(57)【要約】【課題】発電時及び発電待機時に改質器の加熱不足を防止可能な間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの運転方法を提供する。【解決手段】改質触媒層を備える改質器と、ＳＯＦＣと、改質触媒層を加熱する電気ヒーターであってそれぞれ独立して通電可能な複数の抵抗体を含む電気ヒーターと、改質触媒層の相異なる複数個所の温度をそれぞれ検知する複数の温度検知手段と、温度検知手段で検知された温度に基づいて複数の抵抗体のうちの任意の個所及び数の抵抗体に選択的に通電可能なヒーター制御手段とを有し、改質器がＳＯＦＣから受熱可能な位置に配された間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの発電時又は発電待機時の運転方法であって、ヒーター制御手段を用いて、温度検知手段によって検知した温度に基づいて、複数の抵抗体のうちの一以上の抵抗体を選択して通電することにより、改質触媒層の熱不足を補う熱アシスト工程を有する。【選択図】図１
2010225284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系燃料から改質ガスを製造する、改質触媒層を備える改質器と、
該改質器で得られる改質ガスを用いて発電する固体酸化物形燃料電池と、
該改質触媒層を加熱する電気ヒーターであって、それぞれ独立して通電可能な複数の抵抗体を含む電気ヒーターと、
改質触媒層の相異なる複数個所の温度をそれぞれ検知する複数の温度検知手段と、
該温度検知手段で検知された温度に基づいて、該複数の抵抗体のうちの任意の個所および数の抵抗体に選択的に通電することができるヒーター制御手段と、
を有し、
該改質器が該固体酸化物形燃料電池から受熱可能な位置に配された、
間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムの発電時または発電待機時の運転方法であって、
前記ヒーター制御手段を用いて、前記温度検知手段によって検知した温度に基づいて、前記複数の抵抗体のうちの一以上の抵抗体を選択して通電することにより、前記改質触媒層の熱不足を補う熱アシスト工程
を有する間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムの運転方法。
【請求項２】
前記ヒーター制御手段が、前記複数の抵抗体のそれぞれへの通電量を可変制御可能であり、
前記熱アシスト工程において、前記複数の抵抗体のうちの一以上の抵抗体を選択して通電する際に、通電量を可変制御する
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムが、
前記固体酸化物形燃料電池から排出されるアノードオフガスを燃焼させるための燃焼領域と、
前記改質器、固体酸化物形燃料電池および燃焼領域を収容する筐体と、を有し、
該改質器が該燃焼領域で発生する燃焼熱を受熱可能な位置に配された、
請求項１または２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質器を燃料電池近傍に有する間接内部改質型固体酸化物形燃料電池を備える、間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌｓ。以下、場合によりＳＯＦＣという。）には、通常、改質器において灯油や都市ガスなどの炭化水素系燃料（改質原料）を改質して発生させた水素含有ガス（改質ガス）が供給される。ＳＯＦＣでは、この改質ガスと空気を電気化学的に反応させて発電を行う。ＳＯＦＣは通常５５０℃〜１０００℃程度の高温で作動させる。
【０００３】
改質には、水蒸気改質、部分酸化改質など種々の反応が利用される。いずれも、ある一定以上の温度を必要とする。そのため、ＳＯＦＣの近傍（ＳＯＦＣからの熱輻射を受ける位置）に改質器を設置し、ＳＯＦＣからの輻射熱によって改質器を加熱する間接内部改質型ＳＯＦＣが開発されている（特許文献１参照）。また、間接内部改質型ＳＯＦＣにおいて、可燃分を含有するアノードオフガス（ＳＯＦＣのアノードから排出されるガス）を間接内部改質型ＳＯＦＣの筐体（モジュール容器）内で燃焼させ、この燃焼熱を熱源として改質器を加熱することが行われている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５８９９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、間接内部改質型ＳＯＦＣでは、ＳＯＦＣを熱源として改質器を加熱する。
【０００６】
間接内部改質型ＳＯＦＣでは定格運転時または部分負荷運転時といった発電時または発電待機時には改質に要する熱をＳＯＦＣの排熱によってまかなうことが可能である。しかし、負荷変動や外乱等によって改質熱が不足する可能性があり、その場合改質が不十分になり、改質器下流のＳＯＦＣに悪影響が及ぶ可能性がある。特に、灯油のような高次炭化水素を用いる場合、改質器から未改質の高次炭化水素が流出すると、ＳＯＦＣは作動温度が通常５５０〜１０００℃と高いため、炭素析出によってＳＯＦＣの性能が劣化することがある。このような場合には電気ヒーターなどの加熱手段を用いて、改質器に対し熱アシストを行うこと、すなわち改質器を補助的に加熱することによって、改質の熱不足を補うことが望まれる。
【０００７】
発電待機時とは、間接内部改質型ＳＯＦＣシステムが起動工程を完遂し、ＳＯＦＣ温度検知手段８により、検知したＳＯＦＣの温度が発電制御手段（図内省略）により、発電可能な温度であると判断されているにも関わらず、間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの外部に送電していない状態を表す。なお、この時に間接内部改質型ＳＯＦＣシステム内部で消費する分の電力をＳＯＦＣで発電しているか否かは問わない。
【０００８】
発電時とは、間接内部改質型ＳＯＦＣシステムが起動工程を完遂し、ＳＯＦＣ温度検知手段８により、検知したＳＯＦＣの温度が発電制御手段（図内省略）により、ＳＯＦＣが発電可能な温度である判断され、間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの外部に送電している状態を表す。なお、この時に間接内部改質型ＳＯＦＣシステム内部で消費する分の電力をＳＯＦＣで発電しているか否かは問わない。
【０００９】
また、システム運転の長期化に伴い、触媒活性が劣化するため、改質器温度分布は変化する。例えば、吸熱反応を有する水蒸気改質反応の場合、吸熱ポイントはシステム運転の長期化に伴い、改質器の下流側へとシフトしていくことが知られている。このような長期運転に際しても、改質器に搭載した電気ヒーターなどの加熱手段を用いて、熱アシストを行うことにより、改質不足による悪影響を回避することができ、間接内部型ＳＯＦＣシステムをより安定に、かつ、長期に運転することが可能となる。改質器の熱アシストを行う場合には、その熱アシストが必要な箇所および必要な熱量は運転時間および運転状態により変化する。
【００１０】
本発明の目的は、発電時および発電待機時において、改質器の加熱不足を防止することが容易な間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明により、次の間接内部改質型ＳＯＦＣシステムおよびその運転方法が提供される。
【００１２】
１）炭化水素系燃料から改質ガスを製造する、改質触媒層を備える改質器と、
該改質器で得られる改質ガスを用いて発電する固体酸化物形燃料電池と、
該改質触媒層を加熱する電気ヒーターであって、それぞれ独立して通電可能な複数の抵抗体を含む電気ヒーターと、
改質触媒層の相異なる複数個所の温度をそれぞれ検知する複数の温度検知手段と、
該温度検知手段で検知された温度に基づいて、該複数の抵抗体のうちの任意の個所および数の抵抗体に選択的に通電することができるヒーター制御手段と、
を有し、
該改質器が該固体酸化物形燃料電池から受熱可能な位置に配された、
間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムの発電時または発電待機時の運転方法であって、
前記ヒーター制御手段を用いて、前記温度検知手段によって検知した温度に基づいて、前記複数の抵抗体のうちの一以上の抵抗体を選択して通電することにより、前記改質触媒層の熱不足を補う熱アシスト工程
を有する間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムの運転方法。
【００１３】
２）前記ヒーター制御手段が、前記複数の抵抗体のそれぞれへの通電量を可変制御可能であり、
前記熱アシスト工程において、前記複数の抵抗体のうちの一以上の抵抗体を選択して通電する際に、通電量を可変制御する
１）に記載の方法。
【００１４】
３）前記間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムが、
前記固体酸化物形燃料電池から排出されるアノードオフガスを燃焼させるための燃焼領域と、
前記改質器、固体酸化物形燃料電池および燃焼領域を収容する筐体と、を有し、
該改質器が該燃焼領域で発生する燃焼熱を受熱可能な位置に配された、
１）または２）記載の方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、発電時および発電待機時において、改質器の加熱不足を防止することが容易な間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの運転方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用することのできる間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムの一形態につき、その概要を示す模式図である。
【図２】図１に示したシステムの改質器部分を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の形態について説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１８】
〔間接内部改質型ＳＯＦＣ〕
図１に、本発明を適用することのできる間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの一形態を模式的に示す。また図２にそのシステムの改質器部分を模式的に示す。
【００１９】
間接内部改質型ＳＯＦＣは、炭化水素系燃料から改質ガスを製造する改質器２を有する。改質器２は、改質触媒層３をその内部に備える。また、間接内部改質型ＳＯＦＣは、改質器２で得られる改質ガスを用いて発電するＳＯＦＣ１を有し、そしてＳＯＦＣ１から排出されるアノードオフガスを燃焼させる燃焼領域９を有する。改質器２はＳＯＦＣから受熱可能な位置に配される。また、間接内部改質型ＳＯＦＣは、改質器、ＳＯＦＣおよび燃焼領域を収容する筐体１０を有する。そして、改質器が、燃焼領域で発生する燃焼熱を受熱可能な位置に配される。
【００２０】
炭化水素系燃料が改質器２に供給される。このとき、必要に応じて酸素含有ガス（空気など）や水蒸気も改質器に供給される。改質器２から得られる改質ガスが、ＳＯＦＣ１のアノードに供給される。アノードから排出されるアノードオフガスは、燃焼領域で燃焼可能である。
【００２１】
改質器２には、改質触媒層３を加熱する電気ヒーター４が搭載される。電気ヒーター４は複数の抵抗体を含む。図においては、９個の抵抗体４−１〜４−９が設けられる（抵抗体４−３〜４−８については、符号の図示を省略する）。複数の抵抗体は、それぞれ独立して通電可能とされる。
【００２２】
電気ヒーター４は、これら複数の抵抗体のうちの、任意の箇所かつ任意の数の抵抗体に、選択的に通電する（負荷をかける）ことが出来る機構を有する。この機構は、適宜の配線によって形成することができる。例えば、図示のように各抵抗体にそれぞれ独立に接続した配線によってこの機構を形成することができる。このような配線および抵抗体に対して通電をオンオフするスイッチングが可能なヒーター制御手段、あるいは、このような配線および抵抗体に対する通電量を制御できるヒーター制御手段を用いることができる（ヒーター制御手段については後述する）。
【００２３】
抵抗体としては、例えば抵抗線を用いることができる。
【００２４】
改質器２には、改質触媒層の相異なる複数個所の温度をそれぞれ検知する複数の温度検知手段（改質触媒層温度検知手段）５が設けられる。図においては、９個の温度検知手段５−１〜５−９が設けられる（温度検知手段５−３〜５−８については符号の図示を省略する）。
【００２５】
温度検知手段としては、改質触媒層の温度を検知できる、熱電対などの公知の温度センサーを適宜用いることができる。
【００２６】
ヒーター制御手段６は、温度検知手段で検知された温度に基づいて、複数の抵抗体のうちの任意の個所および数の抵抗体に選択的に通電することを可能とする。つまり、ヒーター制御手段は、複数の抵抗体のうちの一部もしくは全部を選択し、選択された抵抗体には通電し、選択されない抵抗体には通電しないという制御を行なう。これにより、改質触媒層に部分的な熱不足があった場合に、熱が不足している部分を選択的に加熱し、部分的な熱不足を補うことができる。つまり、改質触媒層がヒーター４以外の熱源によって加熱されているときに、部分的に加熱不足となることがあっても、その部分を選択的に加熱して、不足した熱を補うことができる。
【００２７】
ヒーター制御手段が、それぞれの抵抗体への通電を単にオンオフすることもできるが、通電量を可変制御できることが、改質器の負荷量の変化や外乱に対して随意対応できること及びヒーターの電力消費量を削減できる観点から好ましい。
【００２８】
具体的には、検知された改質触媒層温度は、信号としてヒーター制御手段６に送られる。ヒーター制御手段６は、これら信号を利用して、改質器２に搭載された電気ヒーター４の抵抗体４−１〜４−９のうちの、通電する抵抗体およびその通電量を制御する。
【００２９】
以下、場合により、改質触媒層の熱不足を補うことを「熱アシスト」という。また熱アシストを行なう電気ヒーターを熱アシスト用電気ヒーターと呼ぶことがある。
【００３０】
ヒーター制御手段としては、制御用コンピュータやシーケンサ、インバータなど、間接内部改質型ＳＯＦＣもしくはＳＯＦＣシステムにおいて、制御に用いられる公知の制御手段を適宜用いることができる。
【００３１】
間接内部改質型ＳＯＦＣでは、定格運転時および部分負荷運転時といった発電時または発電待機時には改質に要する熱をＳＯＦＣの排熱によってまかなうことが可能である。しかしながら、負荷変動や外乱等によってＳＯＦＣからの排熱が減少し改質熱が不足する場合があり、その際には改質が不十分となり、改質器下流のＳＯＦＣに悪影響が及ぶ可能性がある。特に、灯油のような高次炭化水素を用いる場合、改質工程において高次炭化水素が十分に改質されずに、改質器出口から未改質の高次炭化水素が流出すると、高温状態にあるＳＯＦＣが炭素析出によって性能が劣化することとなる。このような場合に、改質器に搭載した電気ヒーター４により改質器の任意の箇所に対し熱アシストを行い、改質の熱不足を補うことにより改質器下流のＳＯＦＣへの悪影響を回避し、安定に運転を継続することが可能となる。
【００３２】
また、システムの長期運転に伴い、改質触媒の触媒活性が劣化するため、改質器温度分布は変化する。例えば、吸熱反応を有する水蒸気改質の場合、触媒活性の低下に伴い、吸熱ポイントは改質器後段へとシフトしていくことが知られている。このようなシステムの長期運転に際しても、改質器温度検知手段５からの信号に基づき、ヒーター制御手段６により改質器の熱アシストが必要な箇所、熱量を決定し、熱アシストを効率的に行うことにより、安定的な運転を継続することが可能となる。
【００３３】
〔炭化水素系燃料〕
炭化水素系燃料としては、改質ガスの原料としてＳＯＦＣの分野で公知の、分子中に炭素と水素を含む（酸素など他の元素を含んでもよい）化合物もしくはその混合物から適宜選んで用いることができ、炭化水素類、アルコール類など分子中に炭素と水素を有する化合物を用いることができる。例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油等の炭化水素燃料、また、メタノール、エタノール等のアルコール、ジメチルエーテル等のエーテル等である。
【００３４】
なかでも灯油やＬＰＧは、入手容易であり好ましい。また、独立して貯蔵可能であるため、都市ガスのラインが普及していない地域において有用である。さらに、灯油やＬＰＧを利用したＳＯＦＣ発電装置は、非常用電源として有用である。特には、取り扱いも容易である点で、灯油が好ましい。
【００３５】
改質原料として用いる炭化水素系燃料は、必要に応じて脱硫したうえで改質器に供給することができる。また、炭化水素系燃料が液体である場合には、適宜気化したうえで改質器に供給することができる。
【００３６】
〔改質器〕
改質器は、炭化水素系燃料から水素を含む改質ガスを製造する。
【００３７】
改質器においては、水蒸気改質、部分酸化改質、および、水蒸気改質反応に部分酸化反応が伴う自己熱改質のいずれを行ってもよい。
【００３８】
改質器には、水蒸気改質能を有する水蒸気改質触媒、部分酸化改質能を有する部分酸化改質触媒、部分酸化改質能と水蒸気改質能とを併せ持つ自己熱改質触媒を適宜用いることができる。
【００３９】
改質器の構造は、改質器として公知の構造を適宜採用できる。例えば、密閉可能な容器内に改質触媒を収容する領域を有し、改質に必要な流体の導入口と改質ガスの排出口を有する構造とすることができる。
【００４０】
改質器の材質は、改質器として公知の材質から、使用環境における耐性を考慮して適宜選んで採用できる。
【００４１】
改質器の形状は、直方体状や円管状など適宜の形状とすることができる。
【００４２】
炭化水素系燃料（必要に応じて予め気化される）および水蒸気、さらに必要に応じて空気等の酸素含有ガスをそれぞれ単独で、もしくは適宜混合した上で改質器（改質触媒層）に供給することができる。また、改質ガスはＳＯＦＣのアノードに供給される。
【００４３】
改質器から得られる改質ガスが、ＳＯＦＣのアノードに供給される。一方、ＳＯＦＣのカソードには空気などの酸素含有ガスが供給される。発電時には、発電に伴いＳＯＦＣが発熱し、その熱がＳＯＦＣから改質器へと、輻射伝熱などにより伝わる。こうしてＳＯＦＣ排熱が改質器を加熱するために利用される。ガスの取り合い等は適宜配管等を用いて行う。
【００４４】
〔ＳＯＦＣ〕
ＳＯＦＣとしては、公知のＳＯＦＣを適宜選んで採用できる。ＳＯＦＣでは、一般的に、酸素イオン導電性セラミックスもしくはプロトンイオン導電性セラミックスが電解質として利用される。
【００４５】
ＳＯＦＣは単セルであってもよいが、実用上は複数の単セルを配列させたスタック（円筒型の場合はバンドルと呼ばれることもあるが、本明細書でいうスタックはバンドルも含む）が好ましく用いられる。この場合、スタックは１つでも複数でもよい。
【００４６】
ＳＯＦＣの形状も、立方体状スタックに限らず、適宜の形状を採用できる。
【００４７】
〔筐体〕
筐体（モジュール容器）としては、ＳＯＦＣ、改質器および燃焼領域を収容可能な適宜の容器を用いることができる。その材料としては、例えばステンレス鋼など、使用する環境に耐性を有する適宜の材料を用いることができる。容器には、ガスの取り合い等のために、適宜接続口が設けられる。
【００４８】
モジュール容器の内部と外界（大気）とが連通しないように、モジュール容器が気密性を持つことが好ましい。
【００４９】
〔燃焼領域〕
燃焼領域は、ＳＯＦＣのアノードから排出されるアノードオフガスを燃焼可能な領域である。例えば、アノード出口を筐体内に開放し、アノード出口近傍の空間を燃焼領域とすることができる。酸素含有ガスとして例えばカソードオフガスを用いてこの燃焼を行なうことができる。このために、カソード出口を筐体内に開放することができる。
【００５０】
アノードオフガスを燃焼させるために、イグナイターなどの着火手段を適宜用いることができる。
【００５１】
〔改質器の配置〕
間接内部改質型ＳＯＦＣでは、改質器がＳＯＦＣから受熱可能な位置に配置する。このために、改質器をＳＯＦＣから熱輻射を受ける位置に配置することができるが、その熱輻射を最も受ける位置に改質器を置くことが熱エネルギーロスの観点から好ましい。
【００５２】
改質器が、燃焼領域で発生する燃焼熱を受熱可能な位置に配されることが好ましい。このために、改質器を燃焼領域から熱輻射を受ける位置に配置することができる。このとき、燃焼領域と改質器の間に遮蔽物を配置しないことが好ましい。つまり、燃焼領域と改質器とが、遮蔽物を挟むことなく対向することが好ましい。ただし、必要な配管等は適宜配置される。改質器と燃焼領域とを、できるだけ近い位置に配することが好ましい。
【００５３】
〔改質触媒〕
改質器で用いることのできる水蒸気改質触媒、部分酸化改質触媒、自己熱改質触媒のいずれも、それぞれ公知な非貴金属もしくは貴金属改質触媒を用いることができる。
【００５４】
〔他の機器〕
間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの公知の構成要素は、必要に応じて適宜設けることができる。具体例を挙げれば、液体を気化させる気化器、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワなどの昇圧手段、流体の流量を調節するため、あるいは流体の流れを遮断／切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断／切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、気体を凝縮する凝縮器、スチームなどで各種機器を外熱する加熱／保温手段、炭化水素系燃料（改質原料）や燃焼用燃料の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、出力用や動力用の電気系統、燃料中の硫黄分濃度を低減する脱硫器などである。
【００５５】
〔間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの運転方法〕
間接内部改質型ＳＯＦＣの発電時において、改質触媒層における熱アシスト工程を行うことは有効である。例えば、負荷変動の際（ＳＯＦＣによる発電量を増減する際）や外乱があった際であっても、改質触媒層における熱アシスト工程を行うことにより、改質器の加熱を良好に行うことができる。
【００５６】
例えば、負荷変動の際、特に負荷を増加させる際、改質器に必要となる熱量を増加させるために、次のような操作をすることが考えられる。すなわち、改質原料の供給量を増加させ、改質器で発生させる改質ガス量を増加させ、燃料電池から排出されるアノードオフガス量を増加させ、燃焼領域での発生熱量（燃焼熱）を増加させる。しかし、このような方法では、改質燃料を増加させてから燃焼領域で発生する熱量が増加するまでの間、改質器で必要となる熱量が不足し、未改質の改質燃料が高温状態のＳＯＦＣに供給され、ＳＯＦＣに致命的な影響を与えるおそれがある。このような事態を回避するために、負荷変動時に、改質器に搭載された改質器温度検知手段により改質触媒層の温度状態を検知し、加熱不足により比較的温度が低い部位を選択的に加熱する熱アシスト工程を行うことが有効である。具体的には、改質器に搭載された改質器温度検知手段により改質触媒層の温度状態を検知し、検知された改質触媒層温度は信号としてヒーター制御手段に送られる。ヒーター制御手段は、これら信号を利用して、改質器に搭載された熱アシスト用電気ヒーターの出力箇所および負荷量（通電する抵抗体およびその通電量）を制御し、改質器の任意の場所における熱不足を補う熱アシスト工程が実施される。改質触媒層の熱アシスト工程を行うことによって、改質器の熱不足を生じさせずに、速やかに負荷（ＳＯＦＣの電気出力）を増加させることができる。
【００５７】
改質触媒層における熱アシスト工程は、増加したアノードオフガスの燃焼熱量で改質器に必要とされる熱量がまかなえる状態になった段階で停止させることができる。なお、この工程は、改質器に搭載された改質器温度検知手段、ヒーター制御手段により、自動的に実施される。
【００５８】
また、システムの長期運転に伴い、触媒活性が劣化するため、改質器温度分布は変化する。例えば、吸熱反応を有する水蒸気改質の場合、触媒活性の低下に伴い、吸熱ポイントは改質器後段へとシフトしていくことが知られている。このような際の対応として、例えば、改質燃料の供給量を増加させ、改質器で発生させる改質ガス量を増加させ、燃料電池から排出されるアノードオフガス量を増加させ、燃焼領域での発生熱量（燃焼熱）を増加させることが考えられる。しかしながら、この方法では改質触媒層全体の温度を上昇させるため、改質触媒層における未改質を回避するには過剰の熱エネルギーを与えることとなり、効率の点から好ましいとはいえない。
【００５９】
このようなシステムの長期運転に際しても、改質器に搭載された改質器温度検知手段により改質触媒層の温度状態を検知し、加熱不足により比較的温度が低い部位を選択的に加熱する熱アシスト工程を行うことが有効である。具体的には、改質器に搭載された改質器温度検知手段により改質触媒層の温度状態を検知し、検知された改質触媒層温度は信号としてヒーター制御手段に送られる。ヒーター制御手段は、これら信号を利用して、改質器に搭載された熱アシスト用電気ヒーターの出力箇所および負荷量（通電する抵抗体およびその通電量）を制御し、改質器の任意の場所における熱不足を補う熱アシスト工程が実施される。このような方法によると、長期運転に際して、改質触媒層の触媒活性に応じた熱アシスト工程を実施することが可能であり、かつ、改質触媒層の加熱は必要最小限の加熱に留めることが可能であるため、熱効率の点からも優れている。
【００６０】
システムを運転している際には需要家の負荷が極端に低くなった際や、系統側の問題で一時的にシステム外への送電を停止し、発電待機状態に入る必要がある場合がある。この時、外乱があった際には改質器に必要となる熱量を増加させるために、次のような操作をすることが考えられる。すなわち、改質原料の供給量を増加させ、改質器で発生させる改質ガス量を増加させ、燃料電池から排出されるアノードオフガス量を増加させ、燃焼領域での発生熱量（燃焼熱）を増加させる。しかし、このような方法では、改質燃料を増加させてから燃焼領域で発生する熱量が増加するまでの間、改質器で必要となる熱量が不足し、未改質の改質燃料が高温状態のＳＯＦＣに供給され、ＳＯＦＣに致命的な影響を与えるおそれがある。このような事態を回避するために、外乱があった時に、改質器に搭載された改質器温度検知手段により改質触媒層の温度状態を検知し、加熱不足により比較的温度が低い部位を選択的に加熱する熱アシスト工程を行うことが有効である。具体的には、改質器に搭載された改質器温度検知手段により改質触媒層の温度状態を検知し、検知された改質触媒層温度は信号としてヒーター制御手段に送られる。ヒーター制御手段は、これら信号を利用して、改質器に搭載された熱アシスト用電気ヒーターの出力箇所および負荷量（通電する抵抗体およびその通電量）を制御し、改質器の任意の場所における熱不足を補う熱アシスト工程が実施される。改質触媒層の熱アシスト工程を行うことによって、改質器の熱不足を生じさせずに、安定に発電待機状態を保持させることができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明によって、発電時および発電待機時において、改質器の温度を安定にかつ適切に維持することのできる間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの運転方法が提供される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、例えば定置用もしくは移動体用の発電装置やコージェネレーションシステムに利用される間接内部改質型固体酸化物形燃料電池システムに適用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…固体酸化物形燃料電池
２…改質器
３…改質触媒層
４…熱アシスト用電気ヒーター
５…改質触媒層温度検知手段
６…ヒーター制御手段
７…ヒーター電源
８…ＳＯＦＣ温度検知手段
９…燃焼領域
１０…筐体
【図１】
2010225284.tif 000003
【図２】
2010225284.tif 000004