JP2000095504A - 改質装置 - Google Patents
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動・停止を繰り返してもシフト触媒の劣化
が起こらず、かつ小型の燃料電池発電システムに好適な
改質装置を提供する。 【解決手段】 炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成する改質反応部１と、改質ガス中に含まれるＣＯガス
を水性シフト反応により低減させるシフト反応部２と、
改質ガス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを
更に低減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改質装
置における。改質装置の稼動を停止した後に改質反応部
１の温度が所定値以下となったことを判定する温度判定
手段６と、温度判定手段６により改質反応部１の温度が
所定値以下となったことが判定された時点で改質反応部
１への水蒸気の供給を停止すると共に改質反応部１へ原
燃料ガスを供給するガス供給制御手段とを具備する。
が起こらず、かつ小型の燃料電池発電システムに好適な
改質装置を提供する。 【解決手段】 炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成する改質反応部１と、改質ガス中に含まれるＣＯガス
を水性シフト反応により低減させるシフト反応部２と、
改質ガス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを
更に低減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改質装
置における。改質装置の稼動を停止した後に改質反応部
１の温度が所定値以下となったことを判定する温度判定
手段６と、温度判定手段６により改質反応部１の温度が
所定値以下となったことが判定された時点で改質反応部
１への水蒸気の供給を停止すると共に改質反応部１へ原
燃料ガスを供給するガス供給制御手段とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系の原燃
料ガスを水蒸気改質することにより水素を主成分のとす
る改質ガスを生成させる改質装置に関するものである。
料ガスを水蒸気改質することにより水素を主成分のとす
る改質ガスを生成させる改質装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からメタン、プロパン、ブタン等の
炭化水素系の原燃料ガス等を水蒸気改質反応により改質
して水素を主成分とする改質ガスを生成させる改質装置
が知られている。この改質ガスの利用用途としては代表
的なものとして燃料電池の発電燃料がある。通常改質装
置では水蒸気改質反応の際に副生成物の一つとしてＣＯ
ガスが生成して改質ガス中に含まれるものであるが、こ
のＣＯガスは燃料電池の触媒毒となり、発電能力を低下
させる原因となる。従って、例えば特開平７−１２６０
０１号公報等に示されているように、改質装置には水蒸
気改質反応が行われる改質反応部のほかに、上記改質ガ
ス中のＣＯ濃度を問題ないレベルまで低減させるため
に、改質反応部で得られた改質ガス中のＣＯを水性シフ
ト反応により低減させるシフト反応部と、シフト反応部
にて処理された改質ガス中に残存するＣＯガスを選択的
に酸化して更に低減させるＣＯ選択酸化反応部が設けら
れている。
炭化水素系の原燃料ガス等を水蒸気改質反応により改質
して水素を主成分とする改質ガスを生成させる改質装置
が知られている。この改質ガスの利用用途としては代表
的なものとして燃料電池の発電燃料がある。通常改質装
置では水蒸気改質反応の際に副生成物の一つとしてＣＯ
ガスが生成して改質ガス中に含まれるものであるが、こ
のＣＯガスは燃料電池の触媒毒となり、発電能力を低下
させる原因となる。従って、例えば特開平７−１２６０
０１号公報等に示されているように、改質装置には水蒸
気改質反応が行われる改質反応部のほかに、上記改質ガ
ス中のＣＯ濃度を問題ないレベルまで低減させるため
に、改質反応部で得られた改質ガス中のＣＯを水性シフ
ト反応により低減させるシフト反応部と、シフト反応部
にて処理された改質ガス中に残存するＣＯガスを選択的
に酸化して更に低減させるＣＯ選択酸化反応部が設けら
れている。
【０００３】改質装置に設けられるこの三種類の反応部
は、順次連結されて直列に配置されるものであり、それ
ぞれにガス流路を有する直列状や円筒状等の容器に所定
の触媒を充填して形成される。改質装置における各反応
部の触媒としては、水蒸気改質反応の触媒としてニッケ
ル系、ルテニウム系、ロジウム系等の改質触媒が、水性
シフト反応の触媒として、銅−亜鉛系のシフト触媒が、
またＣＯ選択酸化反応の触媒として白金、ルテニウム等
の酸化触媒が、それぞれ用いられるものである。
は、順次連結されて直列に配置されるものであり、それ
ぞれにガス流路を有する直列状や円筒状等の容器に所定
の触媒を充填して形成される。改質装置における各反応
部の触媒としては、水蒸気改質反応の触媒としてニッケ
ル系、ルテニウム系、ロジウム系等の改質触媒が、水性
シフト反応の触媒として、銅−亜鉛系のシフト触媒が、
またＣＯ選択酸化反応の触媒として白金、ルテニウム等
の酸化触媒が、それぞれ用いられるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にシフト
反応部の銅系のシフト触媒は、還元された状態で反応容
器内に充填されており、このシフト触媒は酸素と接触す
ると酸化されて、触媒性能が低下する。また改質反応の
稼動を停止して温度が低下したときにシフト触媒が水分
を吸収すると、改質装置の起動時の温度上昇による水分
の蒸発によりシフト触媒が崩壊することがある。そのた
め上記のような改質装置を用いて水素を主成分とする改
質ガスを生成させる場合、改質装置の停止時に改質装置
内の温度低下による内部圧力低下により、改質装置内に
酸素が混入してシフト触媒が酸化され、改質装置の始
動、停止を繰り返すとシフト触媒が徐々に劣化してい
く。また改質装置の停止時にシフト反応部内に水蒸気が
残留していると、改質装置内の温度低下によりこの水蒸
気が凝縮してシフト触媒が吸水し、起動時にシフト触媒
の温度が上昇するとこのシフト触媒が吸水した水分が蒸
発してシフト触媒が崩壊することがある。
反応部の銅系のシフト触媒は、還元された状態で反応容
器内に充填されており、このシフト触媒は酸素と接触す
ると酸化されて、触媒性能が低下する。また改質反応の
稼動を停止して温度が低下したときにシフト触媒が水分
を吸収すると、改質装置の起動時の温度上昇による水分
の蒸発によりシフト触媒が崩壊することがある。そのた
め上記のような改質装置を用いて水素を主成分とする改
質ガスを生成させる場合、改質装置の停止時に改質装置
内の温度低下による内部圧力低下により、改質装置内に
酸素が混入してシフト触媒が酸化され、改質装置の始
動、停止を繰り返すとシフト触媒が徐々に劣化してい
く。また改質装置の停止時にシフト反応部内に水蒸気が
残留していると、改質装置内の温度低下によりこの水蒸
気が凝縮してシフト触媒が吸水し、起動時にシフト触媒
の温度が上昇するとこのシフト触媒が吸水した水分が蒸
発してシフト触媒が崩壊することがある。
【０００５】ここで従来の大型あるいは中型の燃料電池
発電システムに用いられていた改質装置においては、ほ
とんど起動・停止操作のない連続運転が行われており、
万一稼動を停止する場合には改質装置内に不活性ガスを
供給し、各反応部の反応管内のガスを不活性ガスと置換
する方法が用いられていた。更に、多少触媒の劣化が起
こっても問題とならないように、触媒を所定量以上充填
することで、このような劣化の問題に対応していた。し
かしこのような方法では改質装置が大型化するため、小
型の燃料電池発電システムには適用できないものであっ
た。
発電システムに用いられていた改質装置においては、ほ
とんど起動・停止操作のない連続運転が行われており、
万一稼動を停止する場合には改質装置内に不活性ガスを
供給し、各反応部の反応管内のガスを不活性ガスと置換
する方法が用いられていた。更に、多少触媒の劣化が起
こっても問題とならないように、触媒を所定量以上充填
することで、このような劣化の問題に対応していた。し
かしこのような方法では改質装置が大型化するため、小
型の燃料電池発電システムには適用できないものであっ
た。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、起動・停止を繰り返してもシフト触媒の劣化が起
こらず、かつ小型の燃料電池発電システムに好適な改質
装置を提供することを目的とするものである。
あり、起動・停止を繰り返してもシフト触媒の劣化が起
こらず、かつ小型の燃料電池発電システムに好適な改質
装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の改質装置は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成する改質反応部１と、この改質反応部１にて生成され
た改質ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガス
を水性シフト反応により低減させるシフト反応部２と、
このシフト反応部２にて処理された改質ガスが供給さ
れ、改質ガス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガ
スを更に低減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改
質装置において、改質装置の稼動を停止した後に改質反
応部１の温度が所定値以下となったことを判定する温度
判定手段６と、温度判定手段６により改質反応部１の温
度が所定値以下となったことが判定された時点で改質反
応部１への水蒸気の供給を停止すると共に改質反応部１
へ原燃料ガスを供給するガス供給制御手段とを具備して
成ることを特徴とするものである。
の改質装置は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成する改質反応部１と、この改質反応部１にて生成され
た改質ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガス
を水性シフト反応により低減させるシフト反応部２と、
このシフト反応部２にて処理された改質ガスが供給さ
れ、改質ガス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガ
スを更に低減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改
質装置において、改質装置の稼動を停止した後に改質反
応部１の温度が所定値以下となったことを判定する温度
判定手段６と、温度判定手段６により改質反応部１の温
度が所定値以下となったことが判定された時点で改質反
応部１への水蒸気の供給を停止すると共に改質反応部１
へ原燃料ガスを供給するガス供給制御手段とを具備して
成ることを特徴とするものである。
【０００８】また本発明の請求項２に記載の改質装置
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部１と、この改質反応部１にて生成された改質ガ
スが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シ
フト反応により低減させるシフト反応部２と、このシフ
ト反応部２にて処理された改質ガスが供給され、改質ガ
ス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低
減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改質装置にお
いて、改質装置の稼動を停止した時点で改質反応部１と
改質反応部１外とのガスの流通を遮断すると共に原燃料
ガスをシフト反応部２へ供給するガス供給制御手段とを
具備して成ることを特徴とするものである。
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部１と、この改質反応部１にて生成された改質ガ
スが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シ
フト反応により低減させるシフト反応部２と、このシフ
ト反応部２にて処理された改質ガスが供給され、改質ガ
ス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低
減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改質装置にお
いて、改質装置の稼動を停止した時点で改質反応部１と
改質反応部１外とのガスの流通を遮断すると共に原燃料
ガスをシフト反応部２へ供給するガス供給制御手段とを
具備して成ることを特徴とするものである。
【０００９】また本発明の請求項３に記載の改質装置
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部１と、この改質反応部１にて生成された改質ガ
スが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シ
フト反応により低減させるシフト反応部２と、このシフ
ト反応部２にて処理された改質ガスが供給され、改質ガ
ス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低
減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改質装置にお
いて、改質装置の稼動を停止した後に改質反応部１の温
度が所定値以下になったことを判定する温度判定手段６
と、温度判定手段６により改質反応部１の温度が所定値
以下となったことが判定された時点で改質反応部１と改
質反応部１外とのガスの流通を遮断すると共に原燃料ガ
スをシフト反応部２へ供給するガス供給制御手段を具備
して成ることを特徴とするものである。
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部１と、この改質反応部１にて生成された改質ガ
スが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シ
フト反応により低減させるシフト反応部２と、このシフ
ト反応部２にて処理された改質ガスが供給され、改質ガ
ス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低
減するＣＯ選択酸化反応部３とを具備する改質装置にお
いて、改質装置の稼動を停止した後に改質反応部１の温
度が所定値以下になったことを判定する温度判定手段６
と、温度判定手段６により改質反応部１の温度が所定値
以下となったことが判定された時点で改質反応部１と改
質反応部１外とのガスの流通を遮断すると共に原燃料ガ
スをシフト反応部２へ供給するガス供給制御手段を具備
して成ることを特徴とするものである。
【００１０】また本発明の請求項４に記載の改質装置
は、請求項１又は２の構成に加えて、温度判定手段６と
して、改質装置の温度を測定する温度測定装置を具備し
て成ることを特徴とするものである。
は、請求項１又は２の構成に加えて、温度判定手段６と
して、改質装置の温度を測定する温度測定装置を具備し
て成ることを特徴とするものである。
【００１１】また本発明の請求項５に記載の改質装置
は、請求項１又は３の構成に加えて、温度判定手段６と
して、改質反応部１の稼動を停止させたときかから一定
時間経過した際に、改質反応部１の温度が所定値以下と
なったと判定してガス供給制御手段を作動させるタイマ
ーを具備して成ることを特徴とするものである。
は、請求項１又は３の構成に加えて、温度判定手段６と
して、改質反応部１の稼動を停止させたときかから一定
時間経過した際に、改質反応部１の温度が所定値以下と
なったと判定してガス供給制御手段を作動させるタイマ
ーを具備して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１３】本発明の改質装置は、メタン、プロパン、
ブタン等の炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気とから水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成する改質
反応部１と、改質ガス中に含まれ燃料電池の白金系又は
合金系電極触媒を被毒して電極特性を低下させるＣＯガ
スの大部分を水性シフト反応によりＣＯ2に変換するシ
フト反応部２と、シフト反応部２にてＣＯ濃度が低減さ
れた改質ガス中に未だ残存するＣＯガスをＣＯ選択酸化
反応によりＣＯ2に酸化する選択酸化反応部とを備える
ものである。これらの三種の各反応部は、円筒状等の容
器に触媒を充填して形成される。ここで水蒸気改質反応
にはニッケル系、ルテニウム系、ロジウム系等の改質触
媒を、水性シフト反応には銅−亜鉛系のシフト触媒を、
ＣＯ選択酸化反応には白金、ルテニウム等のＣＯ酸化触
媒をそれぞれ用いるものであり、これらの触媒を各反応
部に充填するものである。
ブタン等の炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気とから水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成する改質
反応部１と、改質ガス中に含まれ燃料電池の白金系又は
合金系電極触媒を被毒して電極特性を低下させるＣＯガ
スの大部分を水性シフト反応によりＣＯ2に変換するシ
フト反応部２と、シフト反応部２にてＣＯ濃度が低減さ
れた改質ガス中に未だ残存するＣＯガスをＣＯ選択酸化
反応によりＣＯ2に酸化する選択酸化反応部とを備える
ものである。これらの三種の各反応部は、円筒状等の容
器に触媒を充填して形成される。ここで水蒸気改質反応
にはニッケル系、ルテニウム系、ロジウム系等の改質触
媒を、水性シフト反応には銅−亜鉛系のシフト触媒を、
ＣＯ選択酸化反応には白金、ルテニウム等のＣＯ酸化触
媒をそれぞれ用いるものであり、これらの触媒を各反応
部に充填するものである。
【００１４】ここで改質反応部１とシフト反応部２と
は、改質反応部１にて生成された改質ガスをシフト反応
部２内に送る改質反応部流路１１にて接続して連通さ
せ、シフト反応部２とＣＯ選択反応部とは、シフト反応
部２にてＣＯガスを低減された改質ガスをＣＯ選択酸化
反応部３へ送るシフト反応部流路１２にて接続して連通
させるものである。またＣＯ選択酸化反応部３には、Ｃ
Ｏ選択酸化反応部３にてＣＯガスを更に低減された改質
ガスを改質装置外へ供給する改質ガス導出流路１３を接
続するものである。また改質反応部１には、炭化水素系
の改質ガス及び水蒸気を改質反応部１に供給する反応ガ
ス供給流路１４の一端を接続するものである。この反応
ガス供給流路１４の他端には、水蒸気が送られる水蒸気
流路と、原燃料ガスが送られる原燃料ガス流路のそれぞ
れ一端を合流させて接続するものである。また水蒸気流
路の他端には、適宜の水蒸気発生装置を接続し、原燃料
ガス流路の他端には、原燃料ガスが充填されたガスボン
ベ等の原燃料ガス供給装置を接続するものである。また
シフト反応部流路１２には、ＣＯ選択酸化反応部３に空
気を供給するための空気供給流路１７の一端を接続し、
空気供給流路１７の他端には適宜の空気供給手段９を接
続するものである。この空気供給流路１７は、ＣＯ選択
酸化反応に必要な酸素をＣＯ選択酸化反応部３に供給す
るためのものである。また水蒸気供給流路１５、原燃料
ガス供給流路１６、空気供給流路１７、及び改質ガス導
出流路１３のそれぞれには、各流路の流通を開閉する開
閉弁１８、１９、２０、２１を設けると共に各開閉弁１
８、１９、２０、２１の開閉動作を制御する制御部１０
を設け、制御部と各開閉弁１８、１９、２０、２１とで
ガス供給制御手段を構成するものである。
は、改質反応部１にて生成された改質ガスをシフト反応
部２内に送る改質反応部流路１１にて接続して連通さ
せ、シフト反応部２とＣＯ選択反応部とは、シフト反応
部２にてＣＯガスを低減された改質ガスをＣＯ選択酸化
反応部３へ送るシフト反応部流路１２にて接続して連通
させるものである。またＣＯ選択酸化反応部３には、Ｃ
Ｏ選択酸化反応部３にてＣＯガスを更に低減された改質
ガスを改質装置外へ供給する改質ガス導出流路１３を接
続するものである。また改質反応部１には、炭化水素系
の改質ガス及び水蒸気を改質反応部１に供給する反応ガ
ス供給流路１４の一端を接続するものである。この反応
ガス供給流路１４の他端には、水蒸気が送られる水蒸気
流路と、原燃料ガスが送られる原燃料ガス流路のそれぞ
れ一端を合流させて接続するものである。また水蒸気流
路の他端には、適宜の水蒸気発生装置を接続し、原燃料
ガス流路の他端には、原燃料ガスが充填されたガスボン
ベ等の原燃料ガス供給装置を接続するものである。また
シフト反応部流路１２には、ＣＯ選択酸化反応部３に空
気を供給するための空気供給流路１７の一端を接続し、
空気供給流路１７の他端には適宜の空気供給手段９を接
続するものである。この空気供給流路１７は、ＣＯ選択
酸化反応に必要な酸素をＣＯ選択酸化反応部３に供給す
るためのものである。また水蒸気供給流路１５、原燃料
ガス供給流路１６、空気供給流路１７、及び改質ガス導
出流路１３のそれぞれには、各流路の流通を開閉する開
閉弁１８、１９、２０、２１を設けると共に各開閉弁１
８、１９、２０、２１の開閉動作を制御する制御部１０
を設け、制御部と各開閉弁１８、１９、２０、２１とで
ガス供給制御手段を構成するものである。
【００１５】また本発明の改質装置には、各反応部を加
熱して各反応部における反応を進行させる燃焼部４を設
けるものである。この燃焼部４には、燃焼用燃料を燃焼
させるバーナーや、燃焼触媒等の燃焼手段５を設けるも
のである。この燃焼部４は、各反応部に接続して、燃焼
手段５により発生した熱を各反応部に送るようにするも
のである。
熱して各反応部における反応を進行させる燃焼部４を設
けるものである。この燃焼部４には、燃焼用燃料を燃焼
させるバーナーや、燃焼触媒等の燃焼手段５を設けるも
のである。この燃焼部４は、各反応部に接続して、燃焼
手段５により発生した熱を各反応部に送るようにするも
のである。
【００１６】また図１に示す改質装置では、改質反応部
１に、改質反応部１内の温度が所定の設定値以下となっ
たことを判定する温度判定手段６を設けるものである。
また制御部１０として、改質装置を稼動させている間
は、水蒸気供給流路１５、原燃料ガス供給流路１６、改
質ガス導出流路１３、及び空気供給流路１７の各開閉弁
１８、１９、２０、２１を開状態として各流路の流通を
維持することにより改質ガスの生成を行うことができる
ようにし、改質装置の稼動を停止した時点で空気供給流
路１７の開閉弁２０を閉状態としてＣＯ選択酸化反応部
３への空気の供給を停止し、改質装置の稼動を停止した
後、改質装置内の温度が所定の設定値以下となったこと
が温度判定手段６にて判定された時点で水蒸気供給流路
１５の開閉弁１８を閉状態として水蒸気供給流路１５の
流通を遮断すると共に、原燃料ガス供給流路１６と改質
ガス導出流路１３の開閉弁１９、２１を開状態のまま維
持して原燃料ガス供給流路１６と改質ガス導出流路１３
の流通を維持し、更に一定時間経過した後に改質ガス導
出流路１３の開閉弁２１を閉状態として改質ガス導出流
路１３の流通を遮断するように各開閉弁１８、１９、２
０、２１を制御するものを用いるものである。ここで上
記の所定の設定値は、炭化水素からなる原燃料ガスが熱
分解して炭素の析出が起こる温度以下に適宜設定される
ものであり、例えば原燃料ガスとしてブタンガスを用い
る場合は３００℃程度に設定されるものである。
１に、改質反応部１内の温度が所定の設定値以下となっ
たことを判定する温度判定手段６を設けるものである。
また制御部１０として、改質装置を稼動させている間
は、水蒸気供給流路１５、原燃料ガス供給流路１６、改
質ガス導出流路１３、及び空気供給流路１７の各開閉弁
１８、１９、２０、２１を開状態として各流路の流通を
維持することにより改質ガスの生成を行うことができる
ようにし、改質装置の稼動を停止した時点で空気供給流
路１７の開閉弁２０を閉状態としてＣＯ選択酸化反応部
３への空気の供給を停止し、改質装置の稼動を停止した
後、改質装置内の温度が所定の設定値以下となったこと
が温度判定手段６にて判定された時点で水蒸気供給流路
１５の開閉弁１８を閉状態として水蒸気供給流路１５の
流通を遮断すると共に、原燃料ガス供給流路１６と改質
ガス導出流路１３の開閉弁１９、２１を開状態のまま維
持して原燃料ガス供給流路１６と改質ガス導出流路１３
の流通を維持し、更に一定時間経過した後に改質ガス導
出流路１３の開閉弁２１を閉状態として改質ガス導出流
路１３の流通を遮断するように各開閉弁１８、１９、２
０、２１を制御するものを用いるものである。ここで上
記の所定の設定値は、炭化水素からなる原燃料ガスが熱
分解して炭素の析出が起こる温度以下に適宜設定される
ものであり、例えば原燃料ガスとしてブタンガスを用い
る場合は３００℃程度に設定されるものである。
【００１７】このようにすると、改質反応装置の各反応
部内の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起
こる温度以上である場合は、改質装置の稼動を停止した
時点では改質装置の各反応部への水蒸気の供給が維持さ
れ、改質反応装置の各反応部に原燃料と共に水蒸気を供
給する。このとき原燃料ガスと水蒸気との水蒸気改質反
応の反応速度は、原燃料ガスの熱分解反応の反応速度と
比較して充分速いため、水蒸気反応が熱分解反応よりも
優先的に起こる。そしてこの状態で改質装置内の改質反
応部１が冷却されて、原燃料ガスが熱分解して炭素の析
出が起こる温度以下となったときに、改質反応部１への
水蒸気の供給が停止され、シフト反応部２及びＣＯ選択
酸化反応部３にも水蒸気が供給されなくなる。このとき
改質装置の各反応部に残存する水蒸気は原燃料により改
質ガス導出流路１３から改質装置外に押し出されて、改
質装置内の各反応部内の水蒸気が除去される。そして改
質反応部１への水蒸気の供給が停止されてから一定時間
経過後、改質装置内の水蒸気が全て除去されたら改質ガ
ス導出流路１３の流通が閉じると共に、原燃料ガスの改
質反応部１への供給は維持される。そのため改質装置の
稼動を停止して各反応部の温度が下がり、各反応部内の
ガスが収縮しても原燃料ガスにて各反応部内の圧力を常
圧に保たれるものである。従って、改質装置の稼動中の
各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出
が起こる温度以上の高温であっても、改質装置の稼動を
停止した後に原燃料ガスが改質装置の各反応部内におい
て熱分解することを防いで改質装置内に炭素を析出する
ことを防止することができるものであり、また改質装置
の稼動を停止した後にシフト反応部２内に水蒸気が残存
することを防ぎ、シフト触媒が吸水した後、改質装置を
起動した際に加熱されてシフト触媒中の水分が水蒸気と
なって膨張してシフト触媒が崩壊することを防止するこ
とができるものである。更に改質装置の稼動を停止して
いる間は、改質装置内は原燃料ガスによって常圧に保た
れているため、シフト反応部２に酸素が侵入してシフト
触媒を酸化し、触媒性能が低下することを防ぐことがで
きるものである。
部内の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起
こる温度以上である場合は、改質装置の稼動を停止した
時点では改質装置の各反応部への水蒸気の供給が維持さ
れ、改質反応装置の各反応部に原燃料と共に水蒸気を供
給する。このとき原燃料ガスと水蒸気との水蒸気改質反
応の反応速度は、原燃料ガスの熱分解反応の反応速度と
比較して充分速いため、水蒸気反応が熱分解反応よりも
優先的に起こる。そしてこの状態で改質装置内の改質反
応部１が冷却されて、原燃料ガスが熱分解して炭素の析
出が起こる温度以下となったときに、改質反応部１への
水蒸気の供給が停止され、シフト反応部２及びＣＯ選択
酸化反応部３にも水蒸気が供給されなくなる。このとき
改質装置の各反応部に残存する水蒸気は原燃料により改
質ガス導出流路１３から改質装置外に押し出されて、改
質装置内の各反応部内の水蒸気が除去される。そして改
質反応部１への水蒸気の供給が停止されてから一定時間
経過後、改質装置内の水蒸気が全て除去されたら改質ガ
ス導出流路１３の流通が閉じると共に、原燃料ガスの改
質反応部１への供給は維持される。そのため改質装置の
稼動を停止して各反応部の温度が下がり、各反応部内の
ガスが収縮しても原燃料ガスにて各反応部内の圧力を常
圧に保たれるものである。従って、改質装置の稼動中の
各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出
が起こる温度以上の高温であっても、改質装置の稼動を
停止した後に原燃料ガスが改質装置の各反応部内におい
て熱分解することを防いで改質装置内に炭素を析出する
ことを防止することができるものであり、また改質装置
の稼動を停止した後にシフト反応部２内に水蒸気が残存
することを防ぎ、シフト触媒が吸水した後、改質装置を
起動した際に加熱されてシフト触媒中の水分が水蒸気と
なって膨張してシフト触媒が崩壊することを防止するこ
とができるものである。更に改質装置の稼動を停止して
いる間は、改質装置内は原燃料ガスによって常圧に保た
れているため、シフト反応部２に酸素が侵入してシフト
触媒を酸化し、触媒性能が低下することを防ぐことがで
きるものである。
【００１８】またこの図１に示す改質装置において、制
御部１０による原燃料ガス供給流路１６の開閉弁１９の
制御を変更して、改質装置の稼動を停止した時点で原燃
料ガス供給流路１６及び空気供給流路１７の開閉弁１
９、２０を閉状態とすると共に水蒸気供給流路１５の開
閉弁１８と原燃料ガス供給流路１６の開閉弁１９を開状
態として水蒸気供給流路１５と改質ガス供給流路の流通
を維持し、改質装置内の温度が所定の設定値以下となっ
たことが温度判定手段６にて判定された時点で水蒸気供
給流路１５の開閉弁１８を閉状態として水蒸気供給流路
１５の流通を遮断すると共に、原燃料ガス供給流路１６
と改質ガス導出流路１３の開閉弁１９、２１を開状態と
して原燃料ガス供給流路１６と改質ガス導出流路１３の
流通を維持し、更に一定時間経過した後に改質ガス導出
流路１３の開閉弁２１を閉状態として改質ガス導出流路
１３の流通を遮断するように各開閉弁１８、１９、２
０、２１を制御するものを用いてもよい。このようにす
ると、改質装置の稼動を停止した後に、改質装置内の各
反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が
起こる温度以上である場合には、改質装置の各反応部に
は水蒸気のみが供給されることとなり、原燃料ガスが熱
分解して改質装置内に炭素が析出することを確実に防止
することができるものである。また各反応部の温度が、
原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下と
なったら、上記の場合と同様にして改質反応部１への水
蒸気の供給を停止すると共に原燃料ガスを改質反応部１
に供給して各反応部内の水蒸気を除去した後、改質ガス
導出流路１３の開閉弁２１を閉状態として各反応部内の
圧力を常圧に保つことができるものである。
御部１０による原燃料ガス供給流路１６の開閉弁１９の
制御を変更して、改質装置の稼動を停止した時点で原燃
料ガス供給流路１６及び空気供給流路１７の開閉弁１
９、２０を閉状態とすると共に水蒸気供給流路１５の開
閉弁１８と原燃料ガス供給流路１６の開閉弁１９を開状
態として水蒸気供給流路１５と改質ガス供給流路の流通
を維持し、改質装置内の温度が所定の設定値以下となっ
たことが温度判定手段６にて判定された時点で水蒸気供
給流路１５の開閉弁１８を閉状態として水蒸気供給流路
１５の流通を遮断すると共に、原燃料ガス供給流路１６
と改質ガス導出流路１３の開閉弁１９、２１を開状態と
して原燃料ガス供給流路１６と改質ガス導出流路１３の
流通を維持し、更に一定時間経過した後に改質ガス導出
流路１３の開閉弁２１を閉状態として改質ガス導出流路
１３の流通を遮断するように各開閉弁１８、１９、２
０、２１を制御するものを用いてもよい。このようにす
ると、改質装置の稼動を停止した後に、改質装置内の各
反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が
起こる温度以上である場合には、改質装置の各反応部に
は水蒸気のみが供給されることとなり、原燃料ガスが熱
分解して改質装置内に炭素が析出することを確実に防止
することができるものである。また各反応部の温度が、
原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下と
なったら、上記の場合と同様にして改質反応部１への水
蒸気の供給を停止すると共に原燃料ガスを改質反応部１
に供給して各反応部内の水蒸気を除去した後、改質ガス
導出流路１３の開閉弁２１を閉状態として各反応部内の
圧力を常圧に保つことができるものである。
【００１９】ここで上記の温度判定手段６としては熱電
対、サーミスタ、赤外式温度計等のような温度測定装置
を用い、この温度測定装置にて測定された改質反応部１
内の温度を、制御部１０に出力するようにすることがで
きる。このようにすると、改質装置内の温度が、所定の
設定値以下となったことの判定を、改質反応部１内の温
度を測定することにより正確に行うことができるので、
改質反応部１への原燃料ガス及び水蒸気の供給・停止の
切替時期を正確に判定するこができるものである。
対、サーミスタ、赤外式温度計等のような温度測定装置
を用い、この温度測定装置にて測定された改質反応部１
内の温度を、制御部１０に出力するようにすることがで
きる。このようにすると、改質装置内の温度が、所定の
設定値以下となったことの判定を、改質反応部１内の温
度を測定することにより正確に行うことができるので、
改質反応部１への原燃料ガス及び水蒸気の供給・停止の
切替時期を正確に判定するこができるものである。
【００２０】また温度判定手段６として、改質装置の稼
動を停止した時点から改質反応部１が一定の設定値とな
るまでにかかる時間が経過したら、制御部１０に信号を
出力するタイマーを用いることができる。ここで改質装
置の稼動を停止した時点から改質反応部１が一定の設定
値となるまでにかかる時間は、あらかじめ測定しておく
ものである。このようにすると、改質装置内の温度が、
所定の設定値以下となったことの判定を、時間制御によ
り正確に行うことができるので、改質反応部１への原燃
料ガス及び水蒸気の供給・停止の切替時期を正確に判定
するこができるものである。
動を停止した時点から改質反応部１が一定の設定値とな
るまでにかかる時間が経過したら、制御部１０に信号を
出力するタイマーを用いることができる。ここで改質装
置の稼動を停止した時点から改質反応部１が一定の設定
値となるまでにかかる時間は、あらかじめ測定しておく
ものである。このようにすると、改質装置内の温度が、
所定の設定値以下となったことの判定を、時間制御によ
り正確に行うことができるので、改質反応部１への原燃
料ガス及び水蒸気の供給・停止の切替時期を正確に判定
するこができるものである。
【００２１】図２に示す改質装置は、改質装置が稼動中
の各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析
出が起こる温度以下である場合に用いることができるも
のである。この図２に示す改質装置では、改質反応部流
路１１に開閉弁２２を設け、原燃料ガス供給流路１６か
ら分岐する原燃料ガス副流路２３をシフト反応部２に接
続したものであり、また原燃料ガス供給流路１６に設け
る開閉弁１９として、原燃料ガス供給流路１６と原燃料
ガス副流路２３との分岐点に三方弁を設けるものであ
る。また制御部１０としては、改質装置を稼動させてい
る間は、水蒸気供給流路１５、改質ガス導出流路１３、
及び空気供給流路１７の各開閉弁１８、２０、２１を開
状態として各流路の流通を維持すると共に、原燃料ガス
供給流路１６の開閉弁１９を原燃料ガス供給流路１６の
下流側と上流側の流通を開くと共に原燃料ガス供給流路
１６と原燃料ガス副流路２３との流通を遮断する状態と
することにより改質ガスの生成を行うことができるよう
にし、改質装置の稼動を停止した時点で水蒸気供給流路
１５の開閉弁１８を閉状態として水蒸気供給流路１５の
流通を遮断し、原燃料ガス供給流路１６を、原燃料ガス
供給流路１６の下流側と上流側の間の流通を遮断すると
共に原燃料ガス供給流路１６と原燃料ガス副流路２３と
の間の流通を開いた状態とし、改質ガス導出流路１３の
開閉弁２１を開状態のまま維持して改質ガス導出流路１
３の流通を維持し、改質反応部流路１１の開閉弁２２を
閉状態として改質反応部流路１１の流通を遮断し、更に
一定時間経過した後に改質ガス導出流路１３の開閉弁２
１を閉状態として改質ガス導出流路１３の流通を遮断す
るように各開閉弁１８、１９、２０、２１、２２を制御
するものを用い、この制御部１０と、各開閉弁１８、１
９，２０、２１、２２とでガス供給制御手段を構成する
ものである。また温度判定手段６は設けないものであ
る。他の構成は、図１に示すものと同様である。
の各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析
出が起こる温度以下である場合に用いることができるも
のである。この図２に示す改質装置では、改質反応部流
路１１に開閉弁２２を設け、原燃料ガス供給流路１６か
ら分岐する原燃料ガス副流路２３をシフト反応部２に接
続したものであり、また原燃料ガス供給流路１６に設け
る開閉弁１９として、原燃料ガス供給流路１６と原燃料
ガス副流路２３との分岐点に三方弁を設けるものであ
る。また制御部１０としては、改質装置を稼動させてい
る間は、水蒸気供給流路１５、改質ガス導出流路１３、
及び空気供給流路１７の各開閉弁１８、２０、２１を開
状態として各流路の流通を維持すると共に、原燃料ガス
供給流路１６の開閉弁１９を原燃料ガス供給流路１６の
下流側と上流側の流通を開くと共に原燃料ガス供給流路
１６と原燃料ガス副流路２３との流通を遮断する状態と
することにより改質ガスの生成を行うことができるよう
にし、改質装置の稼動を停止した時点で水蒸気供給流路
１５の開閉弁１８を閉状態として水蒸気供給流路１５の
流通を遮断し、原燃料ガス供給流路１６を、原燃料ガス
供給流路１６の下流側と上流側の間の流通を遮断すると
共に原燃料ガス供給流路１６と原燃料ガス副流路２３と
の間の流通を開いた状態とし、改質ガス導出流路１３の
開閉弁２１を開状態のまま維持して改質ガス導出流路１
３の流通を維持し、改質反応部流路１１の開閉弁２２を
閉状態として改質反応部流路１１の流通を遮断し、更に
一定時間経過した後に改質ガス導出流路１３の開閉弁２
１を閉状態として改質ガス導出流路１３の流通を遮断す
るように各開閉弁１８、１９、２０、２１、２２を制御
するものを用い、この制御部１０と、各開閉弁１８、１
９，２０、２１、２２とでガス供給制御手段を構成する
ものである。また温度判定手段６は設けないものであ
る。他の構成は、図１に示すものと同様である。
【００２２】このようにすると、改質装置の稼動を停止
した時点で、改質反応部１への水蒸気及び原燃料ガスの
供給が停止されると共に改質反応部１とシフト反応部２
とのガスの流通が遮断されて改質反応部１と改質反応部
１の外部とのガスの流通が全て遮断される。このときシ
フト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３には水蒸気が供
給されなくなるが、原燃料ガスの供給は維持される。こ
のとき改質装置のシフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応
部３に残存する水蒸気は原燃料ガスにより改質ガス導出
流路１３から改質装置外に押し出されて、改質装置内の
各シフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３内の水蒸気
が除去される。そして改質反応部１への水蒸気の供給が
停止されてから一定時間過後、シフト反応部２及びＣＯ
選択酸化反応部３内の水蒸気が全て除去されたら改質ガ
ス導出流路１３の流通が閉じると共に、原燃料ガスのシ
フト反応部２への供給は維持されるものであり、改質装
置の稼動を停止して各反応部の温度が下がり、各反応部
内のガスが収縮しても原燃料ガスにてシフト反応部２及
びＣＯ選択酸化反応部３内の圧力が常圧に保たれるもの
である。従って、改質装置が稼動中の各反応部の温度
が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以
下である場合にこのような図２に示す改質装置を用い、
改質装置の稼動を停止した後にシフト反応部２内に水蒸
気が残存することを防ぎ、シフト触媒が吸水した後、改
質装置を起動した際に加熱されてシフト触媒中の水分が
水蒸気となって膨張してシフト触媒が崩壊することを防
止することができるものであり、更に改質装置の稼動を
停止している際に、シフト反応部２に酸素が侵入してシ
フト触媒を酸化して触媒性能を低下させることを防ぐこ
とができるものである。ここで、図３に示す改質装置
は、改質装置が稼動中の各反応部の温度が、原燃料ガス
が熱分解して炭素の析出が起こる温度以下である場合に
おいて使用するものであるため、改質装置の稼動を停止
した後、改質装置の各反応部の温度が下がるまで水蒸気
の供給を維持する必要がないものであり、改質装置の稼
動を停止した後、シフト反応部２に残存する水蒸気の除
去を速やかに行うことができるものである。
した時点で、改質反応部１への水蒸気及び原燃料ガスの
供給が停止されると共に改質反応部１とシフト反応部２
とのガスの流通が遮断されて改質反応部１と改質反応部
１の外部とのガスの流通が全て遮断される。このときシ
フト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３には水蒸気が供
給されなくなるが、原燃料ガスの供給は維持される。こ
のとき改質装置のシフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応
部３に残存する水蒸気は原燃料ガスにより改質ガス導出
流路１３から改質装置外に押し出されて、改質装置内の
各シフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３内の水蒸気
が除去される。そして改質反応部１への水蒸気の供給が
停止されてから一定時間過後、シフト反応部２及びＣＯ
選択酸化反応部３内の水蒸気が全て除去されたら改質ガ
ス導出流路１３の流通が閉じると共に、原燃料ガスのシ
フト反応部２への供給は維持されるものであり、改質装
置の稼動を停止して各反応部の温度が下がり、各反応部
内のガスが収縮しても原燃料ガスにてシフト反応部２及
びＣＯ選択酸化反応部３内の圧力が常圧に保たれるもの
である。従って、改質装置が稼動中の各反応部の温度
が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以
下である場合にこのような図２に示す改質装置を用い、
改質装置の稼動を停止した後にシフト反応部２内に水蒸
気が残存することを防ぎ、シフト触媒が吸水した後、改
質装置を起動した際に加熱されてシフト触媒中の水分が
水蒸気となって膨張してシフト触媒が崩壊することを防
止することができるものであり、更に改質装置の稼動を
停止している際に、シフト反応部２に酸素が侵入してシ
フト触媒を酸化して触媒性能を低下させることを防ぐこ
とができるものである。ここで、図３に示す改質装置
は、改質装置が稼動中の各反応部の温度が、原燃料ガス
が熱分解して炭素の析出が起こる温度以下である場合に
おいて使用するものであるため、改質装置の稼動を停止
した後、改質装置の各反応部の温度が下がるまで水蒸気
の供給を維持する必要がないものであり、改質装置の稼
動を停止した後、シフト反応部２に残存する水蒸気の除
去を速やかに行うことができるものである。
【００２３】図３に示す改質装置では、改質反応部１に
温度判定手段６を設け、また制御部１０として、改質装
置を稼動させている際は、水蒸気供給流路１５、改質ガ
ス導出流路１３、及び空気供給流路１７の各開閉弁１
８、２０、２１を開状態として各流路の流通を維持する
と共に、原燃料ガス供給流路１６の開閉弁１９を原燃料
ガス供給流路１６の下流側と上流側の流通を開くと共に
原燃料ガス供給流路１６と原燃料ガス副流路２３との流
通を遮断する状態とすることにより改質ガスの生成を行
うことができるようにし、改質装置の稼動を停止した
後、改質装置内の温度が所定の設定値以下となったこと
が温度判定手段６にて判定された時点で水蒸気供給流路
１５及び空気供給流路１７の開閉弁１８、２０を閉状態
として水蒸気供給流路１５及ぶ空気供給流路１７の流通
を遮断し、原燃料ガス供給流路１６を、原燃料ガス供給
流路１６の下流側と上流側の間の流通を遮断すると共に
原燃料ガス供給流路１６と原燃料ガス副流路２３との間
の流通を開いた状態とし、改質ガス導出流路１３の開閉
弁２１を開状態のまま維持して改質ガス導出流路１３の
流通を維持し、改質反応部流路１１の開閉弁２２を閉状
態として改質反応部流路１１の流通を遮断し、更に一定
時間経過した後に改質ガス導出流路１３の開閉弁２１を
閉状態として改質ガス導出流路１３の流通を遮断するよ
うに各開閉弁１８、１９、２０、２１、２２を制御する
ものを用い、この制御部１０と各開閉弁１８、１９、２
０、２１、２２とでガス供給制御手段を構成するもので
ある。他の構成は、図２に示すものと同様である。
温度判定手段６を設け、また制御部１０として、改質装
置を稼動させている際は、水蒸気供給流路１５、改質ガ
ス導出流路１３、及び空気供給流路１７の各開閉弁１
８、２０、２１を開状態として各流路の流通を維持する
と共に、原燃料ガス供給流路１６の開閉弁１９を原燃料
ガス供給流路１６の下流側と上流側の流通を開くと共に
原燃料ガス供給流路１６と原燃料ガス副流路２３との流
通を遮断する状態とすることにより改質ガスの生成を行
うことができるようにし、改質装置の稼動を停止した
後、改質装置内の温度が所定の設定値以下となったこと
が温度判定手段６にて判定された時点で水蒸気供給流路
１５及び空気供給流路１７の開閉弁１８、２０を閉状態
として水蒸気供給流路１５及ぶ空気供給流路１７の流通
を遮断し、原燃料ガス供給流路１６を、原燃料ガス供給
流路１６の下流側と上流側の間の流通を遮断すると共に
原燃料ガス供給流路１６と原燃料ガス副流路２３との間
の流通を開いた状態とし、改質ガス導出流路１３の開閉
弁２１を開状態のまま維持して改質ガス導出流路１３の
流通を維持し、改質反応部流路１１の開閉弁２２を閉状
態として改質反応部流路１１の流通を遮断し、更に一定
時間経過した後に改質ガス導出流路１３の開閉弁２１を
閉状態として改質ガス導出流路１３の流通を遮断するよ
うに各開閉弁１８、１９、２０、２１、２２を制御する
ものを用い、この制御部１０と各開閉弁１８、１９、２
０、２１、２２とでガス供給制御手段を構成するもので
ある。他の構成は、図２に示すものと同様である。
【００２４】このようにすると、改質反応装置の各反応
部内の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起
こる温度以上である場合は、改質装置の稼動を停止した
時点では改質装置の各反応部への水蒸気の供給が維持さ
る。そしてこの状態で改質装置内の改質反応部１が冷却
されて、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温
度以下となったときに、改質反応部１への水蒸気及び原
燃料ガスの供給が停止されると共に改質反応部１とシフ
ト反応部２とのガスの流通が遮断されて改質反応部１と
改質反応部１の外部とのガスの流通が全て遮断される。
このときシフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３には
水蒸気が供給されなくなるが、原燃料ガスの供給は維持
される。このとき改質装置のシフト反応部２及びＣＯ選
択酸化反応部３に残存する水蒸気は原燃料ガスにより改
質ガス導出流路１３から改質装置外に押し出されて、改
質装置内の各シフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３
内の水蒸気が除去される。そして改質反応部１への水蒸
気の供給が停止されてから一定時間過後、シフト反応部
２及びＣＯ選択酸化反応部３内の水蒸気が全て除去され
たら改質ガス導出流路１３の流通が閉じると共に、原燃
料ガスのシフト反応部２への供給は維持されるものであ
り、改質装置の稼動を停止して各反応部の温度が下が
り、各反応部内のガスが収縮しても原燃料ガスにてシフ
ト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３内の圧力が常圧に
保たれるものである。従って、改質装置の稼動中の各反
応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起
こる温度以上の高温であっても、改質装置の稼動を停止
した後に原燃料ガスの熱分解を防いで改質装置内に炭素
を析出することを防止することができるものである。ま
た改質装置の稼動を停止した後にシフト反応部２内に水
蒸気が残存することを防ぎ、シフト触媒が吸水した後、
改質装置を起動した際に加熱されてシフト触媒中の水分
が水蒸気となって膨張してシフト触媒が崩壊することを
防止することができるものである。更に改質装置の稼動
を停止している際に、シフト反応部２に酸素が侵入して
シフト触媒を酸化して触媒性能を低下させることを防ぐ
ことができるものである。
部内の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起
こる温度以上である場合は、改質装置の稼動を停止した
時点では改質装置の各反応部への水蒸気の供給が維持さ
る。そしてこの状態で改質装置内の改質反応部１が冷却
されて、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温
度以下となったときに、改質反応部１への水蒸気及び原
燃料ガスの供給が停止されると共に改質反応部１とシフ
ト反応部２とのガスの流通が遮断されて改質反応部１と
改質反応部１の外部とのガスの流通が全て遮断される。
このときシフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３には
水蒸気が供給されなくなるが、原燃料ガスの供給は維持
される。このとき改質装置のシフト反応部２及びＣＯ選
択酸化反応部３に残存する水蒸気は原燃料ガスにより改
質ガス導出流路１３から改質装置外に押し出されて、改
質装置内の各シフト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３
内の水蒸気が除去される。そして改質反応部１への水蒸
気の供給が停止されてから一定時間過後、シフト反応部
２及びＣＯ選択酸化反応部３内の水蒸気が全て除去され
たら改質ガス導出流路１３の流通が閉じると共に、原燃
料ガスのシフト反応部２への供給は維持されるものであ
り、改質装置の稼動を停止して各反応部の温度が下が
り、各反応部内のガスが収縮しても原燃料ガスにてシフ
ト反応部２及びＣＯ選択酸化反応部３内の圧力が常圧に
保たれるものである。従って、改質装置の稼動中の各反
応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起
こる温度以上の高温であっても、改質装置の稼動を停止
した後に原燃料ガスの熱分解を防いで改質装置内に炭素
を析出することを防止することができるものである。ま
た改質装置の稼動を停止した後にシフト反応部２内に水
蒸気が残存することを防ぎ、シフト触媒が吸水した後、
改質装置を起動した際に加熱されてシフト触媒中の水分
が水蒸気となって膨張してシフト触媒が崩壊することを
防止することができるものである。更に改質装置の稼動
を停止している際に、シフト反応部２に酸素が侵入して
シフト触媒を酸化して触媒性能を低下させることを防ぐ
ことができるものである。
【００２５】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に記載の
改質装置は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給さ
れ、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成
する改質反応部と、この改質反応部にて生成された改質
ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性
シフト反応により低減させるシフト反応部と、このシフ
ト反応部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス
中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低減
するＣＯ選択酸化反応部とを具備する改質装置におい
て、改質装置の稼動を停止した後に改質反応部の温度が
所定値以下となったことを判定する温度判定手段と、温
度判定手段により改質反応部の温度が所定値以下となっ
たことが判定された時点で改質反応部への水蒸気の供給
を停止すると共に改質反応部へ原燃料ガスを供給するガ
ス供給制御手段とを具備するため、上記の所定値として
原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下の
温度を設定し、改質反応装置の各反応部内の温度が、原
燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以上であ
る場合は、改質装置の稼動を停止した時点では改質装置
の各反応部への水蒸気の供給が維持され、改質装置の稼
動中の各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素
の析出が起こる温度以上の高温であっても、改質装置の
稼動を停止した後に原燃料ガスが改質装置の各反応部内
において熱分解することを防いで改質装置内に炭素を析
出することを防止することができるものであり、またこ
の状態で改質装置内の改質反応部が冷却されて、原燃料
ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下となった
ときに、各反応部への水蒸気の供給が停止され、このと
き改質装置の各反応部に残存する水蒸気は原燃料により
改質ガス導出流路から改質装置外に押し出されて、改質
装置内の各反応部内の水蒸気が除去され、改質装置の稼
動を停止した後にシフト反応部内に水蒸気が残存するこ
とを防いで、シフト触媒が吸水した後、改質装置を起動
した際に加熱されてシフト触媒中の水分が水蒸気となっ
て膨張してシフト触媒が崩壊することを防止することが
できるものであり、更に原燃料ガスにて各反応部内の圧
力を常圧に保ち、シフト反応部に酸素が侵入してシフト
触媒を酸化し、触媒性能が低下することを防ぐことがで
きるものである。
改質装置は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給さ
れ、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成
する改質反応部と、この改質反応部にて生成された改質
ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性
シフト反応により低減させるシフト反応部と、このシフ
ト反応部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス
中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低減
するＣＯ選択酸化反応部とを具備する改質装置におい
て、改質装置の稼動を停止した後に改質反応部の温度が
所定値以下となったことを判定する温度判定手段と、温
度判定手段により改質反応部の温度が所定値以下となっ
たことが判定された時点で改質反応部への水蒸気の供給
を停止すると共に改質反応部へ原燃料ガスを供給するガ
ス供給制御手段とを具備するため、上記の所定値として
原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下の
温度を設定し、改質反応装置の各反応部内の温度が、原
燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以上であ
る場合は、改質装置の稼動を停止した時点では改質装置
の各反応部への水蒸気の供給が維持され、改質装置の稼
動中の各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解して炭素
の析出が起こる温度以上の高温であっても、改質装置の
稼動を停止した後に原燃料ガスが改質装置の各反応部内
において熱分解することを防いで改質装置内に炭素を析
出することを防止することができるものであり、またこ
の状態で改質装置内の改質反応部が冷却されて、原燃料
ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下となった
ときに、各反応部への水蒸気の供給が停止され、このと
き改質装置の各反応部に残存する水蒸気は原燃料により
改質ガス導出流路から改質装置外に押し出されて、改質
装置内の各反応部内の水蒸気が除去され、改質装置の稼
動を停止した後にシフト反応部内に水蒸気が残存するこ
とを防いで、シフト触媒が吸水した後、改質装置を起動
した際に加熱されてシフト触媒中の水分が水蒸気となっ
て膨張してシフト触媒が崩壊することを防止することが
できるものであり、更に原燃料ガスにて各反応部内の圧
力を常圧に保ち、シフト反応部に酸素が侵入してシフト
触媒を酸化し、触媒性能が低下することを防ぐことがで
きるものである。
【００２６】また本発明の請求項２に記載の改質装置
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガスが
供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シフト
反応により低減させるシフト反応部と、このシフト反応
部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残
存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低減するＣ
Ｏ選択酸化反応部とを具備する改質装置において、改質
装置の稼動を停止した時点で改質反応部と改質反応部外
とのガスの流通を遮断すると共に原燃料ガスをシフト反
応部へ供給するガス供給制御手段とを具備するため、改
質装置の稼動を停止した時点で、シフト反応部及びＣＯ
選択酸化反応部に残存する水蒸気は原燃料により改質ガ
ス導出流路から改質装置外に押し出されて、改質装置内
の各反応部内の水蒸気が除去され、改質装置の稼動を停
止した後にシフト反応部内に水蒸気が残存することを防
いで、シフト触媒が吸水した後、改質装置を起動した際
に加熱されてシフト触媒中の水分が水蒸気となって膨張
してシフト触媒が崩壊することを防止することができる
ものであり、更に原燃料ガスにて各シフト反応部内の圧
力を常圧に保ち、シフト反応部に酸素が侵入してシフト
触媒を酸化し、触媒性能が低下することを防ぐことがで
きるものである。また改質装置が稼動中の各反応部の温
度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度
以下である場合において、改質装置の稼動を停止した
後、改質装置の各反応部の温度が下がるまで水蒸気の供
給を維持する必要がないものであり、改質装置の稼動を
停止した後、シフト反応部に残存する水蒸気の除去を速
やかに行うことができるものである。
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガスが
供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シフト
反応により低減させるシフト反応部と、このシフト反応
部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残
存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低減するＣ
Ｏ選択酸化反応部とを具備する改質装置において、改質
装置の稼動を停止した時点で改質反応部と改質反応部外
とのガスの流通を遮断すると共に原燃料ガスをシフト反
応部へ供給するガス供給制御手段とを具備するため、改
質装置の稼動を停止した時点で、シフト反応部及びＣＯ
選択酸化反応部に残存する水蒸気は原燃料により改質ガ
ス導出流路から改質装置外に押し出されて、改質装置内
の各反応部内の水蒸気が除去され、改質装置の稼動を停
止した後にシフト反応部内に水蒸気が残存することを防
いで、シフト触媒が吸水した後、改質装置を起動した際
に加熱されてシフト触媒中の水分が水蒸気となって膨張
してシフト触媒が崩壊することを防止することができる
ものであり、更に原燃料ガスにて各シフト反応部内の圧
力を常圧に保ち、シフト反応部に酸素が侵入してシフト
触媒を酸化し、触媒性能が低下することを防ぐことがで
きるものである。また改質装置が稼動中の各反応部の温
度が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度
以下である場合において、改質装置の稼動を停止した
後、改質装置の各反応部の温度が下がるまで水蒸気の供
給を維持する必要がないものであり、改質装置の稼動を
停止した後、シフト反応部に残存する水蒸気の除去を速
やかに行うことができるものである。
【００２７】また本発明の請求項３に記載の改質装置
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガスが
供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シフト
反応により低減させるシフト反応部と、このシフト反応
部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残
存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低減するＣ
Ｏ選択酸化反応部とを具備する改質装置において、改質
装置の稼動を停止した後に改質反応部の温度が所定値以
下になったことを判定する温度判定手段と、温度判定手
段により改質反応部の温度が所定値以下となったことが
判定された時点で改質反応部と改質反応部外とのガスの
流通を遮断すると共に原燃料ガスをシフト反応部へ供給
するガス供給制御手段を具備するため、上記の所定値と
して原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以
下の温度を設定し、改質反応装置の各反応部内の温度
が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以
上である場合は、改質装置の稼動を停止した時点では改
質装置の各反応部への水蒸気の供給が維持され、改質装
置の稼動中の各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解し
て炭素の析出が起こる温度以上の高温であっても、改質
装置の稼動を停止した後に原燃料ガスが改質装置の各反
応部内において熱分解することを防いで改質装置内に炭
素を析出することを防止することができるものであり、
またこの状態で改質装置内の改質反応部が冷却されて、
原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下と
なったときにシフト反応部及びＣＯ選択酸化反応部に残
存する水蒸気は原燃料により改質ガス導出流路から改質
装置外に押し出されて、改質装置内の各反応部内の水蒸
気が除去され、改質装置の稼動を停止した後にシフト反
応部内に水蒸気が残存することを防いで、シフト触媒が
吸水した後、改質装置を起動した際に加熱されてシフト
触媒中の水分が水蒸気となって膨張してシフト触媒が崩
壊することを防止することができるものであり、更に原
燃料ガスにて各シフト反応部内の圧力を常圧に保ち、シ
フト反応部に酸素が侵入してシフト触媒を酸化し、触媒
性能が低下することを防ぐことができるものである。
は、炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給され、水蒸
気改質反応により水素リッチな改質ガスを生成させる改
質反応部と、この改質反応部にて生成された改質ガスが
供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水性シフト
反応により低減させるシフト反応部と、このシフト反応
部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガス中に残
存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低減するＣ
Ｏ選択酸化反応部とを具備する改質装置において、改質
装置の稼動を停止した後に改質反応部の温度が所定値以
下になったことを判定する温度判定手段と、温度判定手
段により改質反応部の温度が所定値以下となったことが
判定された時点で改質反応部と改質反応部外とのガスの
流通を遮断すると共に原燃料ガスをシフト反応部へ供給
するガス供給制御手段を具備するため、上記の所定値と
して原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以
下の温度を設定し、改質反応装置の各反応部内の温度
が、原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以
上である場合は、改質装置の稼動を停止した時点では改
質装置の各反応部への水蒸気の供給が維持され、改質装
置の稼動中の各反応部の温度が、原燃料ガスが熱分解し
て炭素の析出が起こる温度以上の高温であっても、改質
装置の稼動を停止した後に原燃料ガスが改質装置の各反
応部内において熱分解することを防いで改質装置内に炭
素を析出することを防止することができるものであり、
またこの状態で改質装置内の改質反応部が冷却されて、
原燃料ガスが熱分解して炭素の析出が起こる温度以下と
なったときにシフト反応部及びＣＯ選択酸化反応部に残
存する水蒸気は原燃料により改質ガス導出流路から改質
装置外に押し出されて、改質装置内の各反応部内の水蒸
気が除去され、改質装置の稼動を停止した後にシフト反
応部内に水蒸気が残存することを防いで、シフト触媒が
吸水した後、改質装置を起動した際に加熱されてシフト
触媒中の水分が水蒸気となって膨張してシフト触媒が崩
壊することを防止することができるものであり、更に原
燃料ガスにて各シフト反応部内の圧力を常圧に保ち、シ
フト反応部に酸素が侵入してシフト触媒を酸化し、触媒
性能が低下することを防ぐことができるものである。
【００２８】また本発明の請求項４に記載の改質装置
は、請求項１又は２の構成に加えて、温度判定手段とし
て、改質反応部の温度を測定する温度測定装置を具備す
るため、改質装置内の温度が、所定の設定値以下となっ
たことの判定を、改質反応部内の温度を測定することに
より正確に行うことができるので、改質反応部への原燃
料ガス及び水蒸気の供給・停止の切替時期を正確に判定
するこができるものである。
は、請求項１又は２の構成に加えて、温度判定手段とし
て、改質反応部の温度を測定する温度測定装置を具備す
るため、改質装置内の温度が、所定の設定値以下となっ
たことの判定を、改質反応部内の温度を測定することに
より正確に行うことができるので、改質反応部への原燃
料ガス及び水蒸気の供給・停止の切替時期を正確に判定
するこができるものである。
【００２９】また本発明の請求項５に記載の改質装置
は、請求項１又は３の構成に加えて、温度判定手段とし
て、改質反応部の稼動を停止させたときかから一定時間
経過した際に、改質反応部の温度が所定値以下となった
と判定してガス供給制御手段を作動させるタイマーを具
備するため、改質装置内の温度が、所定の設定値以下と
なったことの判定を、時間制御により正確に行うことが
できるので、改質反応部への原燃料ガス及び水蒸気の供
給・停止の切替時期を正確に判定するこができるもので
ある。
は、請求項１又は３の構成に加えて、温度判定手段とし
て、改質反応部の稼動を停止させたときかから一定時間
経過した際に、改質反応部の温度が所定値以下となった
と判定してガス供給制御手段を作動させるタイマーを具
備するため、改質装置内の温度が、所定の設定値以下と
なったことの判定を、時間制御により正確に行うことが
できるので、改質反応部への原燃料ガス及び水蒸気の供
給・停止の切替時期を正確に判定するこができるもので
ある。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示す概略図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施の形態の更に他例を示す概略図で
ある。
ある。
１ 改質反応部 ２ シフト反応部 ３ ＣＯ選択酸化反応部 ６ 温度判定手段
Claims (5)
- 【請求項１】 炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成する改質反応部と、この改質反応部にて生成された改
質ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを水
性シフト反応により低減させるシフト反応部と、このシ
フト反応部にて処理された改質ガスが供給され、改質ガ
ス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に低
減するＣＯ選択酸化反応部とを具備する改質装置におい
て、改質装置の稼動を停止した後に改質反応部の温度が
所定値以下となったことを判定する温度判定手段と、温
度判定手段により改質反応部の温度が所定値以下となっ
たことが判定された時点で改質反応部への水蒸気の供給
を停止すると共に改質反応部へ原燃料ガスを供給するガ
ス供給制御手段とを具備して成ることを特徴とする改質
装置。 - 【請求項２】 炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成させる改質反応部と、この改質反応部にて生成された
改質ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを
水性シフト反応により低減させるシフト反応部と、この
シフト反応部にて処理された改質ガスが供給され、改質
ガス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に
低減するＣＯ選択酸化反応部とを具備する改質装置にお
いて、改質装置の稼動を停止した時点で改質反応部と改
質反応部外とのガスの流通を遮断すると共に原燃料ガス
をシフト反応部へ供給するガス供給制御手段とを具備し
て成ることを特徴とする改質装置。 - 【請求項３】 炭化水素系の原燃料ガスと水蒸気が供給
され、水蒸気改質反応により水素リッチな改質ガスを生
成させる改質反応部と、この改質反応部にて生成された
改質ガスが供給され、改質ガス中に含まれるＣＯガスを
水性シフト反応により低減させるシフト反応部と、この
シフト反応部にて処理された改質ガスが供給され、改質
ガス中に残存するＣＯガスを酸化して、ＣＯガスを更に
低減するＣＯ選択酸化反応部とを具備する改質装置にお
いて、改質装置の稼動を停止した後に改質反応部の温度
が所定値以下になったことを判定する温度判定手段と、
温度判定手段により改質反応部の温度が所定値以下とな
ったことが判定された時点で改質反応部と改質反応部外
とのガスの流通を遮断すると共に原燃料ガスをシフト反
応部へ供給するガス供給制御手段を具備して成ることを
特徴とする改質装置。 - 【請求項４】 温度判定手段として、改質反応部の温度
を測定してガス供給制御手段を作動させる温度測定装置
を具備して成ることを特徴とする請求項１又は３に記載
の改質装置。 - 【請求項５】 温度判定手段として、改質反応部の稼動
を停止させたときかから一定時間経過した際に、改質反
応部の温度が所定値以下となったと判定するタイマーを
具備して成ることを特徴とする請求項１又は３に記載の
改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26760998A JP4174869B2 (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | 改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26760998A JP4174869B2 (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | 改質装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006282932A Division JP4800174B2 (ja) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | 改質装置及びその運転方法 |
| JP2007293573A Division JP4175432B2 (ja) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | 改質装置及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000095504A true JP2000095504A (ja) | 2000-04-04 |
| JP4174869B2 JP4174869B2 (ja) | 2008-11-05 |
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ID=17447105
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26760998A Expired - Fee Related JP4174869B2 (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | 改質装置 |
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| JP (1) | JP4174869B2 (ja) |
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