重整器系统的运转方法技术方案

本发明专利技术涉及一种重整器系统、燃料电池系统及其运转方法。在燃料电池系统（1）中，在停止燃料电池3中的发电的时候，虽然减少导入重整器（2）的重整催化剂（2a）的原燃料的导入量，但是，此时，在重整催化剂2a的温度下降到未重整气体产生温度之前，将空气导入到重整催化剂（2a）里以升高重整催化剂（2a）的温度。此时，在重整催化剂（2a）的温度下降到未重整气体产生温度之前，进行加热重整催化剂（2a）及向重整催化剂（2a）导入空气的至少一项。从而，由于重整催化剂（2a）的温度升高，因此，可在燃料电池（3）中的发电停止时，防止产生未重整气体，将重整气体供给给燃料电池（3）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有通过利用重整催化剂重整原燃料来生成重整气体的重整器的重整器系统、还具有将重整气体用作燃料的固体氧化物型燃料电池的燃料电池系统及其运转方法。
技术介绍
作为以往的燃料电池系统，公知其具有在固体氧化物型燃料电池中停止发电吋，将贮藏于液体氮贮藏箱里的氮供给给燃料电池的燃料极的燃料极氮供给设备(例如，參照专利文献I)。利用这样的燃料电池系统，在固体氧化物型燃料电池中停止发电时，可防止在燃料电池中用于燃料极中的镍等氧化膨胀，結果，可避免包含氧化钇稳定化氧化锆等的电解质发生破损。专利文献I :日本特开2004-220942号但是，在上述那样的以往的燃料电池系统中，由于必须设置液体氮贮藏箱、燃料极氮供给设备，因此使构造复杂化。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述问题而做成的，其目的是提供ー种在固体氧化物型燃料电池中停止发电时，能够以简单的构造避免损坏燃料电池的重整器系统、燃料电池系统及其运转方法。为了达成上述目的，本专利技术的是具有通过利用重整催化剂重整原燃料来生成用作固体氧化物型燃料电池的燃料的重整气体的重整器的，其特征在于，上述重整器系统包括将原燃料导入重整催化剂里的原燃料导入机构；加热重整催化剂的加热机构；将空气导入重整催化剂里的空气导入机构；检测重整催化剂温度的温度检测机构；在上述重整器系统中，在燃料电池中停止发电时，对原燃料导入机构进行減少原燃料的导入量的控制，在由温度检测机构所检测到的温度下降到未重整气体产生温度之前，进行控制加热机构加热重整催化剂及控制空气导入机构将空气导入于重整催化剂里的控制中的至少ー项控制，上述未重整气体产生温度是指，上述原燃料未被上述重整催化剂完全重整并产生未重整气体而开始混入到重整气体的温度，该未重整气体产生温度对应上述原燃料的导入量而被预先设定。另外，本专利技术的燃料电池系统是包括通过利用重整催化剂重整原燃料来生成重整气体的重整器及将重整气体用作燃料的固体氧化物型燃料电池的燃料电池系统，其特征在于，包括将原燃料导入重整催化剂里的原燃料导入机构；加热重整催化剂的加热机构；将空气导入重整催化剂的空气导入机构；检测重整催化剂的温度的温度检测机构；控制机构，其在燃料电池中停止发电时，对原燃料导入机构进行減少原燃料的导入量的控制，在由温度检测机构所检测到的温度下降到未重整气体产生温度之前，进行控制加热机构加热重整催化剂及控制空气导入机构将空气导入于重整催化剂里的控制中的至少ー项控制。另外，本专利技术的燃料电池系统的运转方法是包括通过利用重整催化剂重整原燃料来生成重整气体的重整器及将重整气体用作燃料的固体氧化物型燃料电池的燃料电池系统的运转方法，其特征在于，在燃料电池中停止发电时，減少原燃料向重整催化剂里的导入量，在重整催化剂的温度下降到未重整气体产生温度之前，进行加热重整催化剂及向重整催化剂里导入空气中的任ー项。在上述重整器系统、燃料电池系统及其运转方法中，在固体氧化物型燃料电池中停止发电时，虽然減少了导入于重整器的重整催化剂里的原燃料的导入量，但是，此时，在重整催化剂的温度下降到未重整气体产生温度之前，进行加热重整催化剂及向重整催化剂导入空气的至少ー项。从而，由于重整催化剂的温度上升，在固体氧化物型燃料电池中停止发电时，可防止产生未重整气体，将重整气体供给给燃料电池。因此，在固体氧化物型燃料电池中停止发电时，即使不用如以往那样设置液体氮贮藏箱、燃料极氮供给设备，也可以简单的结构避免对燃料电池带来损坏。在本专利技术的重整器系统中，控制机构优选为对应于由原燃料导入机构导入的原燃料的导入量的減少来控制加热机构改变对重整催化剂的加热量。另外，在本专利技术的重整器系统中，控制机构优选为对应于由原燃料导入机构导入的原燃料的导入量的減少来控制空气导入机构改变空气的导入量。从而，使重整催化剂的温度上升，能够可靠地防止产生未重整气体。在本专利技术的重整器系统中，加热机构优选为加热器、燃烧器及燃烧废气。利用加热器、燃烧器及燃烧废气，能够加热重整催化剂而可靠且易于使重整催化剂的温度上升。在本专利技术的重整器系统中，温度检测机构优选在由原燃料导入机构导入的原燃料的流路的中心轴线上检测重整催化剂的温度。从而，能够在重整催化剂中正确地检测出原燃料的主要发生重整反应的部分的温度。通过本专利技术，在固体氧化物型燃料电池中停止发电时，能够以简单的结构来避免给燃料电池带来损坏。附图说明图I是本专利技术的燃料电池系统的ー实施方式的主视图。图2是图I所示的燃料电池系统的俯视图。图3是表示图I所示的燃料电池系统进入冷待机时的运转方法的流程图。图4是表示图I所示的燃料电池系统进入热待机时的运转方法的流程图。图5是本专利技术的燃料电池系统的其他实施方式的俯视图。附图标记说明I 燃料电池系统2 重整器 2a重整催化剂3燃料电池4原燃料导入装置(原燃料导入机构)5加热器(加热机构)6空气导入装置(空气导入机构)7温度检测器(温度检测机构) 8单电池温度检测器(单电池温度检测机构)9控制装置(控制机构)10重整器系统LI原燃料流路的中心轴线L2空气流路的中心轴线具体实施例方式以下，參照图示详细说明本专利技术的适宜的实施方式。如图I及图2所示，燃料电池系统I包括通过利用重整催化剂2a重整原燃料来生成重整气体的重整器2及将重整气体用作燃料的固体氧化物型燃料电池3。重整器2利用重整催化剂2a使原燃料与水蒸气(水)发生水蒸气重整反应，生成含有氢的重整气体。由于水蒸气重整反应是吸热反应，因此重整器2将燃料电池3的排热利用于水蒸气重整反应上。作为重整催化剂2a，可使用公知可作为水蒸气重整催化剂的催化剂。即，作为水蒸气重整催化剂的例子，可举出钌类催化剂及镍类催化剂。作为原燃料，重整气体的原料可从在固体氧化物型燃料电池的领域中周知的烃类燃料，即，分子中包含碳与氢的化合物(也可包含氧等其他元素)或它们的混合物中适当地选用。例如，烃类、醇类、醚类等分子中含有碳与氢的化合物。更具体而言，其为甲烷、こ烷、丙烷、丁烷、天然气、LPG(液化石油气)、市区天然气、汽油、石脑油、灯油、轻油等烃类，甲醇、こ醇等醇类，ニ甲醚等醚类等。其中，由于灯油、LPG易于取得而优选。另外，由于灯油、LPG可独立贮藏，因此可用在未普及市区天然气管路的地域。另外，使用灯油、LPG的固体氧化物型燃料电池，可用作紧急用电源。燃料电池3通过被称为SOFC(Solid Oxide Fuel Cells，固体氧化物型燃料单电池)的多个单电池进行发电。单电池通过将作为固体氧化物的电解质配置于燃料极与空气极之间而构成。电解质例如由氧化钇稳定化氧化锆(YSZ)组成，在800°C 1000°C的温度下传导氧化物离子。燃料极例如由镍与YSZ的混合物组成，使氧化物离子与重整气体中的氢发生反应而产生电子和水。空气极例如由锰酸锶镧组成，使空气中的氧与电子发生反应而产生氧化物离子。另外，燃料电池系统I包括将原燃料及水蒸气(水)导入重整催化剂2a里的原燃料导入装置(原燃料导入机构)4、加热重整催化剂2a的多个加热器(加热机构)5、将空气导入重整催化剂2a的多个空气导入装置(空气导入机构)6及将空气导入阴极(空气极)的阴极用空气导入装置(阴极用空气导入机构)(未图示)。原燃料导入装置4具有用于导入原燃料及水蒸气的原燃料导入管及用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2007.02.16 JP 2007-0367051.一种重整器系统的运转方法，该重整器系统具有通过利用重整催化剂重整原燃料来生成用作固体氧化物型燃料电池的燃料的重整气体的重整器，其特征在于，上述重整器系统包括 原燃料导入机构，其将上述原燃料导入重整催化剂里； 加热机构，其加热上述重整催化剂； 空气导入机构，其将空气导入上述重整催化剂里； 温度检测机构，其检测上述重整催化剂温度； 在上述重整器系统中，在上述燃料电池中停止发电时，使上述原燃料导入机构减少上述原燃料的导入量，在由上述温度检测机构所检测到的温度下降到未重整气体产生温度之前，进行控制上述加热机构加热上述重整催化剂及控制上述空气导入机构将空气导入于上述重整催化剂里的控制中的至少一项控制， 上述未重整气体产生温度是指，上述原燃料未被上述重整催化剂完全重整并产生未重整气体而开始混入到重整气体的温度，该未重整气体产生温度对应上述原燃料的导入量而被预先设定。2.根据权利要求I所述的重整器系统的运转方法，其特征在于，在上述重整器系统中，在进行使上述加热机构加热上述重整催化剂的控制的情况下...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田友孝，
申请(专利权)人：吉坤日矿日石能源株式会社，
类型：发明
国别省市：