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CN1624965A - 氢生成装置及其动作停止方法和燃料电池发电装置 - Google Patents

氢生成装置及其动作停止方法和燃料电池发电装置 Download PDF

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CN1624965A
CN1624965A CNA2004100977906A CN200410097790A CN1624965A CN 1624965 A CN1624965 A CN 1624965A CN A2004100977906 A CNA2004100977906 A CN A2004100977906A CN 200410097790 A CN200410097790 A CN 200410097790A CN 1624965 A CN1624965 A CN 1624965A
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前西晃
向井裕二
麻生智伦
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Abstract

本发明涉及氢生成装置及其动作停止方法和燃料电池发电装置。本发明的氢生成装置具备由原料气体和水利用改性催化剂体的反应生成富氢气体，并且将其从输出端口输出的改性器、向所述改性器提供所述原料气体的原料供给手段、将燃料气体与空气混合使其燃烧生成热，再将热提供给改性催化剂体的燃烧器、以及向所述燃烧器提供空气的空气供给手段，在氢生成装置停止时，用所述原料气体净化处理所述改性器的内部时，使所述空气供给量增加，以此消除所述燃烧器的火焰，同时利用所述净化处理，在所述燃烧器中将所述输出端口送出的净化处理气体与所述空气混合、稀释之后排出外部。

Description

氢生成装置及其动作停止方法和燃料电池发电装置
技术领域
本发明涉及氢生成装置及其动作停止方法和燃料电池发电装置，特别是涉及能够对改性器的内部进行净化，对向外部放出的可燃气体进行适当的处理的氢生成装置及其动作停止方法和燃料电池发电装置。
背景技术
已知有利用天然气、石脑油等有机原料与水蒸气的水蒸气改性反应生成以氢气为主成分的改性气体的改性器(改性装置)。
作为对这种水蒸气改性反应起作用的改性催化剂体有载体氧化铝等承载Ni系或Ru系催化剂的催化剂体。改性催化剂体的性能与周围环境气氛有密切的关系，例如Ni系催化剂在还原状态下能够发挥本来的特性，反之，在氧化状态下则其催化剂活性劣化。Ru系催化剂在高温氧化状态下还容易挥发，损害其活性。
总而言之，在改性器停止工作期间，因改性器内部的高温残留气体的温度下降而形成的负压，有可能使得装置外部的空气(氧气)混入，这使得改性催化剂体的氧化劣化的可能性变大。因此，在改性器停止工作期间有必要采取防止催化剂氧化的措施，停止使改性催化剂体维持于高温的改性温度(例如700℃)之后，置换改性器内部的高温残留气体，因此在将氮气等不活泼气体引入改性器内部，将其以氮气充满，进行净化处理置换，将改性器的上游和下游以密封阀关闭，采用以谋求防止改性催化剂体的劣化的方法。
又，氮气的使用导致成本的上升和结构复杂化，为了改善的目的，也提出了取代氮气，以氢发生器的原料气体来净化氢发生器的方法(参照例如特开2000-95504号公报)。采用这种方法，不使用氮气，在改性器停止工作之后，可以适当的对其内部进行净化，谋求降低成本和简化气体供给系统。
对改性器进行净化处理后被放出到外部的可燃性净化处理气体的后处理在上述公报上没有明确记载，但是通常为了有效利用已有的设备，设想出使净化处理气体回流到例如加热改性器的改性催化剂体用的燃烧器，在燃烧器中对其进行燃烧处理的后处理方法。
以原料气体对改性器内部进行净化处理的情况下，尽可能快地将改性催化剂体的温度降低，以使原料气体不发生热分解，以最小限度的时间结束改性器的净化处理动作，这被认为对于节省净化处理所需要的能量是很重要的。尽管如此，如上所述的燃烧器中的净化处理气体的燃烧有抑制改性催化剂体的温度下降速度的作用，因此延迟了改性器的净化处理，使得氢生成装置的能量损失增大。又，当对改性器进行净化时，如果使能够作为发电气体使用的净化处理气体在燃烧器中燃烧，该燃烧带来的热量将不能够被有效利用，这背离了谋求有效利用能量的初衷。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供，在使用原料气体对改性器内部进行净化处理的情况下，能够用改性器的燃烧器对包含原料气体或改性气体(可燃气体)的净化处理气体进行有效的后处理的氢生成装置；提供能够使燃烧器的可燃气体停止燃烧，在燃烧器内部对净化处理气体进行有效的后处理的氢生成装置的动作停止方法，还提供能够在燃料电池中有效利用净化处理气体的燃料电池发电装置。
本发明的氢生成装置，具备由原料气体和水利用改性催化剂体的反应生成富氢气体，并且将其从输出端口送出的改性器、向所述改性器提供所述原料气体的原料供给手段、将燃料气体与空气混合，使其燃烧生成热，再将所述热提供给改性催化剂体的燃烧器、以及向所述燃烧器提供空气的空气供给手段，该装置中，在氢生成装置停止运行时，用所述原料气体净化处理所述改性器的内部时，使所述空气供给量增加，以此消除所述燃烧器的火焰，同时利用所述净化处理，在所述燃烧器中将从所述输出端口送出的净化处理气体与所述空气混合、稀释之后排出外部。这样能够在燃烧器内部将净化处理后的气体与空气混合，有效地对净化处理气体进行后处理。
具体地说，使存在于所述燃烧器内部的所述净化处理气体与所述空气的混合气体中的可燃气体浓度稀释到小于可燃浓度，以此能消除所述燃烧器的火焰。
又，所述燃烧器为了利用热交换向所述改性催化剂体供热，具备使燃料气体与空气混合燃烧生成的燃烧气体通过的燃烧气体路径，在使所述燃烧器的火焰熄灭之后，使由所述空气供给手段提供给所述燃烧器的空气流过所述燃烧气体路径，这样能够利用所述燃烧器与所述改性催化剂体之间的热交换，使所述改性催化剂体冷却。
在这里，如果在将所述混合气体的可燃气体浓度稀释到小于可燃浓度之后，可以将所述混合气体放入大气中，因此能够使用已有的燃烧器对净化处理气体进行废弃处理。
又，在净化处理气体向所述燃烧器排出的期间，使所述空气供给手段不间断地向所述燃烧器提供所述空气，以此能够促进净化处理气体的处理。
又，具有向所述改性器供水的水供给手段，在所述改性催化剂体的温度在规定的温度期间，将原料气体和水两者提供给所述改性器内部，其后，在所述改性催化剂体的温度达到所述规定温度的时刻，只将原料气体提供给所述改性器内部即可。所谓规定的温度，是指所述原料气体热分解的下限温度和水蒸气开始凝缩生成露水的温度中的较高的一个温度。
采用这样的手段，在规定温度以上利用改性催化剂气体的改性反应能够生成富氢的改性气体，使改性催化剂体的周围气氛保持还原状态，同时在达到规定温度的时刻停止供水，能够防止改性器内部的水蒸气结露。
也可以在所述原料气体和所述水两者一起提供时，使所述原料气体中的碳相对于所述水生成的水蒸汽的比例(蒸汽-碳比)为2以上。蒸汽-碳比维持于2以上，能够避免水蒸气不足造成的剩余原料气体热分解析出碳的不利情况发生。而且也可以使以所述原料气体的摩尔数基准为依据的供给量比以所述水生成的水蒸气中包含的摩尔数基准为依据的溶解的氧气量多。使其多于溶解的氧气量，则能够使溶解的氧在与原料气体的反应中耗尽，这样能够事前排除改性催化剂体因溶解的氧造成的氧化劣化因素。
也可以在所述改性催化剂体的温度达到所述规定的温度之后，向所述改性器提供所述改性器的内部容积的1倍以上、10倍以下的原料气体。以此能够用原料气体可靠地将改性器内部的水蒸气排除。
在具有由原料气体和水生成富氢气体的改性催化剂体的改性器、和以热交换法加热所述改性催化剂体的燃烧器、的氢生成装置中，本发明的氢生成装置的动作停止方法，是在向所述改性器的内部供给原料气体进行净化处理时，使对所述燃烧器内部供给的空气量增加，以此熄灭所述燃烧器的火焰的方法。
这样做，能够使燃烧器的火焰熄灭，用燃烧器对可燃气体进行有效的后处理。具体地说，通过增加提供给上述燃烧器内部的所述空气的供应量，将所述可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下，能够使可燃气体停止燃烧。
又，在将可燃气体的浓度稀释到可燃浓度以下之后，可以将所述可燃气体放入大气中。因此，能够利用已有的燃烧器对可燃气体进行后处理。
又，在熄灭所述燃烧器的火焰之后，继续对所述燃烧器供给所述空气，利用燃烧器与改性催化剂体之间的热交换，可以迅速降低所述改性催化剂体的温度。
本发明的燃料电池发电装置，具备如上所述的氢生成装置、以及使用所述氢生成装置通过改性气体供给通道提供的富氢气体进行发电的燃料电池，在使所述燃烧器的火焰熄灭之后，向所述燃料电池提供所述富氢气体，在所述燃料电池的阳极消耗所述富氢气体中的氢气。通过这样做，即使是在燃烧器的火焰熄灭之后，也能够在燃料电池内部继续使氢发生反应发电，能够避免氢被浪费废弃的情况的发生。
也可以在使所述燃烧器的火焰熄灭之后，根据所述改性催化剂体的温度，来控制所述燃料电池内部消耗的氢气的总消耗量除以通过所述改性气体供给通道的富氢气体中的氢气总含量得到的氢气消耗比例。具体地说，相应于所述改性催化剂体的温度下降，使所述氢气消耗比例增加。这样做，能够维持所希望的发电量，同时通过增加氢气的消耗比例进一步抑制氢气的废弃量。
本发明的上述目的、其他目的、特征、以及有利之处，通过参照附图，从以下的最佳实施形态的详细说明能够更加清楚了解。
附图概述
图1是本发明实施形态1的氢生成装置的结构配置和气体供给系统的概略图。
图2是改变气体供给条件、即有无原料气体向燃烧器的回流、有无空气向燃烧器引入，比较改性催化剂体的冷却程度随时间的变化的说明图。
图3是接近燃烧器和燃烧器的燃烧筒的改性催化剂体周边的剖面图。
图4是说明氢生成装置的停止动作中的一连串处理动作的例子的流程图。
图5是本发明实施形态2的燃料电池发电装置的结构配置和气体供给系统的概略图。
图6是以S/C比为参数说明改性催化剂体的温度与转化率的关系的说明图。
图7是说明燃料电池发电装置的停止动作中的一连串处理动作的例子的流程图。
具体实施形态
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
实施形态1
图1是本发明实施形态1的氢生成装置的结构配置和气体供给系统的概略图。
图1中，氢生成装置10主要由控制装置9及提供富氢改性气体的改性器21、在调整原料气体流量的基础上向改性器21提供原料气体的原料供给手段22、在调整水流量的基础上向改性器21供水的水供给手段23、在调整空气流量的基础上向燃烧器2提供空气的空气供给手段24构成。
改性器21具备：利用改性催化剂体74(参照图3)对原料气体和水蒸气进行水蒸气改性的改性部1、向改性催化剂体74提供改性反应用的热量的燃烧器2、检测改性部1的改性催化剂体74的温度的改性温度测定部4、利用变质催化剂体(未图示)降低改性部送出的气体中的一氧化碳浓度的变质部6、以及利用一氧化碳氧化催化剂体(未图示)进一步降低变质部6送出的气体中的一氧化碳浓度的一氧化碳氧化部7。
还有，改性催化剂体74采用使Ru系催化剂承载氧化铝进行调整的颗粒状体；变质催化剂体采用使氧化Ce承载铂调整为蜂窝状基体的物体；一氧化碳氧化催化剂体采用使氧化铝承载铂调整为蜂窝状基体的物体。又，作为原料气体有天然气、LPG等碳氢系气体、甲醇等醇类或石脑油成分等。在实施形态1中，为了使用甲烷气体为主成分的天然气，原料供给手段22具有去除天然气中含有的硫黄成分用的内装沸石吸附材料的脱硫部5。
又，由供水手段23提供的水经过离子交换后被提供给改性部1。使水蒸发的蒸发装置(未图示)可以设置于改性部1的内部，也可以设置于改性部1的外部。
在这里，燃烧器2提供改性部1的改性反应所需要的热量时，也可以将原料气体的一部分通过原料气体分支路径35提供给燃烧器2使其燃烧，使从富氢的改性气体的供给对象(在燃料电池发电的情况下是燃料电池)排出的改性气体通过回流气体通道41返回燃烧器2，也可以使该返回的改性气体燃烧。还有，为了将空气引入燃烧器2，使空气与原料气体或改性气体一起燃烧，将供给空气的空气供给手段24连接于燃烧器2。该空气供给手段24具备例如西洛克风扇3。
又，作为控制装置9的输入部，具有改性温度测定部4和原料气体流量计12，作为控制装置9的输出部，具有原料供给手段22的原料气体流量调整部(未图示)夹着脱硫部5配置的原料气体供给用的两个第一、第二原料气体供给阀31、34、水供给手段23的水流量调整部(未图示)、供水用的水供给阀33、空气供给手段24的空气流量调整部(未图示)、以及第一、第二开闭阀36、37等。
还有，这样的氢生成装置10生成的富氢的改性气体，用于以例如氢气为燃料使用的燃料电池发电装置。
下面对氢生成装置10的常规运行和动作停止时的气体供给动作进行说明。又，在对氢生成装置10的停止动作的说明中，分为改性器21内部的利用原料气体进行的净化处理动作和放出到改性器21外部的净化处理气体的后处理动作两种情况进行说明。
下面首先叙述氢生成装置10的常规运行的气体供给动作。
控制装置9打开在原料供给手段22的原料气体供给路径30的途中夹着脱硫部5配置的第一、第二原料气体供给阀31、34，将天然气提供给改性器21的改性部1。还有，在这时天然气中的带有臭味的成分(硫黄成分)，由于是对氢生成装置10的催化剂有毒的成分，通过内装于改性器21的上游侧的脱硫部5中的沸石吸附剂将原料气体中的硫黄成分的分子降低到脱硫前原料气体分子的总摩尔数的1亿分之一。在这里，第一原料气体供给阀31是控制是否提供原料气体的开闭阀，第二原料气体供给阀34是在原料供给手段22停止时，为了防止脱硫部5的开放放置的开闭阀。
另一方面，与供给原料气体同时，控制装置9打开配置于水供给路径32的中途的水供给阀33，将离子交换过的水提供给改性器1。还有，天然气与水的供给量平衡调整为使水供给量为天然气中包含的碳元素数目的约3倍。
还有，通过原料气体分支通道35将原料气体的一部分送到燃烧器2使其在燃烧器2内部燃烧，以此将改性反应所需要的热量提供给改性催化剂体74(参照图3)，在使改性催化剂体74的温度维持于约70℃的状态下，由改性部1的原料气体与水在改性部1生成富氢的改性气体。
控制装置9对改性温度测定部4检测出的温度进行监控，掌握改性反应的状况，根据该检测温度，控制原料供给手段22的原料气体流量调整部和第一原料气体供给阀31，使其能够提供预先设定的原料气体和水，同时对水供给手段23的水流量调整部和水供给阀33进行控制。
又，在改性部1生成的改性气体中，含有约达10％(干燥气体状态)的一氧化碳气体和二氧化碳气体，因此在使用于燃料电池的情况下，要求将一氧化碳浓度降低到燃料电池的燃料极催化剂不中毒的程度。因此在使改性气体流入变质部6之后与微量氧气一起将其送到一氧化碳氧化部7。在变质部6中将变质催化剂体的温度保持于约250℃，使水蒸汽与一氧化碳发生移位反应，生成氢气和二氧化碳，以此将变质反应后的改性气体的一氧化碳浓度降低到0.5％，二氧化碳浓度降低到19.5％(干燥气体状态)。在一氧化碳氧化部7，一氧化碳氧化催化剂体的温度保持于约120℃～160，以该催化剂体使改性气体中的一氧化碳气体与氧气发生反应，使一氧化碳浓度降低到10ppm。这样做，能够使改性器21内部的改性气体中的杂质得以去除，使其适于燃料电池的使用。
下面对从常规运行转移到停止动作之后以原料气体对改性器21内部进行净化处理的气体供给系统的动作进行说明。还有，下面将叙述为了在改性部1的改性催化剂体74以规定温度为界限，为了使提供给改性器21的净化用气体改变，在该规定的温度下，分别说明气体控制的内容和那样控制的理由。所谓规定温度是指使原料气体热分解析出碳素的下限温度，但是，与该碳素析出温度无关，规定温度不低于水蒸汽凝缩并且开始结露的温度(100℃以下)。也就是说，所谓规定温度℃是指使原料气体热分解析出碳素的下限温度和水蒸汽开始凝缩结露的温度中的较高的温度。例如，天然气的热分解产生碳素析出的温度范围是约400℃以上，而另一方面，水蒸汽凝缩结露的温度是约100℃以下。因此，在使用天然气的情况下，该规定温度约为400℃。还有，利用图1的改性部1中设置的改性温度测定部4，控制装置9对改性催化剂体74的温度进行检测，逐次监控该检测温度是否达到规定温度。
用于维持改性催化剂体74的改性温度的燃烧器2刚停止进行加热时(刚使燃烧器的火焰熄灭时)，改性部1的改性催化剂体74的温度升高到约700℃。在利用下面说明的改性催化剂体74与燃烧器2的热交换使改性部1的改性催化剂体74的温度从该升温温度下降到规定温度(天然气的情况下热分解引起碳素析出的下限温度为400℃)的期间(即所述改性催化剂体74的温度为规定温度以上的期间)，将原料气体和水送入改性部1。以此可以利用改性催化剂体74的改性反应生成富氢气体，使改性部1的内部气氛保持还原状态。从而能够避免改性部1内部存在氧化气氛，维持改性催化剂体74的活性，同时优先进行原料气体与水蒸汽的改性反应，原料气体热分解析出碳素的情况也可以得到防止，能够降低改性催化剂体74的温度而又不破坏改性催化剂体74。又由于包含原料气体和水，进行水蒸汽改性这样的吸热反应，该反应有从改性催化剂体74夺取去热量使改性催化剂体74的温度更快下降的副作用。
又，在对改性催化剂体74提供原料气体和水蒸汽两者的情况下，也就是在改性催化剂体74的温度高于上述规定温度的情况下，由于以下理由，作为摩尔数基准，使原料气体的供给量多于水中包含的溶解氧量，同时使水蒸汽与原料气体中的碳之比(此处原文有错误)S/C(水蒸汽·碳比)必须维持于2以上。
水中溶入微量的氧气，改性催化剂体74的温度在容易氧化的温度以上(Ru系催化剂的情况下为300℃以上)的情况下，即使是微量的氧气也将促进催化剂的氧化。但是，水中溶解的氧，相比之下更加容易氧化原料气体而不是氧化改性催化剂体74(Ru系催化剂)。由于具有这样的特性，如果提供比水中溶解的氧更多数量(以摩尔数为基准)的原料气体，则由于溶解于水中的氧在与原料气体的反应中消耗殆尽，能够排除使改性催化剂体74氧化、劣化的因素。
另一方面，S/C表示使用于改性反应的水蒸汽与原料气体中的碳素成分之比，在S/C＝2中由于是反应当量比，S/C＜2的情况下显示出反应所需要的水蒸汽不足。在这种情况下，如果改性催化剂体74的温度在原料气体的热分解温度以上，S/C＜2，则会发生因水蒸汽不足造成的剩余原料气体热分解而析出碳素的不利情况。
其后，改性部1的改性催化剂气体74温度下降继续发展，在改性温度测定部4测定出温度到达规定温度的时刻，控制装置9使水供给阀33关闭以停止供水，继续只用原料气体对改性器21进行净化处理。
这样，在比水蒸汽凝缩结露的温度(约100℃)高得足够多的温度范围(本实施形态的情况下为400℃左右)，可以利用原料气体事前排除改性器21内部的水蒸汽，能够从根本上消除改性器21内部水蒸汽结露的问题。假如不能够利用原料气体将水蒸汽完全排除，则在改性器21达到水蒸汽凝缩结露温度以下的时刻在改性器21内部发生水蒸汽结露，改性器21再度启动时结露的水会妨碍改性器21的迅速加热，不仅会无端使改性器21的启动时间延长，而且由于结露的露水的关系，改性器21内部的改性催化剂体74、变质催化剂体、以及一氧化碳氧化催化剂体的特性也会劣化。
为了用原料气体对改性器21内部的水蒸汽进行充分的净化处理，原料气体的供给量至少要多于改性器21内部容积(内部容积的1倍以上)，最好是改性器21的内部容积的2倍以上。例如，改性器21的内部容积如果为1L，则要将改性器21内部的气氛完全净化，则进行净化处理时需要使2L(内部容积的2倍)的原料气体流入改性器21内部进行净化处理。原料气体的总流量是重要的，可以使原料气体的流速为1L/分，以2分钟的净化时间流通以原料气体；也可以使原料气体的流速为2L/分，以1分钟的净化时间流通以原料气体。
特别是，原料气体量，作为能够完全净化改性器21内部的水蒸汽气氛的量，该原料气体量是必要而且充分的，当然，从节约停止动作所需要的能量消耗量的观点看来，最好是将使用于排出水蒸汽的原料气体尽量减少，原料气体的供给量至多也要抑制于改性器21的内部容积的10倍以内。还有，控制装置9监控着第一原料气体供给阀31与改性部1之间的原料气体供给路径30的中途配置的原料气体流量计12，上述原料气体的总供给量根据该流量计12的检测信号控制，被控制于所希望的量。
这样做，能够使改性器21内部的催化剂不氧化，在改性器21刚停止就开始对改性器21内部进行适当的净化处理。
下面对从改性器放出的净化处理气体的后处理动作进行说明。
作为可燃性净化处理气体(富氢改性气体或原料气体)放出之后的后处理手段，向来有在改性器21的下游侧设置将净化处理气体燃烧处理后排出的燃烧器。但是这种方法在使用已有的改性催化剂体74的加热用的燃烧器的情况下妨碍改性催化剂体74的温度下降，造成能量损失，而另行设置燃烧器的情况下则造成成本上升。
因此，在实施形态1中，使改性器21的输出端口40(更具体地说，是设置于一氧化碳氧化部的输出端口40)与已有的燃烧器2连通，通过回流气体通道41使结束改性器21内部的净化处理的净化处理后的原料气体(根据改性催化剂体74的温度条件，利用改性反应生成的富氢气体。在以下的净化处理气体的后处理系统的说明中总称“原料气体”)回流到燃烧器2，同时在用原料气体和水蒸汽对改性器21的内部进行净化处理的时刻，提高作为空气供给手段24的西洛克风扇3的转速，使其高于常规运行的转速，过量地将空气送入燃烧器2。这样，在燃烧器2内部将净化处理之后的原料气体与空气混合，将混合气体中的可燃性气体浓度稀释到可燃浓度以下，以此使燃烧器2的火焰熄灭，将该混合气体向大气中排放。
还有，在回流气体通道41的适当地方配置有水去除装置(图示省略)，以此净化改性器21的内部，将被引入燃烧器2的净化处理气体中包含的水分(微小水滴和水蒸汽)去除到适当的程度。又，假如利用水去除装置不能够完全去除水分，水分随着净化处理气体一起流入燃烧器2，提高用西洛克风扇3向燃烧器2送入过量的空气，能够有效地将这样的水分排出到外部，是合适的方法。
在净化处理气体的后处理系统中，采用这样的结构能够取得以下所述的效果。
第1项效果是，由于燃烧器2本来是对改性催化剂体74进行加热的手段，两者都设计得能够高效率进行热交换。因此该功能能够得到很好利用，除了将可燃性气体稀释于从空气供给手段24引入的空气中的作用以外，还有促进改性催化剂体74冷却的作用。也就是说，通过向与改性催化剂体74进行有效的热交换的燃烧器2引入多于常规运行时的使用量的过剩空气，有不对改性催化剂体74进行加热，而能够使改性催化剂体74的温度迅速下降到不发生氧化劣化和从原料气体析出碳素的温度的冷却效果。
在图2中，改变净化处理后的原料气体的回流和空气引入这些燃烧器气体供给条件，对维持改性催化剂体74的改性温度用的燃烧器2的加热停止后改性催化剂体74的冷却程度随时间的变化进行比较。在图2中的条件a，表示不使原料气体向燃烧器21回流，也不使向燃烧器21引入空气供给手段24提供的空气，对燃烧器2不进行特别处理地将其放置的情况下的改性催化剂体温度下降的例子。又，条件b表示在改性催化剂体74的温度达到400℃为止的期间，用原料气体和水蒸汽，在达到400℃之后的期间只使用原料气体，对改性器21进行净化，使净化处理之后的气体通过回流气体通道41回流到燃烧器21，但是不从空气供给手段24引入空气的情况下的改性催化剂温度下降的例子。而条件c表示在改性催化剂体74的温度达到400℃为止的期间，用原料气体和水蒸汽，在达到400℃之后的期间只使用原料气体，对改性器21进行净化，使净化处理之后的气体通过回流气体通道41回流到燃烧器21，同时从空气供给手段24向燃烧器2引入空气的情况下的改性催化剂温度下降的例子。
从图2可知，条件c显示出随着时间的经过改性催化剂体74的温度迅速下降，基于利用燃烧器2与改性催化剂体74的热交换谋求促进冷却的实施形态1的结构的效果因此得到证实。还有，与条件a相比，条件b的改性催化剂体74的冷却效果更加优异，因此仅使改性器21的净化处理气体回流也能够促进利用改性催化剂体74与燃烧器2的热交换进行的改性催化剂体74的冷却。
第2项效果是，在常规运行时为了对改性部1的改性催化剂体74进行加热，燃烧器2的火焰燃烧着，但是随着对改性器21提供的可燃性净化处理气体的进入，提高空气供给手段24的西洛克风扇3的输出(转速)，一时引入大量的空气，可将可燃性气体浓度稀释到规定的可燃浓度以下，使火焰熄灭(使可燃性气体停止燃烧)。
如果可燃性气体是氢气，则其稀释可燃极限浓度是4％，其过浓可燃极限浓度是75％。因此，为了将氢气稀释到可燃浓度以下，必须提高西洛克风扇3的转速，增加风扇向燃烧器2供给的空气供给量，以便能够将氢气浓度稀释到4％以下。
而如果可燃性气体是甲烷，则其稀释可燃极限浓度是5％，其过浓可燃极限浓度是15％。因此，为了将甲烷稀释到可燃浓度以下，必须提高西洛克风扇3的转速，增加风扇向燃烧器2供给的空气供给量，以便能够将甲烷气体的浓度稀释到5％以下。
还有，向燃烧器2回流的原料气体的供给量和被引入燃烧器2的空气的供给量都利用控制装置9进行控制，原料气体中的可燃气体浓度被可靠地稀释到可燃浓度以下，能够使燃烧器2的火焰熄灭。借助于此，能够可靠地从使燃烧器2中的改性催化剂体74的改性温度维持用的加热状态转移到原料气体的稀释、扩散和改性催化剂体74的冷却状态。
在这里，参照图3所示的靠近燃烧器以及燃烧器的燃烧筒的改性催化剂体的周边结构的剖面图，对原料气体利用空气稀释实现的使火焰熄灭的效果和利用燃烧器实现促进改性催化剂体74冷却的机制进行详细说明。在图3中，表示出主要由燃烧筒68、可燃气体配管64、以及空气缓冲器69构成的燃烧器2的剖面，以及主要由改性催化剂体74、容纳改性催化剂体74的容器77、以及外壁78构成的改性催化剂体74的周边结构60的剖面。
首先叙述利用燃烧器2使包含原料气体和燃烧用的空气的混合气体燃烧，以此对改性催化剂体74进行加热的结构，然后对燃烧器2的火焰的熄灭和改性催化剂体74的冷却的结构进行说明。
由连接于原料气体分支通道35(参照图1)的燃烧器2的原料气体输入端口62提供的原料气体或/及由连接于回流气体通道41(参照图1)的燃烧器2的回流气体输入端口61提供的改性气体，被引入筒状的可燃气体配管64。
而且，原料气体或改性气体(以下，图3的说明中总称为原料气体)在筒状的可燃气体配管64的内部，流向改变约90°，在燃烧筒68的方向上上升。接着，原料气体由于将可燃气体配管64的下游侧端部加以密封的气体配管盖65的阻挡，其气流暂时受阻，在气体配管盖65的近旁，通过可燃气体配管64的侧面上设置的原料气体喷出孔66，使原料气体多束分流，流向燃烧筒68的内部方向。
又，空气供给手段24通过连接于西洛克风扇3(参照图1)的空气输入端口63所提供的燃烧用空气被引入环状设置于筒状的可燃气体配管64的周围的空气缓冲器69。空气缓冲器69的空气通过形成于倒圆锥状的洼部的倾斜面上的空气喷出孔70分流为多束，向燃烧筒68内部放出。
这样，被引入燃烧筒68内部方向的原料气体与空气的混合气体的燃烧，由控制装置9对两者的相对供应量进行控制，使其在形成于洼部的燃烧器2的火焰区域67中原料气体中的可燃气体在可燃浓度范围内(例如流入氢气的情况下，维持于其范围是4％～75％的范围)。燃烧生成的高温燃烧气体如图3中虚线所示在燃烧器2的内部流通。
也就是说，燃烧气体在通过燃烧筒68内部上升时被设置于燃烧筒68上端的燃烧筒盖71阻挡住其上升方向，燃烧气体流通过形成于燃烧筒68侧壁72上的燃烧筒盖71近旁的燃烧气体喷出孔73分散为多束，向燃烧筒68内部放出。
放出到燃烧筒68外部的燃烧气体通过容纳改性催化剂体74的容器77的第一壁75和燃烧筒68的侧壁72之间向与刚才的燃烧气体上升方向相反的方向下降之后，在火焰区域67的近旁改变其流向约180°，然后燃烧气体通过容器的第二壁76与外壁78之间上升，作为废气排出到大气中。这样，高温的燃烧气体在沿着大致垂直的方向上下移动时一直通过容器77的第一、第二壁75、76与改性催化剂体74接触。借助于此，改性催化剂体74可以高效率地接受燃烧气体的热量，平稳地上升到催化剂反应温度(约700℃)。
也就是说，改性催化剂体74的周边60设计得使改性催化剂体74与接触其容器77流动的高温气体之间容易进行热交换。
另一方面，在利用燃烧器2使高温的改性催化剂气体74冷却的情况下，利用原料气体与空气的混合气体如下所述从改性催化剂体74夺取改性催化剂体74中贮存的热量。还有，向燃烧器2引入原料气体和空气的方法采用与以燃烧器2为加热器使用的情况相同的方法，因此与其有关的说明省略。
在火焰区域67中，利用控制装置9控制原料气体和空气的供给量，使可燃气体浓度小于可燃浓度(例如在氢气的情况下使气体浓度小于4％)。在这种情况下，与在燃烧器2的内部使可燃气体燃烧的情况相比，提高西洛克风扇3的输出，向燃烧器2引入过量空气，使向燃烧器2的火焰区域67提供的空气量增加，以此能够在燃烧器2的火焰区域67使可燃气体浓度稀释，使火焰熄灭(使可燃气体停止燃烧)。
如上所述进行，能够将火焰区域67中的空气与原料气体的混合气体中的可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下，能够利用过剩的空气供给使火焰熄灭，而且能够使燃烧器2平稳地从可燃气体的燃烧状态转移到可燃气体停止燃烧的状态。
在使火焰熄灭之后，引入燃烧筒68的原料气体和空气的混合气体与燃烧气体一样，如图3的虚线所示，流入燃烧器2的内部。也就是说，混合气体不在燃烧筒68内部，而通过燃烧筒68的内部上升，在燃烧筒68的上端设置的燃烧筒盖71，其上升受到阻止，在形成与燃烧筒68的侧壁72上的燃烧筒盖71近旁的燃烧气体喷出孔73，混合气体分散为多束，流向燃烧筒68的外部。
向燃烧筒68外部放出的混合气体通过容纳改性催化剂体74的容器77的第一壁75和燃烧筒68的侧壁72之间向先前的气体上升方向相反的方向下降。其后在燃烧筒68的下端近旁使混合气体的流向改变约180°，然后通过容器的第二壁76与外壁78之间上升，通过与燃烧气体的放出路径(图中虚线所示的燃烧气体路径)相同的路径向大气中排放。
这样，混合气体在大致垂直的方向上上下移动区间，通过容器的第一、第二壁75、76，为了维持改性温度，与上升到约700℃的改性催化剂体74接触，进行热交换，借助于此，混合气体能够有效地从改性催化剂体74夺取其热量，平稳地使改性催化剂体74的温度下降。
第三项效果是，如图3所述，有效利用已有的燃烧器2和已有的空气供给手段，在燃烧器2的火焰区域67，可以使净化处理气体中的可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下，然后将其排放到大气中，因此能够抑制设备的增加等原因引起的制造成本上升。
这样，在已有的燃烧器2中，由原料供给手段22向改性器21提供的原料气体的供给量(与净化处理量对应的量)以及由空气供给手段24(西洛克风扇3)向燃烧器2提供的空气的供给量利用控制装置9进行恰当的控制，以此能够在燃烧器2内部将净化处理气体(原料气体或改性气体)和空气的混合气体中的可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下，然后放入大气中，同时通过将可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下，以使火焰熄灭，而且利用混合气体能够使改性催化剂体74的温度迅速冷却到不发生氧化劣化和原料气体析出碳素的温度。
在这里，参照图4的流程图对如上所述的氢生成装置的工作停止时的动作中的一连串处理动作的例子按照时间序列进行说明。
图4的步骤S401至S414是表示改性催化剂体74的改性温度维持用的燃烧器2停止进行加热(燃烧器2的火焰熄灭)到氢生成装置10关闭为止的处理动作的一个例子的流程图，表示在氢生成装置10停止时，控制装置9进行的处理的内容。
为了使改性催化剂体74的加热停止，控制装置9使西洛克风扇3的输出加大，增加对燃烧器2的空气供给量。同时，从原料供给手段22通过脱硫器5向改性器21的内部提供原料气体，同时，从水供给手段23向改性器21内部供给水蒸汽，利用这些气体对改性器21内部进行净化处理(步骤S401)。净化处理后的净化处理气体(主要成分是含有氢气和水蒸汽的改性气体)从改性器21的输出端口40放出，使其回流到燃烧器2(步骤S402)。然后使回流到燃烧器2的净化处理气体与过量提供的空气混合，使可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下(步骤S403)。
接着，使稀释的净化处理气体与空气的混合气体释放到大气中(步骤S404)。而且，在通过回流气体通道41使净化处理气体回流到燃烧器2的期间，由作为空气供给手段24的西洛克风扇3不断地向燃烧器2提供空气。
在这里，在向改性器21提供原料气体和水蒸汽的期间，控制装置9在改性温度检测部4对改性催化剂体74的温度进行检测，判断该检测温度是否高于规定温度(步骤S405)。所谓规定温度是指使所述原料气体热分解析出碳素的下限温度和水蒸汽凝缩结露开始发生的温度中的较高的温度。改性温度测定部4检测出的温度如果是在规定温度以上(步骤S405判断为YES的情况)，继续进行步骤S401～步骤S404的一连串的净化处理动作。在改性温度测定部4测定的温度达到规定温度以下的时刻(步骤S405判断为NO的情况下)，进入下一步骤，控制装置9使水供给手段23停止供水(步骤S406)。
其后，控制装置9只利用原料气体对改性器21内部进行净化处理(步骤S407)。使净化处理后的净化处理气体(主成分为原料气体)回流到燃烧器2(步骤S408)，将利用西洛克风扇3送入燃烧器2的过剩空气与净化处理气体加以混合，使该混合气体中可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下(步骤S409)。然后，将稀释的净化处理气体与空气的混合气体放入大气中(步骤S410)。还有，通过回流气体通道41使净化处理气体回流到燃烧器2的期间，从作为空气供给手段24的西洛克风扇3不断地向燃烧器2提供空气。
在这里，在只将原料气体提供给改性器21的内部的期间，控制装置9用原料气体流量计12(参照图1)对原料气体的总供给量进行监控，判断向改性器21提供原料的气体是否在规定量以上(步骤S411)。规定量的设定值至少大于改性器21的内部容积，最好是其内部容积的2～3倍以上。在原料气体的供给达到规定量之前(步骤S411判断为NO的情况)，继续进行步骤S407～步骤S410的一连串净化处理动作。在原料气体的供给达到规定量的时刻(步骤S411判定为YES的情况)进入下一步骤，控制装置使原料供给手段22向改性器21进行的原料气体供给停止(步骤S412)。
原料气体供给停止之后，控制装置9使西洛克风扇3的动作停止，停止对燃烧器2的空气供给(步骤S413)。然后，将第一、第二原料气体供给阀31、34以及水供给阀33和第一、第二开闭阀36、37关闭，封闭氢生成装置10(步骤S409)，使氢生成装置10停止工作。
利用这样的氢生成装置10的停止动作，能够用原料气体对改性器21的内部进行净化处理，同时能够在燃烧器2内部对净化处理后的原料气体和/或改性气体进行稀释，有效地对其进行处理，而且能够同时进行燃烧器2的快速冷却。
实施形态2
图5是实施形态2的燃料电池发电装置的结构配置以及气体供给系统的概略图。
实施形态2的改性器21、原料供给手段22、水供给手段23、以及空气供给手段24的结构与实施形态1中上述各构件相同，其详细说明省略。
实施形态2的结构上的主要不同点是，使设置于改性器21的一氧化碳氧化部7上的输出端口40通过改性气体供给路径42与固体高分子型燃料电池2的阳极8a连通，而且使燃料电池8的阳极8a通过改性气体回流路径43与燃烧器2连通，用氢生成装置10和燃料电池8构成燃料电池发电装置50。
所采用的结构是，燃料电池发电装置50的常规运行期间，将以氢气为主成分的改性气体提供给燃料电池8的阳极8a，发电中为消耗完的改性气体通过改性气体回流路径43和配置于该回流路径43上的第三开闭阀38从燃料电池8返回燃烧器2，在燃烧器2内部使其燃烧从而能够维持改性催化剂体74的温度的结构。还有，对燃料电池8的阴极8c提供氧化剂气体，但是对氧化剂气体的供给路径的说明省略。同样，对于使输出端口40与燃烧器2连通的回流气体路径41，也在改性器21启动时或运行时使原料气体和/或改性气体适当回流到燃烧器2以使其在燃烧器2内部燃烧，以谋求维持改性催化剂体74升温。还有，第三开闭阀38也利用控制装置9进行控制。
又，关于净化处理动作，即使是改性催化剂体74的改性温度维持用的燃烧器2进行的加热停止后，改性催化剂体74的温度下降到规定温度之前的时间里，也通过改性气体供给路径42将净化处理气体(主成分为富氢的改性气体)送入燃料电池8的阳极8a，在阳极8a使用氢气继续进行燃料电池8的发电。所谓规定温度是指使原料气体热分解析出碳素的下限温度和使水蒸汽发生凝缩结露的温度(100℃)中的较高的温度，与实施形态1意思相同。这样一来将净化处理气体中的氢气尽量使用于发电，能够抑制废弃可燃气体造成的浪费，减少最终放到外部的可燃气体量。还有，提供给燃料电池8的阳极8a的改性气体的一氧化碳浓度保持在约10ppm以下，由于需要考虑不使阳极8a的催化剂性能劣化，在燃料电池8发电期间，必须将与一氧化碳反应用的氧气向变质部6下游，一氧化碳氧化部7上游侧提供。
在这里，表示在改性催化剂体74中原料气体转化为氢气的转化比例的转化率为了表示出与常规发电时不同的情况采取如下所述的措施。图6以S/C(水蒸汽·碳素比)作为参数表示改性催化剂体温度与转化率的关系。根据图6，氢气相对于原料气体的，改性催化剂体74的转化率(％)表示出随着改性催化剂体74的温度下降而减少的倾向。
因此如果使S/C固定于一定值，则维持改性催化剂体74的改性温度用的燃烧器2进行的加热停止之后，由于改性催化剂体温度随着时间的经过而逐渐减小(参照图2)，因该影响转化率也逐渐减小。因此有必要利用控制装置9，根据改性催化剂温度的下降，对燃料电池8的内部的氢气反应所消耗的氢气的消耗总量除以流过改性气体供给通道42的改性气体中的氢气总含量得到的比(氢气消耗比例)进行适当控制。也就是说，相应于因改性催化剂体74的温度下降而造成的氢气转化率减少，净化处理气体中的氢气的比例也减少，因此为了维持所希望的发电量，结果上述氢气消耗比例增加。
而且，在改性催化剂体74冷却期间，从燃料电池8对发电毫无贡献就放出的净化处理气体(改性气体)，其后原封不动地通过改性气体回流路径43返回燃烧器2内部，在燃烧器2经过稀释后废弃，因此最好是使氢气的消耗比例比维持改性催化剂体74的改性温度用的燃烧器2进行加热时使用的比例多，以尽可能在燃料电池8的发电中使用氢气。
这样做，即使是用于维持改性催化剂体74的改性温度的燃烧器2进行的加热停止后，也能够继续进行燃料电池的发电取得能量，而且减少应该废弃的净化处理气体量，将其稀释使用的空气量也能够节省，可以抑制能量的损耗。还有，除了改性催化剂体74的温度以外，即使是有意使S/C比改变的情况下(例如图6所示S/C＝2.0～4.0)，转换率会增减，如果进行这样的行动也有必要增减与所希望的发电量平衡的氢气消耗比例。
而且，在改性催化剂体74的温度下降，该温度达到规定温度的时刻，停止水的供应，只用原料气体对改性器21内部进行净化处理，同时只用原料气体对燃料电池8的内部也进行净化处理。
然后，在只用原料气体完成净化的时刻，配置于原料气体供给路径30的第一、第二原料气体供给阀31、34、配置于水供给路径32的水供给阀33、配置于回流气体通道41的第一开闭阀36、配置于改性气体供给路径42的第二开闭阀37、配置于改性气体回流路径43的第三开闭阀38都关闭，并且使燃料电池发电装置50密闭，将原料气体封闭于改性器21和燃料电池8的内部。以此可以防止空气混入改性器21和燃料电池8的内部气氛中，可以防止这些内部的可燃性原料气体成为可燃浓度范围内。
在这里，参照图7的流程图对燃料电池发电装置停止动作时的一连串处理动作例进行说明。图7的步骤S701～步骤S716是表示维持改性催化剂体74的改性温度用的燃烧器2进行的加热停止(燃烧器2的火焰熄灭)到燃料电池发电装置50封闭为止的处理动作的一个例子的流程图，表示燃料电池发电装置50停止时控制装置9进行处理的内容。
控制装置9出于使维持改性催化剂体74的改性温度用的加热停止的目的，使西洛克风扇3的输出加大，以增加向燃烧器2提供的空气的供给量。并且由原料供给手段22向改性器21内部通过脱硫器5提供气体原料，同时由水供给手段23向改性器21内部提供水蒸汽，以此对改性器21的内部进行净化处理(步骤S701)。净化处理后的净化处理气体(主成分为氢气和含有水蒸汽的改性气体)由改性器21的输出端口40提供给燃料电池8，在燃料电池8的内部继续进行发电，使净化处理气体中的氢气消耗掉(步骤S702)。
接着，使在燃料电池8的内部未能消耗的残余的净化处理气体返回燃烧器2(步骤S703)。然后将返回燃烧器2的净化处理气体与过剩的空气混合使可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下(步骤704)。又，在净化处理气体稀释的同时，利用混合气体使改性催化剂体74的温度迅速下降的动作，与实施形态1中说明的动作相同。其后，将稀释的净化处理气体和空气的混合气体放出到大气中(步骤S705)。而且，通过改性气体回流路径43使净化处理气体回流到燃烧器2期间，由空气供给手段24的西洛克风扇3不断地向燃烧器2提供空气。
在这里，在对改性器21提供原料气体和水蒸汽的期间，控制装置9在改性温度测定部4对改性催化剂体74的温度进行检测，判断该检测温度是否在规定温度以上(步骤S706)。所谓规定温度是指使所述原料气体热分解析出碳的下限温度和水蒸汽凝缩结露开始发生的温度中的较高的温度。改性温度测定部4检测出的温度如果高于规定温度(步骤S706判断为YES的情况)，则继续进行步骤S701～步骤S705的一连串净化处理动作。在改性温度测定部4检测出的温度到达规定温度以下的时刻(步骤S706判断为NO的情况)，进入下一步骤，控制装置9使水供给手段23的供水停止(步骤S707)。
其后，控制装置9只使用原料气体对改性器21的内部和燃料电池8的内部进行净化处理(步骤S708、步骤S709)。使净化处理后的净化处理气体(主成分为原料气体)返回燃烧器2(步骤S710)。将从西洛克风扇3向燃烧器2流入的过剩空气与净化处理气体混合，使该混合气体中的可燃气体浓度稀释到可燃浓度以下(步骤S711)。然后，将稀释的净化处理气体与空气混合的混合气体放入大气中(步骤S712)。还有，在通过改性气体返回路径43使净化处理气体返回燃烧器2的期间，从作为空气供给手段24的西洛克风扇3不间断地向燃烧器2提供空气。
在这里，在只将原料气体提供给改性器21内部的期间，控制装置9利用原料气体流量计12(参照图5)对原料气体的总供给量进行监控，判断是否向改性器21提供规定量以上的原料气体(步骤S713)。规定量的设定值为至少大于改性器21的内部容积的值，最好是该内部容积的2～3倍以上。在原料气体的供给达到规定量之前(步骤S713判断为NO的情况)，继续进行步骤S708～步骤S712的一连串净化处理动作。在原料气体的供给达到规定量的时刻(步骤S713判断为YES的情况)，进入下一步骤，控制装置9使原料供给手段22向改性器21进行的原料气体供应停止(步骤S714)。
原料气体供给停止之后，控制装置9使西洛克风扇3停止动作以停止对燃烧器2的空气供应(步骤S715)。然后，将第一、第二原料气体供给阀31、34、水供给阀33、第一、第二、第三开闭阀36、37、38关闭，将燃料电池发电装置50封闭(步骤S716)，使燃料电池发电装置50的动作停止。
利用这样的燃料发电装置50的停止动作，可以用原料气体对改性器21的内部进行净化处理，能够在燃烧器2的内部对净化处理后的原料气体及/或改性气体进行稀释，将其有效地加以处理，同时也能够迅速使燃烧器2冷却。而且，维持改性催化剂体的改性温度用的燃烧器2进行的加热停止之后，也能够向燃料电池8提供改性气体在燃料电池8的阳极8a继续进行发电取得能量，将应该废弃的净化处理气体量尽量减少，也能够节约对其进行稀释的空气量，能够抑制能量损耗。
根据上述说明，对于本行业的具有有关知识的技术人员来说，本发明的许多改良和其他实施形态是容易理解的。从而，上述说明只应该作为例示解释，是以向本行业的具有有关知识的技术人员说明执行本发明的最佳形态为目的而提供的。在不脱离本发明的精神的条件下可以在实质上改变其结构及/或功能的详细情况。

Claims (17)

1.一种氢生成装置，具备由原料气体和水利用改性催化剂体的反应生成富氢气体，并且将其从输出端口送出的改性器、向所述改性器提供所述原料气体的原料供给手段、将燃料气体与空气混合，使其燃烧生成热，再将所述热提供给改性催化剂体的燃烧器、以及向所述燃烧器提供空气的空气供给手段，其特征在于，
在氢生成装置停止运行时，用所述原料气体净化处理所述改性器的内部时，使所述空气供给量增加，以此消除所述燃烧器的火焰，同时利用所述净化处理，在所述燃烧器中将从所述输出端口送出的净化处理气体与所述空气混合、稀释之后排出外部。
2.根据权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，使包含于所述燃烧器内部的所述净化处理气体与所述空气的混合气体中的可燃气体浓度稀释到小于可燃浓度，以此消除所述燃烧器的火焰。
3.根据权利要求2所述的氢生成装置，其特征在于，所述燃烧器为了能利用热交换向所述改性催化剂体供热，具备使燃料气体与空气混合燃烧生成的燃烧气体通过的燃烧气体路径，在使所述燃烧器的火焰熄灭之后，使由所述空气供给手段提供给所述燃烧器的空气流过所述燃烧气体路径，以此使所述改性催化剂体冷却。
4.根据权利要求2所述的氢生成装置，其特征在于，在将所述混合气体的可燃气体浓度稀释到小于可燃浓度之后，将所述混合气体放入大气中。
5.根据权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，在使净化处理气体向所述燃烧器排出的期间，所述空气供给手段不间断地向所述燃烧器提供所述空气。
6.根据权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，具有向所述改性器供水的水供给手段，在所述改性催化剂体的温度高于规定的温度期间，将原料气体和水两者提供给所述改性器内部，其后，在所述改性催化剂体的温度达到所述规定温度的时刻，只将原料气体提供给所述改性器内部。
7.根据权利要求6所述的氢生成装置，其特征在于，在向所述改性器内部提供所述原料气体和所述水两者的情况下，使所述原料气体中的碳相对于由所述水生成的水蒸汽的比例为2以上。
8.根据权利要求7所述的氢生成装置，其特征在于，使以所述原料气体的摩尔数基准为依据的供给量比以所述水蒸气中包含的摩尔数基准为依据的溶解的氧气量多。
9.根据权利要求6所述的氢生成装置，其特征在于，在所述改性催化剂体的温度达到所述规定的温度之后，向所述改性器提供所述改性器的内部容积的1倍以上、10倍以下的原料气体。
10.根据权利要求6所述的氢生成装置，其特征在于，所述规定的温度是所述原料气体热分解的下限温度与水蒸气发生凝缩成露开始的温度中的较高的一个温度。
11.一种氢生成装置的动作停止方法，是具备由原料气体和水生成富氢气体的改性催化剂体的改性器、以及用热交换加热所述改性催化剂体的燃烧器的氢生成装置的动作停止方法，其特征在于，在向所述改性器的内部供给原料气体进行净化处理时，使对所述燃烧器内部供给的空气量增加，以此熄灭所述燃烧器的火焰。
12.根据权利要求11所述的氢生成装置的动作停止方法，其特征在于，使对所述燃烧器内部供给的所述空气量增加，以此将所述可燃气体的浓度稀释到可燃浓度以下。
13.根据权利要求12所述的氢生成装置的动作停止方法，其特征在于，在将可燃气体的浓度稀释到可燃浓度以下之后，将所述可燃气体放入大气中。
14.根据权利要求11所述的氢生成装置的动作停止方法，其特征在于，在熄灭所述燃烧器的火焰之后，继续对所述燃烧器供给所述空气，以降低所述改性催化剂体的温度。
15.一种燃料电池发电装置，具备权利要求1所述的氢生成装置、以及使用所述氢生成装置通过改性气体供给通道提供的富氢气体进行发电的燃料电池，其特征在于，
在使所述燃烧器的火焰熄灭之后，向所述燃料电池提供所述富氢气体，在所述燃料电池的阳极消耗所述富氢气体中的氢气。
16.根据权利要求15所述的燃料电池发电装置，其特征在于，在使所述燃烧器的火焰熄灭之后，根据所述改性催化剂体的温度，控制所述燃料电池内部消耗的氢气的总消耗量，除以通过所述改性气体供给通道的富氢气体中的氢气总含量得到的氢气消耗比例。
17.根据权利要求16所述的燃料电池发电装置，其特征在于，相应于所述改性催化剂体的温度下降，使所述氢气消耗比例增加。
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