氢生成装置和燃料电池系统及其运转方法制造方法及图纸

技术编号:3261432 阅读:165 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种氢生成装置(100),具备:具有吸附除去原料中的硫化合物的脱硫剂的脱硫器(4)、具有由原料生成含氢气体的重整催化剂的重整器(1)、加热重整器(1)的燃烧器(5)、以及在燃烧器(5)中对原料进行点火的点火器(103),以使用通过脱硫器(4)的原料,开始燃烧器(5)的燃烧的方式构成,还具备:变更点火器(103)的点火确认时间的上限的上限变更器(8)、以及取得与该变更的指示相关的信号的变更指示取得器(101)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有吸附除去硫化合物的脱硫器,并通过重整反应由 通过脱硫器的原料生成含氢气体的氢生成装置和具备该氢生成装置的 燃料电池系统及其运转方法。
技术介绍
虽然为小型装置却能够高效率发电的燃料电池,作为分散型能量 供给源的发电装置正在被不断地进行开发。作为燃料电池发电时的燃 料而被使用的氢气,不作为一般的基础设施而提供。因此,例如,采用在燃料电池中同时设置由从城市燃气以及LPG等的现有化石原料基 础设施获得的原料生成含氢气体的氢生成装置的构成。氢生成装置大 多采用设置有使原料和水进行重整反应的重整器、为了降低含氢气体 中的一氧化碳浓度而使一氧化碳和水蒸汽进行水煤气转换反应的转化 器、以及主要由微量空气等的氧化剂氧化一氧化碳的CO除去器的构 成。另外,在这些反应部中,适于各反应的催化剂,例如可以在重整 器中使用Ru催化剂或Ni催化剂、在转化器中使用Cu-Zn催化剂、以 及在CO除去器中使用Ru催化剂等。然而,出于检测来自配管等的原料的泄漏的目的,向作为上述现 有基础设施的城市燃气或LPG中添加硫化合物类的加臭剂。由于硫化 合物类的加臭剂为氢生成装置中所使用的所述催化剂的中毒成分,因 而一般在氢生成装置中设置预先除去加臭剂的脱硫器。例如,有人设计了 一种由使用沸石类吸附脱硫剂的吸附型脱硫器 除去原料中的硫化合物的方法(例如,参照专利文献l)。另外,由于该吸附型脱硫器在常温状态下能够吸附除去硫化合物, 因而与添加水型脱硫器相比,氢生成装置的启动性优异,然而如果原 料中的硫化合物被时常提供,而且使用期间较长,则脱硫器的吸附脱 硫能力降低。即,由于脱硫器的吸附脱硫能力(吸附容量)具有极限,因而长期使用时,脱硫器的更换成为前提。因此,有人提出了一种具 有能够容易地判定脱硫器的更换时期的指示功能的脱硫器(例如,参 照专利文献2)。另外,氢生成装置通常具备能够将重整器内的催化剂的温度升温 至适于催化剂反应的水平的燃烧器,在氢生成装置的启动动作中,从 原料基础设施供给,由通过脱硫器的原料清洗重整器内,使用该清洗 后的原料,进行燃烧器的燃烧(例如,参照专利文献3)。专利文献1:日本专利申请公开第2004-228016号公报 专利文献2:日本专利申请公开第2002-358992号公报 专利文献3:日本专利申请公开第2005-206395号公报
技术实现思路
像上述专利文献2所记载的氢生成装置那样,由于吸附型脱硫器 的吸附容量具有极限,因而脱硫器的更换是不可缺的,然而,在更换 脱硫器之后,在像上述专利文献3所记载的氢生成装置那样,使用通 过脱硫器的原料,进行燃烧器的燃烧的情况下,引起脱硫剂的原料吸 附,向燃烧器供给通过脱硫器的原料的供给流量暂时变少,燃烧器中 的燃烧状态有时不稳定。结果,可以预测,例如在应用通常的燃烧检 测判断基准的情况下,产生将因脱硫器的原料吸附而引起的燃烧器的 不稳定燃烧误判定为因脱硫器的其他的原因而引起的燃烧不良的不良 情况。本专利技术是鉴于这样的情况而提出的,其目的在于,提供一种氢生 成装置和具备该氢生成装置的燃料电池系统及其运转方法,该氢生成 装置在使用通过吸附型脱硫器的原料,进行燃烧器的燃烧开始的情况 下,即使在更换脱硫器后的启动动作中也不误判定为燃烧不良,并能 够恰当地开始燃烧动作。为了解决上述问题,本专利技术的氢生成装置,具备具有吸附除去原料中的硫化合物的脱硫剂的脱硫器、具有由原料生成含氢气体的重 整催化剂的重整器、加热所述重整器的燃烧器、以及在所述燃烧器中 对所述原料进行点火的点火器,所述氢生成装置被构成为,使用通过 所述脱硫器的所述原料,开始所述燃烧器的燃烧,所述氢生成装置还具备变更所述点火器的点火确认时间的上限的上限变更器、以及取得 与所述变更的指示相关的信号的变更指示取得器。另外,所述变更指示取得器可以为取得与所述脱硫器的更换相关 的信号的更换信号取得器,在由所述更换信号取得器取得与所述脱硫 器的更换相关的信号的情况下,所述上限变更器可以提升所述点火确 认时间的上限。通过这些构成,在使用通过吸附型脱硫器的原料,进行燃烧器的 燃烧开始的情况下,即使在更换脱硫器后的氢生成装置的启动动作中, 也不误判定为燃烧不良,并能够恰当地开始燃烧动作。另外,本专利技术的燃料电池系统可以具备上述本专利技术的氢生成装置、 以及使用由所述氢生成装置供给的含氢气体来进行发电的燃料电池。另外,本专利技术的氢生成装置的运转方法的特征在于,该氢生成装 置具备具有吸附除去原料中的硫化合物的脱硫剂的脱硫器、具有由 通过所述脱硫器的原料生成含氢气体的重整催化剂的重整器、加热所 述重整器的燃烧器、以及在所述燃烧器中对所述原料进行点火的点火 器,所述氢生成装置被构成为,使用通过所述脱硫器的所述原料,开 始所述燃烧器的燃烧,在更换所述脱硫器后,提升所述点火器的点火 确认时间的上限,并且,基于所述已提升的点火确认时间的上限,进 行所述点火器的点火动作。另外,本专利技术的燃料电池系统的运转方法的特征在于,该燃料电 池系统具备氢生成装置和燃料电池,该氢生成装置,具备具有吸附 除去原料中的硫化合物的脱硫剂的脱硫器、具有由通过所述脱硫器的 原料生成含氢气体的重整催化剂的重整器、加热所述重整器的燃烧器、 以及在所述燃烧器中对所述原料进行点火的点火器,并且,所述氢生 成装置被构成为,使用通过所述脱硫器的所述原料,开始所述燃烧器 的燃烧,该燃料电池使用由所述氢生成装置供给的含氢气体来进行发 电,在更换所述脱硫器后,提升所述点火器的点火确认时间的上限, 并且,基于所述已提升的点火确认时间的上限,进行所述点火器的点 火动作。通过这些运转方法,在使用通过吸附型脱硫器的原料,进行燃烧 器的燃烧开始的情况下,即使在更换脱硫器之后的氢生成装置以及燃料电池系统的启动动作中,也不误判定为燃烧不良,并能够恰当地开 始燃烧动作。本专利技术的上述目的、其他目的、特征、以及优点在参照下述附图 的情况下,通过以下的优选实施方式的详细说明可以变得清楚。依照本专利技术,能够得到一种氢生成装置和具备该氢生成装置的燃 料电池系统及其运转方法,该氢生成装置在使用通过吸附型脱硫器的 原料,进行燃烧器的燃烧开始的情况下,即使在更换脱硫器后的启动 动作中,也不误判定为燃烧不良,并能够恰当地开始燃烧动作。附图说明图1是本专利技术的实施方式中的燃料电池系统的构成例的方框示意图。图2是用于说明图1的燃烧器的构成例的模式图。 图3是不设想脱硫器更换时的燃烧器的点火顺序的一个示例的流 程示意图。图4是不设想脱硫器更换时的燃烧器的点火顺序的另一个示例的 流程示意图。图5是点火器的点火动作时的火焰棒输出的经时变化的一个测量 例的示意图。图6是设想脱硫器更换时的燃烧器的点火顺序的一个示例的流程 示意图。图7是图6的点火顺序中的变更指示取得器的操作画面的一个示 例即更换信号取得器的示意图。图8是设想脱硫器更换时的燃烧器的点火顺序的另一个示例的流 程示意图。图9是图8的点火顺序中的变更指示取得器的操作画面的一个示 例的示意图。图10是燃烧器的点火顺序的变形例的流程示意图。图11是燃烧器的点火顺序的另一个变形例的流程示意图。符号说明1:重整器;2:水供给器;3:原料供给器;4:脱硫器;4a:关 闭阀;5:燃烧器;6:燃烧风扇;7本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种氢生成装置,其特征在于, 具备: 具有吸附除去原料中的硫化合物的脱硫剂的脱硫器、 具有由原料生成含氢气体的重整催化剂的重整器、 加热所述重整器的燃烧器、以及 在所述燃烧器中对所述原料进行点火的点火器,   所述氢生成装置被构成为,使用通过所述脱硫器的所述原料,开始所述燃烧器的燃烧, 所述氢生成装置还具备: 变更所述点火器的点火确认时间的上限的上限变更器、以及 取得与所述变更的指示相关的信号的变更指示取得器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:可儿幸宗藤原诚二鹈饲邦弘胁田英延
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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