JP2003261302A - Hydrogen production apparatus and fuel cell system - Google Patents

Hydrogen production apparatus and fuel cell system

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JP2003261302A
JP2003261302A JP2002062616A JP2002062616A JP2003261302A JP 2003261302 A JP2003261302 A JP 2003261302A JP 2002062616 A JP2002062616 A JP 2002062616A JP 2002062616 A JP2002062616 A JP 2002062616A JP 2003261302 A JP2003261302 A JP 2003261302A
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JP
Japan
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shift
unit
section
purification
heat recovery
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Application number
JP2002062616A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Fujiwara
誠二 藤原
Kunihiro Ukai
邦弘 鵜飼
Kiyoshi Taguchi
清 田口
Hidenobu Wakita
英延 脇田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen production apparatus using a transforming apparatus capable of surely decreasing carbon monoxide in a reformed gas and a fuel cell system using the hydrogen production apparatus. <P>SOLUTION: The transforming apparatus is provided with a transforming part 6 connected to a reforming part 1 and having a transforming catalytic body 7 inside and a purification inlet heat recovering part 9 which is connected to the downstream side of the transforming part 6 and one end of which has a purification inlet water supply part 10 and another end of which is connected to the transforming part 6 and moreover, the transforming apparatus is provided with a transforming temperature detecting part 8 for detecting the temperature of the transforming part 6 and a control part 20 connected to the transforming temperature detecting part 8 and the purification inlet water supply part 10. Water is supplied from the purification inlet water supply part 10 and exchanges heat with the reformed gas to be supplied to the transforming part 6. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素を燃料とする
固体高分子型燃料電池などの、水素生成装置、およびこ
の水素生成装置を使用した燃料電池システムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrogen generator such as a solid polymer fuel cell using hydrogen as a fuel, and a fuel cell system using the hydrogen generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】エネルギーを有効に利用する分散型発電
装置として、発電効率および総合効率の高い燃料電池コ
ージェネレーションシステムが注目されている。
2. Description of the Related Art A fuel cell cogeneration system, which has high power generation efficiency and high overall efficiency, has been attracting attention as a distributed power generation device that effectively uses energy.

【0003】燃料電池の多く、例えば実用化されている
リン酸型燃料電池や、開発が進められている固体高分子
型燃料電池は、水素を燃料として発電する。しかし、水
素はインフラとして整備されていないため、システムの
設置場所において生成させる必要がある。
Many of the fuel cells, for example, the phosphoric acid type fuel cell which has been put into practical use and the solid polymer type fuel cell which is being developed, generate electricity using hydrogen as a fuel. However, hydrogen has not been prepared as an infrastructure, so it must be generated at the system installation site.

【0004】水素生成方法の一つとして、水蒸気改質法
がある。天然ガス、LPG、ナフサ、ガソリン、灯油等
の炭化水素系、メタノール等のアルコール系の原料を水
と混合して、改質触媒を設けた改質部で水蒸気改質反応
させ、水素を発生させる方法である。
A steam reforming method is one of the methods for producing hydrogen. Hydrocarbon-based materials such as natural gas, LPG, naphtha, gasoline, kerosene, and alcohol-based materials such as methanol are mixed with water, and a steam reforming reaction is carried out in a reforming section provided with a reforming catalyst to generate hydrogen. Is the way.

【0005】この水蒸気改質反応では一酸化炭素が副成
分として生成するが、一酸化炭素は燃料電池電極触媒を
被毒するため、特に固体高分子型燃料電池に対しては、
改質ガス中の一酸化炭素濃度を100ppm以下、好ま
しくは10ppm以下に除去する必要がある。
In this steam reforming reaction, carbon monoxide is produced as an auxiliary component. Since carbon monoxide poisons the fuel cell electrode catalyst, especially for polymer electrolyte fuel cells,
It is necessary to remove the carbon monoxide concentration in the reformed gas to 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less.

【0006】通常、水素生成装置は、改質ガス中の一酸
化炭素を除去するため改質部の後に、一酸化炭素と水蒸
気を反応させる変成触媒を有する変成部と、一酸化炭素
を空気中の酸素と選択酸化反応させる浄化触媒を有する
浄化部を設けて、改質ガス中の一酸化炭素濃度を100
ppm以下にまで低減する。
Usually, a hydrogen generator is equipped with a shift conversion section having a shift conversion catalyst for reacting carbon monoxide and steam after the reforming section to remove carbon monoxide in the reformed gas, and the carbon monoxide in the air. A purifying unit having a purifying catalyst that causes a selective oxidation reaction with the oxygen in the reformed gas is provided to increase the carbon monoxide concentration in the reformed gas to 100
Reduce to below ppm.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常変成触媒
は水を多く供給するほど一酸化炭素を低減できるが、一
方で水を供給することによって変成触媒を冷却してしま
い、変成触媒の温度が低下すると一酸化炭素を低減でき
ないことがあった。
However, although the shift catalyst usually can reduce carbon monoxide by supplying more water, on the other hand, the shift catalyst is cooled by supplying water, so that the temperature of the shift catalyst is increased. When it decreased, carbon monoxide could not be decreased in some cases.

【0008】例えば、変成部に水を供給する際、変成部
に供給する改質ガスの温度が低い場合には、室温程度の
水を供給すると変成触媒の温度が低下してしまい、改質
ガス中の一酸化炭素濃度を低減できないことがあった。
For example, when the temperature of the reformed gas to be supplied to the shift conversion section is low when water is supplied to the shift conversion section, the temperature of the shift conversion catalyst is lowered when water at about room temperature is supplied, so that the reformed gas is reduced. In some cases, the carbon monoxide concentration could not be reduced.

【0009】また、特願H10−255001において
は、変成部に供給する水量を増減させ、変成部の温度を
一定に保持する水素生成装置が開示されている。しか
し、変成触媒の温度を一定に保つよう供給水量を増減さ
せる方法では、変成触媒が一酸化炭素を低減するために
必要な水量を供給できず、改質ガス中の一酸化炭素濃度
が充分に低減されないことがあった。
Further, Japanese Patent Application No. H10-255001 discloses a hydrogen generator which keeps the temperature of the shift conversion section constant by increasing or decreasing the amount of water supplied to the shift conversion section. However, in the method of increasing / decreasing the amount of supplied water so as to keep the temperature of the shift catalyst constant, the shift catalyst cannot supply the amount of water necessary for reducing carbon monoxide, and the concentration of carbon monoxide in the reformed gas is insufficient. In some cases, it was not reduced.

【0010】本発明は、上記課題を考慮し、改質ガス中
の一酸化炭素を確実に低減させることができる変成装置
を使用した水素生成装置、またはその水素生成装置を使
用した燃料電池システムを提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a hydrogen generator using a shift converter capable of reliably reducing carbon monoxide in a reformed gas, or a fuel cell system using the hydrogen generator. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決する手段】第1の本発明(請求項1に対
応)は、原料を改質する改質部の下流に接続され、内部
に第1変成触媒を有する第1変成部と、前記第1変成部
の下流に接続され、その一端に第1水供給部を有し、そ
の他端が前記第1変成部の第1変成触媒の上流側に接続
される第1熱回収部と、を備える変成部を有する水素生
成装置である。
According to a first aspect of the present invention (corresponding to claim 1), a first shift section connected downstream of a reforming section for reforming a raw material and having a first shift catalyst therein, A first heat recovery unit that is connected to the downstream of the first shift conversion unit, has a first water supply unit at one end, and has the other end connected to the upstream side of the first shift conversion catalyst of the first shift conversion unit; It is a hydrogen generator which has a transformation part provided with.

【0012】第2の本発明(請求項2に対応)は、前記
第1変成部の温度を検出するための第1変成温度検出部
と、前記第1変成温度検出部および前記第1水供給部に
接続される制御部と、を備える第1の本発明の水素生成
装置である。
A second aspect of the present invention (corresponding to claim 2) is a first shift temperature detecting portion for detecting the temperature of the first shift portion, the first shift temperature detecting portion and the first water supply. And a control unit connected to the unit.

【0013】第3の本発明(請求項3に対応)は、前記
制御部に接続された第2水供給部を有し、前記第1熱回
収部の下流に接続される浄化部に配置され、前記第1変
成部の第1変成触媒の上流側にその一部が接続される、
第2熱回収部をさらに備える、第1または第2の本発明
の水素生成装置である。
A third aspect of the present invention (corresponding to claim 3) has a second water supply section connected to the control section, and is arranged in a purifying section connected downstream of the first heat recovery section. A part of which is connected to the upstream side of the first shift conversion catalyst of the first shift conversion section,
It is a hydrogen generator of the 1st or 2nd of the present invention further provided with the 2nd heat recovery part.

【0014】第4の本発明(請求項4に対応)は、前記
制御部に接続された第3水供給部を有し、前記第1変成
部に配置され、前記第1変成部の第1変成触媒の上流側
にその一部が接続される、第3熱回収部をさらに備え
る、第1〜3の本発明のいずれかの水素生成装置であ
る。
A fourth aspect of the present invention (corresponding to claim 4) has a third water supply section connected to the control section, is disposed in the first shift conversion section, and is the first of the first shift conversion sections. The hydrogen generating apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, further including a third heat recovery unit, a part of which is connected to an upstream side of the shift catalyst.

【0015】第5の本発明(請求項5に対応)は、前記
第1熱回収部の下流に第2変成触媒を有する第2変成部
が接続され、前記第2変成部に、前記制御部に接続され
た第2変成温度検出部が設置され、その一端に、前記制
御部に接続された第4水供給部を有し、前記第2変成部
の下流に設置され、その他端が前記第1変成部の第1変
成触媒の上流側、または前記第2変成部の第二変成触媒
の上流側に接続される、第4熱回収部を備える、第1〜
4の本発明の水素生成装置である。
In a fifth aspect of the present invention (corresponding to claim 5), a second shift section having a second shift catalyst is connected downstream of the first heat recovery section, and the control section is connected to the second shift section. A second shift temperature detection unit connected to the control unit is installed at one end thereof, and a fourth water supply unit connected to the control unit is provided at one end of the second shift temperature detection unit. A first heat recovery section, which is connected to the upstream side of the first shift catalyst of the first shift section or upstream of the second shift catalyst of the second shift section,
4 is a hydrogen generator of the present invention.

【0016】第6の本発明(請求項6に対応)は、前記
改質部と前記第1変成部との間に接続され、前記第1熱
回収部、前記第2熱回収部、前記第3熱回収部、または
前記第4熱回収部の一部が接続された、改質ガスと水と
を混合させる混合部が設けられ、前記混合部において混
合された流体が前記第1変成触媒の上流側に供給され
る、第1〜5の本発明のいずれかの水素生成装置であ
る。
According to a sixth aspect of the present invention (corresponding to claim 6), the first heat recovery section, the second heat recovery section, and the second heat recovery section are connected between the reforming section and the first shift conversion section. A 3 heat recovery part, or a part of the fourth heat recovery part is connected, and a mixing part for mixing the reformed gas and water is provided, and the fluid mixed in the mixing part is the first shift catalyst. The hydrogen generator of any one of the first to fifth aspects of the present invention, which is supplied to the upstream side.

【0017】第7の本発明(請求項7に対応)は、第1
〜6の本発明のいずれかの水素生成装置と、前記水素生
成装置から出されるガスを使用して発電する燃料電池
と、を備える燃料電池システムである。
A seventh aspect of the present invention (corresponding to claim 7) is the first aspect.
A fuel cell system comprising: the hydrogen generating device according to any one of the first to sixth aspects of the present invention; and a fuel cell that uses the gas emitted from the hydrogen generating device to generate electricity.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1における水素生成装置の構成図である。同図におい
て、本発明の改質部の一例である改質部1は、改質触媒
2、改質触媒2に原料を供給する原料供給部3、改質触
媒2に水を供給する改質水供給部4、改質部1を加熱す
る改質加熱部5を備えている。そして、改質部1の下流
には本発明の第1変成部の一例である変成部6が接続さ
れている。変成部6には、改質部1から供給された改質
ガス中の一酸化炭素を変成反応によって低減させる本発
明の第1変成触媒の一例である変成触媒体7が収められ
ている。本実施の形態においては変成触媒体7として、
金属酸化物にPtを担持した後コージェライトハニカム
にコーティングしたものを用いている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram of a hydrogen generator according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a reforming unit 1, which is an example of the reforming unit of the present invention, includes a reforming catalyst 2, a raw material supply unit 3 that supplies a raw material to the reforming catalyst 2, and a reforming unit that supplies water to the reforming catalyst 2. A water supply unit 4 and a reforming heating unit 5 for heating the reforming unit 1 are provided. A metamorphic section 6 which is an example of the first metamorphic section of the present invention is connected downstream of the reforming section 1. The shift conversion section 6 contains a shift conversion catalyst body 7, which is an example of the first shift catalyst of the present invention for reducing carbon monoxide in the reformed gas supplied from the reforming section 1 by a shift reaction. In the present embodiment, as the shift catalyst body 7,
A metal oxide supporting Pt and then coating a cordierite honeycomb is used.

【0020】そして、変成部6には、改質部1から変成
部6に供給された改質ガスの温度を検出するための本発
明の第1変成温度検出部の一例である変成温度検出部8
が変成触媒体7の上流側に挿入されている。また、変成
部6の下流には、配管をコイル状に形成した、本発明の
第1熱回収部の一例である浄化入口熱回収部9が設置さ
れている。浄化入口熱回収部9の一端には本発明の第1
水供給部の一例である浄化入口水供給部10が接続され
ている。そして、浄化入口熱回収部9の他端は、変成部
6の変成触媒体7の上流側に接続されている。
In the shift conversion section 6, a shift temperature detection section, which is an example of the first shift temperature detection section of the present invention for detecting the temperature of the reformed gas supplied from the reforming section 1 to the shift section 6, is provided. 8
Are inserted on the upstream side of the shift catalyst body 7. In addition, a purification inlet heat recovery unit 9 that is an example of the first heat recovery unit of the present invention, in which the pipe is formed in a coil shape, is installed downstream of the shift conversion unit 6. The first of the present invention is provided at one end of the purification inlet heat recovery section 9.
A purification inlet water supply unit 10, which is an example of a water supply unit, is connected. The other end of the purification inlet heat recovery unit 9 is connected to the upstream side of the shift conversion catalyst body 7 of the shift conversion unit 6.

【0021】浄化入口熱回収部9の下流には、本発明の
浄化部の一例である浄化部11が接続され、浄化部11
には浄化触媒体12が収められている。浄化触媒体12
としては、PtとRuを混合させて金属酸化物に担持し
た後、コージェライトハニカムにコーティングしたもの
が使用されている。
Downstream of the purification inlet heat recovery section 9, a purification section 11 which is an example of the purification section of the present invention is connected.
The purifying catalyst 12 is housed in. Purification catalyst 12
For this, a mixture of Pt and Ru supported on a metal oxide and then coated on a cordierite honeycomb is used.

【0022】そして、浄化部11には、その上流側に空
気ポンプ13が設置されている。また、浄化触媒体12
の上流には、変成部6から浄化部11に供給された改質
ガスの温度を検出するための浄化温度検出部14が設置
されている。また、浄化触媒体12の上流には、変成部
6から浄化部11に供給された改質ガスを浄化部11の
外側から冷却するための浄化冷却ファン15が設置され
ている。
An air pump 13 is installed on the upstream side of the purification section 11. In addition, the purification catalyst 12
A purification temperature detection unit 14 for detecting the temperature of the reformed gas supplied from the shift conversion unit 6 to the purification unit 11 is installed upstream of. A purification cooling fan 15 for cooling the reformed gas supplied from the shift conversion unit 6 to the purification unit 11 from the outside of the purification unit 11 is installed upstream of the purification catalyst body 12.

【0023】そして、変成温度検出部8、浄化入口水供
給部10、空気ポンプ13、浄化冷却ファン15は、本
発明の制御部の一例である制御部20に接続されてい
る。
The shift temperature detecting section 8, the purification inlet water supply section 10, the air pump 13, and the purification cooling fan 15 are connected to a control section 20 which is an example of the control section of the present invention.

【0024】このように、図1に示す水素生成装置は、
本発明の変成部の一例である、変成部6、浄化入口熱回
収部9、および制御装置20を備える、変成装置を構成
要素としている。
As described above, the hydrogen generator shown in FIG.
The shift device, which is an example of the shift unit of the present invention, including the shift unit 6, the purification inlet heat recovery unit 9, and the control device 20 is a component.

【0025】次に上記の構成における水素生成装置の動
作を、メタンガスを原料とした例で説明する。
Next, the operation of the hydrogen generator having the above structure will be described with reference to an example in which methane gas is used as a raw material.

【0026】まず、改質水供給部4から水を供給し、改
質加熱部5に原料ガスであるメタンガスの一部を供給し
て、改質部1を加熱して水蒸気を発生させる。そして、
改質触媒2が所定の温度まで上昇すると、原料ガスであ
るメタンガスを原料供給部3から改質部1に供給し、改
質触媒2において改質反応を生じさせる。次に改質反応
により生じた改質ガスは、変成部6に送られる。
First, water is supplied from the reforming water supply unit 4, a part of methane gas as a raw material gas is supplied to the reforming heating unit 5, and the reforming unit 1 is heated to generate steam. And
When the reforming catalyst 2 rises to a predetermined temperature, methane gas as a raw material gas is supplied from the raw material supply unit 3 to the reforming unit 1 to cause the reforming reaction in the reforming catalyst 2. Next, the reformed gas generated by the reforming reaction is sent to the shift converter 6.

【0027】変成部6に導入された改質ガスは、浄化入
口水供給部10から供給された水とともに、変成触媒体
7において変成反応を生じ、改質ガスに含まれる一酸化
炭素が低減される。このとき、浄化入口水供給部10か
ら供給された水は、浄化入口熱回収部9において変成部
6から出された改質ガスと熱交換することにより、昇温
された状態で変成触媒体7の上流に供給される。
The reformed gas introduced into the shift conversion section 6 causes a shift reaction in the shift conversion catalyst body 7 together with the water supplied from the purification inlet water supply section 10, and carbon monoxide contained in the reformed gas is reduced. It At this time, the water supplied from the purification inlet water supply unit 10 exchanges heat with the reformed gas discharged from the shift conversion unit 6 in the purification inlet heat recovery unit 9, so that the shift conversion catalyst body 7 is heated. Is supplied upstream.

【0028】そして、変成温度検出部8によって変成触
媒体7の上流の温度(以下、変成触媒体7の温度とい
う。)を検出し、変成触媒体7の温度が所定の温度より
低下した場合は、制御部20は、浄化入口水供給部10
から供給される水の量を制限するよう浄化入口水供給部
10に指令を出す。このとき、浄化入口水供給部10
は、弁(図示せず)を絞ることにより、浄化入口熱回収
部9を介して変成部6に供給される水の量が低下し、ま
た同時に浄化入口熱回収部9を通過する水量が少なくな
り、水の温度上昇幅が大きくなる。このようにして、変
成部6内の必要以上の温度の低下が防止される。
Then, the shift temperature detector 8 detects the temperature upstream of the shift catalyst body 7 (hereinafter referred to as the temperature of the shift catalyst body 7), and when the temperature of the shift catalyst body 7 falls below a predetermined temperature, The control unit 20 controls the purification inlet water supply unit 10
A command is issued to the purification inlet water supply unit 10 to limit the amount of water supplied from the purification inlet water supply unit 10. At this time, the purification inlet water supply unit 10
Reduces the amount of water supplied to the shift conversion unit 6 via the purification inlet heat recovery unit 9 and reduces the amount of water passing through the purification inlet heat recovery unit 9 at the same time. Therefore, the temperature rise range of water becomes large. In this way, it is possible to prevent the temperature in the transformation section 6 from being lowered more than necessary.

【0029】また反対に、変成部6内の温度が必要以上
に上昇するときには、制御部20は、浄化入口水供給部
10から供給される水の量を増加させるように指令を出
す。すると、浄化入口水供給部10は弁を開放するよう
動作させ、変成部6に供給する水の量を増加させる。そ
れにより、浄化入口熱回収部9を通過する水の量が増加
するため、水の温度上昇幅が小さくなり、変成部6内の
温度が必要以上に上昇して変成触媒体7の性能が低下す
ることを防止することができる。
On the contrary, when the temperature in the shift conversion section 6 rises more than necessary, the control section 20 issues a command to increase the amount of water supplied from the purification inlet water supply section 10. Then, the purification inlet water supply unit 10 operates to open the valve, and increases the amount of water supplied to the shift conversion unit 6. As a result, the amount of water passing through the purification inlet heat recovery section 9 increases, the temperature rise width of the water decreases, the temperature inside the shift conversion section 6 rises more than necessary, and the performance of the shift conversion catalyst body 7 decreases. Can be prevented.

【0030】ここで、変成部6に供給される水量が多い
場合には改質ガスの水蒸気露点が高くなる。例えば、本
実施の形態の水素生成装置の後流に固体高分子型燃料電
池を設けた場合に、燃料電池内の改質ガス流路(図示せ
ず)において水が凝縮することによってガス流路が詰ま
り特性が低下することがあるため、その水量は燃料電池
の動作温度をも考慮して設定しておく必要がある。
Here, when the amount of water supplied to the shift conversion section 6 is large, the steam dew point of the reformed gas becomes high. For example, when a polymer electrolyte fuel cell is provided downstream of the hydrogen generator of the present embodiment, water condenses in a reformed gas passage (not shown) in the fuel cell The water content may need to be set in consideration of the operating temperature of the fuel cell as well because the water may be clogged and the characteristics may deteriorate.

【0031】次に変成部6を出た改質ガスは、浄化部1
1に供給される。そして、空気ポンプから供給された空
気に含まれる酸素と改質ガスに含まれる一酸化炭素は、
浄化触媒体12上で選択酸化反応を生じ、改質ガスに含
まれる一酸化炭素が100ppm程度にまで低減され
る。このとき、浄化触媒体12の温度が上昇し過ぎる
と、浄化触媒体12の性能が低下するため、浄化温度検
出部14が所定の温度以上の温度を検出すると、制御部
20は、浄化冷却ファン15を作動させるよう指令を出
し、浄化部11の周囲を冷却することにより、浄化触媒
体12が必要以上に昇温することを防止する。このよう
に浄化温度検出部14で検出される温度により、浄化部
冷却ファン15をON−OFF制御して、浄化触媒体1
2の温度を一定範囲に保ち、浄化部11における一酸化
炭素除去作用を安定化させることができる。
Next, the reformed gas discharged from the shift conversion section 6 is purified by the purification section 1.
1 is supplied. Then, oxygen contained in the air supplied from the air pump and carbon monoxide contained in the reformed gas are
A selective oxidation reaction occurs on the purification catalyst body 12, and carbon monoxide contained in the reformed gas is reduced to about 100 ppm. At this time, if the temperature of the purification catalyst body 12 rises too much, the performance of the purification catalyst body 12 deteriorates. Therefore, when the purification temperature detection unit 14 detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature, the control unit 20 causes the purification cooling fan to operate. By issuing a command to operate 15 and cooling the periphery of the purification unit 11, it is possible to prevent the temperature of the purification catalyst 12 from rising more than necessary. In this way, the purification unit cooling fan 15 is ON-OFF controlled by the temperature detected by the purification temperature detection unit 14, and the purification catalyst body 1
It is possible to maintain the temperature of 2 within a certain range and stabilize the carbon monoxide removal action in the purification unit 11.

【0032】(実施の形態2)図2に本発明の実施の形
態2における水素生成装置を示す。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a hydrogen generator according to a second embodiment of the present invention.

【0033】実施の形態1に示す水素生成装置では変成
部を通過した後の改質ガスの熱を回収する構成とした
が、本実施の形態においては、浄化部11の浄化触媒体
12の反応熱を回収する構成を取る。しかし、その他の
点は実施の形態1と同様であり、同様の構成要素は、同
様の参照符号を付し、その説明を省略する。以下の説明
においては、実施の形態1と異なる点を中心に説明す
る。
Although the hydrogen generator shown in the first embodiment is configured to recover the heat of the reformed gas after passing through the shift conversion section, in the present embodiment, the reaction of the purification catalyst body 12 of the purification section 11 is performed. Take a configuration to recover heat. However, the other points are the same as those in the first embodiment, and the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the following description, points different from the first embodiment will be mainly described.

【0034】本実施の形態の水素生成装置においては、
浄化触媒体12の周囲を囲むように、浄化部11の外側
を覆った、本発明の第2熱回収部の一例である浄化部熱
回収部21が設置されている。浄化部熱回収部21の一
部には変成部6に水を供給するための、本発明の第2水
供給部の一例である浄化部水供給部22が設けられてい
る。また、浄化部水供給部22の別の一部は、変成部6
の変成触媒体7の上流側に接続されている。
In the hydrogen generator of this embodiment,
A purification unit heat recovery unit 21, which is an example of the second heat recovery unit of the present invention and covers the outside of the purification unit 11, is installed so as to surround the purification catalyst body 12. A part of the purification part heat recovery part 21 is provided with a purification part water supply part 22 which is an example of a second water supply part of the present invention for supplying water to the shift conversion part 6. In addition, another part of the purification unit water supply unit 22 is the shift unit 6
Is connected to the upstream side of the shift conversion catalyst body 7.

【0035】このように、変成部6に供給される水は、
浄化入口水供給部10から浄化入口熱回収部9を通して
熱交換後供給される水と、浄化部水供給部22から浄化
部熱回収部21を通して熱交換後供給される水の2系統
を有している。
As described above, the water supplied to the shift converter 6 is
It has two systems of water supplied from the purification inlet water supply unit 10 through the purification inlet heat recovery unit 9 after heat exchange, and water supplied from the purification unit water supply unit 22 through the purification unit heat recovery unit 21 after heat exchange. ing.

【0036】また、本実施の形態における制御部30
は、変成温度検出部8、浄化入口水供給部10、空気ポ
ンプ13、浄化部冷却ファン15に加えて、浄化部水供
給部22に接続されている。
Further, the control unit 30 in the present embodiment
Is connected to the purification unit water supply unit 22 in addition to the shift temperature detection unit 8, the purification inlet water supply unit 10, the air pump 13, the purification unit cooling fan 15.

【0037】このように図2に示す水素生成装置は、変
成部6、浄化入口熱回収部9、および制御部30を備え
る変成装置を構成要素としている。
As described above, the hydrogen generator shown in FIG. 2 has as its constituent elements a shift device including the shift unit 6, the purification inlet heat recovery unit 9, and the control unit 30.

【0038】このような、構成の水素生成装置による
と、浄化触媒体12上で、空気ポンプ13によって供給
された空気中の酸素と改質ガス中の一酸化炭素とが反応
するときに発生する熱を、浄化部水供給部22から供給
され浄化部熱回収部21を通された水が回収することに
より、昇温された水を変成部6に供給することができる
る。従って変成触媒体7の温度を低下させることなく、
実施の形態1の場合に比べてさらに多くの水を変成部6
に供給することができる。ここで、浄化部水供給部22
からの水の供給量の増減は、浄化温度検出部14により
検出される温度により、制御部30が決定する。
According to the hydrogen generator having such a configuration, it is generated on the purification catalyst 12 when oxygen in the air supplied by the air pump 13 reacts with carbon monoxide in the reformed gas. By collecting the heat from the water supplied from the purifying unit water supply unit 22 and passing through the purifying unit heat recovery unit 21, it is possible to supply the temperature-increased water to the shift conversion unit 6. Therefore, without lowering the temperature of the shift catalyst body 7,
Compared with the case of the first embodiment, a larger amount of water is supplied to the metamorphic section 6.
Can be supplied to. Here, the purification unit water supply unit 22
The increase or decrease in the amount of water supplied from the control unit 30 is determined by the temperature detected by the purification temperature detection unit 14.

【0039】また、浄化部熱回収部21内に水を通過さ
せることにより、浄化触媒体12を効果的に冷却でき
る。浄化触媒12における一酸化炭素の酸化反応は、発
熱反応であるため、浄化触媒体12がある程度冷却され
て反応熱が奪われると、酸化反応がより進行しやすくな
り(すなわち触媒活性を向上させることができ)、さら
に一酸化炭素を低減させることができる。しかし、浄化
触媒体12の温度(すなわち浄化温度検出部14で検出
される温度)が低下し過ぎると、触媒活性が低下するの
で、このときは、制御部30は、浄化部水供給部22か
ら供給される水量を制限するか停止させる。反対に、浄
化触媒体12の温度が上昇し過ぎるときは、制御部30
は、浄化部水供給部22から供給される水量を増加させ
るか、浄化部冷却ファン15を作動させて浄化部11を
冷却する。
Further, by passing water through the heat recovery section 21 of the purification section, the purification catalyst body 12 can be effectively cooled. Since the oxidation reaction of carbon monoxide in the purification catalyst 12 is an exothermic reaction, when the purification catalyst 12 is cooled to some extent and the reaction heat is taken away, the oxidation reaction is more likely to proceed (that is, the catalytic activity should be improved. However, carbon monoxide can be further reduced. However, if the temperature of the purification catalyst body 12 (that is, the temperature detected by the purification temperature detection unit 14) decreases too much, the catalyst activity decreases, so at this time, the control unit 30 controls the purification unit water supply unit 22 to Limit or stop the amount of water supplied. On the contrary, when the temperature of the purification catalyst body 12 rises too much, the control unit 30
Increases the amount of water supplied from the purification unit water supply unit 22 or operates the purification unit cooling fan 15 to cool the purification unit 11.

【0040】なお、上記の説明では、浄化部水供給部2
2からの水供給量の増減は、浄化温度検出部14により
検出される温度により決定されるとしたが、変成温度検
出部8で検出する温度をもとに決定されてもよい。
In the above description, the purification unit water supply unit 2
The increase / decrease in the water supply amount from 2 is determined by the temperature detected by the purification temperature detecting unit 14, but may be determined based on the temperature detected by the shift temperature detecting unit 8.

【0041】また、上記の説明では、一つの浄化部11
が変成部6の下流に接続されているとして説明したが、
浄化部11が複数段に渡って構成され、各段に相応の浄
化触媒体が保持され、各段の浄化触媒体の発熱または各
段を通過する改質ガスの熱を回収する手段が設けられて
水が供給されても同様の効果が得られる。
Further, in the above description, one purification section 11
Was described as being connected to the downstream side of the metamorphic section 6,
The purifying unit 11 is constituted by a plurality of stages, each stage holds a corresponding purifying catalyst, and means for recovering heat of the purifying catalyst of each stage or heat of the reformed gas passing through each stage is provided. The same effect can be obtained even when water is supplied.

【0042】また、本実施の形態の水素生成装置におい
ては、浄化触媒体12の周囲を囲むように、浄化部11
の外側を覆った浄化部熱回収部21が設置されている、
として説明したが、浄化部熱回収部21は、浄化部11
の内部に設置されていてもよい。
Further, in the hydrogen generator of the present embodiment, the purifying section 11 surrounds the purifying catalyst body 12.
A purification unit heat recovery unit 21 that covers the outside of the
However, the purification unit heat recovery unit 21 is
It may be installed inside.

【0043】(実施の形態3)図3は本発明の実施の形
態3における水素生成装置の構成図である。実施の形態
1と異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a configuration diagram of a hydrogen generator in Embodiment 3 of the present invention. The differences from the first embodiment will be mainly described.

【0044】本実施の形態では、実施の形態1の特徴に
加えて、変成触媒体7の変成反応による反応熱を水によ
って回収した後、変成部6に供給することを特徴とした
ものである。
In addition to the features of the first embodiment, the present embodiment is characterized in that the heat of reaction due to the shift reaction of the shift catalyst body 7 is recovered with water and then supplied to the shift section 6. .

【0045】この構成の水素生成装置において、変成触
媒体7の発熱を回収するための、本発明の第3熱回収部
の一例である変成部熱回収部31が変成触媒体7の周囲
を囲むように変成部6の外側を覆って設置されている。
そして、変成部熱回収部31の一部は、本発明の第3水
供給部の一例である変成部水供給部32に接続され、変
成部熱回収部31の他の一部は、変成部6の変成触媒体
7の上流側に接続されている。また、制御部40は、変
成温度検出部8、空気ポンプ13、浄化部冷却ファン1
5、浄化温度検出部14に加えて、変成部水供給部32
に接続されている。
In the hydrogen generator of this structure, the shift heat recovery unit 31, which is an example of the third heat recovery unit of the present invention for recovering the heat of the shift catalyst 7, surrounds the shift catalyst 7. Thus, it is installed so as to cover the outside of the metamorphic section 6.
And a part of shift conversion part heat recovery part 31 is connected to the shift conversion part water supply part 32 which is an example of the 3rd water supply part of this invention, and another part of the shift conversion part heat recovery part 31 is a shift conversion part. 6 is connected to the upstream side of the shift conversion catalyst body 7. Further, the control unit 40 includes the shift temperature detection unit 8, the air pump 13, and the purification unit cooling fan 1.
5. In addition to the purification temperature detection unit 14, the shift unit water supply unit 32
It is connected to the.

【0046】このように図3に示す水素生成装置は、変
成部6、浄化入口熱回収部9、変成部熱回収部31、お
よび制御部40を備える変成装置を構成要素としてい
る。
As described above, the hydrogen generator shown in FIG. 3 has as its constituent elements a shift device including the shift unit 6, the purification inlet heat recovery unit 9, the shift unit heat recovery unit 31, and the control unit 40.

【0047】このような構成の水素生成装置に、変成部
水供給部32から供給された水を変成部熱回収部31に
水を通すと、水は変成触媒体7での反応によって発生し
た熱を回収し変成部6に供給される。このとき、変成温
度検出部8により検出される変成触媒体7の上流側の温
度が所定の温度になるように、制御部40が変成部水供
給部32および浄化入口水供給部10に指令を出し、変
成部水供給部32および浄化入口水供給部10から変成
部6に供給される水の量を制御する。
When water supplied from the shift conversion unit water supply unit 32 is passed through the shift conversion unit heat recovery unit 31 to the hydrogen generator having such a structure, the water is heated by the reaction in the shift conversion catalyst body 7. Is collected and supplied to the shift converter 6. At this time, the control unit 40 issues a command to the shift converter water supply unit 32 and the purification inlet water supply unit 10 so that the temperature on the upstream side of the shift catalyst body 7 detected by the shift temperature detection unit 8 becomes a predetermined temperature. The amount of water supplied from the shift conversion unit water supply unit 32 and the purification inlet water supply unit 10 to the shift conversion unit 6 is controlled.

【0048】このとき、変成触媒体7は改質ガス中の一
酸化炭素と水蒸気による変成反応を進行させるが、この
反応は発熱反応であるため、変成触媒体7がある程度冷
却されて反応熱が奪われると、変成反応がより進行しや
すくなり(すなわち触媒活性を向上させることがで
き)、さらに一酸化炭素を低減させることができる。そ
の結果、変成触媒体7の触媒活性を保持するために必要
な温度を維持しなが多くの水を変成部6に供給すること
ができ、一酸化炭素濃度をさらに確実に低減させること
ができる。
At this time, the shift catalyst body 7 advances a shift reaction by carbon monoxide in the reformed gas and steam, but since this reaction is an exothermic reaction, the shift catalyst body 7 is cooled to some extent and the reaction heat is generated. When it is deprived, the shift reaction is more likely to proceed (that is, the catalytic activity can be improved), and carbon monoxide can be further reduced. As a result, a large amount of water can be supplied to the shift conversion section 6 while maintaining the temperature required to maintain the catalytic activity of the shift conversion catalyst body 7, and the carbon monoxide concentration can be further reliably reduced. .

【0049】なお、本実施の形態の水素生成装置におい
て、変成触媒体7の発熱を回収するための変成部熱回収
部31が変成触媒体7の周囲を囲むように変成部6の外
側を覆って設置されている、として説明したが、変成部
回収部31は、変成部6の内部に設置されていてもよ
い。
In the hydrogen generator of the present embodiment, the shift conversion section heat recovery unit 31 for recovering the heat generated by the shift conversion catalyst body 7 covers the outside of the shift conversion section 6 so as to surround the shift conversion catalyst body 7. However, the shift conversion unit recovery unit 31 may be installed inside the shift conversion unit 6.

【0050】また、本実施の形態に加えて、実施の形態
2に記載したものと組み合わせて使用することによっ
て、さらに一酸化炭素を確実に低減させる効果がある。
Further, in addition to the present embodiment, by using it in combination with that described in the second embodiment, there is an effect that carbon monoxide can be further reliably reduced.

【0051】(実施の形態4)図4は、本発明における
実施の形態4における水素生成装置の構成図である。実
施の形態1と同様な点は省略して説明する。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a configuration diagram of a hydrogen generator according to Embodiment 4 of the present invention. The description will be omitted while omitting the same points as in the first embodiment.

【0052】本実施の形態における特徴は、変成部を2
段に分割し、その間を流れる改質ガスの熱を水によって
回収して、1つの変成部に供給できるようにしたことで
ある。図4において、本発明の第1変成部の一例である
変成上段部51には、本発明の第1変成触媒の一例であ
る変成上段触媒体52が設置され、変成上段触媒体52
の上流側には、本発明の第1変成温度検出部の一例であ
る変成上段温度検出部53が設置されている。変成上段
温度検出部53は、改質部1から変成上段部51へ供給
された改質ガスの変成上段触媒体52の上流側における
温度を検出する。
The feature of this embodiment is that the transformation unit is
That is, the heat of the reformed gas flowing between the stages is recovered by water and can be supplied to one shift section. In FIG. 4, a shift upper catalyst body 52, which is an example of the first shift catalyst of the present invention, is installed in the shift upper stage portion 51, which is an example of the first shift converter of the present invention.
On the upstream side of the above, a metamorphic upper temperature detecting unit 53, which is an example of the first metamorphic temperature detecting unit of the present invention, is installed. The shift upper temperature detector 53 detects the temperature of the reformed gas supplied from the reformer 1 to the shift upper portion 51 on the upstream side of the shift upper catalyst body 52.

【0053】変成上段部51の下流には、本発明の第1
熱回収部の一例である変成部間熱回収部61が設置さ
れ、変成部間熱回収部61の一端は、本発明の第1水供
給部の一例である変成部間水供給部62に接続され、変
成部間熱回収部61の他端は、変成上段部51の変成上
段触媒体52の上流側が接続されている。そして、変成
部間熱回収部61の下流には、本発明の第2変成部の一
例である変成下段部54が接続されている。変成下段部
54には、変成下段触媒体55が保持され、変成下段触
媒体55の上流側には、変成下段温度検出部56が挿入
され、変成下段部54を通過する改質ガスまたは変成下
段触媒体55を冷却するための変成下段部冷却ファン5
8が変成下段部54の外側に設けられている。ここで変
成上段触媒体52および変成下段触媒体55はともに金
属酸化物にPtを担時した後コージェライトハニカムに
コーティングしたものを用いている。また、変成下段触
媒体55の下流には、変成下段触媒体55の後流の改質
ガスの温度を検出するための変成最下部温度検出部57
が設けられている。
The first part of the present invention is provided downstream of the metamorphic upper part 51.
An inter-transformation unit heat recovery unit 61 that is an example of a heat recovery unit is installed, and one end of the inter-transformation unit heat recovery unit 61 is connected to an inter-transformation unit water supply unit 62 that is an example of the first water supply unit of the present invention. The other end of the inter-transformation part heat recovery part 61 is connected to the upstream side of the shift upper catalyst part 52 of the shift upper part 51. Further, downstream of the inter-transformation part heat recovery part 61 is connected to a lower transformation part 54 which is an example of the second transformation part of the present invention. The metamorphic lower-stage catalyst body 55 is held in the metamorphic lower-stage catalyst body 55, and the metamorphic lower-stage temperature detecting portion 56 is inserted on the upstream side of the metamorphic lower-stage catalyst body 55. Transformation lower-stage cooling fan 5 for cooling the catalyst body 55
8 is provided outside the metamorphic lower step portion 54. Here, as the shift upper catalyst body 52 and the shift lower catalyst body 55, those obtained by supporting Pt on the metal oxide and then coating it on the cordierite honeycomb are used. Further, downstream of the shift lower catalyst body 55, a shift lowermost temperature detection unit 57 for detecting the temperature of the reformed gas in the downstream of the shift lower catalyst body 55.
Is provided.

【0054】そして、変成下段部54の下流には、本発
明の第4熱回収部の一例である浄化入口熱回収部9が設
置され、浄化入口熱回収部9は、実施の形態1における
場合と同様にその一端は浄化入口水供給部10に接続さ
れ、その他端は変成上段部51の変成上段触媒体52の
上流側に接続されている。
A purification inlet heat recovery section 9 which is an example of the fourth heat recovery section of the present invention is installed downstream of the shift conversion lower section 54, and the purification inlet heat recovery section 9 is the same as in the first embodiment. Similarly to the above, one end thereof is connected to the purification inlet water supply unit 10, and the other end is connected to the upstream side of the shift upper-stage catalyst body 52 of the shift upper-stage unit 51.

【0055】また、制御部70は、変成上段温度検出部
53、変成部間水供給部62、変成下段温度検出部5
6、変成下段部冷却ファン58、変成最下部温度検出部
57、浄化入口水供給部10、空気ポンプ13、浄化部
冷却ファン15、浄化温度検出部14に接続されてい
る。
Further, the control unit 70 includes the shift upper temperature detector 53, the inter-transformer water supply unit 62, and the shift lower temperature detector 5.
6, the transformation lower stage cooling fan 58, the transformation lowermost temperature detection unit 57, the purification inlet water supply unit 10, the air pump 13, the purification unit cooling fan 15, and the purification temperature detection unit 14.

【0056】このように図4に示す水素生成装置は、変
成上段部51、変成部間熱回収部61、変成下段部5
4、浄化入口熱回収部9、制御部70を備える変成装置
を構成要素としている。
As described above, in the hydrogen generator shown in FIG. 4, the shift upper section 51, the inter-transformer heat recovery section 61, and the shift lower section 5 are provided.
4, the conversion device including the purification inlet heat recovery unit 9 and the control unit 70 is a component.

【0057】このような構成の水素生成装置において、
変成上段温度検出部53、および変成下段温度検出部5
6で検出される温度が所定の温度になるように、制御部
70は、変成部間水供給部62、および浄化入口水供給
部10から供給される水の量を制御する。ここで、変成
上段触媒体52および変成下段触媒体55の両方の温度
が所定の温度より高い場合は、変成部間水供給部62、
または浄化入口水供給部10から供給される水の量を増
加させる。しかし、変成上段触媒体52は所定の温度範
囲にあるが、変成下段触媒体55が所定の温度よりも高
い場合は、変成下段部冷却ファン58を動作させ、変成
下段部54の外側から変成下段触媒体55を冷却する。
In the hydrogen generator having such a structure,
Metamorphic upper temperature detecting section 53 and metamorphic lower temperature detecting section 5
The control unit 70 controls the amount of water supplied from the inter-transformation unit water supply unit 62 and the purification inlet water supply unit 10 so that the temperature detected in 6 reaches a predetermined temperature. Here, when the temperature of both the shift conversion upper catalyst body 52 and the shift lower catalyst body 55 is higher than a predetermined temperature, the shift water between the shift portions 62,
Alternatively, the amount of water supplied from the purification inlet water supply unit 10 is increased. However, when the shift upper catalyst body 52 is in a predetermined temperature range but the shift lower catalyst body 55 is higher than the predetermined temperature, the shift lower cooling fan 58 is operated to start the shift lower stage 54 from the outside. The catalyst body 55 is cooled.

【0058】このようにすれば、変成部間熱回収部6
1、および浄化入口熱回収部9の両方で改質ガスから熱
回収された水を供給できるので、変成上段触媒体52お
よび変成下段触媒体55を必要な温度に維持しながら、
より多くの水を変成上段部51に供給することができ
る。従って、実施の形態1における場合よりも、さらに
確実に一酸化炭素を低減させることができる。
By doing so, the heat recovery section 6 between the shift conversion sections
1 and the purification inlet heat recovery unit 9 can supply the heat recovered water from the reformed gas, so that the shift upper-stage catalyst body 52 and the shift lower-stage catalyst body 55 can be maintained at necessary temperatures,
More water can be supplied to the metamorphic upper stage part 51. Therefore, carbon monoxide can be reduced more reliably than in the case of the first embodiment.

【0059】従って、このような構成の水素生成装置に
よれば、運転条件等による影響を受けにくく、より安定
して確実に一酸化炭素を低減させることができる。
Therefore, according to the hydrogen generator having such a structure, the carbon monoxide can be reduced more stably and surely, unlikely to be influenced by the operating conditions.

【0060】なお、本実施の形態においては、浄化入口
熱回収部9の他端は、変成上段部51に接続されている
として説明したが、浄化入口熱回収部9の他端は、変成
下段部54の変成下段触媒体55の上流側に接続されて
いてもよい。その場合は、変成下段触媒体55の温度の
制御を、変成上段触媒体52の温度の制御から独立して
行うことができる。
In the present embodiment, the other end of the purification inlet heat recovery section 9 is described as being connected to the upper conversion section 51, but the other end of the purification inlet heat recovery section 9 is connected to the lower conversion step. The portion 54 may be connected to the upstream side of the shift lower catalyst body 55. In that case, the temperature control of the shift conversion lower catalyst body 55 can be performed independently of the temperature control of the shift conversion upper catalyst body 52.

【0061】また、本実施の形態に加えて、実施の形態
2、または実施の形態3に記載したものと組み合わせて
使用することによって、さらに一酸化炭素を確実に低減
させる効果がある。
In addition to the present embodiment, by using it in combination with that described in the second embodiment or the third embodiment, there is an effect that the carbon monoxide can be further surely reduced.

【0062】また、本実施の形態において、変成上段触
媒体52と変成下段触媒体55とは、同じ触媒種を使用
したものとして説明したが、変成上段触媒体52と変成
下段触媒体55は異なる触媒種であってもよい。
In the present embodiment, the shift upper catalyst body 52 and the shift lower catalyst body 55 are explained as using the same catalyst species, but the shift upper catalyst body 52 and the shift lower catalyst body 55 are different. It may be a catalytic species.

【0063】また、本実施の形態に加えて、実施の形態
2および3に記載したものと組み合わせて使用すること
によって、さらなる効果がある。
Further, in addition to the present embodiment, by using in combination with the ones described in the second and third embodiments, there is a further effect.

【0064】(実施の形態5)図5に示すように、改質
部1と変成部6、51との間に、実施の形態1から4ま
でにおける改質部からの改質ガスと、各熱回収部を通過
させて変成部に供給する水と、を混合させる本発明の混
合部の一例である混合部80を設けることによって、さ
らに確実に一酸化炭素を低減させることができる。
(Embodiment 5) As shown in FIG. 5, between the reforming section 1 and the shift converting sections 6 and 51, the reformed gas from the reforming section in the first to the fourth embodiments and By providing the mixing section 80, which is an example of the mixing section of the present invention, which mixes the water that passes through the heat recovery section and is supplied to the shift conversion section, carbon monoxide can be further reliably reduced.

【0065】図5は実施の形態1から4において、改質
部1と変成部6(または変成上段部51)との間に設け
た混合部80の断面を表す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of the mixing section 80 provided between the reforming section 1 and the transformation section 6 (or the transformation upper stage section 51) in the first to fourth embodiments.

【0066】図5に示すように、混合部80は、その内
部に空洞85を有し、空洞85の一部が改質部接続配管
83に接続され、別の一部が水配管84に接続されてい
る。ここで、水配管84は、実施の形態1における浄化
入口水回収部9の他端、実施の形態2における浄化部水
供給部22の別の一部、実施の形態3における変成部熱
回収部31の他の一部、または実施の形態4における変
成部間熱回収部61の他端、に対応する。そして、空洞
85内には、複数の球体81が充填されている。球体8
1としては、アルミナ(直径約3mm)を用いている。
また、空洞85内の下部、改質部接続配管83の接続
部、水配管の接続部84には、支持網82が設置され、
球体81が漏れ出さないようにされている。また、空洞
85は、図5に示すように支持網82を介して、変成部
6、変成上段部51に接続されている。
As shown in FIG. 5, the mixing section 80 has a cavity 85 therein, a part of the cavity 85 is connected to the reforming section connecting pipe 83, and another part is connected to the water pipe 84. Has been done. Here, the water pipe 84 is the other end of the purification inlet water recovery part 9 in the first embodiment, another part of the purification part water supply part 22 in the second embodiment, and the shift conversion part heat recovery part in the third embodiment. It corresponds to another part of 31 or the other end of the inter-transformation part heat recovery part 61 in the fourth embodiment. Then, the cavity 85 is filled with a plurality of spheres 81. Sphere 8
Alumina (diameter about 3 mm) is used as 1.
In addition, a support net 82 is installed in the lower part of the cavity 85, the connecting part of the reforming part connecting pipe 83, and the connecting part 84 of the water pipe,
The sphere 81 does not leak out. Further, the cavity 85 is connected to the metamorphic portion 6 and the metamorphic upper stage portion 51 via a support net 82 as shown in FIG.

【0067】アルミナは多孔質体でありその比表面積が
大きいため、水(水蒸気)と改質ガスとの混合が促進さ
れ、水と一酸化炭素の接触確率を高めることができ、こ
のような混合部80から、混合された流体を変成触媒体
7、51の上流側に供給することにより、変成触媒体
7、51、55での変成反応が促進される。
Since alumina is a porous material and has a large specific surface area, the mixing of water (steam) with the reformed gas is promoted and the contact probability of water and carbon monoxide can be increased. By supplying the mixed fluid to the upstream side of the shift catalyst bodies 7, 51 from the portion 80, the shift reaction in the shift catalyst bodies 7, 51, 55 is promoted.

【0068】なお、本実施の形態において、球体81と
してアルミナを使用する例で示したが、シリカ、活性炭
のような多孔質のものであれば、上記と同様の効果を得
ることができる (実施の形態6)図6に、実施の形態1〜5に記載の水
素生成装置91を使用した、燃料電池システムの構成を
示す。
In the present embodiment, an example of using alumina as the sphere 81 has been shown, but if it is a porous material such as silica or activated carbon, the same effect as described above can be obtained. Embodiment 6) FIG. 6 shows a configuration of a fuel cell system using the hydrogen generator 91 described in Embodiments 1 to 5.

【0069】図6において、水素生成装置91には、入
力側として原料ガス配管98、水配管99、およびアノ
ード排出ガス接続管104が接続され、出力側として水
素供給配管100が接続されている。そして、水素配管
100には、燃料電池92のアノード入口102が接続
されている。また、アノード排出ガス接続管104に
は、燃料電池92のアノード出口94が接続されてい
る。
In FIG. 6, the hydrogen generator 91 is connected to the source gas pipe 98, the water pipe 99, and the anode exhaust gas connecting pipe 104 on the input side, and the hydrogen supply pipe 100 on the output side. An anode inlet 102 of the fuel cell 92 is connected to the hydrogen pipe 100. Further, the anode outlet 94 of the fuel cell 92 is connected to the anode exhaust gas connecting pipe 104.

【0070】そして、燃料電池92のカソード入口10
3には、空気供給配管101を介して空気供給装置93
が接続されている。また、燃料電池92のカソード出口
95には、空気排出管105が接続されている。また燃
料電池92には、冷却水ライン97を介して熱交換器9
6が接続されている。
Then, the cathode inlet 10 of the fuel cell 92
3 to the air supply device 93 via the air supply pipe 101.
Are connected. An air exhaust pipe 105 is connected to the cathode outlet 95 of the fuel cell 92. The heat exchanger 9 is connected to the fuel cell 92 via a cooling water line 97.
6 is connected.

【0071】このような燃料電池システムによると、水
素生成装置91に原料ガスと水を供給すると、水素が生
成されて、生成された水素は、燃料電池92のアノード
入口102に供給される。一方、空気供給装置93から
は、空気が燃料電池92のカソード入口103に供給さ
れる。そして、燃料電池92は、供給された水素と、空
気に含まれる酸素を反応させて、電気と熱を発生させ
る。発生された熱は、熱交換器96を介して、燃料電池
システムの外部に取り出される。
According to such a fuel cell system, when the raw material gas and water are supplied to the hydrogen generator 91, hydrogen is generated and the generated hydrogen is supplied to the anode inlet 102 of the fuel cell 92. On the other hand, air is supplied from the air supply device 93 to the cathode inlet 103 of the fuel cell 92. Then, the fuel cell 92 reacts the supplied hydrogen with oxygen contained in the air to generate electricity and heat. The generated heat is taken out of the fuel cell system via the heat exchanger 96.

【0072】このとき、発電反応に寄与することなく残
留する水素は、アノード排出ガス接続管104を介し
て、水素生成装置91の改質加熱部5に供給される。一
方、発電反応に寄与することなく、残留する空気は、空
気排出管105を介して、燃料電池システムの外部に排
出される。
At this time, the hydrogen remaining without contributing to the power generation reaction is supplied to the reforming heating section 5 of the hydrogen generator 91 through the anode exhaust gas connecting pipe 104. On the other hand, the remaining air, which does not contribute to the power generation reaction, is discharged to the outside of the fuel cell system via the air discharge pipe 105.

【0073】以上のような構成、動作の燃料電池システ
ムによると、水素生成装置91から供給される水素ガス
に含まれる一酸化炭素が確実に低減されているので、燃
料電池92として、固体高分子型の燃料電池を使用した
場合でも、安定した動作を維持することができ、燃料電
池システムのメンテナンスコストを低減させることがで
きる。
According to the fuel cell system configured and operated as described above, carbon monoxide contained in the hydrogen gas supplied from the hydrogen generator 91 is surely reduced. Even when a type fuel cell is used, stable operation can be maintained, and the maintenance cost of the fuel cell system can be reduced.

【0074】(実施例1)実施の形態1の構成の水素生
成装置を使用して、メタンガスから水素生成を行った。
Example 1 Using the hydrogen generator having the structure of the first embodiment, hydrogen was generated from methane gas.

【0075】原料供給部3からは、原料である炭化水素
成分としてのメタンガスを、改質水供給部4からは、メ
タンガス1モルに対して2.5モルの水を改質部1に供
給した。
Methane gas as a hydrocarbon component, which is a raw material, was supplied from the raw material supply section 3 to the reforming section 1 from the reforming water supply section 4 with 2.5 mol of water per 1 mol of methane gas. .

【0076】このとき、改質部1へ供給するメタンガス
量を5.4L/分とし、改質触媒2の温度が約700℃
となるように改質加熱部5で加熱量を制御し、水蒸気改
質反応を進行させた。詳細な説明は省略するが、改質触
媒2において反応後の700℃程度の温度の改質ガス
は、改質部に供給する原料および水を予熱する構成とな
っているため、改質部1の出口での改質ガスの温度は約
450℃から500℃程度となった。そして、浄化入口
水供給部10からの水量を調整することによって、変成
温度検出部8で検出する温度を350℃に保持した。ま
た、空気ポンプ13からの空気量を、導入する酸素と改
質ガス中の一酸化炭素の比率が2程度になるように供給
した。
At this time, the amount of methane gas supplied to the reforming section 1 was 5.4 L / min, and the temperature of the reforming catalyst 2 was about 700 ° C.
The reforming heating unit 5 controlled the heating amount so that the steam reforming reaction proceeded. Although detailed description is omitted, since the reformed gas at a temperature of about 700 ° C. after the reaction in the reforming catalyst 2 is configured to preheat the raw material and water to be supplied to the reforming section, the reforming section 1 The temperature of the reformed gas at the outlet of was about 450 to 500 ° C. Then, by adjusting the amount of water from the purification inlet water supply unit 10, the temperature detected by the shift temperature detection unit 8 was maintained at 350 ° C. Further, the amount of air from the air pump 13 was supplied so that the ratio of oxygen to be introduced and carbon monoxide in the reformed gas was about 2.

【0077】その結果、変成部6への水量がスチーム/
カーボンモル比として3.5以上供給することができ
た。そして、浄化部11の出口における一酸化炭素濃度
は、10ppmで安定していた。
As a result, the amount of water to the metamorphic section 6 is steam /
A carbon molar ratio of 3.5 or more could be supplied. The carbon monoxide concentration at the outlet of the purification unit 11 was stable at 10 ppm.

【0078】(実施例2)実施の形態2の構成の水素生
成装置を使用して、メタンガスから水素生成を行った。
Example 2 Using the hydrogen generator having the configuration of the second embodiment, hydrogen was generated from methane gas.

【0079】その結果、一酸化炭素と酸素が浄化触媒体
12上で反応する反応熱により浄化触媒体12の温度
は、浄化入口熱回収部9の直後で検出した温度よりも約
100℃上昇していた。また、浄化部水供給部22から
約3g/分の水を供給したところすべての水を浄化部熱
回収部21において蒸発させることができ、変成部6に
は、蒸気として供給することができた。従って、変成触
媒体7の温度を低下させることなく、実施例1の場合よ
りも多くの水量を供給することができた。その結果、変
成触媒体7によってより確実に一酸化炭素を低減するこ
とができ、浄化部11の出口における一酸化炭素濃度
は、10ppmで安定していた。
As a result, the temperature of the purification catalyst body 12 rises by about 100 ° C. from the temperature detected immediately after the purification inlet heat recovery section 9 due to the reaction heat of reaction of carbon monoxide and oxygen on the purification catalyst body 12. Was there. Further, when about 3 g / min of water was supplied from the purification unit water supply unit 22, all the water could be evaporated in the purification unit heat recovery unit 21, and could be supplied to the shift conversion unit 6 as steam. . Therefore, it was possible to supply a larger amount of water than in the case of Example 1 without lowering the temperature of the shift conversion catalyst body 7. As a result, it was possible to more reliably reduce carbon monoxide by the shift catalyst 7, and the carbon monoxide concentration at the outlet of the purification unit 11 was stable at 10 ppm.

【0080】(実施例3)実施の形態4の構成の水素生
成装置を使用して、メタンガスから水素生成を行った。
(Example 3) Hydrogen was generated from methane gas using the hydrogen generator having the configuration of the fourth embodiment.

【0081】浄化入口水供給部9からの水量を増減する
ことにより変成上段温度検出部53で検出する温度を3
50℃に保持した。定常状態においては、変成上段部5
1の入口を350℃に保持すると変成反応に伴う発熱に
より変成上段部51の出口は400℃程度になった。そ
こで、変成部間水供給部62から変成部間熱回収部61
に供給する水量を、変成下段温度検出部56で検出する
温度を300℃に保持するように、調整した。これによ
り、3g/分程度の水を蒸発させ供給することができ
た。
By increasing or decreasing the amount of water from the purification inlet water supply unit 9, the temperature detected by the shift upper temperature detecting unit 53 is set to 3
Hold at 50 ° C. In the steady state, the transformation upper stage 5
When the inlet of No. 1 was kept at 350 ° C., the outlet of the metamorphic upper stage section 51 became about 400 ° C. due to the heat generated by the metamorphic reaction. Therefore, the inter-transformation section water supply section 62 to the inter-transformation section heat recovery section 61
The amount of water supplied to was adjusted so that the temperature detected by the shift lower temperature detector 56 was maintained at 300 ° C. As a result, about 3 g / min of water could be evaporated and supplied.

【0082】また、変成下段冷却ファン58をON−O
FF制御することにより、変成最下部温度検出部57で
検出する温度を250℃程度に保持した。
Further, the transformation lower cooling fan 58 is turned ON-O.
By the FF control, the temperature detected by the transformation lowest temperature detecting unit 57 was maintained at about 250 ° C.

【0083】変成部において一酸化炭素濃度を確実に低
減するためには、変成触媒体の温度を低く保つことが望
ましい。しかしながら低温においては反応速度も低下す
るため、変成触媒体温度には最適値が存在する。本実施
の形態においては変成最下部温度検出部57で検出され
る温度が240℃より下回ると、一酸化炭素濃度が増加
傾向となる。そこで、変成下段部54に関しては、変成
部間熱回収部61に供給する水量によって変成下段触媒
体55上流の温度を300℃に、変成下段冷却ファン5
8によって変成下段触媒体55下流の温度を250℃に
保持することによって、一酸化炭素を確実に低減した。
なお、場合によっては変成最下部温度検出部58を省い
てもよい。
In order to surely reduce the carbon monoxide concentration in the shift converter, it is desirable to keep the temperature of the shift catalyst body low. However, since the reaction rate also decreases at low temperatures, there is an optimum value for the shift catalyst temperature. In the present embodiment, when the temperature detected by the shift bottom temperature detecting unit 57 is lower than 240 ° C., the carbon monoxide concentration tends to increase. Therefore, regarding the lower shift conversion section 54, the upstream temperature of the lower shift catalytic converter 55 is set to 300 ° C. depending on the amount of water supplied to the inter-transformation heat recovery section 61, and the lower shift cooling fan 5
By maintaining the temperature downstream of the shift conversion lower stage catalyst body 55 at 250 ° C. by the method No. 8, carbon monoxide was reliably reduced.
In addition, depending on the case, the conversion lowest temperature detection part 58 may be omitted.

【0084】なお、上記までの実施の形態の説明におい
て、変成温度検出部8、53、56は、変成触媒体7、
52、55の上流側の温度を検出するとして説明してき
たが、変成触媒体7、52、55自体の温度を直接検出
してもよく、その場合も上記と同様の効果を得ることが
できる。
In the above description of the embodiments, the shift temperature detecting portions 8, 53, 56 are the shift catalyst bodies 7,
Although it has been described that the temperature of the upstream side of 52, 55 is detected, the temperature of the shift catalyst bodies 7, 52, 55 themselves may be directly detected, and in that case, the same effect as above can be obtained.

【0085】また、浄化温度検出部14は浄化触媒体1
2の上流側の温度を検出するとして説明してきたが、浄
化触媒12自体の温度を直接検出してもよい。
Further, the purification temperature detecting section 14 is the purification catalyst body 1.
Although it has been described that the temperature of the upstream side of 2 is detected, the temperature of the purification catalyst 12 itself may be directly detected.

【0086】また、上記説明では、浄化冷却ファン15
は、浄化部11を外部から冷却する構成であるとして説
明したが、浄化触媒体12を冷却する構成にしてもよ
い。
Further, in the above description, the purification cooling fan 15
Has been described as having a configuration in which the purification unit 11 is cooled from the outside, but it may be configured to cool the purification catalyst body 12.

【0087】なお、上記説明では、変成触媒体7とし
て、金属酸化物にPtを担持した後コージェライトハニ
カムにコーティングしたものを用いるとして説明した
が、他の貴金属系の触媒、またはCu−Zn系、Fe−
Cr系の変成触媒体を用いても同様の効果が得られる。
In the above description, as the shift catalyst 7, the one in which Pt is supported on the metal oxide and then coated on the cordierite honeycomb is used, but other noble metal catalysts or Cu—Zn catalysts are used. , Fe-
The same effect can be obtained by using a Cr-based shift catalyst.

【0088】また、上記の説明では、浄化触媒体12と
して、PtとRuを混合させて金属酸化物に担持した
後、コージェライトハニカムにコーティングしたものを
用いたとして説明したが、Pt、Ru、Rhなどの貴金
属を単独または混合、合金化して調製したものを使用し
てもよく、その場合も同様の効果が得られる。
Further, in the above description, the purification catalyst body 12 was described as one in which Pt and Ru were mixed and supported on the metal oxide and then coated on the cordierite honeycomb, but Pt, Ru, A noble metal such as Rh may be used alone, or a noble metal prepared by mixing and alloying may be used, and in that case, the same effect is obtained.

【0089】また、上記の実施の形態における種々の装
置構成および触媒種等の運転パラメータによって、変成
触媒体7、51、55、および浄化触媒体12に設定さ
れる温度は実施例と異なることもあるが、その場合も上
記の作用効果には変わりはない。
Further, the temperatures set in the shift catalyst bodies 7, 51, 55 and the purification catalyst body 12 may differ from those in the examples depending on various apparatus configurations and operation parameters such as catalyst species in the above-described embodiment. However, even in that case, the above-mentioned effects are not changed.

【0090】また、上記の実施の形態における種々の装
置構成および触媒種等の運転パラメータによって、変成
部6、51に供給される水の量は実施例と異なることも
あるが、その場合も上記の作用効果には変わりはない。
The amount of water supplied to the shift converters 6 and 51 may be different from that of the embodiment depending on various apparatus configurations and operating parameters such as catalyst species in the above embodiment. The effect of is the same.

【0091】また、上記までの説明においては、浄化部
冷却ファン15の制御方法はON−OFF制御であると
して説明したが、これに限定されることなく、例えば比
例制御など風量を変化させて温度を制御しても同様の効
果が得られる。また、例えば、燃料電池の負荷信号をフ
ィードフォワード要素として取り込み、ON−OFFも
しくは比例制御を行ってもよい。あるいは、触媒種およ
び設定温度および水供給量等の条件によっては、浄化冷
却ファン15を省略してもよい。
Further, in the above description, the control method of the purifying section cooling fan 15 is explained as ON-OFF control, but the present invention is not limited to this, for example, proportional control is used to change the air flow rate to control the temperature. The same effect can be obtained by controlling. Further, for example, the load signal of the fuel cell may be fetched as a feedforward element to perform ON-OFF or proportional control. Alternatively, the purification cooling fan 15 may be omitted depending on conditions such as the catalyst type, the set temperature, and the water supply amount.

【0092】また、以上までの説明では、制御装置2
0、30、40、70は、水素生成装置の制御を行うと
してきたが、燃料電池システムの制御装置と一体化され
ていてもよい。
Further, in the above description, the control device 2
Although 0, 30, 40, and 70 are supposed to control the hydrogen generator, they may be integrated with the controller of the fuel cell system.

【0093】また、上記の実施の形態の説明において
は、変成温度検出部8、制御部20、30、40、また
は70があるとしてきたが、これらの構成要素が無く、
例えばあらかじめ浄化入口水供給部10から供給される
水の量が、装置構成、触媒種別に応じて最適値に設定さ
れている構成であってもよい。または、浄化入口水供給
部10における弁(図示せず)が、水温、外気温度、水
素生成装置に接続される燃料電池の運転状態等、外部の
状況に応じて調整できる構成であってもよい。
Further, in the above description of the embodiment, it is assumed that there is the shift temperature detecting section 8 and the control section 20, 30, 40, or 70, but these elements are not provided,
For example, the amount of water supplied from the purification inlet water supply unit 10 may be set to an optimum value in advance according to the device configuration and the catalyst type. Alternatively, a valve (not shown) in the purification inlet water supply unit 10 may be configured to be adjustable according to external conditions such as the water temperature, the outside air temperature, and the operating state of the fuel cell connected to the hydrogen generator. .

【0094】また、以上までの説明においては、原料と
してメタンガスを使用する例で説明してきたが、原料と
しては、天然ガス、LPG、ナフサ、ガソリン、灯油等
の炭化水素系、メタノール系のアルコール原料を使用し
てもよい。
In the above description, an example in which methane gas is used as a raw material has been described. However, as a raw material, a hydrocarbon-based or methanol-based alcoholic raw material such as natural gas, LPG, naphtha, gasoline, or kerosene. May be used.

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明によれば、改質ガス中の一酸化炭
素を確実に低減させることができる水素生成装置、また
はその水素生成装置を使用した燃料電池システムを提供
することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a hydrogen generator capable of reliably reducing carbon monoxide in the reformed gas, or a fuel cell system using the hydrogen generator.

【0096】また、第1変成温度検出部と、制御部を備
える場合は、より確実に一酸化炭素を低減させることが
できる。
Further, when the first shift temperature detecting section and the control section are provided, carbon monoxide can be reduced more reliably.

【0097】また、第2水供給部と、第2熱回収部を備
える場合は、さらに確実に一酸化炭素を低減させること
ができる。
Further, when the second water supply section and the second heat recovery section are provided, carbon monoxide can be reduced more reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の実施の形態1における変成装
置を使用した水素生成装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a hydrogen generator using a shift converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施の形態2における変成装
置を使用した水素生成装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a hydrogen generator using a shift converter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の実施の形態3における変成装
置を使用した水素生成装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a hydrogen generator using a shift converter according to a third embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の実施の形態4における変成装
置を使用した水素生成装置の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a hydrogen generator using a shift converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】図5は、本発明の実施の形態1〜4における変
成装置を使用した水素生成装置に使用される混合部の断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a mixing unit used in the hydrogen generator using the shift converter according to the first to fourth embodiments of the present invention.

【図6】図6は、本発明の実施の形態1〜5における変
成装置を使用した水素生成装置を使用した燃料電池シス
テムの構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a fuel cell system using a hydrogen generator using the shift converter in the first to fifth embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 改質部 6 変成部 7 変成触媒体 8 変成温度検出部 9 浄化入口熱回収部 10 浄化入口水供給部 11 浄化部 12 浄化触媒体 13 空気ポンプ 14 浄化温度検出部 15 浄化冷却ファン 20 制御部 1 reformer 6 metamorphosis department 7 Metamorphic catalyst 8 Metamorphic temperature detector 9 Purification inlet heat recovery section 10 Purification inlet water supply section 11 Purification Department 12 Purification catalyst 13 Air pump 14 Purification temperature detector 15 Purification cooling fan 20 Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 清 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 脇田 英延 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4G040 EA03 EA06 EB31 EB32 EB43 EB44 5H026 AA06 5H027 AA06 BA17 KK42    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kiyoshi Taguchi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Hidenobu Wakita             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 4G040 EA03 EA06 EB31 EB32 EB43                       EB44                 5H026 AA06                 5H027 AA06 BA17 KK42

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料を改質する改質部の下流に接続さ
れ、内部に第1変成触媒を有する第1変成部と、 前記第1変成部の下流に接続され、その一端に第1水供
給部を有し、その他端が前記第1変成部の第1変成触媒
の上流側に接続される第1熱回収部と、を備える変成部
を有する水素生成装置。
1. A first shift section connected downstream of a reforming section for reforming a raw material and having a first shift conversion catalyst therein, and connected downstream of the first shift section with a first water at one end thereof. A hydrogen generator having a shift section having a supply section and a first heat recovery section having the other end connected to the upstream side of the first shift catalyst of the first shift section.
【請求項2】 前記第1変成部の温度を検出するための
第1変成温度検出部と、 前記第1変成温度検出部および前記第1水供給部に接続
される制御部と、を備える請求項1に記載の水素生成装
置。
2. A first shift temperature detecting section for detecting the temperature of the first shift section, and a control section connected to the first shift temperature detecting section and the first water supply section. Item 2. The hydrogen generator according to Item 1.
【請求項3】 前記制御部に接続された第2水供給部を
有し、前記第1熱回収部の下流に接続される浄化部に配
置され、前記第1変成部の第1変成触媒の上流側にその
一部が接続される、第2熱回収部をさらに備える、請求
項1または2に記載の水素生成装置。
3. A first shift conversion catalyst of the first shift conversion unit, which has a second water supply unit connected to the control unit and is arranged in a purification unit connected downstream of the first heat recovery unit. The hydrogen generator according to claim 1 or 2, further comprising a second heat recovery part, a part of which is connected to the upstream side.
【請求項4】 前記制御部に接続された第3水供給部を
有し、前記第1変成部に配置され、前記第1変成部の第
1変成触媒の上流側にその一部が接続される、第3熱回
収部をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の
水素生成装置。
4. A third water supply unit connected to the control unit, arranged in the first shift conversion unit, and partially connected upstream of the first shift catalyst in the first shift unit. The hydrogen generator according to claim 1, further comprising a third heat recovery unit.
【請求項5】 前記第1熱回収部の下流に第2変成触媒
を有する第2変成部が接続され、 前記第2変成部に、前記制御部に接続された第2変成温
度検出部が設置され、その一端に、前記制御部に接続さ
れた第4水供給部を有し、前記第2変成部の下流に設置
され、その他端が前記第1変成部の第1変成触媒の上流
側、または前記第2変成部の第二変成触媒の上流側に接
続される、第4熱回収部を備える、請求項1〜4のいず
れかに記載の水素生成装置。
5. A second shift conversion unit having a second shift catalyst is connected downstream of the first heat recovery unit, and a second shift temperature detection unit connected to the control unit is installed in the second shift unit. Has a fourth water supply unit connected to the control unit at one end thereof, is installed downstream of the second shift conversion unit, and has the other end on the upstream side of the first shift catalyst of the first shift unit, The hydrogen generator according to claim 1, further comprising a fourth heat recovery unit connected to the upstream side of the second shift conversion catalyst of the second shift conversion unit.
【請求項6】 前記改質部と前記第1変成部との間に接
続され、 前記第1熱回収部、前記第2熱回収部、前記第3熱回収
部、または前記第4熱回収部の一部が接続された、改質
ガスと水とを混合させる混合部が設けられ、 前記混合部において混合された流体が前記第1変成触媒
の上流側に供給される、請求項1〜5のいずれかに記載
の水素生成装置。
6. The first heat recovery section, the second heat recovery section, the third heat recovery section, or the fourth heat recovery section, which is connected between the reforming section and the first shift conversion section. A mixing part for mixing the reformed gas and water is provided, a part of which is connected, and the fluid mixed in the mixing part is supplied to the upstream side of the first shift catalyst. The hydrogen generator according to any one of 1.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の水素生
成装置と、 前記水素生成装置から出されるガスを使用して発電する
燃料電池と、を備える燃料電池システム。
7. A fuel cell system comprising: the hydrogen generator according to any one of claims 1 to 6; and a fuel cell that uses a gas emitted from the hydrogen generator to generate electric power.
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