(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において；
前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部と；
前記改質部に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統と；
前記改質部に水蒸気を供給する水蒸気発生部と；
前記水蒸気発生部に水を供給する水供給系統と；
前記水供給系統で前記水蒸気発生部に水を供給開始したことにより起動するタイマーと；
前記タイマーの経過時間が、前記水蒸気発生部から前記改質部に供給される水蒸気量が前記改質用原料の前記改質部への供給を開始しても前記改質用原料が炭化しない充分な量に達することが予め確認されている経過時間となったときに、前記改質用原料の供給を開始するように前記改質用原料供給系統をコントロールする第１のコントローラとを備える；
燃料処理装置。
【請求項２】
改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において；
前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部と；
前記改質部に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統と；
前記改質部に水蒸気を供給する水蒸気発生部と；
前記改質部より後流側に位置する部位の温度を検知する第１の温度検知器と；
前記水蒸気発生部から水蒸気が供給開始された後、前記第１の温度検知器により、前記改質用原料の前記改質部への供給を開始しても前記改質用原料が炭化しない温度にあることが検知されたときに、前記改質用原料の供給を開始するように前記改質用原料供給系統をコントロールする第２のコントローラとを備える；
燃料処理装置。
【請求項３】
改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において；
前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部と；
前記改質部に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統と；
前記改質部に水蒸気を供給する水蒸気発生部と；
前記水蒸気発生部から前記改質部に水蒸気を供給する水蒸気供給系統と；
前記水蒸気供給系統の温度を検知する第２の温度検知器と；
前記水蒸気発生部から水蒸気が供給開始された後、前記第２の温度検知器により、前記改質用原料の前記改質部への供給を開始しても前記改質用原料が炭化しないことを確認できる温度が検知されたときに、前記改質用原料の供給を開始するように前記改質用原料供給系統をコントロールする第３のコントローラとを備える；
燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料処理装置と；
前記燃料処理装置で得られた燃料ガスを燃料とし、空気中の酸素を酸化剤として発電を行う燃料電池スタックとを備える；
燃料電池発電システム。
【請求項５】
改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理方法において；
前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質工程と；
前記改質のために前記改質用原料を供給する改質用原料供給工程と；
水蒸気を供給して前記改質用原料に水蒸気を混合する水蒸気供給工程と；
前記水蒸気を発生させるために水を供給する水供給工程と；
前記水供給工程で水の供給を開始した時点から、前記改質用原料に混合される水蒸気の量が前記改質用原料が炭化しない充分な量に達することが予め確認されている時間が経過した後に、前記改質用原料の供給を開始する改質用原料供給開始工程とを備える；
燃料処理方法。
【請求項６】
改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理方法において；
前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに、改質部で改質する改質工程と；
前記改質のために前記改質用原料を供給する改質用原料供給工程と；
水蒸気を供給して前記改質用原料に水蒸気を混合する水蒸気供給工程とを有し；
前記改質用原料供給工程において、前記改質部より後流側に位置する部位の温度又は前記改質部の前記供給される水蒸気の流れの上流側の温度が、前記改質用原料の供給を開始しても前記改質用原料が炭化しない温度になったときに、前記水蒸気の供給が開始された後の前記改質用原料の供給開始時期とするように構成された；
燃料処理方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の燃料処理方法により前記燃料ガスを発生する燃料処理工程と；
前記燃料処理工程で得られた燃料ガスと空気中の酸素とを燃料電池スタックに供給して発電する工程とを備える；
燃料電池発電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子電解質型の燃料電池発電装置に用いて好適な燃料処理装置に掛かり、特に改質触媒劣化に伴う性能低下を防止する機能を備えた燃料処理装置及び燃料処理方法に関する。
また、本発明は、燃料処理装置の性能低下を防止する機能を備えた燃料電池発電システム及び燃料電池発電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子電解質型の燃料電池発電システムには、炭化水素やアルコールなどの改質用原料を改質して水素を主成分とする燃料ガスとし、前記燃料ガスを用いて発電を行う方式が採られることがある。ここでの改質方式としては改質用原料及び水蒸気を改質触媒充填層に流通し、改質ガスを得る水蒸気改質方式が広く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、燃料電池発電システムの起動時には、水蒸気を供給する水蒸気発生部が充分に昇温していない場合がある。すると、起動時には、水蒸気発生部から供給される水蒸気が不充分なまま、改質触媒層に改質用原料が供給される事態が発生する可能性がある。改質触媒層が例えば７００℃程度の温度に昇温されている場合、水蒸気が不足すると改質用原料が炭化されて改質触媒の表面に付着し、改質触媒の活性が低下してしまう。このため水蒸気発生部が充分に昇温して水蒸気が潤沢に供給されるようになっても、改質反応が進行しにくくなり、システムの運転が困難になるという課題があった。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決したもので、燃料電池発電システムの起動時においても、改質触媒の性状劣化を防止できる燃料処理装置、燃料電池発電システム、燃料処理方法及び燃料電池発電方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の燃料処理装置は、例えば図１に示すように、改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において、前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部３５と、改質部３５に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統１２と、改質部３５に水蒸気を供給する水蒸気発生部３８と、水蒸気発生部３８に水を供給する水供給系統１４と、水供給系統１４で水蒸気発生部３８に水を供給開始したことにより起動するタイマー１８と、タイマー１８の経過時間に基いて、前記改質用原料の供給を開始するように改質用原料供給系統１２をコントロールする第１のコントローラ７１とを備えている。
【０００６】
このように構成された装置においては、タイマー１８は、水供給系統１４で水蒸気発生部３８に水を供給開始したことにより起動する。第１のコントローラ７１は、タイマー１８の経過時間に基いて、水蒸気発生部３８から改質部３５に供給される水蒸気量が改質用原料の供給を開始しても改質用原料が炭化しない充分な量に達することが予め確認されている経過時間となったときに、改質用原料供給系統１２をコントロールして改質用原料供給系統１２から改質部３５への改質用原料の供給を開始する。燃料処理装置は、典型的には、燃焼用原料を燃焼して前記改質部を加熱する燃焼部を備える。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の燃料処理装置は、例えば図４に示すように、改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において、前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部３５と、改質部３５に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統１２と、改質部３５に水蒸気を供給する水蒸気発生部３８と、改質部３５よりも後流側に位置する部位の温度を検知する第１の温度検知器７２と、水蒸気発生部３８から水蒸気が供給開始された後、第１の温度検知器７２で検知された温度に基いて、前記改質用原料の供給を開始するように改質用原料供給系統１２をコントロールする第２のコントローラ７１Ｂとを備える。
【０００８】
このように構成された装置においては、起動時に水蒸気発生部３８から改質部３５に水蒸気が供給され始めると、この水蒸気が熱媒体となって改質部３５よりも後流側の昇温を促進する。第１の温度検知器７２は改質部３５よりも後流側に位置する部位の温度を検知するから、この第１の温度検知器７２で検知された温度に基づいて、水蒸気が改質触媒層に供給されており改質用原料の供給を開始しても改質用原料が炭化しない状態にあることを検知する。このように改質触媒層に水蒸気が供給されており改質用原料の供給を開始しても改質用原料が炭化しないことが検知されたときに、第２のコントローラ７１Ｂが改質用原料供給系統１２をコントロールして、改質用原料供給系統１２から改質部３５への改質用原料の供給を開始させる。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料処理装置は、例えば図５に示すように、改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において、前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部３５と、改質部３５に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統１２と、改質部３５に水蒸気を供給する水蒸気発生部３８と、水蒸気発生部３８から改質部３５に水蒸気を供給する水蒸気供給系統１５と、水蒸気発生部３８の温度を検知する第２の温度検知器７５と、水蒸気発生部３８から水蒸気が供給開始された後、第２の温度検知器７５で検知された温度に基いて、前記改質用原料の供給を開始するように改質用原料供給系統１２をコントロールする第３のコントローラ７１Ｃとを備えている。
【００１０】
このように構成された装置においては、水蒸気発生部３８から水蒸気が改質部３５に供給される。第２の温度検知器７５は、水蒸気発生部３８の温度を検知する。第２の温度検知器７５によって、改質触媒層に水蒸気が供給されており改質用原料の供給を開始しても改質用原料が炭化しないことを確認できる温度が検知されたときに、第３のコントローラ７１Ｃが改質用原料供給系統１２をコントロールして、改質用原料供給系統１２から改質部３５への改質用原料の供給を開始させる。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池発電システムは、例えば図１に示すように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料処理装置３０と、燃料処理装置３０で得られた燃料ガスを燃料とし、空気中の酸素等を酸化剤として発電を行う燃料電池６１とを備えている。ここで、燃料電池は典型的には固体高分子電解質型燃料電池である。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の燃料処理方法は、例えば図１に示すように、改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理方法において、前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質工程と、前記改質のために前記改質用原料を供給する改質用原料供給工程と、水蒸気を供給して前記改質用原料に水蒸気を混合する水蒸気供給工程と、前記水蒸気を発生させるために水を供給する水供給工程と、前記水供給工程で水の供給を開始した時点から所定の時間が経過した後に前記改質用原料の供給を開始する改質用原料供給開始工程とを備えている。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の燃料処理方法は、例えば図４、図５に示すように、改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理方法において、前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに、改質部３５で改質する改質工程と、前記改質のために前記改質用原料を供給する改質用原料供給工程と、水蒸気を供給して前記改質用原料に水蒸気を混合する水蒸気供給工程とを備えている。そして、前記改質用原料供給工程において、改質部３５の前記改質部よりも後流側に位置する部位の温度又は改質部３５の前記供給される水蒸気の流れの上流側の温度に基いて、前記水蒸気の供給が開始された後の前記改質用原料の供給開始時期を定める工程とを備える。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池発電方法は、例えば図１に示すように、請求項５又は請求項６に記載の燃料処理方法により前記燃料ガスを発生する燃料処理工程と、前記燃料処理工程で得られた燃料ガスと空気中の酸素とを前記燃料電池スタックに供給して発電する工程とを備えている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号又は類似記号を付し、重複した説明は省略する。
【００１６】
図１は燃料処理装置と燃料電池から構成される燃料電池発電システムの構成ブロック図である。原料は、ブロア１０、弁１１ｂ、１２ｂを介して燃焼用原料供給系１１並びに改質用原料供給系１２に供給される。水は、ポンプ１６と改質用水供給系統１４を介して水蒸気発生部３８に送られ、水蒸気発生部３８にて水が加熱されて水蒸気となる。流量計１７は改質用水供給系統１４を流れる水の流量を測定するもので、例えば電磁流量計、超音波流量計、差圧式流量計等の各種のものが使用される。
【００１７】
タイマー１８は、燃料処理装置の起動時に改質用水供給系統１４から水蒸気発生部３８に水が送られる開始タイミングから計時を開始し、所定時間経過後にタイムアップする。このタイムアップ時間は、水蒸気発生部３８から改質用水蒸気供給配管１５に送られる水蒸気流量が、改質触媒層３５における水蒸気と改質用原料の改質反応に対して充分な値に到達するのに、必要とされる時間として定められる。このタイムアップ時間は、後で図３を用いて詳細に説明するように、例えば２〜１５分程度に定められる。
【００１８】
水蒸気発生部３８で生成される水蒸気は、改質用水蒸気供給配管１５を経由して改質用原料供給系１２に供給される。なお、改質用原料は、本実施の形態では、天然ガスを主成分とする都市ガスが用いられているが、他の炭化水素ガスや、灯油、軽油等の液体炭化水素、メタノール等のアルコールであってもよい。
【００１９】
燃料処理装置３０に設置されたバーナー３２には、燃焼用原料供給系１１とオフガス（未利用燃料ガス）供給配管２１が接続されており、バーナー３２にて燃焼用原料とオフガス（未利用燃料ガス）が燃焼する。バーナー３２を加熱用熱源として、改質触媒層３５の加熱が行われる。改質用原料供給系１２は燃料処理装置３０に接続されており、燃料処理装置３０に供給された改質用原料は水蒸気発生部３８で発生させた水蒸気と混合されたあと、改質触媒層３５に導入されて改質される。水蒸気発生部３８は燃料処理装置３０内で発生する熱の一部を用いて加熱されており、例えばＣＯ変成反応の発熱を主として利用することができる。
【００２０】
改質触媒層３５は、改質反応を促進する改質触媒を備える層で、例えば触媒の種類としてＮｉ系改質触媒やＲｕ系改質触媒などが用いられる。また、改質触媒の形状として粒状、円柱状、ハニカム状やモノリス状などが挙げられる。改質触媒層３５において主に改質用原料の水蒸気改質反応が行われる。例えば改質用原料がメタンの場合、次式による水蒸気改質反応が行われる。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２  ・・・（１）
【００２１】
ＣＯ変成触媒層３６は、ＣＯ変成反応を促進するＣＯ変成触媒を備える層で、例えば触媒の種類としてＦｅ−Ｃｒ系の高温変成触媒、Ｐｔ系の中高温変成触媒、Ｃｕ−Ｚｎ系低温変成触媒、Ｐｔ系低温変成触媒などがある。ＣＯ変成触媒の形状としては、粒状、円柱状、ハニカム状やモノリス状などが挙げられる。ＣＯ変成触媒層３６において、下式の変成反応が行われる。
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２  ・・・（２）
【００２２】
ＣＯ選択酸化触媒層３７は、ＣＯに対する選択酸化性が高いＣＯ選択酸化触媒を備える層で、例えばＰｔ系選択酸化触媒、Ｒｕ系選択酸化触媒やＰｔ−Ｒｕ系選択酸化触媒などがある。ＣＯ選択酸化触媒層３７に用いられる触媒の形状として粒状、円柱状、ハニカム状やモノリス状などが挙げられる。ＣＯ選択酸化触媒層３７においては、ＣＯ変成触媒層３６を出た改質ガスと選択酸化用空気との間で下式のＣＯ選択酸化反応が行われる。
ＣＯ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２  ・・・（３）
【００２３】
このように構成された燃料処理装置においては、改質用原料は以下の過程をへて燃料電池６１に供給される。即ち、改質用原料は、改質用原料供給系１２から燃料処理装置３０に供給され、水蒸気発生部３８で発生させた水蒸気と混合されたあと、改質触媒層３５に導入されて改質される。改質触媒層３５から出た改質ガス中に残留するＣＯの大部分は、ＣＯ変成触媒層３６で水蒸気と反応してＨ２とＣＯ２となり、さらにＣＯ選択酸化触媒層３７で、ＣＯ変成触媒層３６でＣＯ２にならずに残ったＣＯガスが酸化される。こうして改質用原料は改質され、改質ガス（水素リッチガス）として固体高分子電解質型燃料電池６１に送られる。
【００２４】
次に、燃料電池６１は、固体高分子膜と炭素等の導電性材料で作られたセパレータとが交互に重ねられた多層構造で、供給された燃料ガスと空気とを電気化学的に反応させて発電を行うと共に、オフガス（未利用燃料ガス）を発生する。ここでオフガス（未利用燃料ガス）は、燃料電池６１において、水素が発電に利用された後の余剰改質ガスであり、改質ガスに含まれる水素のうち、例えば８０％が発電に使用された場合、残り２０％相当量の水素を含むいわゆる水素リッチガスである。オフガス（未利用燃料ガス）は、オフガス供給系２１を経由してバーナー３２に送られる。
【００２５】
温度コントローラ７１は、改質触媒層３５、ＣＯ変成触媒層３６、ＣＯ選択酸化触媒層３７等の温度を熱電対等の温度検出器により検出して、改質触媒層３５、ＣＯ変成触媒層３６、ＣＯ選択酸化触媒層３７等の温度が一定になるように弁１１ｂの弁開度を制御している。温度コントローラ７１には、燃料処理装置の起動時制御として、タイマー１８からタイムアップ信号を受信したタイミングで、弁１２ｂを開くスタートアップ制御機能を有している。このスタートアップ制御機能により、水蒸気発生部３８から改質用水蒸気供給配管１５に送られる水蒸気流量が、改質触媒層３５における水蒸気と改質用原料の改質反応に対して充分な値に到達したタイミングで、弁１２ｂが開かれて改質触媒層３５に対して改質用原料の供給が開始される。
【００２６】
図２は図１の装置における運転開始時の運転状態を説明する図で、縦軸は温度／出力電力、横軸は運転時間を示している。時刻ｔ０にて、燃焼用原料供給系１１によりバーナー３２に対する燃焼用原料の供給が開始され、改質触媒層３５の温度が急激に上昇し、時刻ｔ１にて改質触媒層３５の温度が設定温度に到達してほぼ一定温度となる。時刻ｔ２にて改質用水の先行供給が開始され、時刻ｔ３にて水蒸気発生部３８やＣＯ変成触媒層３６やＣＯ選択酸化触媒層３７のような下流域の温度上昇が検知されるので、例えば温度コントローラにより先行供給の完了が検知される。時刻ｔ４にて、タイマー１８のタイムアップにより温度コントローラ７１が作動して、改質用水の先行供給が終了すると共に、改質用原料の供給が開始される。その後は水蒸気生成のために供給される改質用水は改質用原料の流量にほぼ比例するように制御される。時刻ｔ５〜ｔ６で発生しているプロセス水の流量の変動は、外乱である。そして、時刻ｔ７には発電を開始し、改質用原料やプロセス水の流量は持続的に増加する。
【００２７】
図３は、燃料処理装置の直近の運転状態に応じたタイマーのタイムアップ信号発生時間の説明図である。タイマー１８のタイムアップ信号は、燃料処理装置の直近の運転状態に応じて最適な値に定められ、例えば通常起動時とバーナー失火時等に行う自動再着火工程とで運転モードを区分して、温度コントローラ７１の運転を制御している。通常起動時においては、燃料処理装置の停止時間Ｔと所定の経過時間設定値Ｔｓとを対比して、改質用水の先行供給時間Ｔ１を定める。タイマー１８のタイムアップ信号発生時間は、燃料処理装置の停止時間Ｔや自動再着火工程に応じて適宜に変更されるもので、例えばコントローラにより別途設定される。
【００２８】
燃料処理装置の停止時間Ｔが経過時間設定値Ｔｓよりも長いとき（Ｔ＞Ｔｓ）は、改質用水の先行供給時間Ｔ１は一定値、例えば５分間とする。このとき、改質用水の供給水量は予め定められた一定流量とする。
次に、燃料処理装置の停止時間Ｔが経過時間設定値Ｔｓよりも短いとき（Ｔ＜Ｔｓ）は、改質用水の先行供給時間Ｔ２は次式によって算出する。
Ｔ２＝｛（Ｔ１−ｂ）／Ｔｓ｝・Ｔ＋ｂ  ・・・（４）
ここで、Ｔ１は一定値としての改質用水の先行供給時間Ｔ１、ｂは最小先行供給時間である。
【００２９】
続いて、自動再着火工程では、直近の着火工程により改質用水の先行供給が実施済であるため、再度の改質用水の先行供給は行わない、または固定値として設定された必要最低量のみ供給される。自動再着火工程は、起動時の不着火、起動・モード移行時等も含む運転時の失火に対して、再着火を行う為に行われる。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施の形態を説明する燃料処理装置と燃料電池から構成される燃料電池発電システムの構成ブロック図である。図４の燃料処理装置は、図１の燃料処理装置に設けられたタイマー１８に代えて、温度計７２が設けられている点で相違するが、其の余は共通している。温度計７２は、改質触媒層３５における改質部よりも後流側に位置する部位の温度を検知するもので、ここでは改質触媒層３５からＣＯ変成触媒層３６へ改質ガスを送る管路のＣＯ変成触媒層３６側に設けられている。
【００３１】
コントローラ７１Ｂは、水蒸気発生部３８への改質用水の導入開始後、温度計７２で検知された温度を入力して、水蒸気量が改質用原料の供給を開始しても改質用原料が炭化しない量に達したことを示す温度に到達したか判断する。或いは、コントローラ７１Ｂは、温度計７２で検知される温度の時間微分値を算出し、熱媒体増加による温度上昇傾向の変化を判断の根拠とすることがさらに望ましい。コントローラ７１Ｂは、温度計７２で検知された水蒸気温度が設定温度に到達したら、改質用原料の供給を開始するように改質用原料供給系統１２をコントロールするもので、ここではバルブ１２ｂに弁開度制御信号を送っている。すると、改質用原料供給系統１２から改質触媒層３５への改質用原料の供給が開始される。
【００３２】
図５は、本発明の第３の実施の形態を説明する燃料処理装置と燃料電池セルスタックから構成される燃料電池発電システムの構成ブロック図である。図５の燃料処理装置は、図１の燃料処理装置に設けられたタイマー１８に代えて、温度計７５が設けられている点で相違するが、其の余は共通している。温度計７５は、水蒸気発生部３８の温度を検知するもので、例えば水蒸気の発生温度を測定する。コントローラ７１Ｃは、温度計７５の温度計測信号を入力して、水蒸気量が改質用原料の供給を開始しても改質用原料が炭化しない量に達したことを示す温度、例えば測定点の圧力条件での沸点となる１００〜１２０℃に到達したか判断する。コントローラ７１Ｃは、温度計７５の温度計測信号が設定温度に到達したら、例えばバルブ１２ｂに弁開度制御信号を送ることにより改質用原料供給系統１２をコントロールして、改質用原料供給系統１２から改質触媒層３５への改質用原料の供給を開始する。
【００３３】
なお、第２及び第３の実施の形態においては、燃料処理装置の停止時間Ｔが燃料処理装置の温度時定数に比較して短いときは、例えば水蒸気発生部３８や変成触媒層３６や選択酸化触媒層３７のような改質触媒層３５よりも下流側の温度が充分に低下しておらず、温度計７２、７５を用いて改質用水が改質触媒層３５に到達したか否かの検知をすることが困難となる。このような場合には、流量計１７とタイマー１８を併用して、装置停止後の再起動時にも円滑に対処できるようにするとよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、改質用原料を処理して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装置において、前記改質用原料を水素を主成分とする改質ガスに改質する改質部と、改質部に前記改質用原料を供給する改質用原料供給系統と、改質部に水蒸気を供給する水蒸気発生部と、水蒸気発生部に水を供給する水供給系統と、水供給系統で水蒸気発生部に水を供給開始したことにより起動するタイマーと、タイマーの経過時間に基いて、前記改質用原料の供給を開始するように改質用原料供給系統をコントロールする第１のコントローラとを備えているので、改質用原料の供給に先行して水供給系統により水蒸気発生部に水が供給される。そこで、起動時においても確実に、水蒸気発生部から供給される水蒸気が充分な状態で、改質触媒層に改質用原料が供給されるため、改質用原料が炭化されて改質触媒の表面に付着する事態が防止され、改質触媒の活性を常に維持して安定した運転が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態を示す燃料処理装置と燃料電池から構成される燃料電池発電システムの構成ブロック図である。
【図２】  図１の装置における運転開始時の運転状態を説明する図である。
【図３】  燃料処理装置の直近の運転状態に応じたタイマーのタイムアップ信号発生時間の説明図である
【図４】  第２の実施の形態を示す燃料処理装置と燃料電池から構成される燃料電池発電システムの構成ブロック図である。
【図５】  第３の実施の形態を示す燃料処理装置と燃料電池から構成される燃料電池発電システムの構成ブロック図である。
【符号の説明】
１２  改質用原料供給系統
１４  水供給系統
１５  改質用水蒸気供給配管
１８  タイマー
３０  燃料処理装置
３５  改質部（改質触媒層）
３６  ＣＯ変成触媒層
３７  ＣＯ選択酸化触媒層
３８  水蒸気発生部
６１  燃料電池
７１  コントローラ
【図１】
0004030322.tif 000002
【図２】
0004030322.tif 000003
【図３】
0004030322.tif 000004
【図４】
0004030322.tif 000005
【図５】
0004030322.tif 000006