(57)【要約】【課題】酸化ガス供給器が触媒より下流にある場合にも、触媒取出し時の酸化反応による発熱量を十分に低減できる、水素生成装置を提供する。【解決手段】ガス経路４に設けられ酸化ガスと酸化反応をする触媒を備える改質器１と、改質器１よりも上流側のガス経路４に水を供給する水供給器３と、改質器１よりも上流側のガス経路４と触媒を加熱し、水供給器３から供給される水を水蒸気にする加熱器２と、制御器２００と、を備えた水素生成装置１００で、触媒を外部に取り出す前に、加熱器２と水供給器３とを動作させてガス経路４を水蒸気でパージした後に、加熱器２と水供給器３を停止させて、ガス経路４内の水蒸気と触媒を冷まし、ガス経路４内の水蒸気の凝縮が進行しているときに、ガス経路４を介して改質器１に導入された酸化ガスで触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する。【選択図】図１
2019142735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス経路に設けられ酸化ガスと酸化反応をする触媒を備える反応器と、
前記反応器よりも上流側の前記ガス経路に水を供給する水供給器と、
前記反応器よりも上流側の前記ガス経路と前記触媒を加熱し、前記水供給器から供給される水を水蒸気にする加熱器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記触媒を外部に取り出す前に、前記加熱器と前記水供給器とを動作させて前記ガス経路を水蒸気でパージした後に、前記加熱器と前記水供給器を停止させて、前記ガス経路内の前記水蒸気と前記触媒を冷まし、前記ガス経路内の前記水蒸気の凝縮が進行しているときに、前記ガス経路を介して前記反応器に導入された前記酸化ガスで前記触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する、
水素生成装置。
【請求項２】
前記ガス経路に酸化ガスを供給する酸化ガス供給器を備え、
前記制御器は、前記触媒を外部に取り出す前に、前記加熱器と前記水供給器とを動作させて前記ガス経路を水蒸気でパージした後に、前記加熱器と前記水供給器を停止させて、前記ガス経路内の前記水蒸気と前記触媒を冷まし、前記ガス経路内の前記水蒸気の凝縮が進行しているときに、前記酸化ガス供給器を動作させて前記ガス経路を介して前記反応器に導入された前記酸化ガスで前記触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する、
請求項１記載の水素生成装置。
【請求項３】
ガス経路に設けられ酸化ガスと酸化反応をする触媒を備える反応器と、
前記反応器よりも上流側の前記ガス経路に水を供給する水供給器と、
前記反応器よりも上流側の前記ガス経路と前記触媒を加熱し、前記水供給器から供給される水を水蒸気にする加熱器と、
を備えた水素生成装置の前記触媒を外部に取り出す前に行う運転方法であって、
前記触媒を外部に取り出す前に、前記加熱器と前記水供給器とを動作させて前記ガス経路を水蒸気でパージした後に、前記加熱器と前記水供給器を停止させて、前記ガス経路内の前記水蒸気と前記触媒を冷まし、前記ガス経路内の前記水蒸気の凝縮が進行しているときに、前記ガス経路を介して前記反応器に導入された前記酸化ガスで前記触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する、
水素生成装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を用いて水素含有ガスを生成する水素生成装置並びにその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電時の燃料として用いる水素含有ガスは、一般的なインフラガスとして整備されていないため、燃料電池システムは、改質器を有する水素生成装置を備える。
【０００３】
水素生成装置には、酸化ガスと酸化反応をする触媒が用いられているため、水素生成装置の廃棄、メンテナンス等で触媒を水素生成装置から外部に取り出すときに、触媒の酸化反応が急激に進行し、触媒が大量の熱を発生する。
【０００４】
そこで、触媒を水素生成装置から外部に取り出す前に予め触媒を酸化処理することで、廃棄処理において、触媒を水素生成装置から外部に取り出したときの触媒の発熱量を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図５は特許文献１に開示された従来の水素生成装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、従来の水素生成装置５００は、水素利用機器である燃料電池４０と、ＣＯ低減触媒３３と、水添脱硫触媒３１と、酸化ガス供給器３５と、ＣＯ除去器３４と、改質器３２と、分岐路３６と、第１の開閉器３７と、第２の開閉器３８と、リサイクル流路３９と、制御器６００と、を備える。
【０００６】
制御器６００は、ＣＯ低減触媒３３および水添脱硫触媒３１を外部に取り出す前に、触媒酸化処理として、第１の開閉器３７を開放し、第２の開閉器３８を閉止すると共に、酸化ガス供給器３５を動作させる。
【０００７】
すると、酸化ガスは、改質器３２から第２の開閉器３８までの間の流体流路に供給された後、ＣＯ低減触媒３３、改質器３２および分岐路３７をこの順に流れ、外部に放出される。これにより、ＣＯ低減触媒３３に酸化ガスが供給され、ＣＯ低減触媒３３が酸化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５８７４０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の水素生成装置５００は、水素生成装置５００と水素利用機器（燃料電池４０）との間に開閉弁がなく直結している場合、もしくは、原料供給流路と反応器の間に圧力逃し弁などの分岐路がなく、かつ、酸化ガス供給器３５が触媒（ＣＯ低減触媒３３）よりも下流にある場合には、触媒（ＣＯ低減触媒３３）に酸化ガスを供給できず、触媒（ＣＯ低減触媒３３）の酸化反応による発熱量を十分に低減させることができないという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、酸化ガス供給器が触媒より下流にある場合にも、触媒取出し時の酸化反応による発熱量を十分に低減できる、水素生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従来の課題を解決するために、本発明の水素生成装置は、ガス経路に設けられ酸化ガスと酸化反応をする触媒を備える反応器と、反応器よりも上流側のガス経路に水を供給する水供給器と、反応器よりも上流側のガス経路と触媒を加熱し、水供給器から供給される水を水蒸気にする加熱器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、制御器は、触媒を外部に取り出す前に、加熱器と水供給器とを動作させてガス経路を水蒸気でパージした後に、加熱器と水供給器を停止させて、ガス経路内の水蒸気と触媒を冷まし、ガス経路内の水蒸気の凝縮が進行しているときに、ガス経路を介して反応器に導入された酸化ガスで触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施するものである。
【００１２】
これにより、触媒を水蒸気パージし、冷却時に酸化ガスを供給して触媒を酸化処理することができるので、酸化ガス供給箇所によらず、触媒取出し時の酸化反応による発熱量を十分に低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、酸化ガスの供給箇所によらず、触媒を外部に取り出す際の触媒の酸化反応による発熱量を十分に低減することができる、水素生成装置を提供できる。さらに、触媒を取り出す際に触媒の酸化反応による発熱量を考慮する必要がないので、水素生成装置の廃棄作業を効率よく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における水素生成装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における水素生成装置の運転停止動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における水素生成装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における水素生成装置の運転停止動作を示すフローチャート
【図５】従来の水素生成装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、ガス経路に設けられ酸化ガスと酸化反応をする触媒を備える反応器と、反応器よりも上流側のガス経路に水を供給する水供給器と、反応器よりも上流側のガス経路と触媒を加熱し、水供給器から供給される水を水蒸気にする加熱器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、制御器は、触媒を外部に取り出す前に、加熱器と水供給器とを動作させてガス経路を水蒸気でパージした後に、加熱器と水供給器を停止させて、ガス経路内の水蒸気と触媒を冷まし、ガス経路内の水蒸気の凝縮が進行しているときに、ガス経路を介して反応器に導入された酸化ガスで触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する、ものである。
【００１６】
これによって、触媒を外部に取り出す前に、触媒を水蒸気パージし、冷却時に酸化ガスが供給されることによって触媒を酸化処理することができるので、酸化ガス供給箇所によらず、触媒取り出し時の酸化反応による発熱量を十分に低減することができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明に加えて、ガス経路に酸化ガスを供給する酸化ガス供給器を備え、制御器は、触媒を外部に取り出す前に、加熱器と水供給器とを動作させてガス経路を水蒸気でパージした後に、加熱器と水供給器を停止させて、ガス経路内の水蒸気と触媒を冷まし、ガス経路内の水蒸気の凝縮が進行しているときに、酸化ガス供給器を動作させてガス経路を介して反応器に導入された酸化ガスで触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する、ものである。
【００１８】
これによって、触媒をより効率的に触媒酸化処理することができるので、酸化ガス供給器の設置箇所によらず、触媒を外部に取り出す際の酸化反応に発熱量を十分に低減することができる。
【００１９】
第３の発明は、ガス経路に設けられ酸化ガスと酸化反応をする触媒を備える反応器と、反応器よりも上流側のガス経路に水を供給する水供給器と、反応器よりも上流側のガス経路と触媒を加熱し、水供給器から供給される水を水蒸気にする加熱器と、を備えた水素生成装置の触媒を外部に取り出す前に行う運転方法であって、触媒を外部に取り出す前に、加熱器と水供給器とを動作させてガス経路を水蒸気でパージした後に、加熱器と水供給器を停止させて、ガス経路内の水蒸気と触媒を冷まし、ガス経路内の水蒸気の凝縮が進行しているときに、ガス経路を介して反応器に導入された酸化ガスで触媒を酸化させる触媒酸化処理を実施する、ものである。
【００２０】
これによって、触媒を外部に取り出す前に、触媒を水蒸気パージし、冷却時に酸化ガスが供給されることによって触媒を酸化処理することができるので、酸化ガス供給箇所によらず、触媒取り出し時の酸化反応による発熱量を十分に低減することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における水素生成装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、実施の形態１の水素生成装置１００は、ガス経路４に設けられ、水と原料を反応させて水素含有ガスを生成し、酸化ガスと酸化反応をする改質触媒１７を備える反応器である改質器１と、改質器１に原料である都市ガスを供給するための原料供給器５と、改質器１よりも上流側のガス経路４に水を供給する水供給器３と、水供給器３に供給された水を水蒸気にする蒸発器１６と、改質器１よりも上流側のガス経路４と改質触媒１７とを加熱する加熱器２と、水素含有ガス供給経路１４と、制御器２００と、を備える。
【００２４】
改質器１の内部には、改質触媒１７が搭載される。本実施の形態では、改質触媒１７としてニッケル触媒を用いた。
【００２５】
水素生成装置１００において、改質触媒１７は水素含有ガス雰囲気にあるため還元されているが、改質触媒１７を水素生成装置１００の外部に取り出すと、改質触媒１７は空気中の酸素に接触して酸化反応が起こり、発熱する。
【００２６】
加熱器２は、バーナであり、ガス経路４および改質器１内の改質触媒１７が改質反応もしくは水蒸気パージに適した温度になるよう加熱する。
【００２７】
水供給器３は、水の流量を調整するポンプである。ガス経路４は、都市ガスを改質器１に供給する。原料供給器５は、都市ガスを改質器１に供給するポンプである。水素含有ガス供給経路１４は、改質器１で生成した水素含有ガスを水素生成装置１００の外部に供給する。蒸発器１６は、水供給器３から供給される水を加熱して水蒸気を発生させるヒータである。
【００２８】
制御器２００は、水素生成装置１００の運転を制御する。制御器２００は、信号入出力部（図示せず）と、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。
【００２９】
以上のように構成された本実施の形態の水素生成装置１００について、以下、水素生成動作、および、改質触媒１７を外部に取り出す前に酸化ガスである空気を用いて酸化させる、触媒酸化処理を含む運転停止動作の動作、作用を具体的に説明する。
【００３０】
水素生成装置１００の運転開始要求があると、水素生成装置１００は、加熱器２によりガス経路４および改質器１が加熱されることにより起動する。
【００３１】
改質器１に設置された熱電対（図示せず）の温度が３００℃になると、原料供給器５、水供給器３および蒸発器１６の動作により都市ガスおよび水蒸気が改質器１に供給され、水蒸気改質反応により水素含有ガスを生成する。このとき、改質器１内の改質触媒１７の温度が６００℃となるよう、加熱器２は加熱量を調整する。
【００３２】
水素生成装置１００の運転停止要求があると、制御器２００は水素生成装置１００の運転停止動作を実施する。
【００３３】
図２は、本発明の実施の形態１における水素生成装置の運転停止動作を示すフローチャートである。
【００３４】
制御器２００は、運転停止動作を開始すると、水素生成装置１００の運転時間が寿命である１０万時間に達したか判定する（ステップＳ１０２）。寿命に達していない場合は、水素生成装置１００の運転を停止し、待機状態とする（ステップＳ１０３）。寿命に達した場合は、触媒酸化処理として、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０６を実施する。
【００３５】
まず、加熱器２、水供給器３および蒸発器１６を動作させた状態のままで原料供給器５を停止し、ガス経路４および改質器１内を水蒸気でパージする（ステップＳ１０４）。
【００３６】
そして、水蒸気パージを開始して４０分経過する（ステップＳ１０５）と、加熱器２、水供給器３および蒸発器１６を停止させて、ガス経路４および改質器１内の水蒸気と改質触媒１７を冷却し、ガス経路４および改質器１内に充満した水蒸気の凝縮を進行させる（ステップＳ１０６）。
【００３７】
このとき、水素生成装置１００内が負圧となり、水素生成装置１００の出口から水素含有ガス供給経路１４およびガス経路４を経由して空気が改質触媒１７に供給され、改質触媒１７は酸化される。
【００３８】
ここで、４０分とは、本実施の形態におけるガス経路４および改質器１を十分に水蒸気パージできる時間を実験的に取得した値である。
【００３９】
以上のように、本実施の形態においては、改質触媒１７を外部に取り出す前に、改質触媒１７を水蒸気でパージし、冷却時に改質器１よりも下流の水素含有ガス供給経路１４から空気が供給されることによって改質触媒１７を酸化処理することができるので、空気の供給箇所が改質触媒１７の下流であっても、改質触媒１７の上流に空気を供給するために新たに経路を設けることなく、改質触媒１７を水素生成装置１００から外部に取り出す際の酸化反応による発熱量を十分に低減することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、改質触媒１７としてニッケル触媒を用いたが、ニッケル触媒に限定されるものではなく、ルテニウム触媒でもよい。また、ルテニウム触媒と銅−亜鉛触媒を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では、水素生成装置１００の運転時間を基に寿命到達の判定をし、触媒酸化処理を実施したが、都市ガスの流通量や生成した水素含有ガス量を基に寿命到達の判定をしてもよい。
【００４２】
また、本実施の形態では、図２の運転停止動作中に、運転時間が寿命である１０万時間に達したことを判定し、触媒酸化処理を実行したが、触媒酸化処理は、水素生成装置１００の運転停止から、改質触媒１７を外部に取り出すまでの期間であれば、いずれのタイミングで実行しても構わない。
【００４３】
例えば、水素生成装置１００の停止完了後に、水素生成装置１００に対してネットワークを経由して触媒酸化処理を指令する入力がなされると実行するようにしてもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における水素生成装置の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図３に示すように、実施の形態２の水素生成装置３００は、ガス経路４に設けられ原料から水素含有ガスを生成し酸化ガスと酸化反応をする改質触媒を備える改質器６およびＣＯ低減触媒を備えるＣＯ低減器７と、改質器６およびＣＯ低減器７で生成された水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を低減するＣＯ除去器８と、ＣＯ除去器８に酸化ガスである空気を供給する酸化ガス供給器９と、改質器６に原料である都市ガスを供給するための原料供給器５と、改質器６よりも上流側のガス経路４に水を供給する水供給器３と、水供給器３に供給された水を水蒸気にする蒸発器１６と、加熱器１２と、水素利用機器である燃料電池２０の未利用オフガスを加熱器１２に供給する燃料供給器１０と、ＣＯ低減器７の温度を検知する温度検知器１１と、水素含有ガス供給経路１３と、制御器４００と、を備える。
【００４６】
改質器６の内部には、改質触媒（図示せず）が搭載される。本実施の形態では、改質触媒としてニッケル触媒を用いた。ＣＯ低減器７の内部には、ＣＯ低減触媒（図示せず）が搭載される。本実施の形態では、ＣＯ低減触媒として銅−亜鉛触媒を用いた。ＣＯ除去器８の内部には、ＣＯ除去触媒（図示せず）が搭載される。本実施の形態では、ＣＯ除去触媒としてルテニウム触媒を用いた。
【００４７】
酸化ガス供給器９は、空気をＣＯ除去器８に供給するポンプである。水供給器３は、水の流量を調整するポンプである。原料供給器５は、都市ガスを改質器６に供給するポンプである。ガス経路４は、都市ガスを改質器６に供給する。燃料供給器１０は、水素利用機器である燃料電池２０の未利用オフガスを加熱器１２に供給する。温度検知器１１は、熱電対であり、ＣＯ低減器７内のＣＯ低減触媒の温度を検知する。
【００４８】
加熱器１２は、バーナであり、燃料供給器１０により供給される燃料電池２０の未利用オフガスを燃焼させて、ガス経路４および改質器６内の改質触媒、ＣＯ低減器７内のＣＯ低減触媒、ＣＯ除去器８内のＣＯ除去触媒がそれぞれの反応に適した温度になるよう加熱する。
【００４９】
水素含有ガス供給経路１３は、改質器６およびＣＯ低減器７で生成した水素含有ガスを水素利用機器である燃料電池２０に供給する。燃料供給経路１５は、水素利用機器である燃料電池２０の未利用オフガスを燃料供給器１０に供給する。蒸発器１６は、水供給器３から供給される水を加熱して水蒸気を発生させるヒータである。
【００５０】
制御器４００は、水素生成装置３００の運転を制御する。制御器４００は、信号入出力
部（図示せず）と、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。
【００５１】
以上のように構成された本実施の形態の水素生成装置３００について、以下、水素生成動作、および、改質触媒およびＣＯ低減触媒を外部に取り出す前に空気を用いて酸化させる、触媒酸化処理を含む運転停止動作の動作、作用を具体的に説明する。
【００５２】
水素生成装置３００の運転開始要求があると、原料供給器５および燃料供給器１０の動作により、都市ガスが、ガス経路４、改質器６、ＣＯ低減器７、ＣＯ除去器８、水素含有ガス供給経路１３、水素利用機器である燃料電池２０、燃料供給経路１５および燃料供給器１０を経由して加熱器１２に供給される。
【００５３】
加熱器１２は、都市ガスが供給されて動作を開始し、ガス経路４、改質器６、ＣＯ低減器７およびＣＯ除去器８が加熱される。加熱器１２の動作によって燃焼排ガスが発生し、燃焼排ガスは、排ガス経路１８を通って水素生成装置３００の外部に排出される。
【００５４】
改質器６に設置された熱電対（図示せず）の温度が３００℃になると、水供給器３および蒸発器１６の動作により、水蒸気が改質器６に供給され、水蒸気改質反応により水素含有ガスの生成を開始する。
【００５５】
改質器６は加熱器１２によりさらに加熱された後、６００℃に制御される。同時に、加熱器１２によって、ＣＯ低減器７は２５０℃、ＣＯ除去器８は１７０℃に、それぞれ制御される。改質器６の温度が６００℃となると、改質器６は一酸化炭素濃度が１０％程度含まれた水素含有ガスを生成する。
【００５６】
改質器６から排出された水素含有ガスはＣＯ低減器７を経由して一酸化炭素濃度０．５％程度まで低減される。ＣＯ低減器７から排出された水素含有ガスに、酸化ガス供給器９の動作によって空気が混合され、ＣＯ除去器８を経由して一酸化炭素濃度１０ｐｐｍ程度まで低減され、水素利用機器である燃料電池２０に供給される。
【００５７】
水素生成装置３００の運転停止要求があると、制御器４００は、水素生成装置３００の運転停止動作を実施する。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態２における水素生成装置の運転停止動作を示すフローチャートである。
【００５９】
制御器４００は、水素生成装置３００の運転時間が寿命である１０万時間に達したかを判定し（ステップＳ２０１）、寿命に達していない場合は、水素生成装置３００の運転を停止し、待機状態とする（ステップＳ２１１）。
【００６０】
寿命に達した場合は、制御器４００は、空気を用いて改質触媒およびＣＯ低減触媒を酸化させる触媒酸化処理動作として、以下を実施する（ステップＳ２０２〜Ｓ２０９）。
【００６１】
まず、制御器４００は、加熱器１２および原料供給器５を動作させた状態のままで、ガス経路４、改質器６およびＣＯ低減器７を加熱する（ステップＳ２０２）。
【００６２】
ＣＯ低減器７に設置された温度検知器１１の検知温度が２５０℃以上になる（ステップＳ２０３）と、加熱器１２および原料供給器５の動作を停止し、水供給器３および蒸発器１６を動作させた状態のままで、ガス経路４、改質器６およびＣＯ低減器７内を水蒸気パージする（ステップＳ２０４）。
【００６３】
そして、加熱器１２および原料供給器５を停止させてから５分経過する（ステップＳ２０５）と、水供給器３および蒸発器１６を停止し、ガス経路４、改質器６およびＣＯ低減器７内の水蒸気、改質触媒およびＣＯ低減触媒を冷却する（ステップＳ２０６）。
【００６４】
温度検知器１１の検知温度が１０５℃以下となる（ステップＳ２０７）と、酸化ガス供給器９の動作により、空気を１５分間導入する（ステップＳ２０８）。
【００６５】
このとき、空気は主にＣＯ除去器８に供給されるが、ガス経路４、改質器６およびＣＯ低減器７内の水蒸気、改質触媒およびＣＯ低減触媒の温度がさらに低下し、ガス経路４、改質器６およびＣＯ低減器７内に充満した水蒸気の凝縮が進行するにつれ、空気が改質器６およびＣＯ低減器７内の改質触媒およびＣＯ低減触媒にも供給される。
【００６６】
このとき、改質触媒およびＣＯ低減触媒が酸化され、発熱する。また、ＣＯ除去器８内のＣＯ除去触媒も合わせて酸化される。
【００６７】
１５分間空気を導入した後、制御器４００は、水蒸気パージの回数を判定し、回数が８回未満の場合はステップＳ２０２に移行し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０９を繰り返し実行し、８回以上の場合はステップＳ２１０に移行する（ステップＳ２０９）。
【００６８】
水蒸気パージ回数が８回以上完了した後、制御器４００は水素生成装置３００の運転を停止し、待機状態とする（ステップＳ２１０）。
【００６９】
以上の動作によって、水素生成装置３００のＣＯ低減触媒は確実に酸化されるため、ＣＯ低減触媒を外部に取り出す際の酸化反応による発熱量を十分に低減することができる。
【００７０】
本実施の形態においては、酸化ガス供給器９は、ＣＯ低減器７の下流側に設けられているため、ガス経路４と改質器６およびＣＯ低減器７内部に充満した水蒸気が凝縮し、酸化ガス供給器９により空気が供給されるとき、ＣＯ低減器７の下流側から空気が供給され、ＣＯ低減器７内に搭載されたＣＯ低減触媒、改質器６内に搭載された改質触媒の順に酸化される。
【００７１】
本実施の形態において、１回の触媒酸化処理で供給される空気は、ガス経路４と改質器６およびＣＯ低減器７の容器と触媒の空隙分であるため、１回の触媒酸化処理では改質触媒およびＣＯ低減触媒のすべてを酸化することはできず、一部のみが酸化される。
【００７２】
１回の触媒酸化処理では、改質触媒またはＣＯ低減触媒の一部のみが酸化されるが、触媒酸化処理を繰り返すことで改質触媒および、ＣＯ低減触媒の全てを酸化させることができる。
【００７３】
以上のように、本実施の形態においては、触媒酸化処理する際に、触媒酸化処理を繰り返し行うことで、空気の供給箇所がＣＯ低減器７の下流であっても、ＣＯ低減器７の上流に空気を供給するために新たに経路を設けることなく、ＣＯ低減触媒を確実に酸化でき、ＣＯ低減触媒を外部に取り出す際の酸化反応による発熱量をより確実に低減することができる。
【００７４】
さらに、水素生成装置３００の運転時間が寿命に達した後の運転停止時に、触媒酸化処理を実施しすることができるため、水素生成装置３００の廃棄処理にかかる作業時間を短縮できる。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、酸化ガス供給器９をポンプにしたが、酸化ガス供給配管でも構わない。つまり、ガス経路４と改質器６およびＣＯ低減器７内部の水蒸気が凝縮する際に、水素生成装置３００内が負圧となることを利用して、酸化ガス供給配管を経由して空気を供給しても良い。
【００７６】
また、本実施の形態では、水素生成装置３００の寿命到達後に、制御器４００により触媒酸化処理を開始したが、ネットワークを経由して、水素生成装置３００運転時のエラーを検知することにより、触媒酸化処理を実施してもよい。
【００７７】
また、本実施の形態では、水素利用機器を燃料電池２０であるとしたが、水素貯蔵タンクとすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明の水素生成装置並びにその運転方法は、酸化ガス供給箇所によらず、触媒を水蒸気パージし、冷却時に酸化ガスを供給して触媒を酸化処理することができるので、触媒取出し時の酸化反応による発熱量を十分に低減することができるので、燃料電池に、燃料として水素含有ガスを供給する用途に適している。
【符号の説明】
【００７９】
１  改質器
２  加熱器
３  水供給器
４  ガス経路
５  原料供給器
６  改質器
７  ＣＯ低減器
８  ＣＯ除去器
９  酸化ガス供給器
１０  燃料供給器
１１  温度検知器
１２  加熱器
１３  水素含有ガス供給経路
１４  水素含有ガス供給経路
１５  燃料供給経路
１６  蒸発器
１７  改質触媒
１８  排ガス経路
２０  燃料電池
１００  水素生成装置
２００  制御器
３００  水素生成装置
４００  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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