間的內(nèi)壓降低時(shí)，反復(fù)執(zhí)行補(bǔ)壓處理。此外，上述方式中， 原料供給量和水蒸氣供給量的比率根據(jù)重整器110中使用的催化劑的種類(lèi)、封閉重整器 110時(shí)的重整器110內(nèi)的殘留氣體的組成、補(bǔ)壓處理時(shí)的重整器110的溫度等，而以使得不 在重整器110的重整催化劑中析出碳的方式被適當(dāng)設(shè)定。另外，作為第2方式，對(duì)于包含封閉的重整器110的封閉空間的內(nèi)壓降低而進(jìn)行的 補(bǔ)壓處理，列舉為共同利用僅執(zhí)行從原料供給單元201供給原料的第1補(bǔ)壓處理、及僅執(zhí)行 從所述水蒸氣供給單元114供給水蒸氣的第2補(bǔ)壓處理的方式。具體而言，是指在每當(dāng) 包含封閉的重整器110的封閉空間的內(nèi)壓降低時(shí)反復(fù)執(zhí)行的補(bǔ)壓處理中，對(duì)于規(guī)定時(shí)間下 的包含被封閉的重整器110的封閉空間的內(nèi)壓降低，執(zhí)行第1補(bǔ)壓處理；對(duì)于其他時(shí)間下 的包含被封閉的重整器110的封閉空間的內(nèi)壓降低，執(zhí)行第2補(bǔ)壓處理。此外，反復(fù)執(zhí)行的 補(bǔ)壓處理中，第1補(bǔ)壓處理和第2補(bǔ)壓處理各自的執(zhí)行比率以及其順序?yàn)?，以使重整?10 的重整催化劑中不析出碳的方式，根據(jù)重整器110使用的催化劑的種類(lèi)、封閉重整器110時(shí) 的重整器110內(nèi)的殘留氣體的組成、補(bǔ)壓處理時(shí)的重整器110的溫度而適當(dāng)設(shè)定，使得重整 器110的重整催化劑中不析出碳。另外，燃料處理裝置100的停止時(shí)，由于被封閉的重整器 110內(nèi)存在水蒸氣，即使僅執(zhí)行從原料供給單元201的原料供給，也可抑制重整器110的重 整催化劑中的碳析出。此外，上述反復(fù)執(zhí)行的補(bǔ)壓處理中，也可采用不僅執(zhí)行上述第1方式的補(bǔ)壓處理、 還執(zhí)行上述第1補(bǔ)壓處理以及第2補(bǔ)壓處理中的至少一者的第3方式的補(bǔ)壓處理的方式， 或者，上述反復(fù)執(zhí)行的補(bǔ)壓處理中，也可采用不僅執(zhí)行第2方式的補(bǔ)壓處理而且執(zhí)行第1方 式的補(bǔ)壓處理的第4方式的執(zhí)行補(bǔ)壓處理的方式?！把a(bǔ)壓處理”是指燃料處理裝置100停止時(shí)，以對(duì)伴隨著包含封閉的重整器110的 封閉空間的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低進(jìn)行補(bǔ)充的方式向上述封閉空間內(nèi)供給氣體的動(dòng) 作。此外，上述補(bǔ)壓處理未必要以補(bǔ)給降低的壓力的全部的方式進(jìn)行補(bǔ)給，只要以不超過(guò)燃 料處理器111的耐負(fù)壓界限值的方式，供給對(duì)壓力下降量的至少一部分進(jìn)行補(bǔ)給的量的氣 體的話(huà)，可以為任何形式。更具體而言，包含重整器110的封閉空間的內(nèi)壓達(dá)到比燃料處理 器111的耐負(fù)壓界限值大的第1壓力閾值以下的情況下，以使上述封閉空間的內(nèi)壓為大于 該第1壓力閾值的第2壓力閾值以上的方式，向包含重整器110的封閉空間內(nèi)部供給氣體 (原料或者水蒸氣)。[燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法]其次，關(guān)于本實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，參照?qǐng)D2進(jìn)行說(shuō) 明。此外，此處，說(shuō)明燃料處理裝置100的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理，關(guān)于本實(shí)施方式1所涉及的 燃料處理裝置100的含氫氣體的生成動(dòng)作，由于和一般的燃料處理裝置100的含氫氣體的生成動(dòng)作同樣的進(jìn)行，省略其說(shuō)明。圖2為示意地顯示本實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置100的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理 的流程圖。首先，設(shè)燃料處理裝置100處于含氫氣體的生成動(dòng)作中。例如，在使用者輸入運(yùn)轉(zhuǎn) 停止要求的情況下，控制器200輸出停止指令。這樣的話(huà)，如圖2所示，燃料處理裝置100的含氫氣體的生成動(dòng)作停止時(shí)，原料供 給單元201和水蒸氣供給單元114切斷原料的供給和水蒸氣的供給(步驟S101)，另外，閉 止第3閉止器141 (步驟S102)。由此，至少形成包含重整器110的封閉空間，重整器110被 封止(步驟(a)重整器110的封閉動(dòng)作)。其次，控制器200檢測(cè)重整器110內(nèi)的壓力值P (步驟S 103)，判定步驟S103中檢 測(cè)出的重整器110內(nèi)的壓力值P是否為規(guī)定的壓力值Pl以下(步驟S104)。此處，規(guī)定的 壓力值Pi為比燃料處理器111的耐負(fù)壓界限值大的壓力值(第1壓力閾值)，例如，可以為 大氣壓，也可為相對(duì)于大氣壓為-IkPa的壓力值。此外，本實(shí)施方式1中，以未圖示出的壓 力檢測(cè)器直接檢測(cè)出重整器110內(nèi)的壓力值P的方式構(gòu)成，但不限于此，也可構(gòu)成為使用間 接地測(cè)出重整器110內(nèi)的壓力的檢測(cè)器的值。這一情況下，例如可構(gòu)成為檢測(cè)重整器110 內(nèi)的溫度，基于該檢測(cè)值判斷重整器110的內(nèi)壓降低，或者，檢測(cè)重整器110內(nèi)的封閉動(dòng)作 后或執(zhí)行補(bǔ)壓處理后的經(jīng)過(guò)時(shí)間，基于該檢測(cè)值判斷重整器110的內(nèi)壓降低。控制器200在重整器110內(nèi)的壓力值P比規(guī)定的壓力值Pl大的情況下(步驟 S104中的“否”)，返回至S 105，壓力值P為規(guī)定的壓力值Pl以下的話(huà)(步驟S104中為 “是”)，共同利用水蒸氣供給和原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓(步驟S107:步驟(b))。具體而言，在 由水蒸氣供給進(jìn)行補(bǔ)壓的情況下，控制器200使水蒸氣供給單元114動(dòng)作。另外，在由原料 供給進(jìn)行補(bǔ)壓的情況下，控制器200使原料供給單元201動(dòng)作。之后，控制器200在補(bǔ)壓處 理結(jié)束后返回步驟S105。由此，停止時(shí)的補(bǔ)壓處理中，重整催化劑中的由原料的熱分解引起的碳析出相對(duì) 于現(xiàn)有技術(shù)被抑制。此外，本實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置100中，為燃料處理器111處生成的含 氫氣體(重整氣體)被送出至氫利用設(shè)備400的構(gòu)成，但并不限于此，也可具備具有轉(zhuǎn)化 催化劑的轉(zhuǎn)化器，其用于在燃料處理器111內(nèi)減少重整器110送出的含氫氣體中的一氧化 碳；或，具有氧化催化劑(例如，釕系催化劑)的一氧化碳除去器。(實(shí)施方式2)圖3為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。此 外，圖4為示意地顯示本實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的燃料處理裝置100，與實(shí)施方式1所涉 及的燃料處理裝置100為基本構(gòu)造相同，示例了具備作為原料供給單元201的原料供給器 112和第1閉止器142、且具備作為水蒸氣供給單元114的水供給器114A和第2閉止器143 和蒸發(fā)器301的方式。原料供給器112只要能夠一邊調(diào)整流量一邊供給原料，可以為任何方式，例如，可 由流量調(diào)整閥單體或升壓泵單體構(gòu)成，此外，也可由流量調(diào)整閥單體和升壓泵單體的組合 構(gòu)成。第1閉止器142只要為以切斷原料的流通的方式而構(gòu)成的設(shè)備的話(huà)，可以為任何方
10式，例如，能夠使用電磁閥等的開(kāi)閉閥。水供給器114A例如為調(diào)整水的流量的流量調(diào)整器，作為流量調(diào)整器，可由流量調(diào) 整閥單體或泵單體構(gòu)成，或者，可由泵和流量調(diào)整閥組合構(gòu)成。含氫氣體的生成動(dòng)作停止后 仍有余熱的蒸發(fā)器301被構(gòu)成為將從水供給器114A供給的水汽化，通過(guò)水蒸氣供給路徑 115B將水蒸氣供給至重整器110。水供給路徑115A的中途設(shè)置有第2閉止器143。而且， 本實(shí)施方式2中，蒸發(fā)器301被設(shè)置于水供給路徑115A的第2閉止器143設(shè)置的部分的下 游側(cè)的部分。此外，蒸發(fā)器301也可設(shè)置于第2閉止器143的上游側(cè)。此外，燃料處理裝置100的燃料處理器111具有燃燒器122。燃燒器122與經(jīng)由間 隔壁而熱傳遞至重整器110的燃燒排氣通路156連接。另外，燃燒排氣通路156被構(gòu)成為 內(nèi)部流動(dòng)的燃燒排氣的熱量也熱傳遞至蒸發(fā)器301。但是，關(guān)于蒸發(fā)器301的加熱結(jié)構(gòu)，可 以采用直接經(jīng)由間隔壁，通過(guò)燃燒排氣通路156內(nèi)流動(dòng)的燃燒排氣而熱傳遞至蒸發(fā)器301 的方式；也可采用在中間介有其它構(gòu)成要素(由重整器110送出的含氫氣體流路等)的間 隔、通過(guò)燃燒排氣通路156內(nèi)流動(dòng)的燃燒排氣而間接熱傳遞至蒸發(fā)器301的方式。此外，本實(shí)施方式2中，采用蒸發(fā)器301由燃燒器122加熱的方式，但不限于此，例 如也可采用電加熱器等的加熱器來(lái)加熱蒸發(fā)器301的方式。另外，如圖4所示，本實(shí)施方式2所涉及的燃料處理裝置100的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理 與實(shí)施方式1所涉及的燃料處理裝置100的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理相同，但是由于原料供給單 元201以及水蒸氣供給單元114為如上述的結(jié)構(gòu)，因此以下說(shuō)明區(qū)別點(diǎn)。如圖4所示，燃料處理裝置100的含氫氣體的生成動(dòng)作停止時(shí)，原料供給單元201 和水蒸氣供給單元114切斷原料的供給和水蒸氣的供給(步驟S101)。具體而言，使原料供 給器112的動(dòng)作停止，閉止第1閉止器142。另外，使水供給器114A的動(dòng)作停止，閉止第2 閉止器143。之后，控制器200在步驟S107中，共同利用水蒸氣供給和原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓。 具體而言，由水蒸氣供給進(jìn)行補(bǔ)壓的情況下，控制器200開(kāi)放第2閉止器143并且使水供給 器114A動(dòng)作，將水供給至有余熱的蒸發(fā)器301，將蒸發(fā)器301處生成的水蒸氣供給至重整器 110。另外，由原料供給進(jìn)行補(bǔ)壓的情況下，控制器200開(kāi)放第1閉止器142并且使原料供 給器112動(dòng)作，通過(guò)原料供給路徑113將原料供給至重整器110。這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式2所涉及的燃料處理裝置100同樣能起到與實(shí)施方式1所 涉及的燃料處理裝置100同樣的作用效果。(實(shí)施方式3)<燃料處理裝置100的構(gòu)成>圖5為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料處理裝置100的概略構(gòu)成的示意 圖。如圖5所示，本實(shí)施方式的燃料處理裝置100具備具有重整催化劑的重整器 110，使原料和水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體；具有轉(zhuǎn)化催化劑的轉(zhuǎn)化器121，在含 氫氣體的流通方向上與重整器110的下游側(cè)連接，使含氫氣體中的CO和水分發(fā)生轉(zhuǎn)化反 應(yīng)；CO除去器131，與轉(zhuǎn)化器121的含氫氣體的流通方向的下游側(cè)連接，氧化含氫氣體中的 CO。轉(zhuǎn)化器121通過(guò)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使含氫氣體中的CO濃度減少。來(lái)自轉(zhuǎn)化器121的含氫氣體， 在少量空氣被添加后，被供給至CO除去器131。CO除去器131通過(guò)CO的氧化，使含氫氣體中的CO濃度更加降低。此外，燃料處理器111具有重整器110、轉(zhuǎn)化器121、C0除去器131、 以及加熱器116。另外，燃料處理器111的內(nèi)部配置有蒸發(fā)器301。重整器110與供給原料的原料供給器112相連接。原料供給器112具有對(duì)原料升 壓的升壓泵(未圖示)，原料從原料供給器112通過(guò)原料供給路徑113被供給至重整器110。 另外，原料供給路徑113的中途，設(shè)置有第1閉止器142。第1閉止器142只要為以切斷原 料的流通的方式構(gòu)成的設(shè)備的話(huà)，可以為任何形式，例如，可以使用電磁閥等的開(kāi)閉閥。另外，重整器110與也與供給水的水供給器114A相連接。水供給器114具有水泵， 從水供給器114A經(jīng)由水供給路徑115A、蒸發(fā)器301以及水蒸氣通路115B，向重整器110供 給水蒸氣。具體而言，含氫氣體的生成動(dòng)作停止后仍有余熱的蒸發(fā)器301被構(gòu)成為將從水 供給器114A供給的水汽化，通過(guò)水蒸氣供給路徑115B將水蒸氣供給至重整器110。另外水 供給路徑115A的中途設(shè)置有第2閉止器143。第2閉止器143只要為以切斷水的流通的方 式構(gòu)成的設(shè)備的話(huà)，可以為任何形式，例如，可以使用電磁閥等的開(kāi)閉閥。而且，重整器110中設(shè)置有加熱器116，向重整催化劑供給重整反應(yīng)必要的熱量； 溫度檢測(cè)器117，檢測(cè)重整催化劑的溫度。加熱器116被構(gòu)成為加熱重整器110和蒸發(fā)器 301，例如，可以由燃燒器構(gòu)成，也可由電加熱器等的加熱器來(lái)構(gòu)成。此外，本實(shí)施方式3中，原料供給器112和第1閉止器142構(gòu)成具有切斷向重整器 110的原料的供給的功能的原料供給單元201。同樣，水供給器114A、第2閉止器143和蒸 發(fā)器301構(gòu)成具有切斷向重整器110的水蒸氣的供給的功能的水蒸氣供給單元。CO除去器131的含氫氣體的流通方向的下游側(cè)處設(shè)置有封閉閥(閉止器)141，關(guān) 閉封閉閥141、第1閉止器142、以及第2閉止器143的話(huà)，能夠?qū)牡?閉止器142和第2 閉止器143到重整器110、轉(zhuǎn)化器121、C0除去器131為止進(jìn)行封閉。即，包含重整器110的 密閉空間被封閉。此外，從CO除去器131送出的含氫氣體，經(jīng)由位于封閉閥141的含氫氣體的流通 方向的下游的供給配管151，向燃料處理裝置外部(例如燃料電池，圖中未詳細(xì)示出)供給。 此外，通常動(dòng)作時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)化器121和CO除去器131的動(dòng)作，來(lái)自CO除去器131的含氫氣 體中的CO濃度被降低至IOppm程度以下。另外，原料供給路徑113中設(shè)置有壓力檢測(cè)器161。關(guān)閉封閉閥141、第1閉止器 142、以及第2閉止器143的情況下，能夠檢測(cè)出從第1閉止器142和第2閉止器143到第 3閉止器141為止被封閉的、包含重整器110的封閉空間內(nèi)的壓力。以上所記載的燃料處理裝置100的動(dòng)作根據(jù)控制器200的指令執(zhí)行?？刂破?00 由微處理器等的計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具有根據(jù)溫度檢測(cè)器117的溫度信息控制原料供給器112、水 供給器114A、加熱器116的動(dòng)作的功能，從而控制燃料處理裝置100的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此外，控 制器200也可構(gòu)成為并非單獨(dú)的控制器，而為多個(gè)控制器協(xié)同執(zhí)行控制的控制器群的構(gòu)成 方式，也可為多個(gè)控制器被分散配置，它們協(xié)同控制燃料處理裝置100的動(dòng)作的構(gòu)成方式。此外，本實(shí)施方式中，形成將城市煤氣的基礎(chǔ)管線(xiàn)作為供給系統(tǒng)、從此供給的甲烷 氣體作為原料使用的構(gòu)成。此外，甲烷氣體之外，也可使用天然氣、LPG(液化石油氣)、粗汽 油、汽油、煤油等的烴系的原料和甲醇等的醇類(lèi)原料。另外，使用甲醇等的液體原料的情況 下，由于重整器110內(nèi)部為高溫，液體原料被供給至重整器110內(nèi)部的話(huà)，液體原料汽化而 作為氣體被使用。
此外，本實(shí)施方式中，從低成本的觀點(diǎn)考慮，使用鎳系催化劑作為重整催化劑， Cu-Zn系催化劑作為轉(zhuǎn)化催化劑，Ru系催化劑作為選擇氧化催化劑。此外，作為在轉(zhuǎn)化器 121中設(shè)置的轉(zhuǎn)化催化劑，可以共同使用Pt、Ru、Rh等的貴金屬系催化劑、鐵(Fe)-鉻(Cr) 系催化劑。另外，在CO除去器131中設(shè)置的選擇氧化催化劑可以使用Pt系催化劑、Pt-Ru 系催化劑。此外，加熱器116也可具備(圖中未詳細(xì)示出)燃燒器，使如原料和含氫氣體這 樣的可燃性氣體燃燒；點(diǎn)火裝置；送氣裝置，其為供給空氣等的氧化氣體的風(fēng)扇或泵等。向 重整器110的熱供給條件的調(diào)整可以被構(gòu)成為通過(guò)調(diào)整可燃性氣體的供給量，從而加熱至 水蒸氣重整反應(yīng)的優(yōu)選的溫度(重整反應(yīng)溫度)。<燃料處理裝置100的動(dòng)作>其次說(shuō)明本實(shí)施方式的燃料處理裝置100的通常動(dòng)作。此外，以下的動(dòng)作根據(jù)來(lái) 自控制器200的指令來(lái)執(zhí)行。通常動(dòng)作時(shí)，以原料和水的摩爾比(S/C，水蒸氣碳比)例如為3的方式，從原料供 給器112和水供給器114A向重整器110供給原料和水。另外，以使溫度檢測(cè)器117所檢測(cè) 的溫度為例如650°C的方式控制加熱器116。重整器110中，從原料和水生成以氫氣為主成分重整氣體。該重整氣體中，由于包 含約10%左右的CO(基于干燥氣體的氣體濃度)，通過(guò)轉(zhuǎn)化器121和CO除去器131，使CO 下降至IOppm以下之后，供給至燃料處理裝置100外部的燃料電池等。其次，說(shuō)明本實(shí)施方式3的燃料處理裝置100的停止方法(動(dòng)作)。圖6為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料處理裝置的停止方法的工序的示意 圖。圖7為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料處理裝置的停止方法的流程圖。根據(jù)如圖6所示的停止方法的工序圖，依次執(zhí)行工序(a)、工序(b)、工序(C)、工序 (d)。而且，具體的停止方法的流程，使用圖7來(lái)說(shuō)明。(a)使原料供給器112和水供給器114A停止的工序(切斷原料和水蒸氣向重整器 110的供給的工序)首先，根據(jù)停止指令，為了停止(切斷)從燃料處理裝置100向外部的氫氣的供 給，將原料供給器112和水供給器114的動(dòng)作停止，使氫氣生成停止。此時(shí)，加熱器116的 加熱也停止。由此，向重整器110的原料和水蒸氣的供給被切斷。(b)關(guān)閉封閉閥141的工序(將閉止器閉止從而封閉重整器110的工序)其次，將閉止器141關(guān)閉，通過(guò)將從原料供給器112和水供給器114到CO除去器 131為止進(jìn)行封閉，從而切斷外氣。(c)從原料供給器112供給原料、從水供給器114供給水的工序(共同利用從水蒸 氣供給單元的水蒸氣供給以及從原料供給單元的原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓的工序)將封閉閥141關(guān)閉的話(huà)，燃料處理裝置100內(nèi)部滯留主要由氫氣構(gòu)成的重整氣體。 但是，加熱器116停止后，滯留的重整氣體溫度降低從而體積收縮，所以?xún)?nèi)壓降低而相對(duì)于 大氣壓成負(fù)壓。有可能根據(jù)封閉閥141的性能，外部空氣會(huì)流入燃料處理裝置100內(nèi)部，因 而轉(zhuǎn)化催化劑的Cu-Zn催化劑的Cu被氧化，可能會(huì)降低催化劑活性。于是，工序(c)中，使用壓力檢測(cè)器161檢測(cè)燃料處理裝置100內(nèi)部相對(duì)于大氣壓 的壓力(表壓)。另外，壓力檢測(cè)器161所檢測(cè)的壓力，預(yù)先設(shè)定檢測(cè)壓力的下限值。本實(shí)
13施方式2中，考慮到不為負(fù)壓，預(yù)先設(shè)定的壓力為相對(duì)于大氣壓+lkPa。于是，壓力檢測(cè)器 161所檢測(cè)出的壓力為相對(duì)于大氣壓+IkPa以下的話(huà)，使原料供給器112和水供給器114A 在一定期間動(dòng)作從而供給原料和水，使燃料處理裝置100內(nèi)部的壓力上升。使壓力上升之 后，停止原料供給器112和水供給器114A。此外，之后，燃料處理裝置100內(nèi)的溫度降低，壓力檢測(cè)器161所檢測(cè)出的壓力變 為相對(duì)于大氣壓+IkPa以下的時(shí)候，再次重復(fù)進(jìn)行使原料供給器112和水供給器114A在一 定期間動(dòng)作、供給原料和水兩者從而使燃料處理裝置100內(nèi)部的壓力上升的動(dòng)作。通過(guò)進(jìn)行上述動(dòng)作，能夠防止來(lái)自外部的空氣進(jìn)入，且能夠不降低Ni系重整催化 劑的性能，而進(jìn)行停止動(dòng)作。此外，水相對(duì)于供給的原料的比優(yōu)選為S/C為2以上。因?yàn)椴蛔?的話(huà)，會(huì)使在Ni 系催化劑上進(jìn)行原料的熱分解、碳析出的可能性變大。(d)停止從水供給器114A的水的供給、而從原料供給器112供給原料的工序工序(c)后，可以就這樣關(guān)閉封閉閥141，結(jié)束停止動(dòng)作。但是，存在CO除去器131 等的其他結(jié)構(gòu)的溫度不足100°c的情況，水分存在的話(huà)，可能會(huì)使重整氣體中的水蒸氣凝集 而使催化劑性能降低。另一方面，重整催化劑在300°c以下時(shí)，即使為原料氣氛也不容易以 使性能降低。但是，重整催化劑在高溫下(例如300°C以上)，在僅有原料的氣氛中暴露的 話(huà)，會(huì)由于碳析出而導(dǎo)致性能低下。因此，本實(shí)施方式3中，重復(fù)原料和水分的供給的過(guò)程中，溫度檢測(cè)器117所檢測(cè) 的溫度為清掃(purge)開(kāi)始溫度200°C以下的話(huà)，打開(kāi)封閉閥141，不進(jìn)行從水供給器114A 的水供給，而進(jìn)行僅使原料供給器112在一定期間動(dòng)作且僅供給原料至燃料處理裝置100 內(nèi)(清掃動(dòng)作)的工序。此外，通過(guò)清掃動(dòng)作，由燃料處理器111排出的包含原料的可燃性 氣體由加熱器116進(jìn)行燃燒處理。通過(guò)該清掃處理，可以趕出滯留在燃料處理裝置100內(nèi)的水蒸氣，即使溫度降低 至水凝結(jié)的溫度以下的情況下，由于催化劑上不進(jìn)行水凝集，能夠防止催化劑的性能降低。另外，上述清掃開(kāi)始溫度被設(shè)定為，即使由于清掃動(dòng)作時(shí)的加熱器116的加熱動(dòng) 作而使重整器110溫度上升在重整催化劑中也不發(fā)生碳析出的溫度。因此，設(shè)定為比原料 氣氛中重整催化劑上發(fā)生碳析出的下限溫度更低的溫度。另外，停止動(dòng)作結(jié)束時(shí)，從防止空 氣混入的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選為關(guān)閉封閉閥141。此外，本實(shí)施方式3的工序(d)中，溫度檢測(cè)器117的檢測(cè)溫度變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的上 述清掃開(kāi)始溫度時(shí)，可以采用不進(jìn)行從水供給器114A的水供給而執(zhí)行僅通過(guò)原料供給保 持正壓的的補(bǔ)壓處理的方式。由此，包含重整器110的封閉空間內(nèi)水相對(duì)于原料的比變小、 燃料處理器111內(nèi)部發(fā)生結(jié)露的可能性變小。此外，上述清掃動(dòng)作中，其之前的補(bǔ)壓處理中，從水供給器114A供給的水分作為 水在重整器Iio內(nèi)部殘留，也可能通過(guò)上述清掃動(dòng)作時(shí)的加熱器116的加熱動(dòng)作，在重整器 110內(nèi)延遲蒸發(fā)。此時(shí)，也可以不立即關(guān)閉封閉閥141，在燃料處理裝置內(nèi)的殘留水的蒸發(fā) 部分向外部排出、壓力趨于降低后，進(jìn)行關(guān)閉封閉閥141的動(dòng)作。此時(shí)，關(guān)閉封閉閥141的 時(shí)機(jī)，可以一邊用壓力檢測(cè)器161檢測(cè)內(nèi)壓一邊進(jìn)行。另外，也可基于溫度檢測(cè)器117所檢 測(cè)的溫度、或者開(kāi)始進(jìn)行清掃動(dòng)作后的時(shí)間來(lái)共同決定。此外，也可設(shè)置壓力放出閥(未圖 示)，在封閉閥141關(guān)閉后燃料處理裝置100內(nèi)部的壓力上升的情況下，從壓力放出閥放出
14壓力。另外，本實(shí)施方式3中，說(shuō)明了作為原料使用甲烷氣體的情況下的停止動(dòng)作，使用 LPG或煤油作為原料的情況下，作為重整催化劑使用Ni為主成分的催化劑的話(huà)，由于通過(guò) 僅供給原料而向催化劑的碳析出而使活性下降的情況會(huì)變得更加顯著。使用LPG或煤油作 為原料的情況下，通過(guò)本實(shí)施方式3那樣使燃料處理裝置100進(jìn)行停止動(dòng)作，能夠期待更好 的效果。(實(shí)施方式4)其次，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式4。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式4中，由于采用與實(shí)施方式3同樣的燃料處理裝置100，省 略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。<燃料處理裝置100的動(dòng)作>圖8為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料處理裝置的停止方法的工序的示意 圖。另外，圖9為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料處理裝置的停止方法的流程圖。本發(fā)明的實(shí)施方式4的燃料處理裝置100，根據(jù)圖8所示的停止方法的工序圖，依 次執(zhí)行工序(a)、工序(b)、工序(c)、工序(e)。與實(shí)施方式3基本相同，區(qū)別點(diǎn)為工序(c) 和工序(e)的動(dòng)作。以下，使用圖9，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式4的燃料處理裝置100的工序(c)和工序(e) 的停止動(dòng)作。(c)從原料供給器112供給原料、從水供給器114A供給水的工序(共同利用從水 蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從原料供給單元的原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓的工序)本實(shí)施方式4中，基于溫度檢測(cè)器117所檢測(cè)的溫度而類(lèi)推燃料處理裝置100內(nèi) 的壓力。例如，400°C下內(nèi)壓為表壓2kPa時(shí)，溫度下降10°C的話(huà)，表壓下降約1 2kPa。因 此，溫度檢測(cè)器117檢出為低于預(yù)先設(shè)定的壓力下降溫度時(shí)，供給原料和水，調(diào)整燃料處理 裝置100內(nèi)的壓力。預(yù)先設(shè)定的補(bǔ)壓開(kāi)始溫度為400°C。此外，補(bǔ)壓開(kāi)始溫度從燃料處理裝置100的溫度降低和內(nèi)壓降低狀態(tài)、以及封閉 閥141的封閉性能考慮，優(yōu)選為任意設(shè)定為燃料處理裝置100不為負(fù)壓的條件。另外，溫度檢測(cè)器117所檢測(cè)的溫度下降10°C (表示溫度差)的話(huà)，使原料供給器 112和水供給器114A在一定期間動(dòng)作，供給原料和水(水蒸氣)兩者從而使燃料處理裝置 100內(nèi)部的壓力上升。之后，溫度檢測(cè)器117所檢測(cè)的溫度再下降10°C的話(huà)，再次使原料供 給器112和水供給器114A在一定期間動(dòng)作，供給原料和水(水蒸氣)兩者從而使燃料處理 裝置100內(nèi)部的壓力上升。該動(dòng)作可反復(fù)進(jìn)行直至變?yōu)榍鍜唛_(kāi)始停止溫度(例如，200°C )。此外，清掃開(kāi)始溫度為200°C以下，優(yōu)選為在即使在原料氣氛下也很難使Ni系重 整催化劑的活性降低的溫度中進(jìn)行任意設(shè)定。(e)停止從水供給器114A的水的供給、而從原料供給器112供給原料的工序工序(e)的動(dòng)作為與實(shí)施方式3所示的工序(d)的動(dòng)作基本相同的動(dòng)作。區(qū)別點(diǎn) 為進(jìn)行以下工序重復(fù)原料和水分的供給，溫度檢測(cè)器117所檢測(cè)的溫度變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的 清掃開(kāi)始溫度(本實(shí)施方式4中設(shè)定為200°C)以下時(shí)，打開(kāi)封閉閥141，不進(jìn)行從水供給 器114A的水供給，僅使原料供給器112在一定期間動(dòng)作，僅供給原料至燃料處理裝置100 內(nèi)(清掃動(dòng)作)。
根據(jù)上述動(dòng)作，不設(shè)置壓力檢測(cè)器161的情況下，也可從溫度變化類(lèi)推燃料處理 裝置100內(nèi)部的壓力，通過(guò)供給原料和水分，得到將內(nèi)壓保持為相對(duì)于大氣壓為正壓的效^ O此外，不僅從溫度檢測(cè)器117所檢測(cè)的溫度，也可通過(guò)測(cè)量原料供給器112或水供 給器114A的供給量來(lái)類(lèi)推內(nèi)壓，也能期待同樣的效果。另外，預(yù)先將壓力的降低程度置換 為與時(shí)間的函數(shù)的話(huà)，每隔一定時(shí)間進(jìn)行原料供給器112或水供給器114A的動(dòng)作，也能期 待同樣的效果。(實(shí)施方式5)其次，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式5。圖10為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。本 發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料處理裝置100，與實(shí)施方式3為基本相同的結(jié)構(gòu)，以下，參照 圖10，僅說(shuō)明其區(qū)別點(diǎn)。且，區(qū)別點(diǎn)為向重整器110供給水蒸氣時(shí)，加熱蒸發(fā)器301，供給蒸 發(fā)器301所生成的水蒸氣。 <燃料處理裝置100的動(dòng)作>圖11為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料處理裝置的停止方法的流程圖。說(shuō)明本實(shí)施方式5的燃料處理裝置100的停止動(dòng)作。由于同實(shí)施方式3為基本相同的動(dòng)作，僅說(shuō)明區(qū)別點(diǎn)。區(qū)別點(diǎn)為工序(a)的停止 動(dòng)作。(a)使原料供給器112和水供給器114A停止的工序(切斷原料和水蒸氣向重整器 110的供給的工序)首先，根據(jù)停止指令，為了停止從燃料處理裝置100向外部的氫氣的供給，將原料 供給器112和水供給器114A的動(dòng)作停止，使含氫氣體的生成動(dòng)作停止。此時(shí)，加熱器116 的加熱也停止，但補(bǔ)壓處理時(shí)執(zhí)行蒸發(fā)器301的加熱動(dòng)作。根據(jù)上述動(dòng)作，燃料處理裝置100內(nèi)的壓力降低時(shí)，使水供給器114與原料供給器 112同時(shí)動(dòng)作，向重整器110供給水的時(shí)候能夠切實(shí)地變?yōu)樗魵夂蠖┙o。水供給器114供給水的時(shí)候，蒸發(fā)器301內(nèi)蒸發(fā)的熱量不足的情況下，在蒸發(fā)器 301或重整器110內(nèi)積存水，可能會(huì)引起流路內(nèi)的閉塞。但，本實(shí)施方式5所示的燃料處理 裝置100中，由于能夠向重整器110內(nèi)部供給水蒸氣，具有能夠抑制流路內(nèi)的閉塞的優(yōu)點(diǎn)。此外，蒸發(fā)器301的加熱單元可以由電加熱器、燃燒器等構(gòu)成，也可構(gòu)成為例如共 用加熱器116。此時(shí)，補(bǔ)壓處理時(shí)由加熱器116執(zhí)行加熱，可使蒸發(fā)器301作為熱源被利用。(實(shí)施方式6)圖12為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。另 外，圖13為示意地顯示圖12所示的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。如圖12所示，本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料處理裝置100與實(shí)施方式2所涉 及的燃料處理裝置100的基本構(gòu)造相同，而不同點(diǎn)為設(shè)置了用于檢測(cè)重整器110內(nèi)部的溫 度的溫度檢測(cè)器117。溫度檢測(cè)器117例如由熱電偶和熱敏電阻等的溫度傳感器構(gòu)成，所 檢測(cè)的溫度輸出至控制器200。此外，本實(shí)施方式6中，采用直接通過(guò)溫度檢測(cè)器117檢測(cè) 重整器110內(nèi)部的溫度的形式，但不限于此，也可采用間接檢測(cè)重整器110內(nèi)部的溫度的方 式。這一情況下，例如，可以檢測(cè)重整器110的封閉動(dòng)作后或補(bǔ)壓處理執(zhí)行后的經(jīng)過(guò)時(shí)間，基于該檢測(cè)值決定重整器110內(nèi)部的溫度。另外，如圖13所示，本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料處理裝置100的補(bǔ)壓處理 中，與實(shí)施方式2所涉及的燃料處理裝置100相同地進(jìn)行補(bǔ)壓處理，但在根據(jù)重整器110而 改變補(bǔ)壓處理的供給氣體的種類(lèi)方面不同。具體而言，重整器100的封閉動(dòng)作結(jié)束后(步驟S102)，由于伴隨溫度下降而產(chǎn)生 的重整器110的內(nèi)壓下降，重整器110內(nèi)的壓力值P變?yōu)樾枰a(bǔ)壓處理的規(guī)定的壓力值Pl 以下時(shí)(步驟S104中為“是”)，溫度檢測(cè)器117檢測(cè)出重整器110內(nèi)的溫度T，將該檢測(cè)出 的溫度T輸出至控制器200 (步驟S105)。控制器200判定步驟S105中檢測(cè)出的溫度T是 否為規(guī)定的溫度Tl以上(步驟S106)。此處，規(guī)定的溫度Tl，基于重整催化劑的種類(lèi)等，以 不降低催化劑性能的方式(向重整器110供給原料而進(jìn)行補(bǔ)壓的情況下，以原料中的碳不 在重整催化劑的表面上析出的方式)被適當(dāng)設(shè)定。例如，鎳系催化劑作為重整催化劑使用 時(shí)，重整催化劑的溫度為300°C以上的情況下，原料流通的話(huà)催化劑表面上有碳析出，存在 使催化劑性能降低的可能性。因此，使用鎳系催化劑作為重整催化劑使用的情況下，規(guī)定的 溫度Tl優(yōu)選為300°C。于是，控制器200在溫度T為規(guī)定的溫度Tl以上的情況下(步驟S106中為“是”)， 共同利用由水蒸氣供給單元114進(jìn)行的水蒸氣供給以及由原料供給單元201進(jìn)行的原料 供給而進(jìn)行補(bǔ)壓(步驟S107)。具體而言，對(duì)于重整器110執(zhí)行水蒸氣供給和原料供給中 的至少一者而進(jìn)行補(bǔ)壓。另一方面，溫度T比規(guī)定的溫度Tl小的情況下(步驟S106中為 “否”)，由原料供給單元201向重整器110供給原料而進(jìn)行補(bǔ)壓(步驟S108)。這樣，本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料處理裝置100中，在重整催化劑上不析出 碳的溫度下，通過(guò)原料供給進(jìn)行補(bǔ)壓，所以不依存重整器110的溫度，與共同利用原料供給 和水蒸氣供給而進(jìn)行補(bǔ)壓的實(shí)施方式1和2的燃料處理裝置100相比，能夠抑制重整催化 劑上的水凝集或者蒸發(fā)器301及其下游的氣體通路內(nèi)的水閉塞。(實(shí)施方式7)圖14為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。另 外，圖15為示意地顯示圖14所示的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。如圖14所示，本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的燃料處理裝置100與實(shí)施方式2所涉 及的燃料處理裝置100基本結(jié)構(gòu)相同，但具有以下不同點(diǎn)具備力去除器，其被構(gòu)成為在 由水蒸氣供給單元114向重整器110供給水蒸氣時(shí)，通過(guò)將包含重整器110的封閉空間內(nèi) 的氣體的一部分向大氣開(kāi)放，而將向重整器110內(nèi)供給的水蒸氣壓的一部分向大氣開(kāi)放方 式。具體而言，壓力去除器171具有壓力去除通路153和開(kāi)閉閥144，開(kāi)閉閥144設(shè)置 于壓力去除通路153上。壓力去除通路153，其上游端與氣體通路152的第3閉止器141的 上游側(cè)的部分相連接，其下游端向大氣開(kāi)放。作為開(kāi)閉閥144，例如，可以使用電磁閥等的開(kāi) 閉閥。另外，如圖15所示，本實(shí)施方式7所涉及的燃料處理裝置100中，進(jìn)行與實(shí)施方式 1所涉及的燃料處理裝置100相同的補(bǔ)壓處理，但不同點(diǎn)是在步驟S102中開(kāi)閉閥144也關(guān) 閉這點(diǎn)。另外，步驟S105的補(bǔ)壓處理中，執(zhí)行水蒸氣供給(實(shí)施方式1中第1方式的補(bǔ)壓 處理、或在第2補(bǔ)壓處理等中執(zhí)行水蒸氣供給)時(shí)(步驟S109中為“是”)，控制器200使
17壓力去除器171動(dòng)作(步驟S110)。具體而言，向重整器110供給水蒸氣后，控制器200使 開(kāi)閉閥144進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作。之后，開(kāi)閉閥144關(guān)閉，壓力去除動(dòng)作結(jié)束，返回至步驟S105。由此，即使在比重整器110內(nèi)部的減壓量過(guò)多的壓力通過(guò)水蒸氣被供給的情況 下，由于重整器110內(nèi)部過(guò)剩的壓力被開(kāi)放至大氣，與伴隨著水蒸氣供給而產(chǎn)生的過(guò)剩壓 不向大氣開(kāi)放的情況相比，能夠降低向重整器110的壓力損失。此外，本實(shí)施方式7中，壓力去除器171采用由控制器200開(kāi)放開(kāi)閉閥144的方式， 但不限于此，只要能夠?qū)⑾蛑卣?10供給的水蒸氣(重整器110內(nèi)存在的氣體)的一部 分向大氣開(kāi)放，壓力去除器171可為任何構(gòu)成。例如可以采用使用溢流閥、或具有彈簧封閉 機(jī)構(gòu)的電磁閥那樣的伴隨著包含重整器110的封閉空間內(nèi)的壓力上升而被開(kāi)放的機(jī)構(gòu)的 閥的形態(tài)。另外，本實(shí)施方式7中，采用壓力去除器171設(shè)置于重整器110的下游側(cè)的通路 的方式，但不限于此，也可采用設(shè)置于重整器110的上游側(cè)的通路的方式。[變形例]其次，關(guān)于本實(shí)施方式7所涉及的燃料處理裝置100的變形例，參照?qǐng)D16進(jìn)行說(shuō)明。圖16為顯示本變形例的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。圖16(A)顯示變形 例1的燃料處理裝置，圖16(B)顯示變形例2的燃料處理裝置。此外，圖16中省略燃料處
理裝置的一部分。如圖16所示，本變形例1和本變形例2的燃料處理裝置100與實(shí)施方式7所涉及 的燃料處理裝置100基本的結(jié)構(gòu)相同，但不同點(diǎn)為壓力去除器171設(shè)置于重整器110的上 游側(cè)。另外，變形例1的燃料處理裝置100表示原料供給器112和水供給器114A并列連接 于蒸發(fā)器301的方式的一個(gè)例子，變形例2的燃料處理裝置100表示原料供給器112和水 供給器114A串聯(lián)連接的方式的一個(gè)例子。具體而言，如圖16(A)所示，變形例1的燃料處理裝置100中，原料供給器112由 原料供給路徑113而與蒸發(fā)器301連接。而且，本變形例1中，壓力去除器171可設(shè)置于水 蒸氣供給路徑115B(圖中A的位置)，也可設(shè)置于水供給路徑115A(圖中B的位置)中，或 者，也可設(shè)置于原料供給路徑113 (圖中C的位置)中。另外，如圖16(B)所示，變形例2的燃料處理裝置100中，原料供給器112經(jīng)由原 料供給路徑113與水蒸氣供給路徑115B連接。S卩，原料供給路徑113的下游端連接于水蒸 氣供給路徑115B的中途。而且，本變形例2中，壓力去除器171可設(shè)置于水蒸氣供給路徑 115B中(圖中D的位置)，也可設(shè)置于水供給路徑115A中(圖中E的位置)，或者，也可設(shè) 置于原料供給路徑113中(圖中F的位置)。這樣構(gòu)成的變形例1和變形例2的燃料處理裝置100也能夠起到與實(shí)施方式7所 涉及的燃料處理裝置100相同的作用效果。(實(shí)施方式8)圖17為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。另 外，圖18為示意地顯示圖17所示的燃料處理裝置的停止時(shí)的補(bǔ)壓處理的流程圖。如圖17所示，本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置100與實(shí)施方式7所涉 及的燃料處理裝置100基本結(jié)構(gòu)相同，但在具備空氣供給器191的方面不同。具體而言，本實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置100具備向燃燒器122供給燃燒
18用空氣的空氣供給器191和氣液分離器181，被構(gòu)成為由壓力去除器171排出的氣體經(jīng)由作 為排出路徑的壓力去除通路153與燃燒器122連通。更詳細(xì)的說(shuō)，壓力去除器171的壓力去 除通路153的開(kāi)閉閥144的下游側(cè)處連接有氣液分離器181，該氣液分離器181經(jīng)由壓力去 除通路153而與燃燒器122相連接。氣液分離器181被構(gòu)成為，從壓力去除通路153內(nèi)流 動(dòng)的氣體中使水蒸氣凝集成水而分離，所分離的水被貯存于該氣液分離器181的罐中。由 此，可抑制燃燒器122中混入水蒸氣，抑制燃燒器122的失火或燃燒效率的下降。另外，燃燒器122經(jīng)由燃燒空氣供給路徑155與空氣供給器191相連接?？諝夤?給器191向燃燒器122供給燃燒用的空氣，例如，可使用鼓風(fēng)機(jī)或西洛克風(fēng)扇等的風(fēng)扇類(lèi)。 由此，燃燒器122中，將經(jīng)由壓力去除通路153從重整器110排出的包含氫氣體和原料等的 可燃性氣體的氣體，用從空氣供給器191供給的空氣稀釋?zhuān)?jīng)由燃燒排氣通路156從排氣口 (未圖示)排出至燃料處理裝置100的外部。而且，如圖18所示，本實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置100進(jìn)行與實(shí)施方式7所 涉及的燃料處理裝置100相同的補(bǔ)壓處理，而不同點(diǎn)是在使壓力去除器171動(dòng)作時(shí)，使空 氣供給器191動(dòng)作。具體而言，控制器200在步驟S107的補(bǔ)壓處理中，執(zhí)行水蒸氣供給(在 實(shí)施方式1中第1方式的補(bǔ)壓處理、或第2補(bǔ)壓處理等中執(zhí)行水蒸氣供給)時(shí)(步驟S109 中為“是”)，使空氣供給器191動(dòng)作(步驟S110A)，使壓力去除器171動(dòng)作(步驟S110)。 而且，控制器200使開(kāi)閉閥144關(guān)閉，使空氣供給器191停止，壓力去除動(dòng)作結(jié)束，返回至步 驟 S105。由此，由水蒸氣供給單元114進(jìn)行的水蒸氣供給時(shí)，由壓力去除器171排出的氣體 中所包含的氫氣等的可燃性氣體被從空氣供給器191供給的空氣稀釋排出，因此與將壓力 去除時(shí)排出的氣體不稀釋排出的情況相比，具有更高的安全性。此外，上述流程中，在壓力 去除器171動(dòng)作而向大氣開(kāi)放之前使空氣供給器191動(dòng)作，這是由于將壓力去除器171排 出的氣體更切實(shí)地稀釋排出而被優(yōu)選。另外，上述流程中，采用了由控制器200開(kāi)放開(kāi)閉閥 144的方式，但也可與實(shí)施方式7相同，代替開(kāi)閉閥144而采用使用溢流閥、或具有彈簧封閉 機(jī)構(gòu)的電磁閥那樣的具有伴隨著包含重整器110的封閉空間內(nèi)的壓力上升而開(kāi)放的機(jī)構(gòu) 的閥的形態(tài)。此外，這一情況下，存在水蒸氣供給開(kāi)始后立即從壓力去除器171排出氣體的 可能性，所以在步驟S107之前執(zhí)行步驟S109，在補(bǔ)壓處理中，優(yōu)選為執(zhí)行水蒸氣供給時(shí)(步 驟S109中為“是”)，與步驟S107的補(bǔ)壓處理一起進(jìn)行空氣供給器191的動(dòng)作。此外，本實(shí)施方式8中，為在到達(dá)燃燒器122之前的壓力去除通路153中設(shè)置有氣 液分離器181的結(jié)構(gòu)，但不限于此，也可為不設(shè)置氣液分離器181的結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)施方 式8中，構(gòu)成為補(bǔ)壓處理中執(zhí)行水蒸氣供給的時(shí)候，使空氣供給器191動(dòng)作，但不限于此， 也可構(gòu)成為補(bǔ)壓處理中執(zhí)行原料供給時(shí)，也使空氣供給器191動(dòng)作。[變形例]其次，關(guān)于本實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置100的變形例，參照?qǐng)D19進(jìn)行說(shuō)明。圖19為顯示本變形例3的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。如圖19所示，本變形例3的燃料處理裝置100為例示壓力去除器171設(shè)置于重整 器Iio的上游側(cè)的通路(此處為原料供給路徑113)中的方式。以下，進(jìn)行具體說(shuō)明。本變形例3的燃料處理裝置100中，原料供給路徑113的第1閉止器142和重整器110之間，設(shè)置有從原料供給路徑113分支出的壓力去除通路153A。壓力去除通路153A 的下游端與回收水罐124相連接。另外，壓力去除通路153A的中途，設(shè)置有允許/阻止該 壓力去除通路153A中流通的氣體(水蒸氣、原料等)的流通的開(kāi)閉閥144A。回收水罐124經(jīng)由燃燒排氣通路156而與燃燒器122連接，被構(gòu)成為回收燃燒器 122所生成的燃燒排氣中所包含的水。具體而言，回收水罐124被構(gòu)成為貯存燃燒排氣通路 156內(nèi)流通時(shí)凝集的水。另外，回收水罐124經(jīng)由大氣連通路徑160向大氣開(kāi)放。由此，在 燃燒排氣通路156內(nèi)流通而被送出至回收水罐124的燃燒排氣，在大氣連通路徑160內(nèi)流 通而被排出至燃料處理裝置100外。此外，也可在燃燒排氣通路156的中途設(shè)置凝集器等， 該凝集器所凝集的水被貯存于回收水罐124。另外，本變形例3的燃料處理裝置100與實(shí)施方式8所涉及的燃料處理裝置100 不同，被構(gòu)成為在補(bǔ)壓處理中，由水蒸氣供給單元114執(zhí)行水蒸氣供給時(shí)，使壓力去除器 171A動(dòng)作而去除壓力。壓力去除器171A的動(dòng)作中，由控制器200開(kāi)放開(kāi)閉閥144A。此外， 不限于由控制器200開(kāi)放開(kāi)閉閥144A的形式，也可與實(shí)施方式8相同，代替開(kāi)閉閥144A而 采用使用溢流閥、或具有彈簧封閉機(jī)構(gòu)的電磁閥那樣的伴隨著包含重整器110的封閉空間 內(nèi)的壓力上升而開(kāi)放的機(jī)構(gòu)的閥的方式。由此，補(bǔ)壓處理中由水蒸氣供給單元114執(zhí)行水蒸氣供給時(shí)，由壓力去除器171A 排出的氣體中包含的原料等的可燃性氣體被供給至回收水罐124。另一方面，由空氣供給 器191供給的空氣在燃燒空氣供給路徑155、燃燒器122、以及燃燒排氣通路156內(nèi)流通而 被供給至回收水罐124。因此，向回收水罐124供給的原料等的可燃性氣體被空氣稀釋?zhuān)瑥?大氣連通路徑160向大氣排出，因此與將壓力去除時(shí)排出的氣體不稀釋排出的情況相比， 具有更高的安全性。此外，從將壓力去除器171排出氣體更切實(shí)地稀釋排出的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu) 選為在壓力去除器171A動(dòng)作而向大氣開(kāi)放之前使空氣供給器191動(dòng)作。(實(shí)施方式9)圖20為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。如圖20所示，本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的燃料處理裝置100與實(shí)施方式2所涉 及的燃料處理裝置100基本結(jié)構(gòu)相同，不同點(diǎn)為原料供給路徑113上設(shè)置有除臭器123和 逆止閥145。具體而言，本實(shí)施方式9所涉及的燃料處理裝置100，在原料供給路徑113的 第1閉止器142的上游側(cè)設(shè)置有除臭器123，在除臭器123和第1閉止器142之間設(shè)置有逆 止閥145，其被構(gòu)成為切斷從重整器110至除臭器123的氣體的流動(dòng)。除臭器123被構(gòu)成為除去原料中含有的臭氣成分(例如，硫醇等)，例如可具有活 性炭和過(guò)濾器。通過(guò)設(shè)置上述逆止閥145，在補(bǔ)壓處理中，由原料供給單元201執(zhí)行原料供 給時(shí)，蒸發(fā)器301中生成水蒸氣的話(huà)，水蒸氣可能由于過(guò)剩的水蒸氣壓而逆流至除臭器123 中，但這種情況可被抑制。特別地，在執(zhí)行實(shí)施方式1所述的第1方式的補(bǔ)壓處理時(shí)，由于 同時(shí)執(zhí)行從水蒸氣供給單元114的水蒸氣供給，因此會(huì)有原料供給時(shí)水蒸氣向除臭器123 逆流的可能性，而利用上述逆止閥145可抑制這種情況。這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式9所涉及的燃料處理裝置100同樣能起到實(shí)施方式2所涉 及的燃料處理裝置100同樣的作用效果。此外，本實(shí)施方式9中，除臭器123被設(shè)置于原料供給器112和第1閉止器142之 間，但只要在第1閉止器142上游的原料供給路徑113的話(huà)，可以設(shè)置在任意部位。例如，也可設(shè)置在原料供給器112的上游。此外，本實(shí)施方式9中，逆止閥145設(shè)置于第1閉止器 142的上游，但只要在除臭器123的下游可設(shè)置在任意的位置，也可設(shè)置在第1閉止器142 的下游。[變形例]其次，關(guān)于本實(shí)施方式9所涉及的燃料處理裝置100的變形例，參照?qǐng)D21進(jìn)行說(shuō)明。圖21為顯示本變形例4的燃料處理裝置的概略構(gòu)成的示意圖。如圖21所示，本變形例4的燃料處理裝置100為例示不設(shè)置逆止閥145而第1閉 止器142由電磁閥構(gòu)成的方式的裝置。由控制器200控制第1閉止器142以使電磁閥的閥 體開(kāi)放時(shí)，第1閉止器142被構(gòu)成為，重整器101的內(nèi)壓上升且第1閉止器142下游的氣體 壓力比上游的氣體壓力高的話(huà)，根據(jù)第1閉止器142下游的氣體壓力移動(dòng)電磁閥的閥體使 其與閥座接觸，從而切斷原料供給路徑113。由此，與實(shí)施方式9的燃料處理裝置100同樣 地，在補(bǔ)壓處理中由原料供給單元201執(zhí)行原料供給時(shí)，蒸發(fā)器301中生成水蒸氣的話(huà)，水 蒸氣可能會(huì)由于過(guò)剩的水蒸氣壓而逆流至除臭器123，而這種情況可被抑制。(實(shí)施方式10)圖22顯示本發(fā)明的實(shí)施方式10所涉及的燃料電池系統(tǒng)的概略構(gòu)成的示意圖。如圖22所示，本發(fā)明的實(shí)施方式10所涉及的燃料電池系統(tǒng)500具備實(shí)施方式1 所涉及的燃料處理裝置100、使用由該燃料處理裝置100供給的含氫氣體進(jìn)行發(fā)電的燃料 電池401。燃料電池401具有陽(yáng)極401A和陰極401B。另外，燃料電池401中設(shè)置有以向陽(yáng) 極401A供給燃料氣體(含氫氣體)的方式構(gòu)成的燃料氣體流路41，和以向陰極401B供給 氧化劑氣體(此處為空氣)的方式而構(gòu)成的氧化劑氣體流路42。燃料電池101的燃料氣體流路41的上游端通過(guò)含氫氣體供給路徑152與重整器 110連接，其下游端與尾氣燃料氣體通路157連接。另外，氧化劑氣體流路42的上游端經(jīng)由 氧化劑氣體供給路徑158與氧化劑氣體供給器102相連接，其下游端，與尾氣氧化劑氣體通 路159相連接。燃料電池401中，向陽(yáng)極401A供給的含氫氣體和向陰極401B供給的空氣發(fā)生電 化學(xué)反應(yīng)，生成電和熱。而且，陽(yáng)極401A中未使用的剩余的含氫氣體和陰極401B未使用的 剩余的氧化劑氣體被排出至燃料電池系統(tǒng)500外(大氣中)。此外，陽(yáng)極401A中未使用的 剩余的含氫氣體優(yōu)選為由未圖示的尾氣燃料氣體處理器執(zhí)行燃料處理或者由空氣進(jìn)行稀 釋處理后，向大氣中排出。另外，燃燒處理裝置100具有燃燒器122的情況下，在陽(yáng)極401A 中未使用的含氫氣體也可作為燃燒器122的燃燒用燃料來(lái)使用。在本實(shí)施方式10中，控制器200被構(gòu)成為不僅控制燃料處理裝置100，而且控制構(gòu) 成燃料電池系統(tǒng)500的其他設(shè)備。而且，控制器200被構(gòu)成為在燃料電池系統(tǒng)500的停止 時(shí)，進(jìn)行如實(shí)施方式1所記載的燃料處理裝置100的補(bǔ)壓處理。因此，本實(shí)施方式10所涉及的燃料電池系統(tǒng)500，可以起到與實(shí)施方式1所涉及的 燃料處理裝置100相同的作用效果。此外，本實(shí)施方式10所涉及的燃料電池系統(tǒng)500中，具備實(shí)施方式1所涉及的燃 料處理裝置100，但不限于此，也可具備實(shí)施方式2至9所涉及的燃料處理裝置100以及變
21形例1至變形例4的燃料處理裝置100中的任意的燃料處理裝置100。根據(jù)上述說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的很多改進(jìn)和其他實(shí)施方式是 顯而易見(jiàn)的。因此，上述說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)僅被作文例示而解釋?zhuān)越虒?dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施方式為目的而被提供。不超出本發(fā)明的宗旨，可以實(shí)質(zhì)性地變更其構(gòu)造和/ 或功能的詳細(xì)方式。另外，可通過(guò)上述實(shí)施方式所公開(kāi)的多個(gè)構(gòu)成要素進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合而 形成各種發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的燃料處理裝置及具備其的燃料電池系統(tǒng)和燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在 停止時(shí)的補(bǔ)壓處理中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，重整催化劑中的由原料的熱分解等引起的碳析出 被抑制，因此在燃料電池領(lǐng)域是有用的。符號(hào)的說(shuō)明
41含氫氣體流路
42氧化劑氣體流路
100燃料處理裝置
101燃料處理裝置
102氧化劑氣體供給器
110重整器
111燃料處理器
112原料供給器
113原料供給器
114水蒸氣供給單元
114A水供給器
115水供給路徑(水蒸氣供給路徑)
115A水供給路徑
115B水蒸氣供給路徑
116加熱器
117溫度檢測(cè)器
118水供給路徑
121轉(zhuǎn)化器
122燃燒器
123除臭器
131C0除去器
141封閉閥(第3閉止器)
142第1閉止器
143第2閉止器
144開(kāi)閉閥
145逆止閥
151供給配管
152氣體通路
22
153壓力去除通路
154排出路徑
155燃燒空氣供給路徑
156燃燒排氣通路
157陽(yáng)極尾氣通路
158陰極空氣供給路徑
159陰極尾氣通路
161壓力檢測(cè)器
171壓力去除器
181氣液分離器
191空氣供給器
200控制器
201原料供給單元
301蒸發(fā)器
400氫利用設(shè)備
401燃料電池
40IA陽(yáng)極
40IB陰極
500燃料電池系統(tǒng)
權(quán)利要求
一種燃料處理裝置，其特征在于具備重整器，具有重整催化劑，使原料和水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體；原料供給單元，具有通過(guò)原料供給路徑將所述原料供給至所述重整器和切斷所述原料的供給的功能；水蒸氣供給單元，具有通過(guò)水蒸氣供給路徑將所述水蒸氣供給至所述重整器和切斷所述水蒸氣的供給的功能；閉止器，切斷所述重整器的下游的氣體通路；以及控制器，被構(gòu)成為停止時(shí)，切斷從所述原料供給單元的原料的供給和從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣的供給，并且閉止所述閉止器從而封閉所述重整器，對(duì)于伴隨所述封閉的重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低，共同利用從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于所述控制器被構(gòu)成為作為對(duì)于伴隨所述封閉的重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低 而進(jìn)行的補(bǔ)壓處理，共同執(zhí)行從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單 元的原料供給。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料處理裝置，其特征在于所述控制器被構(gòu)成為每當(dāng)所述重整器的壓力降低時(shí)就反復(fù)執(zhí)行所述補(bǔ)壓處理， 并且被構(gòu)成為所述反復(fù)執(zhí)行的補(bǔ)壓處理中，不僅是共同執(zhí)行從所述水蒸氣供給單元 的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給的補(bǔ)壓處理，也執(zhí)行僅從所述水蒸氣供 給單元供給水蒸氣的補(bǔ)壓處理以及僅從所述原料供給單元供給原料的補(bǔ)壓處理中的至少“"者 ο
4.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于所述控制器被構(gòu)成為每當(dāng)所述重整器的壓力降低時(shí)就反復(fù)執(zhí)行所述補(bǔ)壓處理， 并且被構(gòu)成為在所述反復(fù)執(zhí)行的所述補(bǔ)壓處理中，共同利用僅由從所述水蒸氣供給 單元的水蒸氣供給進(jìn)行的補(bǔ)壓處理以及僅由從所述原料供給單元的原料供給進(jìn)行的補(bǔ)壓處理。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于所述控制器被構(gòu)成為至少在由所述原料在所述重整催化劑上發(fā)生碳析出的溫度下， 對(duì)于伴隨所述閉止后的所述重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓力降低，共同利用從所述水蒸氣 供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給而進(jìn)行補(bǔ)壓處理。
6.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于具備壓力去除器，該壓力去除器在由所述水蒸氣供給單元進(jìn)行的水蒸氣供給中，將供 給至所述重整器的水蒸氣壓的一部分向大氣開(kāi)放。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料處理裝置，其特征在于 具備燃燒器，加熱所述重整器；空氣供給器，向所述燃燒器供給燃燒用空氣；以及排出路徑，與所述燃燒器相連通，由所述壓力去除器排出的氣體在其中流動(dòng)，所述控制器在從所述水蒸氣供給單元供給水蒸氣時(shí)，使所述空氣供給器動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于 具備除臭器，設(shè)置于所述原料供給路徑中，除去所述原料中的臭氣成分；以及 逆止閥，設(shè)置于所述除臭器下游的所述原料供給路徑中。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于 具備除臭器，設(shè)置于所述原料供給路徑中，除去所述原料中的臭氣成分；以及電磁閥，設(shè)置于所述除臭器下游的所述原料供給路徑中；所述電磁閥被構(gòu)成為一旦所述重整器的內(nèi)壓上升，閥體就和閥座相接觸。
10.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于 所述重整催化劑包含Ni元素作為催化劑金屬。
11.如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，其特征在于 所述原料包含碳原子數(shù)為2以上的烴。
12.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于 具備如權(quán)利要求1 11中任意一項(xiàng)所述的燃料處理裝置；以及 使用由所述燃料處理裝置供給的含氫氣體進(jìn)行發(fā)電的燃料電池。
13.一種燃料處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于 所述燃料處理裝置具備重整器，具有重整催化劑，使原料和水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體； 原料供給單元，具有通過(guò)原料供給路徑將所述原料供給至所述重整器和切斷所述原料 的供給的功能；水蒸氣供給單元，具有通過(guò)水蒸氣供給路徑將所述水蒸氣供給至所述重整器和切斷所 述水蒸氣的供給的功能；閉止器，切斷所述重整器的下游的氣體通路； 所述運(yùn)轉(zhuǎn)方法包括步驟(a)，切斷從所述原料供給單元向重整器的原料的供給和從水蒸氣供給單元向所 述重整器的水蒸氣的供給，并且閉止所述閉止器而封閉所述重整器；步驟(b)，在所述步驟(a)之后，對(duì)于伴隨所述封閉的重整器的溫度降低而產(chǎn)生的壓力 降低，共同利用從所述水蒸氣供給單元的水蒸氣供給以及從所述原料供給單元的原料供給 而進(jìn)行補(bǔ)壓。
全文摘要
本發(fā)明的燃料處理裝置具備重整器(110)；原料供給單元(201)，具有通過(guò)原料供給路徑(113)將原料供給至重整器(110)和切斷原料的供給的功能；水蒸氣供給單元(114)，具有通過(guò)水蒸氣供給路徑(115)將水蒸氣供給至重整器(110)和切斷水蒸氣的供給的功能；閉止器(141)，切斷重整器(110)的下游的氣體通路(152)；控制器(200)；控制器(200)被構(gòu)成為，切斷從原料供給單元(201)的原料的供給和從水蒸氣供給單元(114)的水蒸氣的供給并且閉止閉止器(141)而封閉重整器(110)，對(duì)于伴隨封閉的重整器(110)的溫度降低的壓力降低，共同利用從水蒸氣供給單元(114)的水蒸氣供給以及從原料供給單元(201)的原料供給，來(lái)進(jìn)行補(bǔ)壓處理。
文檔編號(hào)C01B3/38GK101980954SQ201080001270
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月27日
發(fā)明者中嶋知之, 可兒幸宗, 脅田英延, 藤原誠(chéng)二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社