JP2014101264A - Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system - Google Patents

Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system Download PDF

Info

Publication number
JP2014101264A
JP2014101264A JP2012256202A JP2012256202A JP2014101264A JP 2014101264 A JP2014101264 A JP 2014101264A JP 2012256202 A JP2012256202 A JP 2012256202A JP 2012256202 A JP2012256202 A JP 2012256202A JP 2014101264 A JP2014101264 A JP 2014101264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
hydrogen
amount
reformer
oxygen concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012256202A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chie Harada
千絵 原田
Hidenobu Wakita
英延 脇田
Seiji Fujiwara
誠二 藤原
Tomoyuki Nakajima
知之 中嶋
Takahiro Kusuyama
貴広 楠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2012256202A priority Critical patent/JP2014101264A/en
Publication of JP2014101264A publication Critical patent/JP2014101264A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation method of a hydrogen generator and an operation method of a fuel cell system that can suppress oxidation degradation of a hydrodesulfurization catalyst compared with methods in the past.SOLUTION: An operation method of a hydrogen generator includes a step S1 for adding hydrogen to a raw material so that a mole ratio of the hydrogen to oxygen in the raw material is larger than 2, a step S2 for supplying the raw material added with the hydrogen to a hydrogenation desulfurizer holding an oxidation degradable catalyst to remove sulfur compounds in the raw material, and a step S3 for generating a hydrogen-containing gas from the raw material having passed through the hydrogenation desulfurizer 2 in a reformer.

Description

本発明は水素生成装置の運転方法及び燃料電池システムの運転方法に関する。   The present invention relates to a method for operating a hydrogen generator and a method for operating a fuel cell system.

小型装置でも高効率発電ができる燃料電池は、分散型エネルギー供給源の発電装置として開発が進められている。燃料電池の発電時の燃料として用いる水素ガスは、一般的なインフラとして整備されていない。そこで、分散型装置として利用する場合、例えば、都市ガス、LPG等の原料を改質反応させ、水素含有ガスを生成させる改質器を備える水素生成装置を併設する構成がとられることが多い。   Development of a fuel cell capable of high-efficiency power generation even with a small device is being developed as a power generator for a distributed energy supply source. Hydrogen gas used as fuel for power generation by fuel cells has not been developed as a general infrastructure. Therefore, when used as a distributed apparatus, for example, a structure in which a hydrogen generator including a reformer that generates a hydrogen-containing gas by reforming a raw material such as city gas or LPG is often used.

水素生成装置に供給する都市ガス、LPG等の原料にはメルカプタン類、サルファイド類、あるいはチオフェン類などの付臭剤が添加されている。改質器内に設けられた改質触媒は、これら硫黄化合物により被毒され、性能が劣化するので、硫黄化合物を予め除去する必要がある。その方法として、改質器で生成された水素含有ガスを用いて硫黄成分を脱硫する水添脱硫が提案されている(例えば、特許文献1−3参照)。   Odorants such as mercaptans, sulfides, or thiophenes are added to raw materials such as city gas and LPG supplied to the hydrogen generator. Since the reforming catalyst provided in the reformer is poisoned by these sulfur compounds and the performance deteriorates, it is necessary to remove the sulfur compounds in advance. As a method for this, hydrodesulfurization in which a sulfur component is desulfurized using a hydrogen-containing gas generated in a reformer has been proposed (see, for example, Patent Documents 1-3).

水添脱硫触媒の具体例として、CoMo系触媒もしくはNiMo系触媒とZnO系やCuZn系触媒の組合せた構成(例えば、特許文献2参照)、CuZn系触媒単独で用いる構成(例えば、特許文献3参照)等が提案されている。   Specific examples of the hydrodesulfurization catalyst include a CoMo-based catalyst or a combination of a NiMo-based catalyst and a ZnO-based or CuZn-based catalyst (for example, see Patent Document 2), or a structure that uses a CuZn-based catalyst alone (for example, see Patent Document 3). ) Etc. have been proposed.

特開2007−55868号公報JP 2007-55868 A 特許第4832614号公報Japanese Patent No. 4832614 特許第3050850号公報Japanese Patent No. 3050850

ところで、改質器に供給される原料には、酸素が含まれている場合がある(例えば、ピークシェービング)。   By the way, the raw material supplied to the reformer may contain oxygen (for example, peak shaving).

このため、水添脱硫触媒として、酸化劣化する触媒を用いる場合、原料に酸素が含まれていると、水添脱硫触媒が酸化劣化する恐れがあるが、従来の水素生成装置については、この点について検討されていない。   For this reason, when a catalyst that undergoes oxidative degradation is used as a hydrodesulfurization catalyst, there is a risk that the hydrodesulfurization catalyst will undergo oxidative degradation if oxygen is contained in the raw material. Has not been studied.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る水素生成装置の運転方法及び燃料電池システムの運転方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the operating method of the hydrogen generator which can suppress the oxidative degradation of a hydrodesulfurization catalyst compared with the past, and the operating method of a fuel cell system. Objective.

上記課題を解決するため、本発明の水素生成装置の運転方法の一態様は、原料中の酸素に対する水素のモル比が2よりも大きくなるよう原料に水素を添加するステップと、水素が添加された原料を、酸化劣化する触媒を備える水添脱硫器に供給し、原料中の硫黄化合物を除去するステップと、前記水添脱硫器を通過した原料を用いて改質器において水素含有ガスを生成するステップと備える。   In order to solve the above problems, an aspect of the operation method of the hydrogen generator of the present invention includes a step of adding hydrogen to the raw material so that the molar ratio of hydrogen to oxygen in the raw material is greater than 2, and hydrogen is added. The raw material is supplied to a hydrodesulfurizer equipped with a catalyst that deteriorates by oxidation, and a sulfur compound in the raw material is removed, and a hydrogen-containing gas is generated in the reformer using the raw material that has passed through the hydrodesulfurizer. And providing a step.

また、本発明の燃料電池システムの運転方法の一態様は、上記の運転方法を行う水素生成装置から供給される水素含有ガスを用いて燃料電池が発電するステップを備える。   Moreover, one mode of the operation method of the fuel cell system of the present invention includes a step in which the fuel cell generates power using a hydrogen-containing gas supplied from a hydrogen generator that performs the above operation method.

本発明の水素生成装置の運転方法及び燃料電池システムの運転方法の一態様によれば、従来に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得るという効果を奏する。   According to the aspect of the operation method of the hydrogen generator and the operation method of the fuel cell system of the present invention, there is an effect that the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the conventional method.

図1は、実施の形態1の水素生成装置の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the hydrogen generation apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the hydrogen generator of Embodiment 1. 図3は、実施の形態1における実施例1の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 1 according to the first embodiment. 図4は、実施の形態1における実施例2の水素生成装置の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the hydrogen generator of Example 2 according to the first embodiment. 図5は、実施の形態1における実施例2の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 2 according to the first embodiment. 図6は、実施の形態1における実施例3の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 3 according to the first embodiment. 図7は、実施の形態1における実施例4の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 4 according to the first embodiment. 図8は、実施の形態1における実施例5の水素生成装置の一例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the hydrogen generator of Example 5 according to the first embodiment. 図9は、実施の形態1における実施例5の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 5 according to the first embodiment. 図10は、実施の形態1における実施例6の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 6 according to the first embodiment. 図11は、実施の形態1における実施例7の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 7 according to the first embodiment. 図12は、実施の形態1における実施例8の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 8 according to the first embodiment. 図13は、実施の形態2の燃料電池システムの一例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of the fuel cell system according to the second embodiment. 図14は、実施の形態2の燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the fuel cell system of the second embodiment. 図15は、実施の形態3の燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the operation of the fuel cell system according to the third embodiment.

以下、図面を参照しながら、実施の形態および実施例について説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments and examples will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and the description thereof may be omitted.

(実施の形態1)
実施の形態1の水素生成装置の運転方法は、原料中の酸素に対する水素のモル比が2よりも大きくなるよう原料に水素を添加するステップと、水素が添加された原料を、酸化劣化する触媒を備える水添脱硫器に供給し、原料中の硫黄化合物を除去するステップと、水添脱硫器を通過した原料を用いて改質器において水素含有ガスを生成するステップと備える。
(Embodiment 1)
The operation method of the hydrogen generator of Embodiment 1 includes a step of adding hydrogen to the raw material so that the molar ratio of hydrogen to oxygen in the raw material is greater than 2, and a catalyst that oxidizes and degrades the raw material to which hydrogen has been added. And a step of removing sulfur compounds in the raw material, and a step of generating a hydrogen-containing gas in the reformer using the raw material that has passed through the hydrodesulfurizer.

これにより、従来に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   Thereby, compared with the past, the oxidative degradation of a hydrodesulfurization catalyst can be suppressed.

[装置構成]
図1は、実施の形態1の水素生成装置の一例を示すブロック図である。
[Device configuration]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the hydrogen generation apparatus according to the first embodiment.

図1に示すように、水素生成装置100は、改質器1と、水添脱硫器2と、制御器200と、を備える。   As shown in FIG. 1, the hydrogen generator 100 includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, and a controller 200.

改質器1は、原料を用いて水素含有ガスを生成する。具体的には、改質器1において、原料が改質反応して、水素含有ガスが生成する。改質反応は、いずれの形態であってもよく、例えば、水蒸気改質反応、オートサーマル反応及び部分酸化反応等が挙げられる。図1には示されていないが、各改質反応において必要となる機器は適宜設けられる。例えば、改質反応が水蒸気改質反応であれば、改質器1を加熱する燃焼器、水蒸気を生成する蒸発器、及び蒸発器に水を供給する水供給器が設けられる。改質反応がオートサーマル反応であれば、水素生成装置100には、さらに、改質器1に空気を供給する空気供給器が設けられる。なお、原料は、メタンを主成分とする都市ガス、天然ガス、LPG等の少なくとも炭素及び水素から構成される有機化合物を含む。   The reformer 1 produces | generates hydrogen containing gas using a raw material. Specifically, in the reformer 1, the raw material undergoes a reforming reaction to generate a hydrogen-containing gas. The reforming reaction may take any form, and examples thereof include a steam reforming reaction, an autothermal reaction, and a partial oxidation reaction. Although not shown in FIG. 1, equipment required for each reforming reaction is provided as appropriate. For example, if the reforming reaction is a steam reforming reaction, a combustor that heats the reformer 1, an evaporator that generates steam, and a water supplier that supplies water to the evaporator are provided. If the reforming reaction is an autothermal reaction, the hydrogen generator 100 is further provided with an air supply device that supplies air to the reformer 1. The raw material includes an organic compound composed of at least carbon and hydrogen, such as city gas containing methane as a main component, natural gas, and LPG.

また、改質器1が、改質器1の下流に改質器1で生成された水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するためのCO低減器を備えていても構わない。CO低減器は、シフト反応により一酸化炭素を低減させる変成器と、酸化反応及びメタン化反応の少なくともいずれか一方により一酸化炭素を低減させるCO除去器との少なくともいずれか一方を備える。   Further, the reformer 1 may be provided with a CO reducer for reducing carbon monoxide in the hydrogen-containing gas generated by the reformer 1 downstream of the reformer 1. The CO reducer includes at least one of a transformer that reduces carbon monoxide by a shift reaction and a CO remover that reduces carbon monoxide by at least one of an oxidation reaction and a methanation reaction.

水添脱硫器2は、酸化劣化する触媒を備え、原料中の硫黄化合物を除去する。水添脱硫器2は、容器に水添脱硫剤が充填される。また、図1に示すように、水添脱硫器2には、水添反応用の水素が供給されている。これにより、水添脱硫剤を用いて、硫黄化合物が硫化水素に変換された後、硫化水素が吸着される。なお、酸化劣化が起こる水添脱硫触媒として、例えば、Cuを含む水添脱硫触媒、具体的には、CuZn系触媒、CuZn系触媒とCoMo系触媒とを組合せた触媒等が挙げられる。また、酸化劣化が起こる水添脱硫触媒として、貴金属を含む水添脱硫触媒、具体的には、Pt、Pd、Rh、Ru等をゼオライトに含有された触媒が挙げられる。また、酸化劣化が起こる水添脱硫触媒として、Ni−Zn系触媒も挙げられる。   The hydrodesulfurizer 2 includes a catalyst that deteriorates by oxidation, and removes sulfur compounds in the raw material. In the hydrodesulfurizer 2, a container is filled with a hydrodesulfurizing agent. As shown in FIG. 1, hydrogen for hydrogenation reaction is supplied to the hydrodesulfurizer 2. Thereby, hydrogen sulfide is adsorbed after the sulfur compound is converted into hydrogen sulfide using a hydrodesulfurization agent. Examples of the hydrodesulfurization catalyst that causes oxidative degradation include a hydrodesulfurization catalyst containing Cu, specifically, a CuZn-based catalyst, a catalyst that combines a CuZn-based catalyst and a CoMo-based catalyst, and the like. Examples of the hydrodesulfurization catalyst that causes oxidative degradation include hydrodesulfurization catalysts containing noble metals, specifically, catalysts containing Pt, Pd, Rh, Ru, etc. in zeolite. In addition, as a hydrodesulfurization catalyst in which oxidative deterioration occurs, a Ni—Zn-based catalyst can also be mentioned.

制御器200は、水素生成装置100の動作を制御する。制御器200は、制御機能を有するものであればよく、演算処理部(図示せず)と、制御プログラムを記憶する記憶部(図示せず)とを備える。演算処理部としては、MPU、CPUが例示される。記憶部としては、メモリーが例示される。制御器200は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。   The controller 200 controls the operation of the hydrogen generator 100. The controller 200 only needs to have a control function, and includes an arithmetic processing unit (not shown) and a storage unit (not shown) that stores a control program. Examples of the arithmetic processing unit include an MPU and a CPU. An example of the storage unit is a memory. The controller 200 may be configured by a single controller that performs centralized control, or may be configured by a plurality of controllers that perform distributed control in cooperation with each other.

[動作]
図2は、実施の形態1の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the hydrogen generator of Embodiment 1.

まず、図2に示すように、水素生成装置100の運転中、原料中の酸素に対する水素のモル比が2よりも大きくなるよう原料に水素を添加する(ステップS1)。   First, as shown in FIG. 2, during the operation of the hydrogen generator 100, hydrogen is added to the raw material so that the molar ratio of hydrogen to oxygen in the raw material is greater than 2 (step S1).

次いで、水素が添加された原料を、酸化劣化する触媒を備える水添脱硫器2に供給し、原料中の硫黄化合物を除去する(ステップS2)。   Next, the raw material to which hydrogen has been added is supplied to the hydrodesulfurizer 2 equipped with a catalyst that undergoes oxidative degradation to remove sulfur compounds in the raw material (step S2).

次いで、水添脱硫器2を通過した原料を用いて、改質器1において水素含有ガスを生成する(ステップS3)。   Next, a hydrogen-containing gas is generated in the reformer 1 using the raw material that has passed through the hydrodesulfurizer 2 (step S3).

なお、ステップS1において、原料に含まれる酸素濃度が実験等で予め把握されており、原料中の酸素に対する水素のモル比が2よりも大きくなるよう、水添脱硫器2への原料の供給量に対して添加するべき水素量も予め設定されている。具体的には、水添脱硫器2への原料供給量に対して所定の体積比率以上になる量の水素が供給される。ここで、所定の体積比率は、原料中の酸素に対する水素のモル比(以下、H/O)が2よりも大きくなる値として設定されている。なお、原料中の酸素濃度は、上述のように、予め把握されておらず、検知器で検知してもよい。検知器は、原料中の酸素濃度を直接的または間接的に検知してもよい。 Note that in step S1, the oxygen concentration contained in the raw material is obtained in advance through experiments or the like, and the supply amount of the raw material to the hydrodesulfurizer 2 so that the molar ratio of hydrogen to oxygen in the raw material is greater than 2. The amount of hydrogen to be added is also preset. Specifically, an amount of hydrogen that is equal to or higher than a predetermined volume ratio with respect to the amount of raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2 is supplied. Here, the predetermined volume ratio is set as a value at which the molar ratio of hydrogen to oxygen in the raw material (hereinafter, H 2 / O 2 ) is greater than 2. In addition, as above-mentioned, the oxygen concentration in a raw material is not grasped | ascertained beforehand, and may be detected with a detector. The detector may detect the oxygen concentration in the raw material directly or indirectly.

原料中の酸素濃度を直接的に検知する検知器として、例えば、水素生成装置の外部の記憶装置(例えば、サーバ等)から送信される酸素濃度情報を受信する受信器が挙げられる。また、他の例のとして原料中の酸素濃度を検知する検知器が上げられる。   Examples of the detector that directly detects the oxygen concentration in the raw material include a receiver that receives oxygen concentration information transmitted from a storage device (for example, a server) outside the hydrogen generator. Another example is a detector that detects the oxygen concentration in the raw material.

原料中の酸素濃度を間接的に検知する検知器として、例えば、水添脱硫器2の温度および改質器1の温度の少なくともいずれか一方により、酸素濃度を間接的に検知する形態が挙げられるが、これに限定されるものではない。   Examples of the detector that indirectly detects the oxygen concentration in the raw material include a mode in which the oxygen concentration is indirectly detected by at least one of the temperature of the hydrodesulfurizer 2 and the temperature of the reformer 1. However, the present invention is not limited to this.

なお、原料中に酸素が含まれていることは、上記検知器により検知してもよいし、外部の記憶装置(例えば、サーバ等)から原料に酸素が含まれていることを示す情報を受信する受信器で検知してもよい。原料に酸素が含まれていることを示す情報としては、例えば、ピークシェービング中であることを示す情報等が挙げられる。   Note that the presence of oxygen in the raw material may be detected by the above-mentioned detector, or information indicating that the raw material contains oxygen is received from an external storage device (for example, a server). May be detected by a receiver. Examples of information indicating that the raw material contains oxygen include information indicating that peak shaving is being performed.

かかる水素生成装置100の運転方法によれば、水素生成装置100の運転中において、原料中に酸素が含まれている場合に、水素の酸化反応によって酸素を消費するのに必要な水素量(H/O=2)よりも多くの水素が供給される。よって、水素生成装置100の運転方法では、原料中に含まれる酸素を考慮せずに、原料に水素を添加している従来の水素生成装置の運転方法に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。 According to the operation method of the hydrogen generator 100, when the raw material contains oxygen during the operation of the hydrogen generator 100, the amount of hydrogen required to consume oxygen by the hydrogen oxidation reaction (H 2 / O 2 = 2) more hydrogen is supplied. Therefore, in the operation method of the hydrogen generator 100, the oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst is reduced as compared with the operation method of the conventional hydrogen generator in which hydrogen is added to the raw material without considering oxygen contained in the raw material. Can be suppressed.

以下、水素生成装置100の運転中に原料中の酸素濃度が増加した場合の、水素生成装置100の運転状況に応じて制御される水素生成装置100の様々な動作の具体例について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, with reference to the drawings, specific examples of various operations of the hydrogen generator 100 controlled in accordance with the operation status of the hydrogen generator 100 when the oxygen concentration in the raw material increases during the operation of the hydrogen generator 100 will be described. I will explain.

(実施例1)
実施の形態1における実施例1の水素生成装置の運転方法は、実施の形態1の水素生成装置の運転方法において、原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器に供給される原料に対して添加される水素の量を増加させる。
Example 1
The operation method of the hydrogen generator of Example 1 in Embodiment 1 is the same as the operation method of the hydrogen generator of Embodiment 1, when the oxygen concentration in the raw material increases, the raw material supplied to the hydrodesulfurizer Increase the amount of hydrogen added.

これにより、原料中の酸素濃度が増加しても原料に添加する水素量を増加しない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   Thereby, even if the oxygen concentration in the raw material increases, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the amount of hydrogen added to the raw material is not increased.

本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施の形態1と同様であってもよい。   The operation method of the hydrogen generator of this example may be the same as that of the first embodiment except for the above points.

[装置構成]
本実施例の水素生成装置100は、図1と同様の構成であり、改質器1と、水添脱硫器2と、制御器200と、を備える。構成については実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The hydrogen generator 100 of the present embodiment has the same configuration as that in FIG. 1 and includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, and a controller 200. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

[動作]
図3は、実施の形態1における実施例1の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 1 according to the first embodiment.

図3に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。   As shown in FIG. 3, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased.

よって、本実施例では、原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加される水素の量を増加させる(ステップS5)。   Therefore, in this embodiment, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of hydrogen added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2 is increased (step S5).

なお、ここで、原料に対して添加される水素の量を増加させる手段としては、例えば、水素供給経路上に設けられる、流量調整器、具体的には、可変式オリフィス(図示せず)等が挙げられる。   Here, as means for increasing the amount of hydrogen added to the raw material, for example, a flow rate regulator provided on the hydrogen supply path, specifically, a variable orifice (not shown) or the like Is mentioned.

かかる水素生成装置100の運転方法によれば、水素生成装置100の運転中において、原料中に含まれる酸素が増加すると、原料に添加される水素量が増加するので、酸化反応により消費されず、水添脱硫触媒を酸化する酸素量が低減する。よって、原料中の酸素濃度が増加しても原料に添加する水素量を増加しない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   According to the operation method of the hydrogen generator 100, when the oxygen contained in the raw material increases during the operation of the hydrogen generator 100, the amount of hydrogen added to the raw material increases, so that it is not consumed by the oxidation reaction, The amount of oxygen that oxidizes the hydrodesulfurization catalyst is reduced. Therefore, oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the amount of hydrogen added to the raw material is not increased even if the oxygen concentration in the raw material is increased.

(実施例2)
実施の形態1における実施例2の水素生成装置の運転方法は、実施の形態1の水素生成装置の運転方法において、改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、改質器における水素生成量が相対的に少ないとき、原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させ、改質器における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させない。
(Example 2)
The operation method of the hydrogen generator of Example 2 in Embodiment 1 is the hydrodesulfurization method using the hydrogen-containing gas generated in the reformer as a recycle gas in the operation method of the hydrogen generator of Embodiment 1. When the oxygen concentration in the raw material increases when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, it is added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer. When the amount of recycled gas is increased and the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively large, even if the oxygen concentration in the raw material increases, it is added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer Do not increase the amount of recycled gas.

これにより、改質器の水素生成量が相対的に少ないときに原料中の酸素濃度が増加しても原料に添加するリサイクルガス量を増加しない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。また、改質器での水素生成量に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴いリサイクルガス量を増加させる場合に比べ、水素利用機器への水素供給量の低下が抑制される。   This suppresses oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst compared to the case where the amount of recycled gas added to the raw material is not increased even if the oxygen concentration in the raw material increases when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small. Can do. In addition, a decrease in the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device is suppressed as compared with a case where the amount of recycle gas is increased with an increase in the oxygen concentration in the raw material, regardless of the amount of hydrogen produced in the reformer.

本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施の形態1と同様であってもよい。   The operation method of the hydrogen generator of this example may be the same as that of the first embodiment except for the above points.

[装置構成]
図4は、実施の形態1における実施例2の水素生成装置の一例を示すブロック図である。
[Device configuration]
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the hydrogen generator of Example 2 according to the first embodiment.

図4に示すように、水素生成装置100は、改質器1と、水添脱硫器2と、リサイクルガス流路3と、制御器200と、を備える。改質器1、水添脱硫器2及び制御器200については実施の形態1と同様であるので説明を省略する。   As shown in FIG. 4, the hydrogen generator 100 includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, a recycle gas flow path 3, and a controller 200. Since the reformer 1, the hydrodesulfurizer 2, and the controller 200 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

リサイクルガス流路3は、水添脱硫に使用される水素含有ガスが流れる流路である。具体的には、リサイクルガス流路3は、改質器1より送出される水素含有ガスを水添脱硫器2よりも上流の原料供給路内の原料に供給するよう構成されている。
これにより、改質器1で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして水添脱硫器2に供給される前の原料に添加できる。
The recycle gas channel 3 is a channel through which a hydrogen-containing gas used for hydrodesulfurization flows. Specifically, the recycle gas flow path 3 is configured to supply the hydrogen-containing gas sent from the reformer 1 to the raw material in the raw material supply path upstream of the hydrodesulfurizer 2.
Thereby, a part of hydrogen-containing gas produced | generated by the reformer 1 can be added to the raw material before being supplied to the hydrodesulfurizer 2 as recycle gas.

リサイクルガス流路3の上流端は、改質器1より送出されたリサイクルガスが流れる流路であれば、いずれの箇所に接続されていても構わない。例えば、改質器1の下流に水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するCO低減器を設けた場合、リサイクルガス流路3の上流端は、改質器1とCO低減器との間の流路に接続されていてもよいし、CO低減器に接続されていてもよいし、CO低減器の下流に接続されていてもよい。なお、CO低減器が、シフト反応により一酸化炭素を低減する変成器と、酸化反応及びメタン化反応の少なくともいずれか一方により一酸化炭素を低減するCO除去器とを備える場合、リサイクルガス流路3の上流端を変成器とCO除去器との間の流路に接続しても構わない。また、リサイクルガス流路3の上流端を、水素含有ガスを利用する水素利用機器の下流の流路に接続しても構わない。   The upstream end of the recycle gas flow path 3 may be connected to any location as long as the recycle gas sent from the reformer 1 flows. For example, when a CO reducer for reducing carbon monoxide in the hydrogen-containing gas is provided downstream of the reformer 1, the upstream end of the recycle gas flow path 3 is located between the reformer 1 and the CO reducer. It may be connected to the flow path, may be connected to the CO reducer, or may be connected downstream of the CO reducer. In the case where the CO reducer includes a converter that reduces carbon monoxide by a shift reaction and a CO remover that reduces carbon monoxide by at least one of an oxidation reaction and a methanation reaction, a recycle gas flow path The upstream end of 3 may be connected to the flow path between the transformer and the CO remover. Moreover, you may connect the upstream end of the recycle gas flow path 3 to the flow path of the downstream of the hydrogen utilization apparatus using hydrogen containing gas.

[動作]
図5は、実施の形態1における実施例2の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 2 according to the first embodiment.

図5に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。また、ステップS6において、改質器1における水素生成量が相対的に少ないか否かが判定される。   As shown in FIG. 5, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased. In step S6, it is determined whether the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small.

よって、本実施例では、改質器1における水素生成量が相対的に少ないとき、原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させる(ステップS7)。   Therefore, in this embodiment, when the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small, if the oxygen concentration in the raw material increases, the recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2 The amount is increased (step S7).

また、改質器1における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても水添脱硫器2に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させない(エンド)。   Further, when the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively large, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2 is not increased even if the oxygen concentration in the raw material increases. (End).

なお、ここで、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させる手段としては、例えば、リサイクルガス流路3上に設けられる、流量調整器、具体的には、可変式オリフィス(図示せず)等が挙げられる。   Here, as a means for increasing the amount of the recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2, for example, a flow rate regulator provided on the recycle gas flow path 3, specifically, Includes a variable orifice (not shown) and the like.

かかる水素生成装置100の運転方法によれば、改質器1の水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に添加されるリサイクルガス量が増加するので、酸化反応により消費されず、水添脱硫触媒を酸化する酸素量が低減する。よって、原料中の酸素濃度が増加しても原料に添加するリサイクルガス量を増加しない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   According to such an operation method of the hydrogen generator 100, when the hydrogen generation amount of the reformer 1 is relatively small, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of recycle gas added to the raw material increases. The amount of oxygen that oxidizes the hydrodesulfurization catalyst is reduced without being consumed by the oxidation reaction. Therefore, even if the oxygen concentration in the raw material increases, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the amount of recycle gas added to the raw material is not increased.

また、改質器1の水素生成量が相対的に多いとき、リサイクルガス流量は相対的に多いので、原料中の酸素濃度が増加したときに、原料に添加されるリサイクルガス量を増加しなくても、水添脱硫触媒の劣化は進行しにくい。これにより、改質器での水素生成量に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴いリサイクルガス量を増加させる場合に比べ、水素利用機器への水素供給量の低下が抑制される。   In addition, when the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively large, the flow rate of the recycle gas is relatively large. Therefore, when the oxygen concentration in the raw material is increased, the amount of the recycle gas added to the raw material is not increased. However, the degradation of the hydrodesulfurization catalyst is unlikely to proceed. Accordingly, a decrease in the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device is suppressed as compared with a case where the amount of recycle gas is increased with an increase in the oxygen concentration in the raw material, regardless of the amount of hydrogen produced in the reformer.

(実施例3)
実施の形態1における実施例3の水素生成装置の運転方法は、実施の形態1の水素生成装置の運転方法において、改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、改質器における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加すると、改質器における水素生成量を増加させ、改質器における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、改質器における水素生成量を増加させない。
(Example 3)
The operation method of the hydrogen generator of Example 3 in Embodiment 1 is the hydrodesulfurization method using the hydrogen-containing gas generated in the reformer as a recycle gas in the operation method of the hydrogen generator of Embodiment 1. When the oxygen concentration in the raw material increases when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, the amount of hydrogen produced in the reformer is increased. When the hydrogen production amount in the mass device is relatively large, even if the oxygen concentration in the raw material is increased, the hydrogen production amount in the reformer is not increased.

これにより、改質器における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加しても改質器における水素生成量を増加させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。また、改質器での水素生成量に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴い水素生成量を増加させる場合に比べ、水素利用機器へ必要以上に多量の水素が供給されることが抑制される。   As a result, when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, the oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst is reduced compared to the case where the amount of hydrogen produced in the reformer is not increased even if the oxygen concentration in the raw material is increased. Can be suppressed. Also, regardless of the amount of hydrogen produced in the reformer, compared to the case where the amount of hydrogen produced is increased as the oxygen concentration in the raw material increases, the supply of hydrogen more than necessary to the hydrogen-using equipment is suppressed. Is done.

本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施の形態1と同様であってもよい。   The operation method of the hydrogen generator of this example may be the same as that of the first embodiment except for the above points.

[装置構成]
本実施例の水素生成装置100は、図4と同様の構成であり、改質器1と、水添脱硫器2と、リサイクルガス流路3と、制御器200と、を備える。構成については実施例2と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The hydrogen generator 100 of the present embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 4, and includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, a recycle gas flow path 3, and a controller 200. Since the configuration is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

[動作]
図6は、実施の形態1における実施例3の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 3 according to the first embodiment.

図6に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。また、ステップS6において、改質器1における水素生成量が相対的に少ないか否かが判定される。   As shown in FIG. 6, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased. In step S6, it is determined whether the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small.

よって、本実施例では、改質器1における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加すると、改質器1における水素生成量を増加させる(ステップS8)。
また、改質器1における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、改質器1における水素生成量を増加させない(エンド)。
Therefore, in this embodiment, when the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively small, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is increased when the oxygen concentration in the raw material is increased (step S8).
Further, when the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively large, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is not increased (end) even if the oxygen concentration in the raw material is increased.

かかる水素生成装置100の運転方法によれば、改質器1における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加すると、改質器1における水素生成量が増加する。このため、原料に添加されるリサイクルガス量が増加するので、酸化反応により消費されず、水添脱硫触媒を酸化する酸素量が低減する。よって、改質器1における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加しても改質器1における水素生成量を増加させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   According to such an operation method of the hydrogen generator 100, when the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively small, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 increases when the oxygen concentration in the raw material increases. For this reason, since the amount of recycle gas added to a raw material increases, it is not consumed by an oxidation reaction, but the amount of oxygen which oxidizes a hydrodesulfurization catalyst reduces. Therefore, when the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small, the oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst compared to the case where the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is not increased even if the oxygen concentration in the raw material increases. Can be suppressed.

また、改質器1の水素生成量が相対的に多いとき、リサイクルガス流量は相対的に多いので、原料中の酸素濃度が増加したときに、改質器1における水素生成量を増加させなくても、水添脱硫触媒の劣化は進行しにくい。   Further, when the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively large, the recycle gas flow rate is relatively large. Therefore, when the oxygen concentration in the raw material is increased, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is not increased. However, the degradation of the hydrodesulfurization catalyst is unlikely to proceed.

よって、改質器での水素生成量に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴い水素生成量を増加させる場合に比べ、水素利用機器へ必要以上に多量の水素が供給されることが抑制される。   Therefore, regardless of the amount of hydrogen produced in the reformer, compared to the case where the amount of hydrogen produced is increased as the oxygen concentration in the raw material increases, the supply of hydrogen more than necessary to the hydrogen-using equipment is suppressed. Is done.

(実施例4)
実施の形態1における実施例4の水素生成装置の運転方法は、実施の形態1の水素生成装置の運転方法において、改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、起動時に原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させ、起動完了後に原料中の酸素濃度が増加しても、水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させない。
Example 4
The operation method of the hydrogen generator of Example 4 in Embodiment 1 is the hydrodesulfurization method using the hydrogen-containing gas generated in the reformer as a recycle gas in the operation method of the hydrogen generator of Embodiment 1. When the oxygen concentration in the raw material increases at the time of start-up, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is increased and the start-up is completed. Even if the oxygen concentration in the raw material increases later, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is not increased.

これにより、起動時に原料中の酸素濃度が増加しても原料に添加するリサイクルガス量を増加しない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。また、起動完了前後に拘わらず、原料中の酸素濃度の増加に伴いリサイクルガス量を増加させる場合に比べ、水素利用機器への水素供給量の低下が抑制される。
本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施の形態1と同様であってもよい。
Thereby, compared with the case where the amount of recycle gas added to a raw material does not increase even if the oxygen concentration in a raw material increases at the time of starting, the oxidative degradation of a hydrodesulfurization catalyst can be suppressed. Further, regardless of whether the start-up is completed or not, a decrease in the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device is suppressed as compared with a case where the amount of the recycle gas is increased with an increase in the oxygen concentration in the raw material.
The operation method of the hydrogen generator of this example may be the same as that of the first embodiment except for the above points.

[装置構成]
本実施例の水素生成装置100は、図4と同様の構成であり、改質器1と、水添脱硫器2と、リサイクルガス流路3と、制御器200と、を備える。構成については実施例2と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The hydrogen generator 100 of the present embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 4, and includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, a recycle gas flow path 3, and a controller 200. Since the configuration is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

[動作]
図7は、実施の形態1における実施例4の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 4 according to the first embodiment.

図7に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。また、ステップS9において、水素生成装置100の起動時か否かが判定される。   As shown in FIG. 7, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased. In step S9, it is determined whether or not the hydrogen generator 100 is activated.

よって、本実施例では、水素生成装置100の起動時に原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させる(ステップS7)。   Therefore, in this embodiment, when the oxygen concentration in the raw material increases when the hydrogen generator 100 is started, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2 is increased (step S7). .

また、水素生成装置100の起動完了後に原料中の酸素濃度が増加しても、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させない(エンド)。
なお、ここで、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させる手段としては、例えば、流量調整器、具体的には、リサイクルガス流路3上に設けられる、可変式オリフィス(図示せず)等が挙げられる。
In addition, even if the oxygen concentration in the raw material increases after the start of the hydrogen generator 100, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2 is not increased (end).
Here, as means for increasing the amount of the recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer 2, for example, a flow rate regulator, specifically, on the recycle gas flow path 3 is used. Examples thereof include a variable orifice (not shown) provided.

起動時は、改質器1の水素生成量が起動完了後に比べ相対的に少ないため原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫触媒が酸化劣化する可能性が高くなる。かかる水素生成装置100の運転方法によれば、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に添加されるリサイクルガス量が増加するので、酸化反応により消費されず、水添脱硫触媒を酸化する酸素量が低減する。よって、水素生成装置100の起動時に原料中の酸素濃度が増加しても原料に添加するリサイクルガス量を増加しない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   At the time of start-up, the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small compared to after completion of the start-up, so that the oxygen concentration in the raw material increases, so that the possibility of oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst increases. According to the operation method of the hydrogen generator 100, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of recycle gas added to the raw material increases, so that the amount of oxygen that is not consumed by the oxidation reaction and oxidizes the hydrodesulfurization catalyst. Is reduced. Therefore, oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the amount of recycle gas added to the raw material is not increased even when the oxygen concentration in the raw material is increased when the hydrogen generator 100 is started.

また、起動完了後は、改質器1の水素生成量が起動時に比べ相対的に多く、リサイクルガス流量が相対的に多いので、原料中の酸素濃度が増加したときに、原料に添加されるリサイクルガス量を増加させなくても、水添脱硫触媒の劣化は進行しにくい。これにより、起動完了前後に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴いリサイクルガス量を増加させる場合に比べ、水素利用機器への水素供給量の低下が抑制される。   In addition, after the start-up is completed, the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively large compared to that at the start-up, and the recycle gas flow rate is relatively large. Therefore, when the oxygen concentration in the raw material increases, it is added to the raw material. Even if the amount of recycle gas is not increased, the degradation of the hydrodesulfurization catalyst hardly proceeds. Thereby, a decrease in the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device is suppressed as compared with the case where the amount of the recycle gas is increased with an increase in the oxygen concentration in the raw material, regardless of the completion of the start-up.

なお、起動時は、改質器1で生成される水素含有ガスは水素利用機器で消費されず、そのまま改質器1を加熱する燃焼用燃料として使用されるため、水素含有ガスが水素利用機器で消費される起動完了後に比べ、燃焼用燃料の量が多くなり易い。そこで、改質器1の過昇温を抑制するため、起動時は、改質器1での水素生成量が起動完了後に比べ少なくなる。   At the time of start-up, the hydrogen-containing gas generated in the reformer 1 is not consumed by the hydrogen-using device, and is used as it is as a combustion fuel for heating the reformer 1, so that the hydrogen-containing gas is used as the hydrogen-using device. The amount of combustion fuel is likely to be larger than after the start-up consumed in Therefore, in order to suppress the excessive temperature rise of the reformer 1, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is smaller at the start-up than after the start-up is completed.

(実施例5)
実施の形態1における実施例5の水素生成装置の運転方法は、実施の形態1の水素生成装置の運転方法において、改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量を低下させて、改質器において水素含有ガスを生成する。
(Example 5)
The operation method of the hydrogen generator of Example 5 in Embodiment 1 is the same as the operation method of the hydrogen generator of Embodiment 1, in which hydrodesulfurization is performed using a part of the hydrogen-containing gas generated in the reformer as a recycle gas. It is added to the raw material before being supplied to the reactor, and when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of water vapor relative to the raw material is reduced, and a hydrogen-containing gas is generated in the reformer.

これにより、原料中の酸素濃度が増加しても原料に対する水蒸気の量を低下させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   Thereby, even if the oxygen concentration in the raw material increases, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the amount of water vapor relative to the raw material is not reduced.

本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施の形態1と同様であってもよい。   The operation method of the hydrogen generator of this example may be the same as that of the first embodiment except for the above points.

[装置構成]
図8は、実施の形態1における実施例5の水素生成装置の一例を示すブロック図である。
[Device configuration]
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the hydrogen generator of Example 5 according to the first embodiment.

図8に示すように、水素生成装置100は、改質器1と、水添脱硫器2と、リサイクルガス流路3と、制御器200と、を備える。水添脱硫器2、リサイクルガス流路3及び制御器200については実施の形態1と同様であるので説明を省略する。   As shown in FIG. 8, the hydrogen generator 100 includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, a recycle gas flow path 3, and a controller 200. Since the hydrodesulfurizer 2, the recycle gas flow path 3, and the controller 200 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施例では、水供給器(図示せず)を用いて、改質器1に水が供給されている。これにより、改質器1において、原料と水蒸気とを用いる水蒸気改質反応が進行する。   In this embodiment, water is supplied to the reformer 1 using a water supply device (not shown). Thereby, in the reformer 1, the steam reforming reaction using the raw material and steam proceeds.

[動作]
図9は、実施の形態1における実施例5の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 5 according to the first embodiment.

図9に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。   As shown in FIG. 9, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased.

よって、本実施例では、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量(S/C)を低下させて(ステップS10)、改質器1において水素含有ガスを生成する。
原料に対する水蒸気の量(S/C)を低下させて、改質器1において水素濃度の高い水素 含有ガスを生成できる。従って、かかる水素生成装置100の運転方法によれば、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に添加される水素量が増加するので、酸化反応により消費されず、水添脱硫触媒を酸化する酸素量が低減する。よって、原料中の酸素濃度が増加してもS/Cを低下させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。
Therefore, in this embodiment, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of water vapor (S / C) with respect to the raw material is reduced (step S10), and a hydrogen-containing gas is generated in the reformer 1.
A hydrogen-containing gas having a high hydrogen concentration can be generated in the reformer 1 by reducing the amount of steam (S / C) relative to the raw material. Therefore, according to the operation method of the hydrogen generator 100, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of hydrogen added to the raw material increases, so that the oxygen that is not consumed by the oxidation reaction and oxidizes the hydrodesulfurization catalyst. The amount is reduced. Therefore, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the S / C is not lowered even when the oxygen concentration in the raw material is increased.

(実施例6)
実施の形態1における実施例6の水素生成装置の運転方法は、実施例5の水素生成装置の運転方法において、改質器における水素生成量が相対的に少ないとき、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量を低下させ、改質器における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、原料に対する水蒸気の量を低下させない。
(Example 6)
The operation method of the hydrogen generator of Example 6 in the first embodiment is the same as that of the hydrogen generator of Example 5, when the amount of hydrogen generated in the reformer is relatively small, the oxygen concentration in the raw material increases. Then, when the amount of water vapor relative to the raw material is reduced and the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively large, even if the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of water vapor relative to the raw material is not reduced.

これにより、改質器の水素生成量が相対的に少ないときに原料中の酸素濃度が増加しても原料に対する水蒸気の量を低下させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。また、改質器での水素生成量に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴い原料に対する水蒸気の量を低下させる場合に比べ、改質器での炭素析出の可能性が抑制される。   As a result, when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the amount of water vapor relative to the raw material is not reduced even if the oxygen concentration in the raw material increases. . In addition, the possibility of carbon deposition in the reformer is suppressed as compared with the case where the amount of water vapor relative to the raw material is decreased as the oxygen concentration in the raw material increases, regardless of the amount of hydrogen produced in the reformer.

本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施例5と同様であってもよい。   The operation method of the hydrogen generator of this embodiment may be the same as that of Embodiment 5 except for the above points.

[装置構成]
本実施例の水素生成装置100は、図8と同様の構成であり、改質器1と、水添脱硫器2と、リサイクルガス流路3と、制御器200と、を備える。構成については実施例5と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The hydrogen generator 100 of the present embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 8, and includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, a recycle gas flow path 3, and a controller 200. Since the configuration is the same as that of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.

[動作]
図10は、実施の形態1における実施例6の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 6 according to the first embodiment.

図10に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。また、ステップS6において、改質器1における水素生成量が相対的に少ないか否かが判定される。   As shown in FIG. 10, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased. In step S6, it is determined whether the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small.

よって、本実施例では、改質器1における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量(S/C)を低下させる(ステップS10)。   Therefore, in this embodiment, when the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively small, the amount of water vapor (S / C) with respect to the raw material is reduced when the oxygen concentration in the raw material is increased (step S10).

また、改質器1における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、原料に対する水蒸気の量(S/C)を低下させない(エンド)。   Further, when the amount of hydrogen produced in the reformer 1 is relatively large, even if the oxygen concentration in the raw material increases, the amount (S / C) of water vapor relative to the raw material is not reduced (end).

かかる水素生成装置100の運転方法によれば、改質器1の水素生成量が相対的に少ないときに、S/Cを低下すると、改質器1において水素濃度の高い水素含有ガスを生成でき、原料に添加されるリサイクルガス中の水素量が増加する。このため、原料中の酸素濃度が増加しても、S/Cを低下させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   According to the operation method of the hydrogen generator 100, when the S / C is decreased when the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively small, a hydrogen-containing gas having a high hydrogen concentration can be generated in the reformer 1. The amount of hydrogen in the recycle gas added to the raw material increases. For this reason, even if the oxygen concentration in the raw material increases, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the S / C is not lowered.

また、改質器1の水素生成量が相対的に多いとき、リサイクルガス流量は相対的に多いので、原料中の酸素濃度が増加したときに、S/Cを低下しなくても、水添脱硫触媒の劣化は進行しにくい。これにより、改質器1での水素生成量に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴いS/Cを低下させる場合に比べ、改質器1での炭素析出の可能性が抑制される。これば、S/Cが低下すると一般的に原料からの炭素析出が生じ易くなるからである。   Further, when the hydrogen production amount of the reformer 1 is relatively large, the recycle gas flow rate is relatively large. Therefore, when the oxygen concentration in the raw material is increased, the hydrogenation can be performed without reducing the S / C. The deterioration of the desulfurization catalyst is difficult to proceed. Thereby, the possibility of carbon deposition in the reformer 1 is suppressed as compared with the case where the S / C is decreased with an increase in the oxygen concentration in the raw material, regardless of the amount of hydrogen produced in the reformer 1. . This is because, when S / C decreases, carbon deposition from the raw material generally tends to occur.

(実施例7)
実施の形態1における実施例7の水素生成装置の運転方法は、実施例5の水素生成装置の運転方法において、起動時に原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量を低下させ、起動完了後に原料中の酸素濃度が増加しても、原料に対する水蒸気の量を低下させない。
(Example 7)
The operation method of the hydrogen generator of Example 7 in Embodiment 1 is the same as the operation method of the hydrogen generator of Example 5, when the oxygen concentration in the raw material increases at the time of start-up, the amount of water vapor relative to the raw material is decreased Even if the oxygen concentration in the raw material increases after completion, the amount of water vapor relative to the raw material is not reduced.

これにより、起動時に原料中の酸素濃度が増加しても原料に対する水蒸気量を低下させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。また、起動完了前後に拘わらず、原料中の酸素濃度の増加に伴い原料に対する水蒸気量を低下させる場合に比べ、改質器での炭素析出の可能性が抑制される。   Thereby, compared with the case where the water vapor amount with respect to the raw material is not lowered even if the oxygen concentration in the raw material increases at the time of start-up, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed. In addition, regardless of whether the start-up is completed or not, the possibility of carbon deposition in the reformer is suppressed as compared with the case where the amount of water vapor with respect to the raw material is decreased as the oxygen concentration in the raw material increases.

本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施例5と同様であってもよい。   The operation method of the hydrogen generator of this embodiment may be the same as that of Embodiment 5 except for the above points.

[装置構成]
本実施例の水素生成装置100は、図8と同様の構成であり、改質器1と、水添脱硫器2と、リサイクルガス流路3と、制御器200と、を備える。構成については実施例5と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The hydrogen generator 100 of the present embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 8, and includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, a recycle gas flow path 3, and a controller 200. Since the configuration is the same as that of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.

[動作]
図11は、実施の形態1における実施例7の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 7 according to the first embodiment.

図11に示すように、ステップS4において、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。また、ステップS9において、水素生成装置100の起動時か否かが判定される。   As shown in FIG. 11, in step S4, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased. In step S9, it is determined whether or not the hydrogen generator 100 is activated.

よって、本実施例では、水素生成装置100の起動時に原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量(S/C)を低下させる(ステップS10)。   Therefore, in this embodiment, when the oxygen concentration in the raw material increases when the hydrogen generator 100 is started, the amount (S / C) of water vapor relative to the raw material is decreased (step S10).

また、水素生成装置100の起動完了後に原料中の酸素濃度が増加しても、原料に対する水蒸気の量(S/C)を低下させない(エンド)。   Moreover, even if the oxygen concentration in the raw material increases after the start of the hydrogen generator 100 is completed, the amount (S / C) of water vapor relative to the raw material is not reduced (end).

起動時は、改質器1の水素の生成量が起動完了後に比べ相対的に少ないため原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫触媒が酸化劣化する可能性が高くなる。かかる水素生成装置100の運転方法によれば、原料中の酸素濃度が増加すると、S/Cを低下させて、改質器1において水素濃度の高い水素含有ガスが生成され、原料に添加されるリサイクルガス中の水素量が増加するので、酸化反応により消費されず、水添脱硫触媒を酸化する酸素量が低減する。よって、水素生成装置100の起動時に原料中の酸素濃度が増加しても、S/Cを低下させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   At the time of start-up, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively small as compared to after the start-up is completed, so that the possibility that the hydrodesulfurization catalyst is oxidized and deteriorated increases when the oxygen concentration in the raw material increases. According to such an operation method of the hydrogen generator 100, when the oxygen concentration in the raw material increases, the S / C is lowered, and a hydrogen-containing gas having a high hydrogen concentration is generated in the reformer 1 and added to the raw material. Since the amount of hydrogen in the recycle gas increases, the amount of oxygen that oxidizes the hydrodesulfurization catalyst is reduced without being consumed by the oxidation reaction. Therefore, even if the oxygen concentration in the raw material increases when the hydrogen generator 100 is activated, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the S / C is not lowered.

また、起動完了後は、改質器1の水素生成量が起動時に比べ相対的に多く、リサイクルガス流量が相対的に多いので、原料中の酸素濃度が増加したときに、S/Cを低下させなくても、水添脱硫触媒の劣化は進行しにくい。これにより、起動完了前後に依らず、原料中の酸素濃度の増加に伴いS/Cを低下させる場合に比べ、改質器1での炭素析出の可能性が抑制される。これば、S/Cが低下すると一般的に原料からの炭素析出が生じ易くなるからである。   In addition, after the start-up is completed, the amount of hydrogen generated in the reformer 1 is relatively larger than that at the time of start-up, and the recycle gas flow rate is relatively large. Therefore, when the oxygen concentration in the raw material increases, the S / C decreases. Even if not, the degradation of the hydrodesulfurization catalyst is unlikely to proceed. Accordingly, the possibility of carbon deposition in the reformer 1 is suppressed as compared with the case where the S / C is decreased with an increase in the oxygen concentration in the raw material, regardless of before and after the completion of startup. This is because, when S / C decreases, carbon deposition from the raw material generally tends to occur.

(実施例8)
実施の形態1における実施例8の水素生成装置の運転方法は、実施の形態1の水素生成装置の運転方法において、起動時において、改質器において水素含有ガスを生成しているときに原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対して添加される水素の量を増加させ、起動を継続し、起動時において、改質器に水素含有ガスの生成開始前に原料中の酸素濃度が増加すると起動を停止する。
(Example 8)
The operation method of the hydrogen generator of Example 8 in the first embodiment is the same as that of the raw material when the hydrogen-containing gas is generated in the reformer at the start-up in the operation method of the hydrogen generator of the first embodiment. When the oxygen concentration of the raw material increases, the amount of hydrogen added to the raw material is increased, and the start-up is continued. Stop startup.

これにより、起動時において、改質器に水素含有ガスの生成開始前に原料中の酸素濃度が増加しても運転継続する場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。
本実施例の水素生成装置の運転方法は、上記の点以外は、実施の形態1と同様であってもよい。
Thereby, at the time of start-up, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed as compared with the case where the operation is continued even if the oxygen concentration in the raw material is increased before the generation of the hydrogen-containing gas in the reformer.
The operation method of the hydrogen generator of this example may be the same as that of the first embodiment except for the above points.

[装置構成]
本実施例の水素生成装置100は、図1と同様の構成であり、改質器1と、水添脱硫器2と、制御器200と、を備える。構成については実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The hydrogen generator 100 of the present embodiment has the same configuration as that in FIG. 1 and includes a reformer 1, a hydrodesulfurizer 2, and a controller 200. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

[動作]
図12は、実施の形態1における実施例8の水素生成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the operation of the hydrogen generator of Example 8 according to the first embodiment.

図12に示すように、ステップS11において、水素生成装置100の起動時に原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される。また、ステップS12において、改質器1において水素含有ガスを生成しているか否かが判定される。   As shown in FIG. 12, in step S11, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased when the hydrogen generator 100 is started. In step S12, it is determined whether or not a hydrogen-containing gas is generated in the reformer 1.

よって、本実施例では、水素生成装置100の起動時において、改質器1において水素含有ガスを生成しているときに原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対して添加される水素の量を増加させ、起動を継続する(ステップS13)。   Therefore, in this embodiment, when the hydrogen generator 100 is activated, if the oxygen concentration in the raw material increases when the hydrogen-containing gas is generated in the reformer 1, the amount of hydrogen added to the raw material And the activation is continued (step S13).

また、水素生成装置100の起動時において、改質器1に水素含有ガスの生成開始前に原料中の酸素濃度が増加すると起動を停止する(ステップS14)。   Further, when the hydrogen generator 100 is started, the start is stopped when the oxygen concentration in the raw material increases in the reformer 1 before starting the generation of the hydrogen-containing gas (step S14).

起動時において改質器1で水素含有ガスが生成されていないときは、原料の添加される水素含有ガスが存在しないため、原料中の酸素濃度が増加した場合に、運転を継続すると水添脱硫触媒が劣化する。ここで、かかる水素生成装置100の運転方法によれば、起動時において改質器1で水素含有ガスが生成されていないときに、原料中の酸素濃度が増加しても運転を継続する場合に比べ、酸素による水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   When no hydrogen-containing gas is generated in the reformer 1 at the time of start-up, there is no hydrogen-containing gas to which the raw material is added. Therefore, when the oxygen concentration in the raw material is increased, hydrodesulfurization is performed if the operation is continued. The catalyst deteriorates. Here, according to the operation method of the hydrogen generator 100, when the hydrogen-containing gas is not generated in the reformer 1 at the time of startup, the operation is continued even if the oxygen concentration in the raw material increases. In comparison, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst due to oxygen can be suppressed.

(実施の形態2)
実施の形態2の燃料電池システムの運転方法は、実施の形態1及びその実施例1−8のいずれかに記載の運転方法を行う水素生成装置から供給される水素含有ガスを用いて燃料電池が発電するステップを備える。
(Embodiment 2)
The operation method of the fuel cell system according to the second embodiment is a fuel cell that uses a hydrogen-containing gas supplied from a hydrogen generator that performs the operation method according to any one of the first embodiment and examples 1-8. A step of generating electricity.

これにより、従来に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   Thereby, compared with the past, the oxidative degradation of a hydrodesulfurization catalyst can be suppressed.

[装置構成]
図13は、実施の形態2の燃料電池システムの一例を示すブロック図である。
[Device configuration]
FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of the fuel cell system according to the second embodiment.

図13に示すように、本実施の形態の燃料電池システム300は、水素生成装置100と、燃料電池4とを備える。   As shown in FIG. 13, the fuel cell system 300 of the present embodiment includes a hydrogen generator 100 and a fuel cell 4.

燃料電池システム300の水素生成装置100は、実施の形態1及びその実施例1−8のいずれかの水素生成装置100である。   The hydrogen generator 100 of the fuel cell system 300 is the hydrogen generator 100 of any one of Embodiment 1 and Examples 1-8.

燃料電池4は、水素生成装置100から供給される水素含有ガスを用いて発電する。燃料電池4としては、いずれの種類であっても良く、高分子電解質形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、及び燐酸形燃料電池等が例示される。   The fuel cell 4 generates power using the hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator 100. The fuel cell 4 may be of any type, and examples include a polymer electrolyte fuel cell, a solid oxide fuel cell, and a phosphoric acid fuel cell.

[動作]
図14は、実施の形態2の燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the fuel cell system of the second embodiment.

図14に示すように、本実施の形態の燃料電池システム300は、水素生成装置100から供給される水素含有ガスを用いて燃料電池4が発電する(ステップS15)。   As shown in FIG. 14, in the fuel cell system 300 of the present embodiment, the fuel cell 4 generates power using the hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator 100 (step S15).

かかる燃料電池システム300の運転方法によれば、実施の形態1及びその実施例1−8のいずれかの水素生成装置100の運転において原料中の酸素濃度が増加した場合に、従来に比べ、酸素による水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   According to the operation method of the fuel cell system 300, when the oxygen concentration in the raw material is increased in the operation of the hydrogen generator 100 of any one of Embodiment 1 and Examples 1-8, the oxygen concentration is higher than in the conventional case. It is possible to suppress the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst due to.

(実施の形態3)
実施の形態3の燃料電池システムの運転方法は、実施の形態2の燃料電池システムの運転方法において、燃料電池の発電を停止する前に、燃料電池の発電量を低下させるステップを備え、このステップにおいて、原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器に供給される原料に対して添加される水素の量を増加させる。
(Embodiment 3)
The operation method of the fuel cell system according to the third embodiment includes the step of reducing the power generation amount of the fuel cell before stopping the power generation of the fuel cell in the operation method of the fuel cell system according to the second embodiment. When the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of hydrogen added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is increased.

これにより、発電停止前に燃料電池の発電量を低下させるステップにおいて、原料中の酸素濃度が増加しても原料に対して添加させる水素量を増加させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   As a result, in the step of reducing the power generation amount of the fuel cell before power generation is stopped, the oxidative degradation of the hydrodesulfurization catalyst is compared with the case where the amount of hydrogen added to the raw material is not increased even if the oxygen concentration in the raw material is increased. Can be suppressed.

[装置構成]
燃料電池システム300は、図13と同様の構成であり、水素生成装置100と、燃料電池4を備える。構成については実施の形態2と同様であるので説明を省略する。
[Device configuration]
The fuel cell system 300 has the same configuration as that in FIG. 13, and includes the hydrogen generator 100 and the fuel cell 4. Since the configuration is the same as that of the second embodiment, description thereof is omitted.

[動作]
図15は、実施の形態3の燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the operation of the fuel cell system according to the third embodiment.

まず、図15に示すように、燃料電池4の発電停止要求が発生する(ステップS16)。そして、燃料電池4の発電量が低下する(ステップS17)。また、原料中の酸素濃度が増加したか否かが判定される(ステップS4)。なお、ステップS16は、具体的な、発電停止要求が発生していなくても、燃料電池システム300の発電停止予定時刻が近づいた場合であってもよい。つまり、燃料電池システム300の発電停止が近づいていれば、その契機は任意である。   First, as shown in FIG. 15, a power generation stop request for the fuel cell 4 is generated (step S16). And the electric power generation amount of the fuel cell 4 falls (step S17). Further, it is determined whether or not the oxygen concentration in the raw material has increased (step S4). Note that step S16 may be a case where the power generation stop scheduled time of the fuel cell system 300 is approaching even if a specific power generation stop request is not generated. That is, if the power generation stop of the fuel cell system 300 is approaching, the trigger is arbitrary.

よって、本実施例では、燃料電池4の発電を停止する前に、燃料電池4の発電量を低下させるステップS17を備え、ステップS17において、原料中の酸素濃度が増加すると、水添脱硫器2に供給される原料に対して添加される水素の量を増加させる(ステップS5)。   Therefore, in this embodiment, before the power generation of the fuel cell 4 is stopped, a step S17 for reducing the power generation amount of the fuel cell 4 is provided. In step S17, when the oxygen concentration in the raw material increases, the hydrodesulfurizer 2 The amount of hydrogen added to the raw material supplied to is increased (step S5).

上記ステップS17においては、燃料電池4の発電量が低下するので、改質器1への原料供給量を低下し、リサイクルガス量も低下している。ここで、原料中の酸素濃度が増加したときに、原料に添加する水素量を増加させないと、水添脱硫剤が酸化劣化する可能性が高くなる。   In step S17, since the power generation amount of the fuel cell 4 is reduced, the raw material supply amount to the reformer 1 is reduced, and the recycle gas amount is also reduced. Here, if the amount of hydrogen added to the raw material is not increased when the oxygen concentration in the raw material is increased, there is a high possibility that the hydrodesulfurization agent is oxidized and deteriorated.

そこで、かかる燃料電池システム300の運転方法によれば、原料中の酸素濃度が増加したときに、原料に添加する水素量が増加するので、原料中の酸素濃度が増加しても原料に対して添加させる水素量を増加させない場合に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化を抑制し得る。   Therefore, according to the operation method of the fuel cell system 300, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of hydrogen added to the raw material increases, so even if the oxygen concentration in the raw material increases, Compared with the case where the amount of hydrogen to be added is not increased, the oxidative deterioration of the hydrodesulfurization catalyst can be suppressed.

本発明の一態様は、従来に比べ、水添脱硫触媒の酸化劣化が抑制され、水素生成装置の運転方法および燃料電池システムの運転方法として有用である。 One embodiment of the present invention suppresses oxidative degradation of a hydrodesulfurization catalyst as compared with the conventional case, and is useful as an operation method of a hydrogen generator and an operation method of a fuel cell system.

1 改質器
2 水添脱硫器
3 リサイクルガス流路
4 燃料電池
100 水素生成装置
200 制御器
300 燃料電池システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reformer 2 Hydrodesulfurizer 3 Recycle gas flow path 4 Fuel cell 100 Hydrogen generator 200 Controller 300 Fuel cell system

Claims (11)

原料中の酸素に対する水素のモル比が2よりも大きくなるよう原料に水素を添加するステップと、
水素が添加された原料を、酸化劣化する触媒を備える水添脱硫器に供給し、原料中の硫黄化合物を除去するステップと、
前記水添脱硫器を通過した原料を用いて改質器において水素含有ガスを生成するステップと備える水素生成装置の運転方法。
Adding hydrogen to the raw material such that the molar ratio of hydrogen to oxygen in the raw material is greater than 2,
Supplying the hydrogen-added raw material to a hydrodesulfurizer equipped with a catalyst for oxidative degradation, and removing sulfur compounds in the raw material;
A method of operating a hydrogen generator comprising: a step of generating a hydrogen-containing gas in a reformer using a raw material that has passed through the hydrodesulfurizer.
原料中の酸素濃度が増加すると、前記水添脱硫器に供給される原料に対して添加される水素の量を増加させる、請求項1記載の水素生成装置の運転方法。 The method for operating a hydrogen generator according to claim 1, wherein when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of hydrogen added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is increased. 前記改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして前記水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、
前記改質器における水素生成量が相対的に少ないとき、原料中の酸素濃度が増加すると、前記水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させ、
前記改質器における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、前記水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させない、請求項1記載の水素生成装置の運転方法。
A part of the hydrogen-containing gas generated in the reformer is added to the raw material before being supplied to the hydrodesulfurizer as a recycle gas,
When the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is increased,
When the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively large, even if the oxygen concentration in the raw material is increased, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is not increased. The operation method of the hydrogen generator according to claim 1.
前記改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして前記水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、
前記改質器における水素生成量が相対的に少ないときに、原料中の酸素濃度が増加すると、前記改質器における水素生成量を増加させ、
前記改質器における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、前記改質器における水素生成量を増加させない、請求項1記載の水素生成装置の運転方法。
A part of the hydrogen-containing gas generated in the reformer is added to the raw material before being supplied to the hydrodesulfurizer as a recycle gas,
When the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, when the oxygen concentration in the raw material is increased, the amount of hydrogen produced in the reformer is increased,
The method of operating a hydrogen generator according to claim 1, wherein when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively large, the amount of hydrogen produced in the reformer is not increased even if the oxygen concentration in the raw material is increased.
前記改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして前記水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、
起動時に原料中の酸素濃度が増加すると、前記水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させ、
起動完了後に原料中の酸素濃度が増加しても、前記水添脱硫器に供給される原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させない、請求項1記載の水素生成装置の運転方法。
A part of the hydrogen-containing gas generated in the reformer is added to the raw material before being supplied to the hydrodesulfurizer as a recycle gas,
When the oxygen concentration in the raw material increases at startup, the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is increased,
The method of operating a hydrogen generator according to claim 1, wherein the amount of recycle gas added to the raw material supplied to the hydrodesulfurizer is not increased even if the oxygen concentration in the raw material increases after the start-up is completed.
前記改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして前記水添脱硫器に供給される前の原料に添加されており、
原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量を低下させて、前記改質器において水素含有ガスを生成する、請求項1記載の水素生成装置の運転方法。
A part of the hydrogen-containing gas generated in the reformer is added to the raw material before being supplied to the hydrodesulfurizer as a recycle gas,
The method of operating a hydrogen generator according to claim 1, wherein when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of water vapor relative to the raw material is reduced to generate a hydrogen-containing gas in the reformer.
前記改質器における水素生成量が相対的に少ないとき、原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量を低下させ、
前記改質器における水素生成量が相対的に多いとき、原料中の酸素濃度が増加しても、原料に対する水蒸気の量を低下させない、請求項6記載の水素生成装置の運転方法。
When the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively small, when the oxygen concentration in the raw material increases, the amount of water vapor relative to the raw material decreases,
The method of operating a hydrogen generator according to claim 6, wherein when the amount of hydrogen produced in the reformer is relatively large, the amount of water vapor relative to the raw material is not reduced even if the oxygen concentration in the raw material increases.
起動時に原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対する水蒸気の量を低下させ、
起動完了後に原料中の酸素濃度が増加しても、原料に対する水蒸気の量を低下させない、請求項6記載の水素生成装置の運転方法。
When the oxygen concentration in the raw material increases at startup, the amount of water vapor relative to the raw material is reduced,
The operation method of the hydrogen generator according to claim 6, wherein the amount of water vapor relative to the raw material is not reduced even if the oxygen concentration in the raw material increases after the start-up is completed.
前記改質器で生成された水素含有ガスの一部をリサイクルガスとして前記水添脱硫器に供給される前の原料に添加しており、
起動時において、前記改質器において水素含有ガスを生成しているときに原料中の酸素濃度が増加すると、原料に対して添加されるリサイクルガスの量を増加させ、起動を継続し、
起動時において、前記改質器に水素含有ガスの生成開始前に原料中の酸素濃度が増加すると起動を停止する、請求項1記載の水素生成装置の運転方法。
A part of the hydrogen-containing gas generated in the reformer is added to the raw material before being supplied to the hydrodesulfurizer as a recycle gas,
At the time of start-up, when the oxygen concentration in the raw material increases when generating the hydrogen-containing gas in the reformer, the amount of recycle gas added to the raw material is increased, and the start-up is continued.
The operation method of the hydrogen generator according to claim 1, wherein at the time of start-up, the start-up is stopped when the oxygen concentration in the raw material increases before the start of the production of the hydrogen-containing gas in the reformer.
請求項1−9のいずれかに記載の運転方法を行う水素生成装置から供給される水素含有ガスを用いて燃料電池が発電するステップを備える燃料電池システムの運転方法。 A method for operating a fuel cell system, comprising: a step of generating power by a fuel cell using a hydrogen-containing gas supplied from a hydrogen generator that performs the operation method according to claim 1. 前記燃料電池の発電を停止する前に、前記燃料電池の発電量を低下させるステップを備え、前記ステップにおいて、原料中の酸素濃度が増加すると、前記水添脱硫器に供給される原料に対して添加される水素の量を増加させる、請求項10記載の燃料電池システムの運転方法。 Before stopping the power generation of the fuel cell, the method includes a step of reducing the power generation amount of the fuel cell, and when the oxygen concentration in the raw material increases in the step, the raw material supplied to the hydrodesulfurizer The method of operating a fuel cell system according to claim 10, wherein the amount of hydrogen added is increased.
JP2012256202A 2012-11-22 2012-11-22 Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system Pending JP2014101264A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012256202A JP2014101264A (en) 2012-11-22 2012-11-22 Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012256202A JP2014101264A (en) 2012-11-22 2012-11-22 Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014101264A true JP2014101264A (en) 2014-06-05

Family

ID=51024128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012256202A Pending JP2014101264A (en) 2012-11-22 2012-11-22 Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014101264A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016012487A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP2018156884A (en) * 2017-03-21 2018-10-04 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP2018181450A (en) * 2017-04-04 2018-11-15 大阪瓦斯株式会社 Fuel cell system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016012487A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP2018156884A (en) * 2017-03-21 2018-10-04 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP2018181450A (en) * 2017-04-04 2018-11-15 大阪瓦斯株式会社 Fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2719658B1 (en) Method of operating a hydrogen generation apparatus
JPWO2011077752A1 (en) Hydrogen generator, fuel cell system, and operation method of hydrogen generator
JP5214076B1 (en) Hydrogen generator and fuel cell system
JP2016104686A (en) Hydrogen-generating device and fuel cell system
JP2012250876A (en) Hydrogen generator and fuel cell system
JP2014101264A (en) Operation method of hydrogen generator, and operation method of fuel cell system
US20160329584A1 (en) Fuel cell system
JP2013224242A (en) Hydrogen generator and fuel cell system
JP2013032238A (en) Hydrogen generator and fuel cell system
EP2835346B1 (en) Hydrogen purifier, hydrogen generation apparatus, and fuel cell system
JP2016130193A (en) Hydrogen generator, fuel cell system using the same and operation method of the same
JP2011225410A (en) Hydrogen generating apparatus, fuel cell system with the same and method of operating hydrogen generating apparatus
JP2011256059A (en) Method for operating hydrogen generator and fuel cell system
JP2014125387A (en) Hydrogen generator, fuel cell system, operation method of a hydrogen generator, and operation method of a fuel cell system
WO2013027411A1 (en) Fuel cell system and operation method therefor
JP2017077979A (en) Hydrogen-generating apparatus, fuel cell system using the same, and method of operating the same
JP6684610B2 (en) Fuel cell system
JP2012229137A (en) Hydrogen generating apparatus, fuel cell system and operation method of hydrogen generating apparatus
WO2018131426A1 (en) Hydrogen production system and operating method therefor
JP2015159061A (en) Fuel cell system and operational method thereof
EP2985259B1 (en) Hydrogen generator and fuel cell system including the same
JP2016034881A (en) Hydrogen generator and method for operating the same, and fuel cell system
JP2013218850A (en) Fuel cell system and method for operating the same
JP2014116099A (en) Fuel cell system
JP2013134920A (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20150312