JP2000331700A - 燃料電池発電プラントの運転方法 - Google Patents
燃料電池発電プラントの運転方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水素を２
％以上含むガスを燃料電池発電プラントの燃料ガスとし
て供給する場合でも、燃料処理系の触媒層でカーボン析
出反応を起こさないで長期間の安定運転を可能にする。 【解決手段】ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水素
を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と混
合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを燃
料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおいて、
停止操作を行なうに際して、燃料処理系への燃料ガスの
供給を停止した後、直ちに燃料処理系内に窒素等の不活
性ガスと水蒸気を同時に流すことにより燃料ガスのパー
ジを行なうものである。
％以上含むガスを燃料電池発電プラントの燃料ガスとし
て供給する場合でも、燃料処理系の触媒層でカーボン析
出反応を起こさないで長期間の安定運転を可能にする。 【解決手段】ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水素
を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と混
合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを燃
料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおいて、
停止操作を行なうに際して、燃料処理系への燃料ガスの
供給を停止した後、直ちに燃料処理系内に窒素等の不活
性ガスと水蒸気を同時に流すことにより燃料ガスのパー
ジを行なうものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池発電プラン
トにおいて、特にブタン以上の炭素数を有する高位炭化
水素を２％以上含む燃料ガスを燃料電池本体に供給する
燃料電池発電プラントの運転方法に関する。
トにおいて、特にブタン以上の炭素数を有する高位炭化
水素を２％以上含む燃料ガスを燃料電池本体に供給する
燃料電池発電プラントの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、都市部への設置を前提に実用化が
進められている燃料電池発電プラントは、燃料ガスに天
然ガスを使用することが一般的であり、一部では液化プ
ロパンガスを燃料ガスとして使用した例もある。
進められている燃料電池発電プラントは、燃料ガスに天
然ガスを使用することが一般的であり、一部では液化プ
ロパンガスを燃料ガスとして使用した例もある。
【０００３】これら燃料電池発電プラントの燃料処理
系、すなわち水素生成プロセス系は、一般的に燃料ガス
中の硫黄分を除去する脱硫器、燃料炭化水素の水蒸気改
質反応器（改質器）、一酸化炭素変成器（変成器）で構
成される。ここで、改質器で必要な水蒸気は脱硫器の後
流側、すなわち改質器入口の手前で供給される。一方、
このプラントを停止させる際の燃料ガスパージ用不活性
ガスは脱硫器の手前で供給される。
系、すなわち水素生成プロセス系は、一般的に燃料ガス
中の硫黄分を除去する脱硫器、燃料炭化水素の水蒸気改
質反応器（改質器）、一酸化炭素変成器（変成器）で構
成される。ここで、改質器で必要な水蒸気は脱硫器の後
流側、すなわち改質器入口の手前で供給される。一方、
このプラントを停止させる際の燃料ガスパージ用不活性
ガスは脱硫器の手前で供給される。
【０００４】これら従来の燃料電池発電プラントの停止
操作は、燃料ガスと水蒸気を同時に停止し、不活性ガス
により系内をパージしている。この場合、水蒸気供給部
の上流側に設置されている脱硫器及び周辺の配管に残留
している燃料ガスは不活性ガスにより押し出され、水蒸
気のない状態で改質器に流れる。
操作は、燃料ガスと水蒸気を同時に停止し、不活性ガス
により系内をパージしている。この場合、水蒸気供給部
の上流側に設置されている脱硫器及び周辺の配管に残留
している燃料ガスは不活性ガスにより押し出され、水蒸
気のない状態で改質器に流れる。
【０００５】しかしながら、従来から供給されている燃
料ガスには、ブタンが１％程度しか含まれておらず、こ
の運転方法でも改質触媒層でカーボン析出を起こすこと
はない。
料ガスには、ブタンが１％程度しか含まれておらず、こ
の運転方法でも改質触媒層でカーボン析出を起こすこと
はない。
【０００６】これに対してブタン以上の炭素数を有する
高位炭化水素は、メタンからプロパンまでの炭化水素よ
り、改質触媒層でカーボン析出反応を起こし易く、プラ
ントの停止操作時、水蒸気のない状態で燃料ガスを改質
触媒層に流すと、カーボン析出反応を起こす。
高位炭化水素は、メタンからプロパンまでの炭化水素よ
り、改質触媒層でカーボン析出反応を起こし易く、プラ
ントの停止操作時、水蒸気のない状態で燃料ガスを改質
触媒層に流すと、カーボン析出反応を起こす。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ブタ
ン以上の炭素数を有する高位炭化水素はメタンからプロ
パンまでの炭化水素より、改質触媒層でカーボン析出反
応を起こし易いことから、プラント停止操作時、水蒸気
のない状態で燃料ガスを改質触媒層に流すと、カーボン
析出反応を起こす可能性が高い。このカーボン析出反応
により触媒層にカーボンが蓄積されると、やがて触媒層
は閉塞されて燃料ガスの供給が困難となり、燃料電池発
電プラントは燃料電池本体での水素不足で停止すること
になり、その復旧には改質器の触媒を交換しなければな
らなくなる。
ン以上の炭素数を有する高位炭化水素はメタンからプロ
パンまでの炭化水素より、改質触媒層でカーボン析出反
応を起こし易いことから、プラント停止操作時、水蒸気
のない状態で燃料ガスを改質触媒層に流すと、カーボン
析出反応を起こす可能性が高い。このカーボン析出反応
により触媒層にカーボンが蓄積されると、やがて触媒層
は閉塞されて燃料ガスの供給が困難となり、燃料電池発
電プラントは燃料電池本体での水素不足で停止すること
になり、その復旧には改質器の触媒を交換しなければな
らなくなる。
【０００８】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、従来供給されていたガスより多くのブタン以
上の高位炭化水素を含むガスを、燃料電池発電プラント
の燃料ガスとして供給する場合でも、燃料処理系の改質
触媒層でカーボン析出反応を起こさない燃料電池発電プ
ラントの運転方法を提供することを目的とする。
たもので、従来供給されていたガスより多くのブタン以
上の高位炭化水素を含むガスを、燃料電池発電プラント
の燃料ガスとして供給する場合でも、燃料処理系の改質
触媒層でカーボン析出反応を起こさない燃料電池発電プ
ラントの運転方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により燃料電池発電プラン
トを運転するものである。
成するため、次のような手段により燃料電池発電プラン
トを運転するものである。
【００１０】請求項１に対応する発明は、ブタン以上の
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、停止操作を行なうに際し
て、燃料処理系への燃料ガスの供給を停止した後、直ち
に燃料処理系内に窒素等の不活性ガスと水蒸気を同時に
流すことにより燃料ガスのパージを行なうものである。
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、停止操作を行なうに際し
て、燃料処理系への燃料ガスの供給を停止した後、直ち
に燃料処理系内に窒素等の不活性ガスと水蒸気を同時に
流すことにより燃料ガスのパージを行なうものである。
【００１１】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料処理系の燃料ガスと水蒸
気との混合位置より上流側の燃料ガス流路に設置された
反応器及び配管内に残留している燃料ガスが不活性ガス
により前記燃料ガスと水蒸気との混合位置より押し出さ
れるまで水蒸気パージを行なうものである。
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料処理系の燃料ガスと水蒸
気との混合位置より上流側の燃料ガス流路に設置された
反応器及び配管内に残留している燃料ガスが不活性ガス
により前記燃料ガスと水蒸気との混合位置より押し出さ
れるまで水蒸気パージを行なうものである。
【００１２】請求項３に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料処理系に不活性ガスを燃
料ガス及び水蒸気がプラント外に排出されるまで供給し
てパージを行なうものである。
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料処理系に不活性ガスを燃
料ガス及び水蒸気がプラント外に排出されるまで供給し
てパージを行なうものである。
【００１３】従って、上記請求項１乃至請求項３に対応
する発明にあっては、プラントの停止動作中、パージ用
不活性ガスによって押し出された燃料ガスが水蒸気のな
い状態で改質器へ流れ込むことを防止でき、燃料処理系
の触媒層でのカーボン析出を抑制することができる。
する発明にあっては、プラントの停止動作中、パージ用
不活性ガスによって押し出された燃料ガスが水蒸気のな
い状態で改質器へ流れ込むことを防止でき、燃料処理系
の触媒層でのカーボン析出を抑制することができる。
【００１４】請求項４に対応する発明は、ブタン以上の
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止操作時に燃料
処理系への燃料ガスの供給を停止した後、直ちに燃料ガ
ス入口から燃料処理系内に水素ガスを流すものである。
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止操作時に燃料
処理系への燃料ガスの供給を停止した後、直ちに燃料ガ
ス入口から燃料処理系内に水素ガスを流すものである。
【００１５】請求項５に対応する発明は、ブタン以上の
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止操作を行なう
に際して、燃料処理系への燃料ガスの供給を停止した
後、燃料処理系内に窒素等の不活性ガスと水素ガスとを
同時に流すことにより燃料ガスのパージを行なうもので
ある。
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止操作を行なう
に際して、燃料処理系への燃料ガスの供給を停止した
後、燃料処理系内に窒素等の不活性ガスと水素ガスとを
同時に流すことにより燃料ガスのパージを行なうもので
ある。
【００１６】請求項６に対応する発明は、請求項５に対
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料ガスと水蒸気との混合位
置より上流側の燃料ガス流路に設置された反応器及び配
管内に残留している燃料ガスが不活性ガスにより前記燃
料ガスと水蒸気との混合位置より押し出されるまで水素
パージを行なうものである。
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料ガスと水蒸気との混合位
置より上流側の燃料ガス流路に設置された反応器及び配
管内に残留している燃料ガスが不活性ガスにより前記燃
料ガスと水蒸気との混合位置より押し出されるまで水素
パージを行なうものである。
【００１７】従って、上記請求項４乃至請求項６に対応
する発明にあっては、プラントの停止動作中、パージ用
不活性ガスによって押し出された燃料ガスと水素ガスと
が同時に改質器に流れるので、燃料処理系の触媒層での
カーボン析出を抑制することができる。
する発明にあっては、プラントの停止動作中、パージ用
不活性ガスによって押し出された燃料ガスと水素ガスと
が同時に改質器に流れるので、燃料処理系の触媒層での
カーボン析出を抑制することができる。
【００１８】請求項７に対応する発明は、ブタン以上の
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、起動操作を行なう際、燃料
ガス導入前に燃料処理系に水素ガスを導入してパージを
行なうものである。
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、起動操作を行なう際、燃料
ガス導入前に燃料処理系に水素ガスを導入してパージを
行なうものである。
【００１９】請求項８に対応する発明は、ブタン以上の
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、起動操作時で燃料ガス導入
前に、水蒸気と水素ガスとを燃料処理系内に導入してパ
ージを行なうものである。
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、起動操作時で燃料ガス導入
前に、水蒸気と水素ガスとを燃料処理系内に導入してパ
ージを行なうものである。
【００２０】従って、上記請求項８に対応する発明にあ
っては、プラント停止時に燃料処理系の改質触媒層に燃
料ガスが残留していても、プラントの起動時に除去する
ことができ、カーボン析出を抑制することができる。
っては、プラント停止時に燃料処理系の改質触媒層に燃
料ガスが残留していても、プラントの起動時に除去する
ことができ、カーボン析出を抑制することができる。
【００２１】請求項９に対応する発明は、ブタン以上の
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止中に不活性ガ
スと水素ガスとの混合ガスを一定時間間隔で流すもので
ある。
炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止中に不活性ガ
スと水素ガスとの混合ガスを一定時間間隔で流すもので
ある。
【００２２】従って、上記請求項９に対応する発明にあ
っては、プラント停止中、燃料処理系の改質触媒層に空
気が混入した場合でも、系内を還元雰囲気に保つことが
でき、触媒層でのカーボン析出を抑制することができ
る。
っては、プラント停止中、燃料処理系の改質触媒層に空
気が混入した場合でも、系内を還元雰囲気に保つことが
でき、触媒層でのカーボン析出を抑制することができ
る。
【００２３】請求項１０に対応する発明は、ブタン以上
の炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃
料処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから
生成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃
料電池発電プラントにおいて、起動により負荷を上昇さ
せる際、７５％負荷以下での部分負荷運転を一定時間行
なった後、定格負荷運転を行なうものである。
の炭素数を有する高位炭化水素を２％含む燃料ガスを燃
料処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから
生成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃
料電池発電プラントにおいて、起動により負荷を上昇さ
せる際、７５％負荷以下での部分負荷運転を一定時間行
なった後、定格負荷運転を行なうものである。
【００２４】従って、上記請求項１０に対応する発明に
あっては、プラントの停止操作及び停止中に酸化した燃
料処理系の触媒を還元することができ、改質触媒層での
カーボン析出を抑制することができる。
あっては、プラントの停止操作及び停止中に酸化した燃
料処理系の触媒を還元することができ、改質触媒層での
カーボン析出を抑制することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２６】図１は本発明による燃料電池発電プラント
の第１の実施の形態を示す系統図である。図１に示すよ
うに、燃料電池本体１８に接続される燃料ガスの供給配
管１１には、その上流側から燃料ガスを脱硫動作温度ま
で昇温する熱交換器１３と、燃料ガス中の硫黄成分を取
り除く脱硫器１４と、高位炭化水素をメタンへ分解する
高位炭化水素分解反応器１５と、燃料ガスからスチーム
・リフォーミング反応にて水素リッチガスを製造する改
質器１６と、この改質器１６の出口ガスを一酸化炭素変
成反応動作まで降温させる熱交換器１３と、改質器１６
の出口ガス中の一酸化炭素をシフト反応により低減させ
る変成器１７とが順次接続される。
の第１の実施の形態を示す系統図である。図１に示すよ
うに、燃料電池本体１８に接続される燃料ガスの供給配
管１１には、その上流側から燃料ガスを脱硫動作温度ま
で昇温する熱交換器１３と、燃料ガス中の硫黄成分を取
り除く脱硫器１４と、高位炭化水素をメタンへ分解する
高位炭化水素分解反応器１５と、燃料ガスからスチーム
・リフォーミング反応にて水素リッチガスを製造する改
質器１６と、この改質器１６の出口ガスを一酸化炭素変
成反応動作まで降温させる熱交換器１３と、改質器１６
の出口ガス中の一酸化炭素をシフト反応により低減させ
る変成器１７とが順次接続される。
【００２７】上記高位炭化水素分解反応器１５には燃料
ガス系統とは別に、流量調整された水蒸気供給配管１
９、脱硫器１４には変成器１７の出口の水素リッチガス
を供給するリサイクル配管２１が備えられている。
ガス系統とは別に、流量調整された水蒸気供給配管１
９、脱硫器１４には変成器１７の出口の水素リッチガス
を供給するリサイクル配管２１が備えられている。
【００２８】ここで、燃料ガス供給配管１１には燃料ガ
ス流量調整弁１２が設けられ、水蒸気供給管１９には水
蒸気流量調整弁２０が設けられている。
ス流量調整弁１２が設けられ、水蒸気供給管１９には水
蒸気流量調整弁２０が設けられている。
【００２９】また、改質器１６でのスチーム・リフォー
ミング反応を促進させるための熱源としては、燃料電池
本体１８から発電に使われなかった残りの水素リッチガ
スを改質器１６へバーナ燃料ガス配管２２を通して供給
し、燃焼させる。
ミング反応を促進させるための熱源としては、燃料電池
本体１８から発電に使われなかった残りの水素リッチガ
スを改質器１６へバーナ燃料ガス配管２２を通して供給
し、燃焼させる。
【００３０】さらに、プラントを停止させる際、燃料ガ
ス配管１１及び反応器中に残留した可燃ガスをパージす
るための不活性ガス供給配管２３を燃料ガス供給配管１
１に接続すると共に、この不活性ガス供給配管２３に遮
断弁２４を設ける。
ス配管１１及び反応器中に残留した可燃ガスをパージす
るための不活性ガス供給配管２３を燃料ガス供給配管１
１に接続すると共に、この不活性ガス供給配管２３に遮
断弁２４を設ける。
【００３１】次にこのような構成の燃料電池発電プラン
トの運転方法について説明する。
トの運転方法について説明する。
【００３２】従来の燃料電池発電プラントの停止操作
は、燃料ガスと水蒸気を同時に停止し、不活性ガスによ
り配管と反応器内の燃料ガスをパージする。このとき、
燃料供給配管１１と不活性ガス供給配管２３との接続部
から水蒸気供給配管１９と燃料処理系の配管との接続部
までに残留した燃料ガスは、不活性ガスにより押し出さ
れ、水蒸気のない状態で高位炭化水素分解反応器１５及
び改質器１６に導入される。
は、燃料ガスと水蒸気を同時に停止し、不活性ガスによ
り配管と反応器内の燃料ガスをパージする。このとき、
燃料供給配管１１と不活性ガス供給配管２３との接続部
から水蒸気供給配管１９と燃料処理系の配管との接続部
までに残留した燃料ガスは、不活性ガスにより押し出さ
れ、水蒸気のない状態で高位炭化水素分解反応器１５及
び改質器１６に導入される。
【００３３】従って、ブタン以上の炭素数の高位炭化水
素を多く含む燃料ガスを供給した場合、この炭化水素が
カーボン析出の原因になる。
素を多く含む燃料ガスを供給した場合、この炭化水素が
カーボン析出の原因になる。
【００３４】これに対して、第１の実施の形態では、プ
ラント停止操作において、燃料ガス流量調整弁１２を閉
じて燃料ガスを停止させた後、不活性ガス遮断弁２４を
開いて不活性ガスの導入と同時に水蒸気流量調整弁２０
を開き、水蒸気配管１９から水蒸気を流す。
ラント停止操作において、燃料ガス流量調整弁１２を閉
じて燃料ガスを停止させた後、不活性ガス遮断弁２４を
開いて不活性ガスの導入と同時に水蒸気流量調整弁２０
を開き、水蒸気配管１９から水蒸気を流す。
【００３５】この場合、水蒸気流量を規定し、燃料供給
配管１１と不活性ガス供給配管２３との接続部から水蒸
気供給配管１９と燃料処理系の配管との接続部までの容
積以上の水蒸気を流すことが好ましい。
配管１１と不活性ガス供給配管２３との接続部から水蒸
気供給配管１９と燃料処理系の配管との接続部までの容
積以上の水蒸気を流すことが好ましい。
【００３６】そして、燃料ガス停止後に水蒸気の導入を
停止させた後、プラント内に残留した水蒸気がプラント
外に排出されるまで、不活性ガスを流し続ける。
停止させた後、プラント内に残留した水蒸気がプラント
外に排出されるまで、不活性ガスを流し続ける。
【００３７】このような燃料電池発電プラントの運転方
法によれば、プラントの停止動作中、パージ用不活性ガ
スによって押し出された燃料ガスが水蒸気のない状態で
改質器へ流れ込むことを防止でき、燃料処理系の触媒層
でのカーボン析出を抑制することができる。
法によれば、プラントの停止動作中、パージ用不活性ガ
スによって押し出された燃料ガスが水蒸気のない状態で
改質器へ流れ込むことを防止でき、燃料処理系の触媒層
でのカーボン析出を抑制することができる。
【００３８】図２は本発明による燃料電池発電プラント
の第２の実施の形態を示す系統図であり、図１と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分について説明する。
の第２の実施の形態を示す系統図であり、図１と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分について説明する。
【００３９】第２の実施の形態では、不活性供給配管２
３または燃料ガス供給配管１１に水素ガス供給配管２５
を接続すると共に、この水素ガス供給配管２５に水素ガ
ス遮断弁２６を設ける。
３または燃料ガス供給配管１１に水素ガス供給配管２５
を接続すると共に、この水素ガス供給配管２５に水素ガ
ス遮断弁２６を設ける。
【００４０】次にこのような構成の燃料電池発電プラン
トの運転方法について説明する。
トの運転方法について説明する。
【００４１】本発明の第２の実施の形態では、プラント
の停止操作時において、燃料ガス流量調整弁１２を閉じ
て燃料ガスを停止すると同時に、水素ガス遮断弁２６を
開いて水素ガス供給配管２５からリサイクルガス配管２
１に水素ガスを流す。
の停止操作時において、燃料ガス流量調整弁１２を閉じ
て燃料ガスを停止すると同時に、水素ガス遮断弁２６を
開いて水素ガス供給配管２５からリサイクルガス配管２
１に水素ガスを流す。
【００４２】この場合、水素ガス流量を規定し、燃料供
給配管１１と不活性ガス供給配管２３との接続部から水
蒸気供給配管１９と燃料処理系の配管との接続部までの
容積以上の水素ガスを流すことが好ましい。
給配管１１と不活性ガス供給配管２３との接続部から水
蒸気供給配管１９と燃料処理系の配管との接続部までの
容積以上の水素ガスを流すことが好ましい。
【００４３】上記では水素ガスを流す場合について述べ
たが、プラント停止操作時、燃料ガス停止後、水素ガス
と不活性ガスを同時に流すようにしてもよい。
たが、プラント停止操作時、燃料ガス停止後、水素ガス
と不活性ガスを同時に流すようにしてもよい。
【００４４】このような燃料電池発電プラントの運転方
法によれば、プラントの停止動作中、パージ用不活性ガ
スによって押し出された燃料ガスと水素ガスとが同時に
改質器に流れるので、燃料処理系の触媒層でのカーボン
析出を抑制できる。
法によれば、プラントの停止動作中、パージ用不活性ガ
スによって押し出された燃料ガスと水素ガスとが同時に
改質器に流れるので、燃料処理系の触媒層でのカーボン
析出を抑制できる。
【００４５】以上はプラント停止時の場合であるが、次
にプラント起動時について述べる。
にプラント起動時について述べる。
【００４６】プラントの起動時には、燃料ガス導入前に
水素ガス遮断弁２６を開いてリサイクルガス配管２１に
水素ガスを流す。この水素ガスは熱交換器１３、脱硫器
１４、高位炭化水素分解反応器１５を順に通って改質器
１６に流れる。
水素ガス遮断弁２６を開いてリサイクルガス配管２１に
水素ガスを流す。この水素ガスは熱交換器１３、脱硫器
１４、高位炭化水素分解反応器１５を順に通って改質器
１６に流れる。
【００４７】この場合、水素ガス遮断弁２０の開放と同
時に水蒸気流量調整弁２０を開いて水素ガスと水蒸気と
を同時に流すようにしてもよい。
時に水蒸気流量調整弁２０を開いて水素ガスと水蒸気と
を同時に流すようにしてもよい。
【００４８】このような燃料電池発電プラントの運転方
法によれば、プラント停止時に燃料処理系の改質触媒層
に燃料ガスが残留していても、プラントの起動時に除去
することができ、カーボン析出を抑制できる。
法によれば、プラント停止時に燃料処理系の改質触媒層
に燃料ガスが残留していても、プラントの起動時に除去
することができ、カーボン析出を抑制できる。
【００４９】次にプラントの停止中に燃料ガス系内をパ
ージする方法について述べる。
ージする方法について述べる。
【００５０】プラント停止中に不活性ガス遮断弁２４及
び水素ガス遮断弁２６を一定時間間隔で開放してリサイ
クルガス配管２１に不活性ガスと水素ガスとを同時に流
すようにする。
び水素ガス遮断弁２６を一定時間間隔で開放してリサイ
クルガス配管２１に不活性ガスと水素ガスとを同時に流
すようにする。
【００５１】このようにすれば、プラント停止中、燃料
処理系の改質触媒層に空気が混入した場合でも、系内を
還元雰囲気に保つことができ、触媒層でのカーボン析出
を抑制することができる。
処理系の改質触媒層に空気が混入した場合でも、系内を
還元雰囲気に保つことができ、触媒層でのカーボン析出
を抑制することができる。
【００５２】次にプラント起動中に燃料処理プロセス系
の触媒を還元する方法について述べる。
の触媒を還元する方法について述べる。
【００５３】この方法は、プラントを起動し、負荷を上
昇させる際、７５％負荷以下の運転状態を一定時間保っ
た後、定格負荷運転を行なうものである。
昇させる際、７５％負荷以下の運転状態を一定時間保っ
た後、定格負荷運転を行なうものである。
【００５４】このような方法によれば、プラントの停止
操作及び停止中に酸化した燃料処理系の触媒を還元する
ことができ、改質触媒層でのカーボン析出を抑制するこ
とができる。
操作及び停止中に酸化した燃料処理系の触媒を還元する
ことができ、改質触媒層でのカーボン析出を抑制するこ
とができる。
【００５５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ブタ
ン以上の炭素数を有する高位炭化水素を２％以上含むガ
スを燃料電池発電プラントの燃料ガスとして供給する場
合でも、燃料処理系の触媒層でカーボン析出反応を起こ
さないで長期間安定運転できる燃料電池発電プラントの
運転方法を提供することができる。
ン以上の炭素数を有する高位炭化水素を２％以上含むガ
スを燃料電池発電プラントの燃料ガスとして供給する場
合でも、燃料処理系の触媒層でカーボン析出反応を起こ
さないで長期間安定運転できる燃料電池発電プラントの
運転方法を提供することができる。
【図１】本発明による燃料電池発電プラントの運転方法
を説明するための第１の実施の形態を示す系統構成図。
を説明するための第１の実施の形態を示す系統構成図。
【図２】本発明による燃料電池発電プラントの運転方法
を説明するための第２の実施の形態を示す系統構成図。
を説明するための第２の実施の形態を示す系統構成図。
１１…燃料ガス供給配管 １２…燃料ガス流量調整弁 １３…熱交換器 １４…脱硫器 １５…高位炭化水素分解反応器 １６…改質器 １７…変成器 １８…燃料電池本体 １９…水蒸気供給配管 ２０…水蒸気流量調整弁 ２１…燃料改質リサイクルガス配管 ２２…改質器バーナ燃料ガス配管 ２３…不活性ガス供給配管 ２４…不活性ガス遮断弁 ２５…水素ガス供給配管 ２６…水素ガス遮断弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 正人 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 佐々木 広美 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 肥塚 淳次 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 東芝アイテック株式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA01 BA17 MM00 MM04 MM09 MM12
Claims (10)
- 【請求項１】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、停止操作を行なうに際して、燃料処理系への燃料ガ
スの供給を停止した後、直ちに燃料処理系内に窒素等の
不活性ガスと水蒸気を同時に流すことにより燃料ガスの
パージを行なうことを特徴とする燃料電池発電プラント
の運転方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の燃料電池発電プラントの
運転方法において、プラント停止操作時に燃料処理系の
燃料ガスと水蒸気との混合位置より上流側の燃料ガス流
路に設置された反応器及び配管内に残留している燃料ガ
スが不活性ガスにより前記燃料ガスと水蒸気との混合位
置より押し出されるまで水蒸気パージを行なうことを特
徴とする燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の燃料電池発電プラントの
運転方法において、プラント停止操作時に燃料処理系に
不活性ガスを燃料ガス及び水蒸気がプラント外に排出さ
れるまで供給してパージを行なうことを特徴とする燃料
電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項４】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、プラント停止操作時に燃料処理系への燃料ガスの供
給を停止した後、直ちに燃料ガス入口から燃料処理系内
に水素ガスを流すことを特徴とする燃料電池発電プラン
トの運転方法。 - 【請求項５】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、プラント停止操作を行なうに際して、燃料処理系へ
の燃料ガスの供給を停止した後、燃料処理系内に窒素等
の不活性ガスと水素ガスとを同時に流すことにより燃料
ガスのパージを行なうことを特徴とする燃料電池発電プ
ラントの運転方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の燃料電池発電プラントの
運転方法において、プラント停止操作時に燃料処理系の
燃料ガスと水蒸気との混合位置より上流側の燃料ガス流
路に設置された反応器及び配管内に残留している燃料ガ
スが不活性ガスにより前記燃料ガスと水蒸気との混合位
置より押し出されるまで水素ガスパージを行なうことを
特徴とする燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項７】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、起動操作を行なう際、燃料ガス導入前に燃料処理系
に水素ガスを導入してパージを行なうことを特徴とする
燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項８】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、起動操作時で燃料ガス導入前に、水蒸気と水素ガス
とを燃料処理系内に導入してパージを行なうことを特徴
とする燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項９】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、プラント停止中に不活性ガスと水素ガスとの混合ガ
スを一定時間間隔で流すことを特徴とする燃料電池発電
プラントの運転方法。 - 【請求項１０】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化
水素を２％含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気
と混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガス
を燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、起動により負荷を上昇させる際、７５％負荷以下で
の部分負荷運転を一定時間行なった後、定格負荷運転を
行なうことを特徴とする燃料電池発電プラントの運転方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11143304A JP2000331700A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 燃料電池発電プラントの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11143304A JP2000331700A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 燃料電池発電プラントの運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331700A true JP2000331700A (ja) | 2000-11-30 |
| JP2000331700A5 JP2000331700A5 (ja) | 2005-08-25 |
Family
ID=15335657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11143304A Pending JP2000331700A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 燃料電池発電プラントの運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000331700A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002298889A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池システム |
| JP2013243158A (ja) * | 2013-08-07 | 2013-12-05 | Panasonic Corp | 燃料電池システムおよび運転方法 |
| WO2014083794A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
-
1999
- 1999-05-24 JP JP11143304A patent/JP2000331700A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002298889A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池システム |
| WO2014083794A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
| US9478817B2 (en) | 2012-11-29 | 2016-10-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2013243158A (ja) * | 2013-08-07 | 2013-12-05 | Panasonic Corp | 燃料電池システムおよび運転方法 |
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| A02 | Decision of refusal |
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