[发明专利]氢生成装置和燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及由原料气体等生成含氢气体的氢生成装置以及利用由氢生成装置所生成的含氢气体进行发电的燃料电池系统。

背景技术

即使是小型装置也能够进行高效率发电的燃料电池正作为分散型能量供给源的发电系统而在不断地被开发。成为发电时的燃料的氢气没有作为一般的基础设施而被配备，所以要同时设置氢生成装置，其利用从例如城市燃气、丙烷气体等现有的原料气体基础设施提供的原料气体，使这些原料气体与水发生重整反应从而生成含氢气体。

该氢生成装置往往采用设置使原料气体与水进行重整反应的重整器、使一氧化碳与水蒸汽进行水煤气转化反应的转化器、以及主要以微量空气等氧化剂使一氧化碳氧化的选择氧化器的构成。另外，在这些反应器中使用适合于各个反应的催化剂，例如重整器中使用Ru催化剂或者Ni催化剂，转化器中使用Cu-Zn催化剂，选择氧化器中使用Ru催化剂等。在各个反应器中都有合适的温度，例如重整器往往在600～700℃左右使用，转化器往往在200～350℃左右使用，选择氧化器往往在100～200℃左右使用。特别是固体高分子型燃料电池容易由于CO而引起电极中毒，因此有必要将所提供的含氢气体中的CO浓度抑制在数十ppm体积浓度，所以有必要通过用选择氧器使CO氧化来降低CO浓度。

可是，在城市燃气等原料气体中包含硫化合物，特别是该硫化合物是重整催化剂的中毒物质，所以有必要用一些方法进行除去。作为除去方法，提出有采用了由常温吸附进行除去的方法(例如参照专利文献1)或者使用被循环的含氢气体通过加氢脱硫进行除去的方法(例如参照专利文献2)的氢生成装置。常温吸附没有必要使用氢所以操作简便，但是吸附容量不大。加氢脱硫虽然有必要加热和使用氢从而使得操作不够简便，但是其具有吸附容量大的特征。在此，还提出有具备常温吸附脱硫器和加氢脱硫器并且同时使用它们的氢生成装置(例如参照专利文献2以及专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-228016号公报

专利文献2：日本特开平1-275697号公报

专利文献3：日本特开2006-8456号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，如上述专利文献2所述的氢生成装置那样，在通过循环通道将含氢气体添加到原料气体的情况下，原料气体通道内的原料气体压力高于在循环通道中流动的含氢气体的压力，所以为了从循环通道将含氢气体稳定地添加到原料气体中，有必要在循环通道中另外设置泵。

另一方面，在专利文献3所述的氢生成装置中，通过将原料供给器设置于循环通道和原料气体供给通道的合流部与加氢脱硫器之间，从而使将氢提供给原料气体的设备与将原料气体提供给重整器的设备共通，但是在氢生成装置停止时残存于加氢脱硫器内的硫化氢会发生扩散而流入到原料气体的供给设备中，从而有可能腐蚀原料气体的供给设备。

本发明就是为了解决上述现有的技术问题的发明，目的在于提供一种与现有技术相比能够抑制被设置于循环通道和原料气体供给通道的合流部与加氢脱硫器之间的原料气体供给器的腐蚀的氢生成装置以及具备该氢生成装置的燃料电池系统。

解决技术问题的手段

为了解决上述现有的技术问题，本发明的氢生成装置，其特征在于：具备：氢生成器，使用原料气体来生成含氢气体；原料气体供给器，将原料气体提供给所述氢生成器；加氢脱硫器，对被提供给所述氢生成器的原料气体中的硫化合物进行加氢脱硫；原料气体通道，经由所述第1脱硫器被提供给所述氢生成器的原料气体在该原料气体通道中流动；循环通道，用于将从所述氢生成器送出的含氢气体提供给所述加氢脱硫器上游的所述第1气体通道内的原料气体；所述原料气体供给器，被设置于所述原料气体通道和所述循环通道的合流部、与所述加氢脱硫器之间；以及开闭阀，被设置于所述原料气体供给器与所述加氢脱硫器之间，且在停止时被关闭。

由此，本发明的目的在于提供一种与现有技术相比能够抑制被设置于加氢脱硫器上游的原料气体供给器发生腐蚀的氢生成装置以及具备该氢生成装置的燃料电池系统。

发明效果

根据本发明的氢生成装置以及燃料电池系统，与现有技术相比能够抑制被设置于循环通道和原料气体供给通道的合流部与加氢脱硫器之间的原料气体供给器的腐蚀。

附图说明

图1是表示实施方式1的氢生成装置概略结构的一个例子的图。

图2是表示实施方式2的氢生成装置概略结构的一个例子的图。

图3是表示实施方式2的氢生成装置停止时的动作流程的一个例子的图。