JP7236986B2 - 検出装置、水素製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出装置、及び水素製造装置に関する。

特許文献１に記載の水素製造装置は、供給された原料ガスを水蒸気改質して水素と二酸化炭素とを含む改質ガスに改質する改質部と、得られた改質ガスをオフガスと水素とに分離して水素を製造する水素分離部とを備えている。さらに、この水素製造装置は、水素分離部において得られたオフガスを改質部に備えられる燃焼装置に燃料ガスとして送るオフガス供給路を備えるとともに、オフガス供給路を流れるオフガスの流量を検出するオフガス流量検出器を備え、オフガス流量検出器により検出されるオフガス流量に基づいて、燃焼装置に酸素含有ガス供給路を介して供給する酸素含有ガスの量を制御する自立運転時制御手段を備える。

特開２０１４―４７０８５号公報

従来の水素製造装置は、改質器に設けられた改質触媒の劣化を抑制するため、供給される原料ガスを脱硫処理する脱硫器を備えている。

常温脱硫方式による脱硫器は、常温下で原料ガスを吸着剤に流通させることで硫黄化合物を吸着剤によって吸着除去させる構成である。この方式の脱硫器の容量の設計では、吸着剤の量を決めるため、原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を把握する必要がある。脱硫器は、一度設置すると数年、長い場合では１０年程度交換することなく使用される。このため、脱硫器の設計には、設置時における原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度だけでなく、将来にわたる原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を予め考慮する必要がある。

原料ガスとして都市ガスを用いることがある。近年の傾向として、例えば、都市ガス用としてシェールガス等の熱量が低いガスを輸入した場合に、このような熱量が低いガスに対しては、熱量調整用の液化石油ガス（ＬＰＧ）を多く加える必要がある。液化石油ガスには比較的多くの硫黄化合物が含まれているため、原料ガスとしての都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が高くなる。

ここで、脱硫器を設計するときに、原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を高く想定すると、吸着剤が過剰に必要となり、脱硫器の大型化、及び脱硫器のコスト増加につながることがある。これに対して、原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を低く想定すると、想定以上に原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が高くなったときに、改質器が被毒してしまい、製造される水素の濃度が低下してしまう。

そこで、脱硫器によって脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が分かれば、脱硫器の交換を事前に把握することができる。

本発明の課題は、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することである。

請求項１に係る検出装置は、不純物によって被毒して電気的特性が変化する電解質層と、前記電解質層に対して一方側から供給される水素ガスが通る第一供給口と、前記電解質層に対して一方側から供給される脱硫処理された原料ガスが通る第二供給口と、前記電解質層の電気的特性の変化に基づいて不純物の濃度を検出する濃度検出部と、を備えることを特徴とする。

この構成によると、検出装置では、第一供給口を通った水素ガスが、一方側から電解質層へ供給され、第二供給口を通った脱硫処理された原料ガスが、一方側から電解質層へ供給される。原料ガスに硫黄化合物が含まれている場合には、この硫黄化合物によって電解質層が被毒することで、電解質層の電気的特性が変化する。濃度検出部は、この電気的特性の変化量に基づいて、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出する。このように、検出装置では、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することができる。

請求項２に係る水素製造装置は、請求項１に記載の検出装置と、流れる原料ガスを改質して水素を主成分とした改質ガスを生成する改質器と、前記原料ガスの流れ方向において前記改質器の上流側に配置され、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う脱硫器と、前記改質ガスから水素ガスを精製する水素精製器と、前記水素精製器で精製されて前記第一供給口から前記検出装置へ供給される水素ガスが流れる第一管と、前記流れ方向において、前記脱硫器と前記改質器との間の部分から分岐して、前記第二供給口から前記検出装置へ供給される前記原料ガスが流れる第二管と、間欠的に、前記第二管によって形成された流路を開放する開閉弁とを備えることを特徴とする。

この構成によると、水素精製器で精製された水素ガスは、第一管を流れて検出装置へ供給される。さらに、脱硫器によって脱硫処理された原料ガスは、原料ガスの流れ方向において、脱硫器と改質器との間の部分から分岐した第二管を流れて検出装置へ供給される。ここで、開閉弁が、間欠的に第二管に形成された流路を開放することで、脱硫処理された原料ガスは、間欠的に検出装置へ供給される。

これにより、脱硫処理された原料ガスが検出装置へ供給されていないときには、検出装置は、水素ガスに含まれる不純物の濃度を検出する。換言すれば、検出装置は、水素濃度を検出する。また、脱硫処理された原料ガスが検出装置へ供給されているときには、検出装置は、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出する。このように、水素製造装置では、精製された水素の水素濃度を検出し、かつ、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することができる。

請求項３に係る水素製造装置は、請求項２に記載の水素製造装置において、前記流れ方向において、前記第二管が分岐している分岐部の下流側で、かつ、前記改質器の上流側で前記脱硫器に対して直列に配置され、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う他の脱硫器を備えることを特徴とする。

この構成によると、第二管が分岐している分岐部の下流側で、かつ、改質器の上流側に配置された他の脱硫器が、原料ガスに対して脱硫処理を行う。このため、脱硫器によって脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することで、脱硫器が寿命に達したことをユーザが知った後でも、他の脱硫器によって原料ガスに対して脱硫処理を行うことができる。

請求項４に係る水素製造装置は、請求項２に記載の水素製造装置において、前記流れ方向において、前記第二管が分岐している分岐部の上流側で、前記脱硫器に対して並列に配置され、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う他の脱硫器と、前記原料ガスの流れを、前記脱硫器から前記他の脱硫器へ、又は前記他の脱硫器から前記脱硫器へ切り換える切換部材と、を備えることを特徴とする。

この構成によると、第二管が分岐している分岐部の上流側で、原料ガスに対して脱硫処理を行う他の脱硫器が、脱硫器に対して並列に配置されている。また、切換部材は、原料ガスの流れを、脱硫器から他の脱硫器へ、又は他の脱硫器から脱硫器へ切り換える。

そして、切換部材によって原料ガスが脱硫器に流れている状態で、脱硫器が原料ガスに対して脱硫処理を行う。さらに、脱硫器によって脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することで、脱硫器が寿命に達したことをユーザが知る。脱硫器が寿命に達したことを知った後、ユーザは、切換部材を用いて、原料ガスの流れを、脱硫器から他の脱硫器へ切り換える。

そして、切換部材によって原料ガスが他の脱硫器に流れている状態で、他の脱硫器が原料ガスに対して脱硫処理を行う。他の脱硫器が原料ガスに対して脱硫処理を行っている間に、ユーザは、脱硫器を交換する。

さらに、他の脱硫器によって脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することで、他の脱硫器が寿命に達したことをユーザが知る。他の脱硫器が寿命に達したことを知った後、ユーザは、切換部材を用いて、原料ガスの流れを、他の脱硫器から脱硫器へ切り換える。そして、切換部材によって原料ガスが交換された脱硫器に流れている状態で、交換された脱硫器が原料ガスに対して脱硫処理を行う。交換された脱硫器が原料ガスに対して脱硫処理を行っている間に、ユーザは、他の脱硫器を交換する。

以上の工程を繰り返すことで、原料ガスの脱硫処理を、継続して行うことができる。

請求項５に係る水素製造装置は、請求項１に記載の検出装置と、流れる原料ガスを改質して水素を主成分とした改質ガスを生成する改質器と、前記原料ガスの流れ方向において前記改質器の上流側に配置され、前記流れ方向に延びると共に硫黄化合物を吸着する吸着剤を有し、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う脱硫器と、前記改質ガスから水素ガスを精製する水素精製器と、前記水素精製器で精製されて前記検出装置へ供給される水素ガスが流れる第一管と、前記流れ方向において前記吸着剤の下流側の部分から分岐して、前記検出装置へ供給される前記原料ガスが流れる第二管と、間欠的に、前記第二管によって形成された流路を開放する開閉弁とを備えることを特徴とする。

この構成によると、水素精製器で精製された水素ガスは、第一管を流れて検出装置へ供給される。さらに、原料ガスの流れ方向において吸着剤の上流側の部分によって硫黄化合物が吸着されて脱硫処理された原料ガスは、原料ガスの流れ方向において吸着剤の下流側の部分から分岐した第二管を流れる。ここで、開閉弁が、間欠的に第二管に形成された流路を開放することで、脱硫処理された原料ガスは、間欠的に検出装置へ供給される。

これにより、脱硫処理された原料ガスが検出装置へ供給されていないときには、検出装置は、水素ガスに含まれる不純物の濃度を検出する。換言すれば、検出装置は、水素濃度を検出する。また、吸着剤の上流側の部分によって硫黄化合物が吸着されて脱硫処理された原料ガスが検出装置へ供給されているときには、検出装置は、吸着剤の上流側の部分によって硫黄化合物が吸着されることで脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出する。このように、水素製造装置では、精製された水素の水素濃度を検出し、かつ、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することができる。

請求項６に係る水素製造装置は、請求項２～請求項５の何れか１項に記載の水素製造装置において、脱硫処理された前記原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達すると、起動するアラームを備えることを特徴とする。

この構成によると、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達すると、アラームが起動する。これにより、ユーザは、脱硫器の交換時期を知ることができる。

本発明によれば、脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することができる。

第１実施形態に係る水素製造装置を示した概略構成図である。 第１実施形態に係る水素製造装置に備えられた脱硫器を示した概略構成図である。 第１実施形態に係る水素製造装置に備えられた分析装置を示した概略構成図である。 第２実施形態に係る水素製造装置を示した概略構成図である。 第２実施形態に係る水素製造装置に備えられた脱硫器を示した概略構成図である。 第３実施形態に係る水素製造装置を示した概略構成図である。 第３実施形態に係る水素製造装置に備えられた脱硫器を示した概略構成図である。 第４実施形態に係る水素製造装置を示した概略構成図である。 第４実施形態に係る水素製造装置に備えられた脱硫器を示した概略構成図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る検出装置、及び水素製造装置の一例を図１～図３に従って説明する。

（水素製造装置１０）
第１実施形態に係る水素製造装置１０は、図１に示されるように、脱硫器６０と、改質器１２と、圧縮機１４と、水素精製器１６と、オフガスタンク１８と、昇圧前水分離部３０と、昇圧後水分離部３２と、燃焼排ガス水分離部３４とを備えている。さらに、水素製造装置１０は、水素濃度を検出する検出装置５２を備えている。

この水素製造装置１０は、炭化水素原料（原料ガス）から水素を製造するものであり、本実施形態では、炭化水素原料の一例としてメタンを主成分とする都市ガスが用いられる場合について説明する。なお、図１では、水素製造装置１０の構成を概略的に示しており、水素製造装置１０は、他の構成を含んでいてもよい。

〔脱硫器６０〕
脱硫器６０は、常温下で原料ガスを吸着剤６０ａに流通させることで吸着剤６０ａが硫黄化合物を吸着し、硫黄化合物を除去する常温脱硫方式の脱硫器である。脱硫器６０は、原料ガスとして都市ガスを供給するための原料供給管Ｐ１の途中に配置されている。図２に示されるように、脱硫器６０の内部には、都市ガスやガソリン、灯油、その他の原燃料に含まれるメルカプタン類、サルファイド類、又はチオフェン類等の硫黄化合物を吸着する吸着剤６０ａを備えている。吸着剤６０ａとしては、一例として、活性炭、金属化合物、ゼオライトが用いられる。

脱硫器６０の出口側には、脱硫処理された都市ガスを送出する、原料供給管Ｐ１の下流側の部分が接続されている。原料供給管Ｐ１は、図１に示されるように、原料分岐管Ｐ１Ａ、原料分岐管Ｐ１Ｂ、及び原料分析用配管Ｐ１Ｃに分岐されている。換言すれば、原料分岐管Ｐ１Ａ、原料分岐管Ｐ１Ｂ、及び原料分析用配管Ｐ１Ｃは、原料供給管Ｐ１において脱硫器６０と改質器１２との間の部分から分岐している。

原料分岐管Ｐ１Ａは、後述する改質器１２の一部（燃焼部２８）に接続され、原料分岐管Ｐ１Ｂは、改質器１２に接続されている。原料分析用配管Ｐ１Ｃは、検出装置５２に接続されている。原料分析用配管Ｐ１Ｃには、開閉バルブ６４が設けられている。開閉バルブ６４を開放することで、検出装置５２へ脱硫処理された都市ガスが供給され、開閉バルブ６４を閉塞することで、脱硫処理された都市ガスの検出装置５２への供給が止められる。

〔改質器１２〕
改質器１２は、脱硫処理された都市ガスと改質用の水とを混合しつつ加熱し、混合ガスを発生させる予熱流路２２と、水蒸気改質反応によって、混合ガスから水素を主成分とする改質ガスＧ１を生成する改質触媒層２４とを備える。また、改質器１２は、改質反応の熱源となる燃焼部２８を備える。改質ガスＧ１には、水素、一酸化炭素、水蒸気、メタンが含まれている。

また、改質器１２は、改質ガスＧ１に含まれる一酸化炭素と水蒸気とを反応させて、水素と二酸化炭素とに変換するＣＯ変成触媒層２６を備える。改質ガスＧ２では、改質ガスＧ１に比べ、一酸化炭素が低減される。改質器１２としては、筒状の部材を同心円状に配置して構成される多重筒型改質器等を用いることができる。

改質器１２の予熱流路２２には、脱硫器６０から都市ガスを供給するための原料分岐管Ｐ１Ｂ、及び、改質水を供給するための改質水供給管Ｐ９が接続されている。予熱流路２２には、原料分岐管Ｐ１Ｂから都市ガスが供給され、改質水供給管Ｐ９から改質水が供給される。都市ガス及び改質水は、予熱流路２２を流れ、燃焼部２８からの熱により加熱され、水が気化され、都市ガス及び気相の改質用水（水蒸気）が混合されることにより、混合ガスが生成される。

予熱流路２２を経た混合ガスは、改質触媒層２４へ供給される。改質触媒層２４には、都市ガスを水蒸気改質して水素を主成分とする改質ガスを生成するための触媒が設けられている。予熱流路２２にて生成された混合ガスは、改質触媒層２４で燃焼部２８からの熱により加熱され、水蒸気改質反応、二酸化炭素改質反応によって、水素を主成分とする改質ガスＧ１が生成される。

改質触媒層２４で生成された改質ガスＧ１は、ＣＯ変成触媒層２６へ供給される。ＣＯ変成触媒層２６では、改質ガスＧ１に含まれる一酸化炭素と水蒸気が反応して、水素と二酸化炭素に変換され、一酸化炭素が低減される。なお、ＣＯ変成触媒層２６よりも下流側に、更に一酸化炭素を除去するためのＣＯ選択酸化触媒層を設けてもよい。ＣＯ変成触媒層２６、またはＣＯ変成触媒層２６及びＣＯ選択酸化触媒層を経た改質ガスＧ２は、改質ガス排出管Ｐ３へ送出される。

燃焼部２８には、オフガス管Ｐ７が接続されており、後述するオフガスがオフガス管Ｐ７から燃料として供給される。さらに、この燃焼部２８の上端部には、燃焼用空気を供給するための空気供給管Ｐ２が接続されている。また、燃焼部２８には、原料供給管Ｐ１から分岐された原料分岐管Ｐ１Ａが接続されている。原料分岐管Ｐ１Ａには、空気供給管Ｐ２から分岐された空気分岐管Ｐ２Ａが接続されている。燃焼部２８には、都市ガスに空気が混合された気体が、オフガスとは別に供給される。燃焼用のオフガスと都市ガスは、いずれか一方、または両方が、必要に応じて供給される。

燃焼部２８からの燃焼排ガスは、改質器１２の内部での熱交換のための流路（不図示）へ送出される。熱交換後の燃焼排ガスは、改質器１２の外部のガス排出管Ｐ１０へ排出される。

改質器１２から改質ガス排出管Ｐ３へ送出された改質ガスは、図１に示すように、昇圧前水分離部３０、圧縮機１４、昇圧後水分離部３２、及び水素精製器１６をこの順番で流れる。つまり、ガスの流れ方向において、上流側から下流側に、改質器１２、昇圧前水分離部３０、圧縮機１４、昇圧後水分離部３２、及び水素精製器１６がこの順番で配置されている。

〔昇圧前水分離部３０〕
昇圧前水分離部３０は、上部が気体室３０ａとされ、下部が液体室３０ｂとされている。気体室３０ａには、改質ガス排出管Ｐ３の下流端が接続されている。また、気体室３０ａには、連絡流路管Ｐ４の上流端が接続されている。液体室３０ｂの底部には、改質ガス水配管Ｐ８Ａが接続されている。改質ガス中の水蒸気は、昇圧前水分離部３０の上流側に配置された熱交換器ＨＥ１において冷却されることによって凝縮される。凝縮により改質ガスから分離された水は、液体室３０ｂに貯留され、改質ガス水配管Ｐ８Ａへ送出される。

〔圧縮機１４〕
圧縮機１４には、昇圧前水分離部３０からの改質ガスが流れる連絡流路管Ｐ４と、昇圧後水分離部３２へ供給される改質ガスが流れる連絡流路管Ｐ５とが接続されている。圧縮機１４は、昇圧前水分離部３０から供給された改質ガスを圧縮して昇圧し、昇圧後水分離部３２へ供給する。

圧縮機１４よりも上流側、昇圧前水分離部３０よりも下流側には、バッファタンク３５が設けられている。バッファタンク３５は、昇圧前水分離部３０から供給される改質ガスを蓄積する。バッファタンク３５で一旦蓄積された改質ガスが、圧縮機１４へ供給される。

〔昇圧後水分離部３２〕
昇圧後水分離部３２は、上部が気体室３２ａとされ、下部が液体室３２ｂとされている。気体室３２ａには、連絡流路管Ｐ５の下流端が接続されている。また、気体室３２ａには、連絡流路管Ｐ６の上流端が接続されている。液体室３２ｂの底部には、改質ガス水配管Ｐ８Ｂが接続されている。改質ガス中の水蒸気は、昇圧後水分離部３２の上流側に配置された熱交換器ＨＥ２において冷却されることによって凝縮される。凝縮により改質ガスから分離された水は、液体室３２ｂに貯留され、改質ガス水配管Ｐ８Ｂへ送出される。

昇圧後水分離部３２よりも下流側、水素精製器１６よりも上流側には、バッファタンク３６が設けられている。バッファタンク３６は、昇圧後水分離部３２から供給される改質ガスを蓄積する。バッファタンク３６で一旦蓄積された改質ガスは、水素精製器１６へ供給される。

〔水素精製器１６〕
水素精製器１６には、昇圧後水分離部３２から送出された改質ガスが流れる連絡流路管Ｐ６の下流端が接続されている。水素精製器１６には、一例として、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）装置が使用される。この水素精製器１６により改質ガスが水素ガス（製品水素ガス）と水素以外の不純物を含むオフガスとに分離される。水素精製器１６には、製品水素配管Ｐ１１が接続されており、精製された製品水素ガスは製品水素配管Ｐ１１へ送出される。オフガスは、後述するオフガス管Ｐ７へ送出される。

製品水素配管Ｐ１１は、２分岐されており、一方の製品水素本配管Ｐ１１Ａは、製品水素タンク５０に接続されている。他方の製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂは、水素濃度測定器としての検出装置５２に接続されている。製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂには、流量調整バルブ４８が設けられている。流量調整バルブ４８により、検出装置５２へ送出される製品水素ガスの流量が調整される。

〔検出装置５２〕
検出装置５２は、燃料電池セルの電解質層を利用した検出装置であって、図３に示されるように、筐体５２ａと、筐体５２ａの内部の空間を仕切ると共に不純物によって被毒して電気特性の一例である抵抗値が変化する電解質層５２ｂとを備えている。さらに、検出装置５２は、電解質層５２ｂの一方側に配置された電極５２ｃと、電解質層５２ｂの他方側に配置された電極５２ｄとを備えている。「不純物」とは、ある物質に含まれるその物質以外の別の物質のことであって、本来の物質の性質を損なう恐れがある物質である。例えば、脱硫処理された都市ガスには、不純物として処理しきれなかった硫黄化合物等が含まれ、精製された水素ガスには、不純物として一酸化炭素等が含まれる。

また、検出装置５２は、筐体５２ａの内部で、電極５２ｃが配置された供給室５２ｅと、筐体５２ａの内部で、電極５２ｄが配置された排気室５２ｆとを備えている。さらに、検出装置５２は、電極５２ｃと電極５２ｄとの間を流れる電流の電流値を計測する電流計５２ｇと、電極５２ｃと電極５２ｄとの間に印加される電圧の電圧値を計測する電圧計５２ｈとを備えている。供給室５２ｅは、空間の一例である。

また、検出装置５２は、電極５２ｃと電極５２ｄとの間を流れる電流を定電流制御した場合に、電極５２ｃと電極５２ｄとの間に印加される電圧の電圧値の変化から不純物の濃度を検出する濃度検出部５２ｎを備えている。

さらに、供給室５２ｅを形成する壁部には、製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂの下流端が接続されている第一供給口５２ｊと、原料分析用配管Ｐ１Ｃの下流端が接続されている第二供給口５２ｋとが形成されている。また、排気室５２ｆを形成する壁部には、水素ガスを外部へ放出する放出管Ｐ１４の上流端が接続されている放出部５２ｍが形成されている。

この構成において、図１に示す開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を閉塞し、脱硫処理された都市ガスの検出装置５２への供給が止められる。さらに、流量調整バルブ４８を制御することで製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路を開放し、水素精製器１６によって生成され、圧力が調整された製品水素ガスが、検出装置５２へ常時供給される。

この状態で、図３に示す電極５２ｃと電極５２ｄとの間に電圧を印加して直流電流を流すと、供給室５２ｅに供給された水素が、水素電解反応によって水素イオンとなって電解質層５２ｂを通って排気室５２ｆ側へ移動する。また、排気室５２ｆでは、水素イオンが水素生成反応によって水素となる。水素以外の不純物は電解質層５２ｂを通って排気室５２ｆ側へ移動しないため、電解質層５２ｂは、水素以外の不純物によって被毒する。この被毒により、電解質層５２ｂの抵抗値が上昇する。排気室５２ｆで生じた水素は、放出管Ｐ１４へ送出されて外部へ放出される。

そして、電流一定の定電流制御を行い、製品水素ガスを供給室５２ｅへ供給し、供給した製品水素ガスに不純物が含まれていない場合には、電圧計５２ｈによって計測される電圧値は、一定となる。これに対して、供給した製品水素ガスに不純物が含まれている場合には、電解質層５２ｂが被毒して電解質層５２ｂの抵抗値が上昇する。これにより、電圧計５２ｈによって計測される電圧値が高くなる。濃度検出部５２ｎは、この電圧値の変化から不純物の濃度を検出する。換言すれば、濃度検出部５２ｎは、この電圧値の変化から水素濃度を検出する。本実施形態では、検出装置５２での水素濃度の検出は、常時行われる。なお、水素濃度の検出は、一定時間毎に間欠的に行ってもよい。

これに対して、図１に示す開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を開放し、脱硫処理された都市ガスが検出装置５２へ５分程度供給される。原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路については、間欠的（本実施形態では、一週間毎）に開放される。

この状態で、製品水素ガスの水素濃度の検出する場合と同様に、電流一定の定電流制御を行い、脱硫処理された都市ガスと製品水素ガスとを供給室５２ｅへ供給する。脱硫処理された都市ガスに不純物としての硫黄化合物が含まれている場合は、硫黄化合物が含まれていない場合と比して、電圧計５２ｈによって計測される電圧値の変化量が大きくなる。脱硫器６０を設置したときに（最初に）計測した電圧値の変化量を、脱硫処理された都市ガスに硫黄化合物が含まれていない場合の電圧値の初期変化量とする。濃度検出部５２ｎは、電圧計５２ｈによって計測される電圧値の変化量と、初期変化量との差から硫黄化合物の濃度を検出する。なお、都市ガスには、メタンガスを含んで構成されるが、電解質層５２ｂは、主に都市ガスに含まれる硫黄によって被毒する。

本実施形態では、検出装置５２による硫黄化合物の濃度の検出は、一週間毎に行われる。なお、検出装置５２による硫黄化合物の濃度の検出は、定期的に行われればよく、一日毎、一か月毎等であってもよい。

〔燃焼排ガス水分離部３４〕
燃焼排ガス水分離部３４は、上部が気体室３４ａとされ、下部が液体室３４ｂとされている。気体室３４ａには、ガス排出管Ｐ１０の下流端が接続されている。また、気体室３４ａには、外部排出管Ｐ１２が接続されている。液体室３４ｂの底部には、燃焼排ガス水配管Ｐ８Ｃが接続されている。

燃焼排ガスは、燃焼部２８からガス排出管Ｐ１０へ送出される。燃焼排ガス中の水蒸気は、燃焼排ガス水分離部３４の上流側に配置された熱交換器ＨＥ３において冷却されることによって凝縮される。凝縮により燃焼排ガスから分離された水は、液体室３４ｂに貯留され、燃焼排ガス水配管Ｐ８Ｃへ送出される。水が分離された後の燃焼排ガスは、外部排出管Ｐ１２から外部へ排出される。

水素製造装置１０の底部には、水タンク４０が配置されている。水タンク４０には、水流入口４０ａが形成されており、改質ガス水配管Ｐ８Ａ、Ｐ８Ｂ、及び燃焼排ガス水配管Ｐ８Ｃは、合流後に水流入口４０ａに接続されている。合流後の配管を水流入管Ｐ８と称する。水流入管Ｐ８の内径は、燃焼排ガス水配管Ｐ８Ｃの内径よりも大径とされている。

水タンク４０は、昇圧前水分離部３０、昇圧後水分離部３２、及び燃焼排ガス水分離部３４において貯留可能な水の総量よりも大容量とされており、昇圧前水分離部３０、昇圧後水分離部３２、及び燃焼排ガス水分離部３４よりも鉛直方向の下側に配置されている。ここで、「水タンク４０が昇圧前水分離部３０、昇圧後水分離部３２、及び燃焼排ガス水分離部３４よりも鉛直方向下側に配置されている」とは、液体室３０ｂの底部、液体室３２ｂの底部、及び液体室３４ｂの底部が、水タンク４０の水流入口４０ａよりも鉛直方向の上側に配置されていることを意味する。

水タンク４０には、改質水供給管Ｐ９の上流端が接続されている。改質水供給管Ｐ９には、溶存イオン成分を除去するための水処理器（イオン交換樹脂）４２が設けられている。また、改質水供給管Ｐ９には、ポンプ４４が設けられており、ポンプ４４の駆動により、水タンク４０に貯留された水が水処理器４２を経て改質器１２へ供給される。改質水供給管Ｐ９の水処理器４２よりも下流側、ポンプ４４よりも上流側には、純水供給管Ｐ１３が接続されている。純水供給管Ｐ１３からは改質器１２へ、改質水供給管Ｐ９を経て、必要に応じ純水が供給される。

〔その他〕
水素製造装置１０は、図３に示されるように、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達すると起動するアラーム３８を備えている。アラーム３８が起動することで、注意信号として音、光等が生じるようになっている。

（作用）
次に、水素製造装置１０の作用について説明する。

水素製造運転時には、図１に示す原料供給管Ｐ１から脱硫器６０へ都市ガスが供給される。図２に示す脱硫器６０では、都市ガスに含まれる硫黄化合物が吸着剤６０ａによって吸着され、都市ガスから硫黄化合物が除去される。脱硫器６０からは、脱硫処理された都市ガスが、原料供給管Ｐ１へ送出される。

脱硫処理された都市ガスが、原料供給管Ｐ１を流れて原料分岐管Ｐ１Ｂから改質器１２へ供給される。さらに、改質水が、改質水供給管Ｐ９から改質器１２へ供給される。予熱流路２２で都市ガスと改質水とが混合されつつ加熱され、混合ガスとなって改質触媒層２４へ供給される。

改質触媒層２４では、燃焼部２８からの燃焼排ガスにより混合ガスが加熱されて水蒸気改質され、水素を主成分とする改質ガスが生成される。改質ガスは、ＣＯ変成触媒層２６へ供給され、改質ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気が反応して、水素と二酸化炭素に変換され、改質ガスに含まれている一酸化炭素が低減される。ＣＯ変成触媒層２６を通過した改質ガスは、改質ガス排出管Ｐ３へ送出される。

改質ガスは、改質ガス排出管Ｐ３に設けられた熱交換器ＨＥ１を経て、昇圧前水分離部３０の気体室３０ａへ供給される。気体室３０ａへ供給された改質ガスに含まれる水は、熱交換器ＨＥ１での冷却により凝縮されて液体室３０ｂへ貯留され、改質ガス水配管Ｐ８Ａを経て水タンク４０へ供給される。水が分離された改質ガスが、気体室３０ａから連絡流路管Ｐ４を流れてバッファタンク３５へ供給される。バッファタンク３５では、改質器１２からの改質ガスを一時貯留して圧力変動を緩和し、当該改質ガスを圧縮機１４へ供給する。圧縮機１４では、改質ガスが圧縮される。

圧縮された改質ガスは、連絡流路管Ｐ５を流れ熱交換器ＨＥ２を経て昇圧後水分離部３２の気体室３２ａへ供給される。気体室３２ａへ供給された改質ガスに含まれる水蒸気は、熱交換器ＨＥ２での冷却により凝縮されて液体室３２ｂへ貯留され、改質ガス水配管Ｐ８Ｂを経て水タンク４０へ供給される。気体室３２ａから、水が分離された改質ガスが、連絡流路管Ｐ６を流れ、バッファタンク３６で一旦蓄積された後に水素精製器１６へ供給される。

水素精製器１６では、改質ガスが水素ガス（製品水素ガス）と、不純物を含むオフガスとに分離され、製品水素ガスは製品水素配管Ｐ１１へ送出される。送出された製品水素ガスは、製品水素本配管Ｐ１１Ａと製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂとに分流される。製品水素本配管Ｐ１１Ａを経た製品水素ガスは、製品水素タンク５０に貯留される。製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂへ分岐された製品水素ガスは、検出装置５２へ供給される。

改質ガスから分離された水素以外の不純物を含むオフガスは、オフガス管Ｐ７を流れてオフガスタンク１８へ一時貯留される。オフガスタンク１８からは、オフガスが送出され、当該オフガスは、オフガス管Ｐ７を経て、燃料として改質器１２の燃焼部２８へ供給される。

改質器１２の燃焼部２８では、オフガスが燃焼され、燃焼排ガスがガス排出管Ｐ１０を介して燃焼排ガス水分離部３４の気体室３４ａへ供給される。気体室３４ａへ供給された燃焼排ガスに含まれる水蒸気は、熱交換器ＨＥ３での冷却により凝縮されて液体室３４ｂへ貯留され、燃焼排ガス水配管Ｐ８Ｃを経て水タンク４０へ供給される。水が分離された燃焼排ガスは、外部排出管Ｐ１２を経て外部へ排出される。

水タンク４０に貯留された水は、ポンプ４４の駆動によって水処理器４２を経て改質器１２へ供給される。純水供給管Ｐ１３からは改質器１２へ、改質水供給管Ｐ９を経て、必要に応じ純水が供給される。

ここで、開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を閉塞し、脱硫処理された都市ガスの検出装置５２への供給を止める。さらに、流量調整バルブ４８を制御することで製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路を開放し、水素精製器１６によって生成された製品水素ガスを検出装置５２へ供給する。製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路については、常時開放されている。これにより、検出装置５２の濃度検出部５２ｎ（図３参照）は、製品水素の水素濃度を常時検出する。

これに対して、開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を開放し、脱硫処理された都市ガスを検出装置５２へ５分程度供給する。原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路については、間欠的（本実施形態では、一週間毎）に開放される。さらに、流量調整バルブ４８を制御することで製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路を開放し、水素精製器１６によって生成された製品水素ガスを検出装置５２へ供給する。前述したように、製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路については、常時開放されている。これにより、検出装置５２によって、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が定期的に検出される。

そして、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達すると、アラーム３８が起動する。この閾値については、例えば、三か月以内に脱硫器６０の交換時期が必要となる時期に設定される。つまり、アラームの起動により、脱硫器６０の交換時期が知らされる。

（まとめ）
以上説明したように、検出装置５２では、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することができる。

また、水素製造装置１０では、検出装置５２によって、製品水素の水素濃度を検出し、かつ、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出することができる。

また、水素製造装置１０では、脱硫処理されたガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達すると、アラームが起動する。これにより、脱硫器６０の交換時期を知ることができる。

また、水素製造装置１０では、脱硫器６０の交換時期を知ることで、交換するための脱硫器６０を手配することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る検出装置、及び水素製造装置の一例を図４、図５に従って説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

（構成）
水素製造装置２１０は、図４に示されるように、脱硫器６０と脱硫器２６０とを備えている。脱硫器６０と脱硫器２６０とは、原料供給管Ｐ１の途中に配置されており、この順番で、都市ガスの流れ方向において上流側から下流側へ配置されている。脱硫器２６０は、他の脱硫器の一例である。

脱硫器２６０は、常温下で原料ガスを吸着剤に流通させることで吸着剤が硫黄化合物を吸着することで硫黄化合物を除去する常温脱硫方式の脱硫器である。また、図５に示す脱硫器２６０における吸着剤２６０ａの吸着能力については、脱硫器６０における吸着剤６０ａの吸着能力と比して低くなっている。

また、原料分析用配管Ｐ１Ｃの上流端は、脱硫器６０と脱硫器２６０との間の部分の原料供給管Ｐ１に接続されている。換言すれば、脱硫器２６０は、原料分析用配管Ｐ１Ｃが分岐している分岐部の下流側で、かつ、改質器１２の上流側に配置されている。

（作用）
水素製造運転時には、図４に示す原料供給管Ｐ１から脱硫器６０及び脱硫器２６０へ都市ガスが供給される。脱硫器６０の吸着剤６０ａが、都市ガスに含まれる硫黄化合物を吸着し、脱硫器６０が、都市ガスから硫黄化合物を除去する。さらに、脱硫器２６０の吸着剤２６０ａが、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物を吸着し、脱硫器２６０が、都市ガスから硫黄化合物を除去する。

具体的には、脱硫器２６０と比して上流側に配置されている脱硫器６０が、最初に、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。そして、脱硫器６０の吸着剤６０ａの吸着能力が無くなり脱硫器６０が寿命に達すると、脱硫器２６０の吸着剤２６０ａが、都市ガスに含まれる硫黄化合物を吸着し、脱硫器２６０が、都市ガスから硫黄化合物を除去する。このように、上流側の吸着剤６０ａ及び下流側の吸着剤２６０ａが、この順に、硫黄化合物を吸着する。

ここで、開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を、間欠的（本実施形態では、一週間毎）に開放し、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスを検出装置５２へ、５分程度供給する。さらに、流量調整バルブ４８を制御することで製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路を開放し、水素精製器１６によって生成された製品水素ガスを検出装置５２へ供給する。これにより、検出装置５２によって、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が定期的に検出される。

脱硫器６０の吸着剤６０ａの吸着能力が無くなり脱硫器６０が寿命に達すると、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達し、アラームが起動する。これにより、ユーザは、脱硫器６０の交換時期を知る。

さらに、脱硫器６０の交換時期を知ってから交換する脱硫器６０を準備するまでの間は、脱硫器２６０が、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。

（まとめ）
以上説明したように、脱硫器６０が寿命に達したことをユーザが知った後でも、脱硫器２６０によって都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る検出装置、及び水素製造装置の一例を図６、図７に従って説明する。なお、第３実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

（構成）
水素製造装置３１０の原料分析用配管Ｐ１Ｃの上流端は、図６に示されるように、脱硫器６０に接続されている。具体的には、原料分析用配管Ｐ１Ｃの上流端は、図７に示されるように、脱硫器６０の吸着剤６０ａにおいてガスの流れ方向の下流側の部分に接続されている。換言すれば、原料分析用配管Ｐ１Ｃは、ガスの流れ方向において吸着剤６０ａの下流側の部分から分岐している。

（作用）
水素製造運転時には、図６に示す原料供給管Ｐ１から脱硫器６０へ都市ガスが供給される。脱硫器６０では、都市ガスに含まれる硫黄化合物が吸着剤６０ａに吸着され、都市ガスから硫黄化合物が除去される。

具体的には、ガスの流れ方向の上流側の部分の吸着剤６０ａが、硫黄化合物を吸着する。さらに、上流側の部分の吸着剤６０ａの吸着能力が低下すると低下した部分に対して下流側の部分の吸着剤６０ａが、硫黄化合物を吸着する。このように、上流側の部分の吸着剤６０ａから順に、硫黄化合物を吸着する。

ここで、開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を、間欠的（本実施形態では、一週間毎）に開放し、上流側の部分の吸着剤６０ａによって脱硫処理された都市ガスを検出装置５２へ、５分程度供給する。さらに、流量調整バルブ４８を制御することで製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路を開放し、水素精製器１６によって生成された製品水素ガスを検出装置５２へ供給する。これにより、検出装置５２によって、上流側の部分の吸着剤６０ａによって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が定期的に検出される。

上流側の部分の吸着剤６０ａの吸着能力が無くなり上流側の部分の吸着剤６０ａが寿命に達すると、上流側の部分の吸着剤６０ａによって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達し、アラームが起動する。これにより、ユーザは、脱硫器６０の交換時期を知る。

さらに、上流側の部分の吸着剤６０ａが寿命に達してから交換する脱硫器６０を準備するまでの間は、下流側の部分の吸着剤６０ａが、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。

（まとめ）
以上説明したように、上流側の部分の吸着剤６０ａが寿命に達したことをユーザが知った後でも、下流側の部分の吸着剤６０ａによって、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る検出装置、及び水素製造装置の一例を図８、図９に従って説明する。なお、第４実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

（構成）
水素製造装置４１０は、図８に示されるように、脱硫器６０と脱硫器４６０とを備えている。脱硫器６０と脱硫器４６０とは、原料供給管Ｐ１の途中で並列に配置されている。脱硫器４６０は、他の脱硫器の一例である。

原料供給管Ｐ１は、原料分析用配管Ｐ１Ｃが分岐している分岐部の上流側で、図９に示されるように、第一分岐管Ｐ１－１と第二分岐管Ｐ１－２とに分岐し、かつ合流している。脱硫器６０は、第一分岐管Ｐ１－１の途中に配置され、脱硫器４６０は、第二分岐管Ｐ１－２の途中に配置されている。

さらに、第一分岐管Ｐ１－１において、脱硫器６０の上流側には、第一分岐管Ｐ１－１の流路を開閉する開閉弁４７２が配置され、脱硫器６０の下流側には、第一分岐管Ｐ１－１の流路を開閉する開閉弁４７４が配置されている。開閉弁４７２、４７４は、切換部材の一例である。

また、第二分岐管Ｐ１－２において、脱硫器４６０の上流側には、第二分岐管Ｐ１－２の流路を開閉する開閉弁４８２が配置され、脱硫器４６０の下流側には、第二分岐管Ｐ１－２の流路を開閉する開閉弁４８４が配置されている。開閉弁４８２、４８４は、切換部材の一例である。

脱硫器４６０は、常温下で原料ガスを吸着剤に流通させることで吸着剤が硫黄化合物を吸着することで硫黄化合物を除去する常温脱硫方式の脱硫器である。また、脱硫器４６０における吸着剤４６０ａの吸着能力については、本実施形態では、脱硫器６０における吸着剤６０ａの吸着能力と同様になっている。

（作用）
水素製造運転時には、先ず、図８に示す開閉弁４７２、４７４によって第一分岐管Ｐ１－１の流路が開放され、開閉弁４８２、４８４によって第二分岐管Ｐ１－２の流路が閉塞されており、原料供給管Ｐ１から脱硫器６０へ都市ガスが供給される。脱硫器６０の吸着剤６０ａが、都市ガスに含まれる硫黄化合物を吸着し、脱硫器６０が、都市ガスから硫黄化合物を除去する。

具体的には、開閉弁４７２、４７４によって流路が開放されている第一分岐管Ｐ１－１に配置されている脱硫器６０が、最初に、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。 ここで、開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を、間欠的（本実施形態では、一週間毎）に開放し、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスを検出装置５２へ、５分程度供給する。さらに、流量調整バルブ４８を制御することで製品水素分析用配管Ｐ１１Ｂに形成された流路を開放し、水素精製器１６によって生成された製品水素ガスを検出装置５２へ常時供給する。これにより、検出装置５２によって、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が定期的に検出される。

脱硫器６０の吸着剤６０ａの吸着能力が無くなり脱硫器６０が寿命に達すると、脱硫器６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達し、アラームが起動する。そして、ユーザは、開閉弁４７２、４７４によって第一分岐管Ｐ１－１の流路が閉塞し、開閉弁４８２、４８４によって第二分岐管Ｐ１－２の流路を開放する。

これにより、開閉弁４８２、４８４によって流路が開放されている第二分岐管Ｐ１－２に配置されている脱硫器４６０が、次に、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。 ここで、開閉バルブ６４を制御することで原料分析用配管Ｐ１Ｃに形成された流路を、間欠的（本実施形態では、一週間毎）に開放し、脱硫器４６０によって脱硫処理された都市ガスを検出装置５２へ、５分程度供給する。これにより、検出装置５２によって、脱硫器４６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が定期的に検出される。

脱硫器４６０によって都市ガスに含まれる硫黄化合物が除去されている間に、ユーザは、脱硫器６０を交換する。

一方、脱硫器４６０の吸着剤４６０ａの吸着能力が無くなり脱硫器４６０が寿命に達すると、脱硫器４６０によって脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達し、アラームが起動する。これにより、ユーザは、開閉弁４７２、４７４によって第一分岐管Ｐ１－１の流路を開放し、開閉弁４８２、４８４によって第二分岐管Ｐ１－２の流路を閉塞する。これにより、開閉弁４７２、４７４によって流路が開放されている第一分岐管Ｐ１－１に配置され、交換された脱硫器６０が、次に、都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。

そして、交換された脱硫器６０によって都市ガスに含まれる硫黄化合物が除去されている間に、ユーザは、脱硫器４６０を交換する。

以上の工程を繰り返すことで、原料供給管Ｐ１から供給される都市ガスの脱硫処理が、継続して行われる。

（まとめ）
以上説明したように、脱硫器６０が寿命に達したことをユーザが知った後でも、脱硫器４６０によって都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去することができる。さらに、脱硫器４６０が寿命に達したことをユーザが知った後でも、交換した脱硫器６０によって都市ガスに含まれる硫黄化合物を除去することができる。

この工程を繰り返すことで、原料供給管Ｐ１から供給される都市ガスの脱硫処理を、継続して行うことができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、検出装置５２は、水素製造装置１０、２１０、３１０に用いられたが、例えば、燃料電池システムに備えられた脱硫器による脱硫処理された原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出するために、検出装置５２を用いてもよい。この場合には、検出装置５２に供給される水素ガスを別途設ける必要がある。

また、上記実施形態では、１個の検出装置５２を用いて、製品水素ガスの水素濃度と、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出したが、製品水素ガスの水素濃度を検出する検出装置と、脱硫処理された都市ガスに含まれる硫黄化合物の濃度を検出する検出装置とを夫々備えてもよい。

また、上記実施形態では、脱硫器は、常温脱硫方式によって硫黄化合物を除去したが、水添脱硫方式によって硫黄化合物を除去してもよい。水添脱硫方式を用いる場合には、水素化触媒の加熱用熱源と、温度制御等とが必要となり、常温脱硫方式を用いる場合と比して装置が大型化される。しかし、水添脱硫方式における硫黄化合物を除去する能力は、常温脱硫方式における硫黄化合物を除去する能力と比して高くなる。

また、上記実施形態では、脱硫処理された都市ガスと、製品水素ガスとを別々に検出装置５２へ供給したが、脱硫処理された都市ガスと製品水素ガスとを混合した後に、混合ガスを検出装置５２へ供給してもよい。

また、上記第２実施形態では、脱硫器が２個設けられたが、３個以上であってもよい。

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、検出された水素濃度の値、検出された硫黄化合物の濃度の値は出力され、例えば、ディスプレイに表示してもよい。また、データとして出力してもよい。

また、上記第４実施形態では、開閉弁４７２と開閉弁４７４とを用いて第一分岐管Ｐ１－１の流路を開閉したが、どちらか一方の開閉弁を用いて第一分岐管Ｐ１－１の流路を開閉してもよい。

また、上記第４実施形態では、開閉弁４８２と開閉弁４８４とを用いて第二分岐管Ｐ１－２の流路を開閉したが、どちらか一方の開閉弁を用いて第二分岐管Ｐ１－２の流路を開閉してもよい。

１０ 水素製造装置
１２ 改質器
１６ 水素精製器
３８ アラーム
５２ 検出装置
５２ｂ 電解質層
５２ｅ 供給室（空間の一例）
５２ｊ 第一供給口
５２ｋ 第二供給口
６０ 脱硫器
６０ａ 吸着剤
６４ 開閉バルブ（開閉弁の一例）
２１０ 水素製造装置
２６０ 脱硫器（他の脱硫器の一例）
２６０ａ 吸着剤
３１０ 水素製造装置
４１０ 水素製造装置
４６０ 脱硫器（他の脱硫器の一例）
４７２ 開閉弁（切換部材の一例）
４７４ 開閉弁（切換部材の一例）
４８２ 開閉弁（切換部材の一例）
４８４ 開閉弁（切換部材の一例）
Ｐ１Ｃ 原料分析用配管（第二管の一例）
Ｐ１１Ｂ 製品水素分析用配管（第一管の一例）

Claims (6)

1. 不純物によって被毒して電気的特性が変化する電解質層と、
   前記電解質層に対して一方側から供給される水素ガスが通る第一供給口と、
   前記電解質層に対して一方側から供給される脱硫処理された原料ガスが通る第二供給口と、
   前記電解質層の電気的特性の変化に基づいて不純物の濃度を検出する濃度検出部と、
   を備える検出装置。
2. 請求項１に記載の検出装置と、
   流れる原料ガスを改質して水素を主成分とした改質ガスを生成する改質器と、
   前記原料ガスの流れ方向において前記改質器の上流側に配置され、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う脱硫器と、
   前記改質ガスから水素ガスを精製する水素精製器と、
   前記水素精製器で精製されて前記第一供給口から前記検出装置へ供給される水素ガスが流れる第一管と、
   前記流れ方向において、前記脱硫器と前記改質器との間の部分から分岐して、前記第二供給口から前記検出装置へ供給される前記原料ガスが流れる第二管と、
   間欠的に、前記第二管によって形成された流路を開放する開閉弁と、
   を備える水素製造装置。
3. 前記流れ方向において、前記第二管が分岐している分岐部の下流側で、かつ、前記改質器の上流側で前記脱硫器に対して直列に配置され、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う他の脱硫器を備える請求項２に記載の水素製造装置。
4. 前記流れ方向において、前記第二管が分岐している分岐部の上流側で、前記脱硫器に対して並列に配置され、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う他の脱硫器と、
   前記原料ガスの流れを、前記脱硫器から前記他の脱硫器へ、又は前記他の脱硫器から前記脱硫器へ切り換える切換部材と、
   を備える請求項２に記載の水素製造装置。
5. 請求項１に記載の検出装置と、
   流れる原料ガスを改質して水素を主成分とした改質ガスを生成する改質器と、
   前記原料ガスの流れ方向において前記改質器の上流側に配置され、前記流れ方向に延びると共に硫黄化合物を吸着する吸着剤を有し、前記原料ガスに対して脱硫処理を行う脱硫器と、
   前記改質ガスから水素ガスを精製する水素精製器と、
   前記水素精製器で精製されて前記検出装置へ供給される水素ガスが流れる第一管と、
   前記流れ方向において前記吸着剤の下流側の部分から分岐して、前記検出装置へ供給される前記原料ガスが流れる第二管と、
   間欠的に、前記第二管によって形成された流路を開放する開閉弁と、
   を備える水素製造装置。
6. 脱硫処理された前記原料ガスに含まれる硫黄化合物の濃度が、予め決められた閾値に達すると、起動するアラームを備える請求項２～５の何れか１項に記載の水素製造装置。

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