DE69109195T2 - LNG cryogenes Stromerzeugungssystem, das Brennstoffzellen mit geschmolzenem Carbonat verwendet. - Google Patents

LNG cryogenes Stromerzeugungssystem, das Brennstoffzellen mit geschmolzenem Carbonat verwendet.

Info

Publication number
DE69109195T2
DE69109195T2 DE69109195T DE69109195T DE69109195T2 DE 69109195 T2 DE69109195 T2 DE 69109195T2 DE 69109195 T DE69109195 T DE 69109195T DE 69109195 T DE69109195 T DE 69109195T DE 69109195 T2 DE69109195 T2 DE 69109195T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
heat exchanger
line
generation system
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69109195T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69109195D1 (de
Inventor
Satoshi Hatori
Kenzo Nakazawa
Hiroyoshi Uematsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of DE69109195D1 publication Critical patent/DE69109195D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69109195T2 publication Critical patent/DE69109195T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/0625—H2/CO mixtures, i.e. synthesis gas; Water gas or shifted synthesis gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/067—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0675—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of H2/CO mixtures, i.e. of synthesis gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/62—Liquefied natural gas [LNG]; Natural gas liquids [NGL]; Liquefied petroleum gas [LPG]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/80—Separating impurities from carbon dioxide, e.g. H2O or water-soluble contaminants
    • F25J2220/82—Separating low boiling, i.e. more volatile components, e.g. He, H2, CO, Air gases, CH4
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/80—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Energieerzeugungssystem unter Verwendung von mit einer CO&sub2;-Separatoreinheit ausgerüsteten Brennstoffzellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Energieerzeugungssysteme unter Verwendung von Brennstoffzellen sind im Stand der Technik bekannt und einige Systeme verwenden Carbonatschmelzebrennstoffzellen. Eine herkömmliche Carbonatschmelzebrennstoffzelle enthält im allgemeinen eine mit Carbonat getränkte Elektrolyt-Platte, eine Kathodenkammer (Sauerstoffelektrode) und eine Anodenkammer (Brennstoffelektrode). Die Elektrolyt-Platte ist aus einem porösen Material hergestellt und das Carbonat dient als Elektrolyt. Die Elektrolyt-Platte ist zwischen der Kathodenkammer und der Anodenkammer sandwichartig eingeschlossen. In die Kathodenkammer wird oxidierendes Gas und in die Anodenkammer Brennstoffgas eingeführt, um eine Energieerzeugung aufgrund einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen der Kathodenkammer und der Anodenkammer zu bewirken. In einem herkömmlichen Energieerzeugungssystem unter Verwendung von Carbonatschmelzebrennstoffzellen sind die oben beschriebenen Brennstoff zellen im allgemeinen aufeinander gestapelt unter Zwischenschaltung von Separatoren, um eine Mehrschichten-Brennstoffzelleneinheit oder einen Brennstoffzellenstapel zu bilden.
  • Ein Beispiel von solchen Energieerzeugungssystemen ist in Figur 5 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Wie Figur 5 zeigt, wird Luft A, bevor sie eine Kathodenkammer 102 einer Brennstoffzelle 100 über eine Luftzufuhrleitung 108 erreicht, mittels eines Kompressors 104 komprimiert, durch eine Kühl einrichtung 105 gekühlt, durch einen weiteren Kompressor 106 komprimiert und durch einen Luftvorerhitzer 107 vorgewärmt.
  • Ein Teil der Luft A in der Luftzufuhrleitung 108 wird zu einem Reformer 110 über eine Zweigleitung 109 abgezweigt. Von der Kathodenkammer 102 abgegebene Gase CG (auch als "Kathodenabgas CG" bezeichnet) werden einer Turbine 112 über eine Austrittsleitung 111 zugeführt und über den Luftvorerhitzer 107 ausgestoßen. Von der Anodenkammer 103 abgegebene Gase AG (auch als "Anodenabgas AG" bezeichnet) enthalten H&sub2;O und CO&sub2;. So wird die Feuchtigkeit HO&sub2; aus dem Anodenabgas AG entfernt und die abgetrennte Feuchtigkeit HO&sub2; wird dem System wieder zugeleitet. Das Anodenabgas AG der Brennstoffzelle 100 wird durch einen Wärmetauscher 113 abgekühlt, tritt in einem Vorerhitzer 114 in Wärmetausch mit Erdgas NG und wird durch eine weitere Kühleinrichtung 116 abgekühlt. In der Kühleinrichtung 116 wird das Anodenabgas AG kondensiert, dann einem Gas/Flüssigkeit-Separator 117 zugeleitet, um die Feuchtigkeitkomponente von der Gaskomponente zu trennen. Die Gaskomponente, die CO&sub2; enthält, wird einer Brennkammer des Reformers 110 mittels eines Gebläses 118 über eine Leitung 119 zugeleitet, die sich zu dem Wärmetauscher 113 erstreckt. Die Feuchtigkeits- oder Wasserkomponente HO&sub2; wird mittels einer Pumpe 120 unter Druck gesetzt und einem Verdampfer 121 zugeleitet. In dem Verdampfer 121 wird das Wasser HO&sub2; zu Dampf erhitzt und dann über einen Überhitzer 115 durch eine Leitung 122 einem Einlaß des Reformers 110 so zugeführt, daß er mit dem Erdgas NG gemischt wird. In dem Reformer 110 erzeugtes Brennstoffgas wird der Anodenkammer 103 der Brennstoffzelle 100 über eine Rohrleitung 123 zugeleitet. Aus der Brennkammer des Reformers 110 abgegebene Gase, die CO&sub2; enthalten, werden der Kathodenkammer 102 der Brennstoffzelle 100 über eine Leitung 124 zusammen mit der Luft aus der Leitung 108 zugeleitet. Ein Verdampfer 115 ist zwischen dem Vorerhitzer 114 und der Kühleinrichtung 116 so angeordnet, daß das Anodenabgas AG durch ihn hindurchströmt. Bezugszeichen 101 bezeichnet eine Elektrolyt-Platte und Bezugszeichen 125 bezeichnet eine Entschwefelungseinrichtung.
  • In dem vorstehend beschriebenen Energieerzeugungssystem unter Verwendung von Carbonatschmelzebrennstoffzellen wird die Feuchtigkeit HO&sub2; in dem von der Anodenkammer 103 abgegebenen Anodenabgas AG durch den Gas/Flüssigkeit-Separator 117 abgetrennt und die CO&sub2; enthaltenden Gase werden in der Brennkammer des Reformers 110 verbrannt, bevor sie der Kathodenkammer 102 zugeleitet werden. Daher wird das Abtrennen des CO&sub2; aus den Gasen und die Wiedergewinnung von CO&sub2; nicht betrachtet. Infolgedessen ist das herkömmliche Energieerzeugungssystem nicht für eine Wiedergewinnung von CO&sub2; ausgelegt und CO&sub2; wird an die Atmosphäre abgegeben.
  • Die US-A-3,527,618 beschreibt eine Brennstoffzelle mit einer Abstreifvorrichtung für CO&sub2;-Gas sowie ein Arbeitsverfahren. Diese Brennstoffzelle ist in einem Energieerzeugungssystem enthalten, das ferner eine CO&sub2;-Separatoreinheit enthält. Die Brennstoffzelle hat einen Reformer, eine Kathodenkammer, eine Anodenkammer und einen mit Carbonatschmelze getränkten Elektrolyten. Der Anodenkammer wird Erdgas als Brennstoffgas und der Kathodenkammer wird oxidierendes Gas zugeführt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energieerzeugungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, das einen hohen Wirkungsgrad hat und effektiv arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Energieerzeugungssystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein mit flüssigem Tieftemperatur-Erdgas betriebenes Energieerzeugungssystem unter Verwendung von Carbonatschmelzebrennstoffzellen vorgeschlagen, bei dem oxidierendes Gas einer Kathodenkammer der Brennstoffzelle und reformiertes Gas oder flüssiges Erdgas einer Anodenkammer der Brennstoffzelle zugeführt wird, wobei eine CO&sub2;-Separatoreinheit vorgesehen ist, welche das flüssige Tieftemperatur-Erdgas in der Weise nutzt, daß das CO&sub2; in den von der Anode abgegebenen Gasen mit dem flüssigen Tieftemperaturerdgas verflüssigt und von dem Anodenabgas abgetrennt wird. In der Kathodenkammer und der Anodenkammer laufen Zellreaktionen ab, die eine Energieerzeugung bewirken, wenn CO&sub2; enthaltendes oxidierendes Gas der Kathodenkammer der Carbonatschmelzebrennstoffzelle und Brennstoffgas der Anodenkammer zugeleitet wird. Gleichzeitig wird CO&sub2; des der Kathodenkammer zugeleiteten oxidierenden Gases als Carbonation der Anodenkammer zugeleitet und CO&sub2; wird angereichert oder konzentriert, bevor es aus der Anodenkammer abgegeben wird. Das Anodengas wird der CO&sub2;-Separatoreinheit zugeleitet. In dem CO&sub2;- Separator, wird das in dem Anodengas enthaltene CO&sub2; durch Tieftemperatur-LNG (flüssiges Erdgas) verflüssigt und von dem Anodengas abgetrennt. Als Ergebnis werden Energieerzeugung und CO&sub2;-Wiedergewinnung gleichzeitig ausgeführt. Die Menge an an die Atmosphäre abgegebenem CO&sub2; wird merklich reduziert. Ferner wird im Vergleich zu einem herkömmlichen System weniger Energie für die Abtrennung von CO&sub2; benötigt, da das CO&sub2; vor seiner Wiedergewinnung konzentriert wird. Darüber hinaus wird die sehr tiefe Temperatur, die das Tieftemperatur-LNG besitzt, wirksam für die CO&sub2;-Abtrennung verwendet, so daß der Energiewirkungsgrad des gesamten Systems verbessert wird. Herkömmlicherweise wird LNG sehr tiefer Temperatur einfach an die Atmosphäre abgegeben. Da außerdem das verflüssigte und abgetrennte CO&sub2; wiedergewonnen wird, wie es ist, kann eine Menge von für die Verflüssigung von CO&sub2; verwendetem LNG erhöht und eine Menge von zu vergasendem Erdgas erhöht werden. Dies ist für den Fall wünschenswert, daß das System eine große Menge von Erdgas verwendet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein mit Tieftemperatur-LNG arbeitendes Energieerzeugungssystem unter Verwendung von Brennstoffzellen vorgesehen, bei dem oxidierendes Gas einer Kathodenkammer der Brennstoffzelle und reformiertes LNG einer Anodenkammer der Brennstoffzelle zugeführt wird, um eine Energieerzeugung zu bewirken. In den aus der Anodenkammer austretenden Gasen enthaltenes CO&sub2; wird durch Verflüssigung von CO&sub2; mit Tieftemperatur-LNG von den aus der Anodenkammer abgegebenen Gasen abgetrennt. Das Energieerzeugungssystem ist mit einem CO&sub2;-Separator versehen, der das CO&sub2; unter Verwendung von LNG abtrennt. Der CO&sub2;-Separator hat einen Gaswiedergewinnungsabschnitt, der das flüssige CO&sub2; in Gasform umwandelt und wiedergewinnt. Daher wird das CO&sub2; in Gasform wiedergewonnen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein mit Tieftemperatur-LNG betriebenes Energieerzeugungssystem zur Verwendung von Brennstoffzellen vorgeschlagen, bei dem oxidierendes Gas einer Kathodenkammer der Brennstoffzelle und reformiertes LNG einer Anodenkammer der Brennstoffzelle zugeleitet wird. Ferner ist ein CO&sub2;-Separator vorgesehen, der CO&sub2;, welches in aus der Anodenkammer der Brennstoffzelle abgegebenen Gasen enthalten ist, mit LNG sehr niedriger Temperatur Verflüssigt. Der CO&sub2;-Separator hat einen Gaswiedergewinnungsabschnitt, welcher das flüssige CO&sub2; in Gasform umwandelt und sammelt. Das gasförmige CO&sub2; wird der Kathodenkammer der Brennstoffzelle über eine Leitung (in der bevorzugten Ausführungsform als "zweite Gasleitung" bezeichnet) zugeleitet und aus dem CO&sub2;-Separator abgegebene Gase, die kein CO&sub2; mehr enthalten, werden der Anodenkammer der Brennstoffzelle über eine andere Leitung (in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als "dritte Gasleitung" bezeichnet) zugeleitet. Der Energieerzeugungswirkungsgrad wird verbessert, da das gasförmige CO&sub2; in die Kathodenkammer eingeleitet wird und die kein CO&sub2; enthaltenden Gase als Brennstoffgas der Anodenkammer zugeführt werden.
  • Figur 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines mit Tieftemperatur-LNG arbeitenden Energieerzeugungssystems unter Verwendung von Brennstoffzellen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • Figur 2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines weiteren Energieerzeugungssystems gemäß der Erfindung;
  • Figur 3 zeigt eine weiter Ausführungsform der Erfindung;
  • Figur 4 zeigt ebenfalls eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung und
  • Figur 5 zeigt in schematischer Weise ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Energieerzeugungssystems.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Figuren 1 bis 4 zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei in diesen Figuren dieselben Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet werden.
  • In der Figur 1 ist zunächst ein grundsätzlicher Aufbau eines mit Tieftemperatur-LNG arbeitenden Energieerzeugungssystems I gemäß der Erfindung dargestellt. Das Energieerzeugungssystem I umfaßt im allgemeinen eine Mehrzahl von Brennstoffzellen 1, von denen zur besseren Darstellung jedoch nur eine Brennstoffzelle 1 gezeigt ist.
  • In dem mit Tieftemperaturgas arbeitenden Energieerzeugungssystem I werden CO&sub2; enthaltende Gase B, die von einem mit Erdgas betriebenen thermischen Elektrizitätskraftwerk 5 abgegeben werden, einer Kathodenkammer 3 einer Carbonatschmelzebrennstoffzelle 1 zusammen mit frischer Luft A zugeführt, während Erdgas (zu reformierendes Rohgas) reformiert wird und einer Anodenkammer 4 der Brennstoffzelle 1 zugleitet wird. Das Tieftemperatur-Energieerzeugungssystem I ist mit einem CO&sub2;-Separator II ausgerüstet, der CO&sub2; mit Tieftemperatur-LNG verflüssigt, um CO&sub2; von den Gasen abzutrennen. Der CO&sub2;-Separator II gewinnt ferner verflüssigtes CO&sub2; zurück.
  • Das mit Tieftemperatur-LNG arbeitende Energieerzeugungssystem I umfaßt die Carbonatschmelzebrennstoffzelle I, die ihrerseits eine Elektrolyt-Platte 2 enthält, welche zwischen der Kathodenkammer 3 und der Anodenkammer 4 sandwichartig eingeschlossen ist. Die Elektrolytplatte 2 ist mit Carbonat getränkt, so daß eine Brennstoffzelle 1 des Carbonatschmelzetyps gebildet wird. Die frische Luft A, welche einen Filter 6 durchströmt hat, wird durch einen Kompressor 7 komprimiert. Die komprimierte Luft A strömt in eine Luftzufuhrleitung 8, die sich zur Kathodenkammer 3 hin erstreckt. Von der Kathodenkammer 3 abgegebene Gase (als "Kathodenabgas" bezeichnet) werden teilweise über eine Kathodenkammeraustrittsleitung 9 einer Turbine 10 zugeleitet und an die Atmosphäre abgegeben. Der Rest des Kathodenabgases wird in eine Brennkammer 12b eines Reformers 12 über eine Zweigleitung 11 eingeführt. Die aus der Brennkammer 12b des Reformers 12 ausgestoßenen Gase werden mittels eines Gebläses 13 unter Druck gesetzt und über eine Leitung 14 der Kathodenkammer 3 zugeführt. Auf der anderen Seite wird Erdgas NG durch einen Vorerhitzer 15 vorgewärmt und einer Reformierkammer 12a des Reformers 12 über eine Erdgaszufuhrleitung 16 zugeleitet. In der Reformierkammer 12a wird das Erdgas NG zu Brennstoffgas FG reformiert und dann in die Anodenkammer 4 über eine Brennstoffgaszufuhrleitung 17 eingeleitet. Aus der Anodenkammer 4 abgegebene Gase (als "Anodengas" bezeichnet), werden über einen Wärmetauscher 18, einen Verdampfer 19 und einen Kondensator 20 einem ersten Gas/Flüssigkeit-Separator 21 zugeleitet. In dem ersten Gas/Flüssigkeit-Separator 21 wird Feuchtigkeit (H&sub2;O) in dem Anodengas von diesem getrennt. Dann werden die Gase, die keine Feuchtigkeit, aber CO&sub2; enthalten, in den CO&sub2;-Separator IT eingeleitet. In dem CO&sub2;-Separator 11 werden die Gase so gekühlt, daß die CO&sub2;-Komponente verflüssigt wird und von der Gaskomponente abgetrennt wird. Hierauf wird das verflüssigte CO&sub2; zurückgewonnen. Das in dem ersten Gas/Flüssigkeit-Separator 21 abgetrennte H&sub2;O wird mittels einer Pumpe 22 unter Druck gesetzt und einem Flüssigkeitstank (Behälter) 23 zugeführt. Dann wird in dem Verdampfer 19 das Wasser H&sub2;O zu Dampf umgewandelt, der in die Erdgaszufuhrleitung 16 eingeleitet wird. Die von dem thermischen Kraftwerk 5 kommenden Gase B werden über eine Leitung 24 in den Filter 6 und anschließend in die Luftzufuhrleitung 8 eingeleitet.
  • Die CO&sub2;-Separatorvorrichtung II umfaßt eine Kühleinrichtung 33, einen zweiten Gas/Flüssigkeit-Separator 25, einen Gaswärmetauscher 26, einen Wärmetauscher 27 mit indirekter Heizung, eine CO&sub2;-Gas/Flüssigkeit-Separatortrommel 28, einen Flüssigkeit-Wiedergewinnungsabschnitt 43, einen offengestelligen Verdampfer 31 und einen Erhitzer 41. Der Flüssigkeit-Wiedergewinnungsabschnitt 43 umfaßt einen Speichertank 29 und eine Pumpe 30. Die Pumpe 30 dient zum Pumpen von flüssigem CO&sub2;. Der Wärmetauscher 27 dient zur CO&sub2;-Verflüssigung. Das CO&sub2; enthaltende Anodengas, das von dem ersten Gas/Flüssigkeit-Separator 21 abgegeben wird, wird in die Leitung 42 eingepreßt und durch die Kühleinrichtung 33 gekühlt. Wenn das Anodengas Feuchtigkeit enthält, wird die Feuchtigkeit in dem zweiten Gas/Flüssigkeit-Separator 25 abgetrennt, bevor das Anodengas dem Gaswärmetauscher 26 zugeleitet wird. Dies erfolgt aus dem Grunde, weil die Feuchtigkeit in den Wärmetauschern 26 und/oder 27 kondensieren und den Wärmetauscher (die Wärmetauscher) verstopfen oder verschließen würde. Das in dem Wärmetauscher 26 gekühlte Anodengas wird dem mit indirektem Wärmeaustausch arbeitenden Wärmetauscher 27 zugeführt. Der Wärmetauscher 27 dient zur CO&sub2;-Verflüssigung. In dem Wärmetauscher 27 wird in dem Anodengas enthaltenes CO&sub2; mit Tieftempertur-LNG bis zur Verflüssigung abgekühlt. Das verflüssigte CO&sub2; wird durch die CO&sub2;-Separatortrommel 28 entfernt. Der Druck des von der Anodenkammer 4 kommenden Anodengases liegt im allgemeinen oberhalb von 7 Ata. Da CO&sub2; jedoch nicht kondensiert, bis der Partialdruck von CO&sub2; einen Wert unterhalb von 5,2 Ata erreicht, wird der Gasdruck in der CO&sub2;-Separatoreinrichtung II auf 5,2 Ata oder darüber gehalten und das Anodengas wird ausreichend gekühlt, um das in dem Anodengas enthaltene CO&sub2; in dem Wärmetauscher 27 vollständig zu kondensieren.
  • Das verflüssigte CO&sub2; wird zu der Behandlungseinrichtung 34 für das verflüssigte CO&sub2; übertragen. Daher strömt das flüssige CO&sub2; aus der Gas/Flüssigkeit-Separatortrommel 28 über den Speichertank 29, die Pumpe 30 und eine erste CO&sub2;-Wiedergewinnungsleitung 32 in die Behandlungseinrichtung 34 für das flüssige CO&sub2;. Auf der anderen Seite wird das LNG, das zur Verflüssigung von CO&sub2; in dem Wärmetauscher 27 verwendet wird, in dem Wärmetauscher 27 vergast und wird zu Erdgas. Ein Teil des Erdgases NG strömt in die Erdgaszufuhrleitung 16 über die Leitung 51 und den offengestelligen Verdampfer 31. Aus dem Wärmetauscher 27 austretende Gase (H&sub2;O und CO) werden aus der Gasflüssigkeit-Separatortrommel 28 in eine Restgasleitung 44 geleitet und anschließend dem Wärmetauscher 26 zugeführt, um das Anodengas zu kühlen. Hierauf werden die Gase durch den Erhitzer 41 erwärmt und aus der CO&sub2;-Separatoreinheit II in die erste Gasleitung 35 überführt. H&sub2;O und CO werden dann durch das Gebläse 36 komprimiert und zur Kathodenkammer 3 über die Verbrennungskammer 12b zurückgeleitet.
  • Wenn CO&sub2; in den Gasen B, die von dem Elektrizitätskraftwerk 5 abgegeben werden, wiedergewonnen werden soll, werden die Gase B in die Gasleitung 24 und die Luftzufuhrleitung 8 eingeleitet, so daß die Gase B durch den Kompressor 7 mit der Luft A komprimiert werden, bevor sie in die Kathodenkammer 3 gelangen. Auf der anderen Seite wird ein Teil des in der CO&sub2;-Separatoreinheit II vergasten Erdgases in die Erdgaszufuhrleitung 16 eingeleitet, um diesen Teil des Erdgases NG zu reformieren, worauf es als Brennstoffgas FG in die Anodenkammer 4 geleitet wird, um Zellenreaktionen in der Kathodenkammer 3 und der Anodenkammer 4 zu bewirken. CO&sub2; wird daher konzentriert, wenn es aus der Anodenkammer 4 ausgestoßen wird. In der Kathodenkammer dagegen findet folgende Reaktion statt:
  • CO&sub2; + 1/2 O&sub2; + 2e&supmin; T CO&sub3;&supmin;&supmin;
  • Daher wird CO&sub2; in Carbonationen CO&sub3;-- umgeformt. Die Carbonationen CO&sub3;&supmin;&supmin; wandern durch die Elektrolyt-Platte 2 und erreichen die Anodenkammer 4. In der Anodenkammer 4 läuft folgende Reaktion ab:
  • CO&sub3;&supmin;&supmin; + H T H&sub2;O + CO&sub2; + 2e&supmin;
  • Die Energieerzeugung erfolgt mit dem Fortschreiten der Zellreaktionen in der Kathodenkammer 3 und der Anodenkammer 4. Gleichzeitig wird CO&sub2; aus der Kathodenkammer 3 in die Anodenkammer 4 übertragen. Die Gasflußrate durch die Anodenkammer 4 ist geringer als die durch die Kathodenkammer 3, nämlich zwischen ein Neuntel und ein Halb der Durchflußrate in der Kathodenkammer 3. Somit wird an die Anodenkammer 4 übertragenes CO&sub2; aufgrund der Flußratenunterschiede angereichert. Die CO&sub2;- Konzentration in der Anodenkammer 4 ist einigemale höher als die in der Kathodenkammer 3. Das bedeutet, daß in der Brennstoffzelle 1 Energie erzeugt wird und gleichzeitig CO&sub2; in der Brennstoffzelle 1 angereichert oder konzentriert wird.
  • Das Anodengas, dessen CO&sub2; in der Anodenkammer 4 angereichert wird, wird in den Wärmetauscher 18, den Verdampfer 19, den Kondensator 20 und den ersten Gas/Flüssigkeit-Separator 21 eingeführt. In dem ersten Gas/Flüssigkeit-Separator 21 wird Feuchtigkeit (H&sub2;O) aus dem Anodengas entfernt, worauf das Anodengas in die CO&sub2;-Separatoreinheit II geleitet wird. Beim Durchströmen der CO&sub2;-Separatoreinheit II wird das Anodengas in die Kühleinrichtung 33 und den zweiten Gas/Flüssigkeit-Separator 25 geführt. In dem zweiten Gas/Flüssigkeit-Separator 25 erfolgt eine weitere Abtrennung von Feuchtigkeit. Dann wird das Anodengas in Wärmeaustausch mit dem Tieftemperaturgas in dem Wärmetauscher 26 gebracht. Das Anodengas wird aufgrund dieses Wärmeaustausches abgekühlt und in dem Anodengas enthaltenes CO&sub2; wird anschließend mit LNG sehr tiefer Temperatur in dem mit indirektem Wärmeaustausch arbeitenden Wärmetauscher 27 abgekühlt, so daß das verflüssigte CO&sub2; erhalten wird. Das verflüssigte CO&sub2; wird von der gasförmigen Komponente in der Gas/Flüssigkeit-Separatortrommel 28 abgetrennt und dem Speichertank 29 zugeführt, um die Belastung der CO&sub2;- Behandlungseinrichtung 34 zu vergleichmäßigen. CO&sub2; wird dann mittels der Pumpe 30 der CO&sub2;-Behandlungseinrichtung 34 über die erste Wiedergewinnungsleitung 32 zugeführt. Dies verringert den Betrag an CO&sub2;, der an die Atmosphäre abgegeben wird. Das trägt zur Verringerung des Treibhauseffektes auf der Erde bei.
  • Da bei dieser Ausführungsform CO&sub2; in der Form von Flüssigkeit wiedergewonnen wird, kann man ein System angeben, in dem eine große Menge von LNG zur Verflüssigung von CO&sub2; in dem mit indirekter Heizung arbeitenden Wärmetauscher 27 verwendet wird. Infolgedessen kann eine große Menge an Erdgas in dem System verwendet werden. Dies ist in bestimmten Fällen erwünscht, da einige Systeme eine große Menge an Erdgas für die Energieerzeugung benötigen.
  • Figur 2 zeigt ein weiteres mit Tieftemperatur-LNG arbeitendes Energieerzeugungssystem gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine CO&sub2;-Separatoreinheit II mit einem Gaswiedergewinnungsabschnitt 45 vorgesehen, welcher das verflüssigte CO&sub2; vergast und das gasförmige CO&sub2; zurückgewinnt. Insbesondere ist anstelle des im vorhergegangenen Beispiel verwendeten Gaswärmetauschers 26 ein Wärmetauscher 37 des Multifluidtyps mit Niedertemperatur-Wärmerückgewinnung vorgesehen. Zusätzlich ist ein Kompressor 38 vorgesehen, um von dem zweiten Gasflüssigkeit-Separator 25 abgegebene Gase zu komprimieren, bevor diese Gase in den Wärmetauscher 27 eingeleitet werden. Ferner ist ein dritter Gasflüssigkeit-Separator 39 in einer Leitung 42 angeordnet, welche sich zwischen den Wärmetauschern 37 und 27 erstreckt. Eine zweite Wiedergewinnungsleitung 40 ist vorgesehen, um einen Teil des flüssigen CO&sub2; aus der Gasflüssigkeit-Separatortrommel 28 in den Multifluidwärmetauscher 37 zu leiten, so daß der Wärmeaustausch in dem Multifluidwärmetauscher 37 das flüssige Niedertemperatur-CO&sub2; sowie CO&sub2;-freie Gase in der Leitung 44 (genannt "Restgas") nutzt und daß die CO&sub2; enthaltenden Gase in der Leitung 42 durch diesen Wärmetausch in dem Multifluidwärmetauscher 37 gekühlt werden. Das für den Wärmetausch verwendete CO&sub2; wird vergast und durch die zweite Wiedergewinnungsleitung 40 zurückgewonnen. Ferner ist eine Zweigleitung 46 vorgesehen, um das verbliebene flüssige CO&sub2; aus der Gasflüssigkeit-Separatortrommel dem Speichertank 29 zuzuführen. Das flüssige CO&sub2; im Speichertank 29 wird mittels der Pumpe 30 und der Rezirkulationsleitung 47 zu der zweiten Rückgewinnungsleitung 40 zurückgeführt, so daß es sich mit der in den Multifluidwärmetauscher 37 strömenden Flüssigkeit vermischt. Andere Anordnungen sind ähnlich den in Figur 1 dargestellten.
  • Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform wird das in die CO&sub2;-Separatoreinheit II eingeführte Anodengas zu dem Multifluidwärmetauscher 37 über die Kühleinrichtung 33, den zweiten Gasflüssigkeit-Separator 25 und den Kompressor 38 übertragen. In dem Multifluidwärmetauscher 37 wird das Anodengas in Wärmeaustausch mit den keine Flüssigkeit enthaltenden Gasen und der Flüssigkeit gebracht, so daß ein Teil des CO&sub2; verflüssigt wird. CO&sub2; wird in dem mit indirekter Heizung arbeitenden Wärmetauscher 27 mit LNG niedriger Temperatur weiter verflüssigt. Das verflüssigte CO&sub2; wird in den Speichertank 29 über die CO&sub2;-Gas/Flüssigkeit-Separatortrommein 28 eingeleitet. In diesem Falle wird ein Teil des verflüssigten CO&sub2; direkt dem Multifluidwärmetauscher 37 über die zweite Rückgewinnungsleitung 40 zugeführt, so daß seine niedrige Temperatur verwendet wird, um das Anodengas zu kühlen. Folglich wird dieser Teil des CO&sub2; wieder vergast. Das gasförmige CO&sub2; wird aus dem Multifluidwärmetauscher 37 abgeleitet und der CO&sub2;-Behandlungseinrichtung 34 zugeführt. Daher wird das gasförmige CO&sub2; nicht an die Atmosphäre abgegeben. Gase, die nicht in dem mit indirekter Heizung arbeitenden Wärmetauscher 27 kondensieren, werden dem Multifluidwärmetauscher 37 über die Restgasleitung 44 aus der CO&sub2;-Gas/Flüssigkeit-Separatortrommel 20 zugeleitet. Dann strömen diese Restgase durch den Erhitzer 41, das Gebläse 36 des Energieerzeugungssystems I, den Wärmetauscher 18 und die Brennkammer 12b des Reformers 12. Dies bedeutet, daß die Restgase zur Kathodenkammer 3 rezirkuliert werden.
  • Da in diesem System der Kompressor 38 die von dem zweiten Gas/Flüssigkeit-Separator 25 abgegebenen Gase unter Druck setzt, kann der Gasdruck in der CO&sub2;-Separatoreinheit II bei oder oberhalb von 5,2 Ata gehalten werden. Außerdem führt das Anheben des Gasdruckes zu einer Verbesserung des CO&sub2;-Verflüssigungswirkungsgrades bei der CO&sub2;-Verflüssigung in dem mit indirekter Heizung arbeitenden Wärmetauscher 27. Infolgedessen kann man unter Umständen auf das Gebläse 36 verzichten, wenn der Gasdruck dies erlaubt.
  • Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dieses Tieftemperatur-Energieerzeugungssystem enthält eine Brennstoffzelle des Carbonatschmelze-Typs, die eine Reformierkammer 12c hat, um Erdgas mit der Wärme zu reformieren, die bei der Zellenreaktion der Brennstoffzelle erzeugt wird. Ferner ist eine zweite Gasleitung 48 vorgesehen, um mindestens einen Teil des durch die CO&sub2;-Separatoreinheit II gemäß Figur 2 abgetrennten und wiedergewonnenen CO&sub2;-Gases als Teil des der Kathodenkammer 3 der Brennstoffzelle 50 zuzuführenden oxidierenden Gases einzuleiten. Ferner ist eine dritte Gasleitung 49 vorgesehen, um Gase, die in der CO&sub2;-Separatoreinheit II nach der Wiedergewinnung von CO&sub2; verblieben sind, im Einlaß der Reformierkammer 12c zuzuführen. Diese Anordnung verbessert den Energieerzeugungswirkungsgrad. In den Gasen enthaltenes CO&sub2; wird mit LNG tiefer Temperatur verflüssigt und von den Gasen abgetrennt. Die zweite Rückgewinnungsleitung 40 der CO&sub2;-Separatoreinheit II gemäß Figur 2, welche das verflüssigte CO&sub2; wieder vergast und zurückgewinnt, und die Luftzufuhrleitung 8, welche die Luft A der Kathodenkammer 3 der Brennstoffzelle 1 zuleitet, werden durch die zweite Gasleitung 48 miteinander verbunden, so daß CO&sub2; zu der Kathodenkammer 3 zusammen mit der Luft A zurückgeleitet wird. Gase, die nach der CO&sub2;-Wiedergewinnung in der CO&sub2;-Separatoreinheit II verbleiben, werden ebenfalls zu der Brennkammer 12b des Reformers 12 durch die erste Gasleitung 35 zurückgeführt, wie bei den Systemen gemäß den Figuren 1 und 2. Solche Restgase werden ferner zum Einlaß der Reformierkammer über die dritte Gasleitung 49 rezirkuliert.
  • Bei dieser Ausführungsform nutzt die CO&sub2;-Separatoreinheit II die tiefe Temperatur des LNG zum Verflüssigen und Trennen von CO&sub2; aus, wobei das verflüssigte CO&sub2; für die Rückgewinnung wieder vergast wird. Das rückgewonnene gasförmige CO&sub2; kehrt in die Kathodenkammer 3 der Brennstoffzelle 50 zurück, während die Restgase (H&sub2;O und CO) nach dem Abtrennen von CO&sub2; in der CO&sub2;-Separatoreinheit II zu dem Einlaß der Reformierkammer 12c zurückkehren. Damit ist es möglich, den Energieerzeugungswirkungsgrad der Brennstoffzelle 50 zu steigern.
  • In dem Tieftemperaturerzeugungssystem gemäß Figur 3 ebenso wie in jenen gemäß den Figuren 1 und 2 kann CO&sub2;, das in den aus dem thermischen Elektrizitätskraftwerk herkommenden Gasen enthalten ist in die Luftzufuhrleitung 8 und damit wiederum in die Kathodenkammer 3 eingeleitet werden. Zusätzlich kann die CO&sub2;-Separatoreinheit II CO&sub2; in Form von Flüssigkeit abgeben, auch wenn die Einheit II gemäß Figur 3 CO&sub2; in Gasform abgibt.
  • Was die Brennstoffzelle 50 betrifft, so befaßt sich die obige Beschreibung mit der Brennstoffzelle 50, welche die Reformierkammer 12c hat, die Erdgas mithilfe der Wärme reformiert, welche bei der Zellenreaktion der Brennstoffzelle 50 erzeugt wird. Mit anderen Worten ist die Reformierkammer 12c in der Brennstoffzelle 50 angeordnet. Die Ausführungsform gemäß Figur 3 kann jedoch auch auf Systeme gemäß den Figuren 1 und 2 angewendet werden. Insbesondere kann diese Ausführungsform auf Fälle angewendet werden, in denen ein Teil des von der Brennstoffzelle abgegebenen Kathodengases und Anodengases jeweils in die Brennkammer 12b des Reformers 12 eingeleitet wird. In einem solchen Fall kann wie bei dem System gemäß Figur 3 eine zweite Gasleitung 48 und eine dritte Gasleitung 49 vorgesehen sein. Ferner kann eine vierte Gasleitung 52 und eine fünfte Gasleitung 53 zum Einführen eines Teiles des aus der Anodenkammer 4 abgegebenen Anodengases bzw. eines Teiles des von der Kathodenkammer 3 abgegebenen Gases in die Brennkammer 12b des Reformers 12 vorgesehen sein, wie dies in Figur 4 dargestellt ist.
  • Selbst wenn in den Systemen gemäß den Figuren 3 und 4 eine exzessive Menge von H&sub2; und CO in die Anodenkammern 4 der Brennstoffzellen 1 und 50 eingeführt werden, werden diese Gase (H&sub2; und CO) in den Systemen über die Separatoreinheit II rezirkuliert, so daß der Brennstoffnutzungsfaktor des gesamten Systems nicht verschlechtert wird und der für einen Durchlauf geltende Brennstoffnutzungsfaktor an der Anodenkammer 4 niedrig gemacht werden kann. Dies erhöht die Zellen- Spannung. Selbst wenn ferner bei dem System gemäß Figur 4 die Reformrate an dem Reformer 12 nicht hoch eingestellt ist, zirkuliert nicht reformiertes CH&sub4; in dem System und der Systemwirkungsgrad wird nicht verringert.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise zeigen die Figuren 1 und 2 die Systeme für thermische Elektrizitätskraftwerke 5. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Kraftwerken angewendet werden. Ferner werden die von dem Kraftwerk abgegebenen Gase mit der Luft gemischt, bevor sie in die Kathodenkammer der Brennstoffzelle in den dargestellten Ausführungsbeispielen eingeleitet werden. Jedoch kann die Rezirkulationsgasleitung 24 weggelassen werden, wenn in dem System erzeugtes CO&sub2; mittels Tieftemperatur-LNG verflüssigt und von den Gasen abgetrennt wird, sowie der Kathodenkammer der Brennstoffzelle zugeleitet wird. Auch wenn ein Teil des in der CO&sub2;-Separatoreinheit II vergasten Erdgases NG der Einlaß des Reformers bei den dargestellten Ausführungsbeispielen zugeführt wird, so ist dies jedoch kein notwendiges Merkmal. Darüber hinaus kann eine weitere Brennstoffzelle stromabwärts der Turbine 10 vorgesehen sein und die durch die Turbine 10 strömenden Gase können der Kathodenkammer dieser Brennstoffzelle zugeleitet werden.

Claims (32)

1. Energieerzeugungssystem, umfassend eine Karbonatschmelze- Brennstoffzelle (1; 50) und eine CO&sub2;-Separatoreinheit (II), wobei die Brennstoffzelle einen Reformer (12), eine Kathodenkammer (3), eine Anodenkammer (4) und einen mit Karbonatschmelze getränkten Elektrolyten (2) hat, wobei ferner der Anodenkammer (4) Erdgas als Brennstoffgas und der Kathodenkammer (3) oxidierendes Gas zugeführt wird, und wobei der Reformer (12) eine Reformierkammer (12a) und eine Brennkammer (12b) hat, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Anodenkammer (4) abgegebene Gase in die CO&sub2;- Separatoreinheit (II) eingeführt werden und darin enthaltenes CO&sub2; beim Wärmeaustausch mit flüssigem Tieftemperatur-Erdgas in der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) verflüssigt wird, und daß das flüssige Tieftemperatur-Erdgas zu gasförmigem Erdgas bei dem Wärmeaustausch umgewandelt und der Anodenkammer über den Reformer zugeführt wird.
2. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine erste Gasleitung (35) hat, um von der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) abgegebene Gase in die Kathodenkammer (3) einzuführen.
3. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die CO&sub2;-Separatoreinheit (II) einen Flüssigkeitssammelabschnitt (43) für das verflüssigte CO&sub2; umfaßt.
4. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die CO&sub2;-Separatoreinheit (II) folgende Teile einschließt:
einen Wärmetauscher (27) eines Typs mit indirekter Erwärmung, um CO&sub2;, das in den aus der Anodenkammer (4) abgegebenen Gasen enthalten ist, unter Verwendung von flüssigem Tieftemperatur-Erdgas zu verflüssigen; und
eine Gasflüssigkeitseparatortrommel (28), die mit dem Wärmetauscher (27) zum Trennen des verflüssigten CO&sub2; von der gasförmigen Komponente der Gase verbunden ist, welche von dem Wärmetauscher (27) abgegeben werden.
5. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner folgende Teile einschließt:
eine Einführleitung (42), welche mit dem Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung verbunden ist, um die von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gase einzuführen;
eine Restgasleitung (44), welche mit der Gas-Flüssigkeitseparatortrommel (28) verbunden ist, um Gase abzuführen, von denen CO&sub2; abgetrennt wurde; und
einen Gaswärmetauscher (26), welcher die Einführleitung (42) und die Restgasleitung (44) miteinander verbindet, um die von CO&sub2; freien Gase mit den von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gasen vorzuwärmen.
6. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die CO&sub2;-Separatoreinheit (II) ferner umfaßt:
einen Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung, um CO&sub2;, das in den von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gasen enthalten ist, unter Verwendung von flüssigem Tieftemperatur-Erdgas zu verflüssigen;
eine Gasflüssigkeitseparatortrommel (28), die mit dem Wärmetauscher (27) verbunden ist, um das verflüssigte CO&sub2; von der Gaskomponente der von dem Wärmetauscher (27) abgegebenen Gase abzutrennen; und einen mit der Gasflüssigkeitseparatortrommel (28) verbundenen Speichertank (29) zum Speichern des verflüssigten CO&sub2;.
7. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine mit dem Speichertank (29) verbundene erste Sammelleitung (32) zum Leiten des verflüssigten CO&sub2; aus dem Speichertank (29) in die CO&sub2;- Verarbeitungseinrichtungen (34) umfaßt.
8. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine in der ersten Sammelleitung (32) angeordnete Pumpe (30) umfaßt.
9. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einschließt:
eine Einführungsleitung (42), die mit dem Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung verbunden ist, um die von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gase einzuführen;
eine Restgasleitung (44), die mit der CO&sub2;-Separatortrommel (28) verbunden ist, um CO&sub2;-freie Gase abzuführen, und
einen Gaswärmetauscher (26), welcher die Einführungsleitung (42) und die Restgasleitung (44) miteinander verbindet, um die CO&sub2;-freien Gase mit den von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gasen vorzuwärmen.
10. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Kühleinrichtung (33) hat, die in der Einführungsleitung (42) an einer Stelle stromaufwärts des Wärmetauschers (27) mit indirekter Heizung angeordnet ist.
11. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Gasflüssigkeitseparatoreinheit (25) einschließt, die in der Einführungsleitung (42) zwischen dem Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung und der Kühleinrichtung (33) angeordnet ist.
12. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 4, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einschließt:
eine Einführungsleitung (42), die mit dem Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung verbunden ist, um die von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gase einzuführen; und eine in der Einführungsleitung (42) angeordnete Kühleinrichtung (33).
13. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Gasflüssigkeitseparatoreinheit (25) einschließt, die in der Einführungsleitung (42) an einer Stelle stromabwärts der Kühleinrichtung (33) angeordnet ist.
14. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Heizeinrichtung (41) einschließt, die in der Restgasleitung (44) an einer Position stromabwärts des Gaswärmetauschers (26) angeordnet ist.
15. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 4, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt:
eine Restgasleitung (44), die mit der Gasflüssigkeitseparatortrommel (28) verbunden ist, um Gase abzugeben, von denen CO&sub2; abgetrennt wurde; und
eine in der Restgasleitung (44) angeordnete Heizeinrichtung (41).
16. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CO&sub2;-Separatoreinheit (II) einen Gassammelabschnitt (45) zum Vergasen und Wiedergewinnen des verflüssigten und separierten CO&sub2; einschließt.
17. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine erste Gasleitung (35) einschließt, um CO&sub2;-freie Gase, die von der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) abgegeben wurden, in die Kathodenkammer (3) einzuleiten.
18. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine zweite Gasleitung (48) einschließt, um CO&sub2;, das durch den Gassammelabschnitt (45) der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) gewonnen wurde, in die Kathodenkammer (3) einzuleiten.
19. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine dritte Gasleitung (49) enthält, um in den Einlaß der Reformierkammer (12a) CO&sub2;-freie Gase einzuleiten, die von der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) abgegeben wurden.
20. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einschließt:
eine zweite Gasleitung (48), um in die Kathodenkammer (3) CO&sub2; einzuleiten, das in dem Gassammelabschnitt (45) der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) aufgefangen wurde; und
eine dritte Gasleitung (49), um in den Einlaß der Reformierkammer (12a) CO&sub2;-freie Gase einzuleiten, die von der CO&sub2;-Separatoreinheit (II) abgegeben wurden.
21. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einschließt:
eine vierte Gasleitung, um in die Brennkammer (12b) des Reformers (12) Gase einzuleiten, die von der Kathodenkammer (3) abgegeben wurden; und
eine fünfte Gasleitung (53), um in die Brennkammer (12b) des Reformers (12) Gase einzuleiten, die von der Anodenkammer (4) abgegeben wurden.
22. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 16, 17, 18, 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die CO&sub2;-Separatoreinheit (II) enthält:
einen Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung, um CO&sub2;, welches in von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gasen enthalten ist, mit flüssigem Tieftemperatur-Erdgas zu verflüssigen; und
eine Gasflüssigkeitseparatortrommel (28), die mit dem Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung verbunden ist, um verflüssigtes CO&sub2; von den von dem Wärmetauscher (27) abgegebenen Gasen abzutrennen.
23. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 16, 17, 18, 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die CO&sub2;-Separatoreinheit (II) einschließt:
einen Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung, um verflüssigtes CO&sub2;, das in von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gasen enthalten ist, mit flüssigem Erdgas zu kühlen;
eine CO&sub2;-Separatortrommel (28), die mit dem Wärmetauscher mit indirekter Heizung verbunden ist, um das verflüssigte CO&sub2; von den aus dem Wärmetauscher (27) abgegebenen Gasen abzutrennen;
eine zweite Sammelleitung (40), um das verflüssigte CO&sub2; von der CO&sub2;-Separatortrommel (28) aufzufangen und zu der CO&sub2;-Behandlungseinrichtung (34) zu leiten;
eine Einführungsleitung (42), um in den Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung Gase einzuleiten, die von der Anodenkammer (4) abgegeben wurden;
eine Restgasleitung (44), um CO&sub2;-freie Gase von der CO&sub2;- Separatortrommel (28) wegzuführen; und
einen Multifluidwärmetauscher (37), der in der zweiten Sammelleitung (40), der Einführungsleitung (42) und der Restgasleitung (44) angeordnet ist, um die von der Anodenkammer (4) abgegebenen Gase mit dem verflüssigten CO&sub2; und dem CO&sub2;-freien Gas zu kühlen, um so das verflüssigte CO&sub2; in den gasförmigen Zustand zu überführen.
24. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Kühleinrichtung (33) umfaßt, die in der Einführungsleitung (42) an einer Position stromaufwärts des Multifluidwärmetauschers (37) angeordnet ist.
25. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einen Gasflüssigkeitseparator (25) enthält, der in der Einführungsleitung zwischen der Kühleinrichtung (33) und dem Multifluidwärmetauscher (37) angeordnet ist.
26. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einen Kompressor (38) enthält, der in der Einführungsleitung (42) zwischen dem Gasflüssigkeitseparator (25) und dem Multifluidwärmetauscher (37) angeordnet ist.
27. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einen Kompressor (38) enthält, der in der Einführungsleitung (42) an einer Position stromaufwärts des Multifluidwärmetauschers (37) angeordnet ist.
28. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 23, 24, 25, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einen zusätzlichen Gasflüssigkeitseparator (39) enthält, der in der Einführungsleitung (42) zwischen dem Wärmetauscher (27) mit indirekter Heizung und dem Multifluidwärmetauscher (37) angeordnet ist.
29. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 23, 24, 25, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Heizeinrichtung (41) enthält, die in der Restgasleitung (44) an einer Position stromabwärts des Multifluidwärmetauschers (37) angeordnet ist.
30. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 23, 24, 25, 26, 27, 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner enthält:
eine Zweigleitung (46) an der zweiten Sammelleitung (40) zwischen der CO&sub2;-Separatortrommel (28) und dem Multifluidwärmetauscher (37); und
einen Speichertank (29), der in der Zweigleitung (46) zum Aufbewahren des flüssigen CO&sub2; vorgesehen ist.
31. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner enthält:
eine Rückführleitung (47), die an ihrem einen Ende mit dem Speichertank (29) und an ihrem anderen Ende mit der zweiten Sammelleitung (40) zwischen der Zweigleitung (46) und dem Multifluidwärmetauscher (37) verbunden ist.
32. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Pumpe (30) enthält, die in der Rückführleitung (47) angeordnet ist.
DE69109195T 1990-05-30 1991-05-27 LNG cryogenes Stromerzeugungssystem, das Brennstoffzellen mit geschmolzenem Carbonat verwendet. Expired - Lifetime DE69109195T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2140398A JP3038393B2 (ja) 1990-05-30 1990-05-30 Ｌｎｇ冷熱を利用したｃｏ▲下２▼分離装置を有する溶融炭酸塩型燃料電池発電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69109195D1 DE69109195D1 (de) 1995-06-01
DE69109195T2 true DE69109195T2 (de) 1996-03-07

Family

ID=15267865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69109195T Expired - Lifetime DE69109195T2 (de) 1990-05-30 1991-05-27 LNG cryogenes Stromerzeugungssystem, das Brennstoffzellen mit geschmolzenem Carbonat verwendet.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5198311A (de)
EP (1) EP0467051B1 (de)
JP (1) JP3038393B2 (de)
CN (1) CN1023434C (de)
CA (1) CA2043111C (de)
DE (1) DE69109195T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020124071A1 (de) 2020-09-16 2022-03-17 Audi Aktiengesellschaft Festoxidbrennstoffzellenvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer solchen und Brennstoffzellenfahrzeug

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449568A (en) * 1993-10-28 1995-09-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Indirect-fired gas turbine bottomed with fuel cell
US5555728A (en) * 1995-02-03 1996-09-17 Welch, Welch And Swanson Apparatus and method for producing power using the excess pressure in natural gas pipelines
US5541014A (en) * 1995-10-23 1996-07-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Indirect-fired gas turbine dual fuel cell power cycle
US5851689A (en) 1997-01-23 1998-12-22 Bechtel Corporation Method for operating a fuel cell assembly
DE19755116C1 (de) * 1997-12-11 1999-03-04 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh PEM-Brennstoffzellensystem sowie Verfahren zum Betreiben eines PEM-Brennstoffzellensystems
DE19821952C2 (de) 1998-05-15 2000-07-27 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Energieversorgungseinheit an Bord eines Luftfahrzeugs
GB2401403B (en) * 2003-05-08 2006-05-31 Rolls Royce Plc Carbon dioxide recirculation
US20060251934A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-09 Ion America Corporation High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US8691462B2 (en) * 2005-05-09 2014-04-08 Modine Manufacturing Company High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US7858256B2 (en) * 2005-05-09 2010-12-28 Bloom Energy Corporation High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
CN100461514C (zh) * 2005-12-31 2009-02-11 山东理工大学 直接二甲醚燃料电池***
JP5183119B2 (ja) * 2007-08-07 2013-04-17 中国電力株式会社 発電システム
JP5183118B2 (ja) * 2007-08-07 2013-04-17 中国電力株式会社 発電システム
US20090288447A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Alstom Technology Ltd Operation of a frosting vessel of an anti-sublimation system
US20090301108A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Alstom Technology Ltd Multi-refrigerant cooling system with provisions for adjustment of refrigerant composition
US8163070B2 (en) * 2008-08-01 2012-04-24 Wolfgang Georg Hees Method and system for extracting carbon dioxide by anti-sublimation at raised pressure
US20100050687A1 (en) * 2008-09-04 2010-03-04 Alstom Technology Ltd Liquefaction of gaseous carbon-dioxide remainders during anti-sublimation process
JP5496494B2 (ja) * 2008-11-26 2014-05-21 中国電力株式会社 発電システム
JP5148541B2 (ja) * 2009-03-30 2013-02-20 東京瓦斯株式会社 酸素燃焼技術を利用した水素分離型水素製造システム
AU2010292313B2 (en) * 2009-09-08 2015-08-20 The Ohio State University Research Foundation Integration of reforming/water splitting and electrochemical systems for power generation with integrated carbon capture
US8845877B2 (en) 2010-03-19 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed electrochemical process
US8721866B2 (en) 2010-03-19 2014-05-13 Liquid Light, Inc. Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide
US8500987B2 (en) * 2010-03-19 2013-08-06 Liquid Light, Inc. Purification of carbon dioxide from a mixture of gases
US8568581B2 (en) 2010-11-30 2013-10-29 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide
US8945368B2 (en) 2012-01-23 2015-02-03 Battelle Memorial Institute Separation and/or sequestration apparatus and methods
US8858777B2 (en) 2012-07-26 2014-10-14 Liquid Light, Inc. Process and high surface area electrodes for the electrochemical reduction of carbon dioxide
US10329676B2 (en) 2012-07-26 2019-06-25 Avantium Knowledge Centre B.V. Method and system for electrochemical reduction of carbon dioxide employing a gas diffusion electrode
US8444844B1 (en) 2012-07-26 2013-05-21 Liquid Light, Inc. Electrochemical co-production of a glycol and an alkene employing recycled halide
WO2014043651A2 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Liquid Light, Inc. High pressure electrochemical cell and process for the electrochemical reduction of carbon dioxide
CN105122526B (zh) 2013-03-15 2017-06-27 埃克森美孚研究工程公司 熔融碳酸盐燃料电池在钢铁加工中的集成
US9077008B2 (en) 2013-03-15 2015-07-07 Exxonmobil Research And Engineering Company Integrated power generation and chemical production using fuel cells
US9819042B2 (en) 2013-09-30 2017-11-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Fuel cell integration within a heat recovery steam generator
US9755258B2 (en) 2013-09-30 2017-09-05 Exxonmobil Research And Engineering Company Integrated power generation and chemical production using solid oxide fuel cells
US9556753B2 (en) 2013-09-30 2017-01-31 Exxonmobil Research And Engineering Company Power generation and CO2 capture with turbines in series
KR102164379B1 (ko) 2013-12-31 2020-10-12 두산중공업 주식회사 천연가스이용 연료전지
US10787891B2 (en) * 2015-10-08 2020-09-29 1304338 Alberta Ltd. Method of producing heavy oil using a fuel cell
WO2017184877A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Fuelcell Energy, Inc. High efficiency fuel cell system with hydrogen and syngas export
WO2017184802A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Fuelcell Energy, Inc. Carbon dioxide removal from anode exhaust of a fuel cell by cooling/condensation
WO2017189785A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Fuelcell Energy, Inc. Carbon dioxide sequestration using molten carbonate fuel cell and hydrogen separation technology
US10541433B2 (en) 2017-03-03 2020-01-21 Fuelcell Energy, Inc. Fuel cell-fuel cell hybrid system for energy storage
US10573907B2 (en) 2017-03-10 2020-02-25 Fuelcell Energy, Inc. Load-following fuel cell system with energy storage
CA2997634A1 (en) 2018-03-07 2019-09-07 1304342 Alberta Ltd. Production of petrochemical feedstocks and products using a fuel cell
JP7181060B2 (ja) * 2018-11-20 2022-11-30 東京瓦斯株式会社 燃料電池発電システム
WO2020112895A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Reforming catalyst pattern for fuel cell operated with enhanced co2 utilization
US11888187B2 (en) 2018-11-30 2024-01-30 ExxonMobil Technology and Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization
US11424469B2 (en) 2018-11-30 2022-08-23 ExxonMobil Technology and Engineering Company Elevated pressure operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization
WO2020112806A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Layered cathode for molten carbonate fuel cell
WO2020112834A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Fuel cell staging for molten carbonate fuel cells
KR20210107700A (ko) 2018-11-30 2021-09-01 퓨얼 셀 에너지, 인크 심층 co2 포획을 위한 용융 탄산염 연료전지들의 재생성
CA3162231A1 (en) 2019-11-26 2021-06-03 Exxonmobile Research And Engineering Company Operation of molten carbonate fuel cells with high electrolyte fill level
CN114830387A (zh) 2019-11-26 2022-07-29 埃克森美孚技术与工程公司 燃料电池模块组件和使用该燃料电池模块组件的***
US11978931B2 (en) 2021-02-11 2024-05-07 ExxonMobil Technology and Engineering Company Flow baffle for molten carbonate fuel cell

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3527618A (en) * 1968-05-13 1970-09-08 United Aircraft Corp Fuel cell with carbon dioxide gas stripper and method of operation
ZA815969B (en) * 1981-02-13 1983-03-30 Westinghouse Electric Corp High temperature fuel cell systems
US4588659A (en) * 1984-12-11 1986-05-13 Energy Research Corporation Fuel vaporizer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020124071A1 (de) 2020-09-16 2022-03-17 Audi Aktiengesellschaft Festoxidbrennstoffzellenvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer solchen und Brennstoffzellenfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
CN1063777A (zh) 1992-08-19
JP3038393B2 (ja) 2000-05-08
CA2043111C (en) 1994-05-24
EP0467051A1 (de) 1992-01-22
DE69109195D1 (de) 1995-06-01
US5198311A (en) 1993-03-30
CN1023434C (zh) 1994-01-05
CA2043111A1 (en) 1991-12-01
EP0467051B1 (de) 1995-04-26
JPH0434861A (ja) 1992-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69109195T2 (de) LNG cryogenes Stromerzeugungssystem, das Brennstoffzellen mit geschmolzenem Carbonat verwendet.
DE68907398T2 (de) System zur Erzeugung elektrischer Energie mit Gebrauch von Brennstoffzellen des geschmolzenen Karbonattyps.
EP3158111B1 (de) Elektrolyseverfahren und elektrolyseanordnung mit rezirkulierenden spülmedien
DE69123042T2 (de) System zur Erzeugung von Energie unter Verwendung von Brennstoffzellen mit geschmolzenen Karbonaten
DE4032993C1 (de)
DE69109326T2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Systems zur Energiegewinnung mittels Brennstoffzellen.
EP0850494B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennstoffzellenanlage und brennstoffzellenanlage zum durchführen des verfahrens
DE3932217A1 (de) Verfahren fuer den betrieb von hochtemperatur-brennstoffzellen
DE69110982T2 (de) Energiegewinnungssystem mit Anwendung von geschmolzenen Karbonatbrennstoffzellen.
EP2569463A1 (de) Verfahren zur erzeugung von wasserstoff aus wasser mittels eines hochtemperatur-elektrolyseurs
EP0925614B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennstoffzellenanlage und brennstoffzellenanlage
WO2009059571A1 (de) Hochtemperaturbrennstoffzellensystem mit teilweisem kreislauf des anodenabgases und ausschleusung von gaskomponenten
EP4204603A1 (de) Wärmerückgewinnung bei elektrolyseprozessen
EP0490925A1 (de) Verfahren und anlage zur erzeugung elektrischer energie.
EP1170811A2 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102019105016B4 (de) Brennstoffzellensystem
EP0898790B1 (de) Verfahren zum betreiben einer hochtemperatur-brennstoffzellenanlage und hochtemperatur-brennstoffzellenanlage
DE102018220923A1 (de) Brennstoffzellenvorrichtung für ein Energiespeicher- und/oder Energietransportsystem
DE69116350T2 (de) Energiegewinnungsverfahren mit Anwendung von Karbonatschmelzbrennstoffzellen
WO2019137827A1 (de) Herstellung eines kohlenmonoxid enthaltenden gasprodukts
EP3572557A1 (de) Elektrolysevorrichtung und verfahren zum betreiben der elektrolysevorrichtung
DE102021117030B4 (de) Gasgemisch-Zerlegungsanlage sowie Verfahren zum Abtrennen von wenigstens einem Hauptfluid aus einem Gasgemisch
EP4324957A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung eines wasserstoff enthaltenden produkts
WO2024074221A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung eines wasserstoffprodukts
EP1509963B1 (de) Niedertemperatur-brennstoffzellensystem sowie verfahren zum betreiben eines solchen

Legal Events

Date Code Title Description
8332 No legal effect for de
8370 Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted
8364 No opposition during term of opposition