JP2005285626A - Fuel gas manufacturing power generation system - Google Patents

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Hikari Okada
光 岡田
Akifumi Otaka
彰文 大高
Kazuto Matsuda
和人 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance efficiency of the whole of a system by effectively using hydrogen in hydrogen-containing off gas exhausted from a power generation system. <P>SOLUTION: A domestic fuel gas manufacturing system 10 is equipped with a reformer 16 obtaining reformed gas by reforming hydrogen-containing fuel, a hydrogen purification device 20 purifying fuel gas by removing unnecessary components from the reformed gas, and a stationary fuel cell 40 generating electric power with purified fuel gas. In the stationary fuel cell 40, a circulation passage 48 is installed by connecting a fuel gas inlet 46a and a fuel gas outlet 46b, and a purge passage 54 is connected to the circulation passage 48 through a three-way valve 52. The purge passage 54 is connected to the upstream part of the hydrogen purification device 20, the hydrogen-containing off gas exhausted from the stationary fuel cell 40 is supplied as purge gas to the hydrogen purification device 20, and hydrogen in the purge gas is reused. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、含水素燃料を改質して改質ガスを得た後、前記改質ガスを用いて発電を行う燃料ガス製造発電システムに関する。   The present invention relates to a fuel gas production power generation system in which hydrogen-containing fuel is reformed to obtain a reformed gas, and then power is generated using the reformed gas.

例えば、天然ガス等の炭化水素燃料やメタノール等のアルコールを含む含水素燃料を改質して水素含有ガス（改質ガス）を得た後、この水素含有ガスを精製した燃料ガスを燃料電池（発電部）等に供給して発電を行う燃料ガス製造発電システムが採用されている。   For example, after reforming a hydrogen fuel containing a hydrocarbon fuel such as natural gas or an alcohol such as methanol to obtain a hydrogen-containing gas (reformed gas), the fuel gas obtained by purifying the hydrogen-containing gas is used as a fuel cell ( A fuel gas production power generation system that generates power by supplying to a power generation unit) is employed.

この種の燃料ガス製造発電システムでは、改質装置で天然ガスや都市ガス等の炭化水素燃料を改質して、高濃度な水素リッチガスである水素含有ガスを製造するとともに、例えば、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）装置や水素分離膜等の水素精製装置を介して前記水素含有ガスから高純度水素（燃料ガス）を分離している。さらに、精製された燃料ガスは、燃料電池車両や定置型燃料電池等の発電装置に反応ガスとして供給されている。   In this type of fuel gas production power generation system, a reformer reforms a hydrocarbon fuel such as natural gas or city gas to produce a hydrogen-containing gas that is a high-concentration hydrogen-rich gas. For example, PSA (Pressure High purity hydrogen (fuel gas) is separated from the hydrogen-containing gas through a hydrogen purification device such as a Swing Adsorption device or a hydrogen separation membrane. Further, the purified fuel gas is supplied as a reaction gas to a power generation device such as a fuel cell vehicle or a stationary fuel cell.

この場合、固体高分子型燃料電池では、発電中にカソード側電極に生成する生成水が、イオン交換膜を透過してアノード側電極に滞留し易く、燃料ガス（アノードガス）流路の閉塞が惹起し易い。このため、発電性能が低下するおそれがあり、燃料ガス流路から生成水を定期的に掃気する、いわゆる、水素パージが行われている。その際、水素を含んだパージガスが大気中に放出されているが、水素濃度によっては着火現象等が惹起するおそれがある。   In this case, in the polymer electrolyte fuel cell, generated water generated in the cathode side electrode during power generation easily permeates the ion exchange membrane and stays in the anode side electrode, and the fuel gas (anode gas) flow path is blocked. Easy to trigger. For this reason, there is a possibility that the power generation performance may be lowered, and so-called hydrogen purging, in which the generated water is periodically scavenged from the fuel gas passage, is performed. At this time, the purge gas containing hydrogen is released into the atmosphere, but there is a possibility that an ignition phenomenon or the like may occur depending on the hydrogen concentration.

そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、燃料電池より排出された水素オフガスを、排出された酸素オフガスと混合した後、該混合されたガスを大気中に排出する水素オフガス排出方法が知られている。   Thus, for example, as disclosed in Patent Document 1, a hydrogen off-gas discharge method for mixing hydrogen off-gas discharged from a fuel cell with discharged oxygen off-gas and then discharging the mixed gas into the atmosphere It has been known.

また、特許文献２には、燃料電池からのオフガスを燃焼させた熱を用いて源燃料から改質燃料を生成するとともに、生成した改質燃料を前記燃料電池に供給する改質器と、前記燃料電池のオフガスを前記改質器に供給するオフガス回収装置と、前記燃料電池の反応熱を蓄える蓄熱装置と、加熱用燃料を燃焼させて前記蓄熱装置に蓄えられている熱を上昇させる加熱装置と、前記燃料電池から排出されるオフガス量が所定のガス量を超過したと判定した場合には、前記加熱用燃料として前記超過したガス量のオフガスを前記加熱装置に供給するオフガス量調整装置とを備えたコージェネレーションシステムが開示されている。   Patent Document 2 discloses a reformer that generates reformed fuel from a source fuel using heat obtained by burning off-gas from a fuel cell, and supplies the generated reformed fuel to the fuel cell; An off-gas recovery device that supplies off-gas of the fuel cell to the reformer, a heat storage device that stores reaction heat of the fuel cell, and a heating device that burns heating fuel and raises the heat stored in the heat storage device And an off gas amount adjusting device that supplies the heating device with the excess gas off gas as the heating fuel when it is determined that the amount of off gas discharged from the fuel cell exceeds a predetermined gas amount. A cogeneration system is disclosed.

特開２００２−２８９２３７号公報（図１）JP 2002-289237 A (FIG. 1) 特開２００２−４２８４０号公報（図１）JP 2002-42840 A (FIG. 1)

上記の特許文献１では、水素オフガスを酸素オフガスと混合して大気放出する一方、上記の特許文献２では、燃料電池からのオフガスを改質器で燃焼させるとともに、過剰なオフガスを加熱用燃料として加熱装置に供給している。従って、特許文献１及び特許文献２では、オフガス中に含まれる水素が、廃棄乃至燃焼用燃料として消費されており、効率的ではないという問題が指摘されている。   In the above-mentioned Patent Document 1, the hydrogen off-gas is mixed with the oxygen off-gas and released into the atmosphere, while in the above-mentioned Patent Document 2, the off-gas from the fuel cell is burned in the reformer and the excess off-gas is used as the heating fuel. Supplying to the heating device. Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 point out a problem that hydrogen contained in the off-gas is consumed as a fuel for disposal or combustion and is not efficient.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、発電装置から排出される含水素オフガス中の水素を有効に使用することができ、システム全体の効率の向上を図ることが可能な燃料ガス製造発電システムを提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and can effectively use hydrogen in the hydrogen-containing offgas discharged from the power generation apparatus, and can produce fuel gas that can improve the efficiency of the entire system. The purpose is to provide a power generation system.

本発明は、含水素燃料を改質して改質ガスを得る改質装置と、前記改質ガスから不要物を除去して水素リッチな燃料ガスを精製する水素精製装置と、精製された前記燃料ガスを使用して発電を行う発電装置と、前記発電装置の燃料ガス出口から排出される水素を含む含水素オフガスを、前記水素精製装置の上流側に供給可能なパージ流路とを備えている。   The present invention includes a reformer that reforms a hydrogen-containing fuel to obtain a reformed gas, a hydrogen purifier that purifies a hydrogen-rich fuel gas by removing unnecessary substances from the reformed gas, and the purified A power generation device that generates power using fuel gas, and a purge channel that can supply a hydrogen-containing offgas containing hydrogen discharged from a fuel gas outlet of the power generation device to the upstream side of the hydrogen purification device. Yes.

また、発電装置は、燃料ガス出口から燃料ガス入口に含水素オフガスを循環供給するための循環流路を備え、前記循環流路と水素精製装置の上流側とにパージ流路が連結されることが好ましい。発電装置としては、例えば、燃料電池が使用され、好適には、固体高分子型燃料電池が用いられる。   Further, the power generation device includes a circulation channel for circulatingly supplying hydrogen-containing offgas from the fuel gas outlet to the fuel gas inlet, and a purge channel is connected to the circulation channel and the upstream side of the hydrogen purifier. Is preferred. As the power generation device, for example, a fuel cell is used, and preferably a polymer electrolyte fuel cell is used.

さらに、パージ流路には、含水素オフガスを一旦貯蔵するパージガスタンクが配設されることが好ましい。水素精製装置の運転時期と発電装置の運転時期とが異なる際に、含水素オフガスをパージガスタンクに一旦貯蔵するとともに、前記水素精製装置に前記含水素オフガスが急激に供給されることを阻止することができるからである。   Further, it is preferable that a purge gas tank for temporarily storing the hydrogen-containing off gas is disposed in the purge flow path. When the operation timing of the hydrogen purifier is different from the operation timing of the power generation device, the hydrogen-containing offgas is temporarily stored in the purge gas tank, and the hydrogen-containing offgas is prevented from being rapidly supplied to the hydrogen purifier. Because you can.

本発明では、発電装置の燃料ガス出口から排出される含水素オフガスは、パージ流路を介して水素精製装置の上流側に供給されるため、前記含水素オフガス中の水素を有効に取り出すことができる。これにより、含水素オフガス中の水素を燃料ガスとして再利用することが可能になり、廃棄される水素を可及的に削減することができ、システム全体の効率化が容易に図られる。   In the present invention, since the hydrogen-containing offgas discharged from the fuel gas outlet of the power generation device is supplied to the upstream side of the hydrogen purification device via the purge flow path, the hydrogen in the hydrogen-containing offgas can be effectively taken out. it can. As a result, hydrogen in the hydrogen-containing off gas can be reused as fuel gas, and the amount of hydrogen to be discarded can be reduced as much as possible, so that the efficiency of the entire system can be easily achieved.

図１は、本発明の実施形態に係る家庭用燃料ガス製造システム（燃料ガス製造発電システム）１０の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a household fuel gas production system (fuel gas production power generation system) 10 according to an embodiment of the present invention.

家庭用燃料ガス製造システム１０は、含水素燃料、例えば、メタンやプロパン等の炭化水素燃料（以下、改質用燃料ともいう）、純水及び改質用空気が供給される蒸発器１２を備える。蒸発器１２には、燃焼器（燃焼触媒）１４が付設されるとともに、前記蒸発器１２の下流には、改質用燃料の改質反応により水素リッチガス（以下、改質ガスともいう）を得る改質装置１６が配設される。   The household fuel gas production system 10 includes an evaporator 12 to which hydrogen-containing fuel, for example, hydrocarbon fuel such as methane or propane (hereinafter also referred to as reforming fuel), pure water, and reforming air are supplied. . A combustor (combustion catalyst) 14 is attached to the evaporator 12, and a hydrogen rich gas (hereinafter also referred to as reformed gas) is obtained downstream of the evaporator 12 by a reforming reaction of reforming fuel. A reformer 16 is provided.

改質装置１６の下流には、改質ガスを冷却する熱交換器１８が配設されるとともに、この熱交換器１８の下流には、水素精製装置２０が接続される。   A heat exchanger 18 for cooling the reformed gas is disposed downstream of the reformer 16, and a hydrogen purifier 20 is connected downstream of the heat exchanger 18.

水素精製装置２０は、コンプレッサ２２、熱交換器２４及びＰＳＡ機構（又は水素分離膜）等の水素精製器２６を備える。ＰＳＡ機構は、水素以外の成分を高圧下で選択的に吸着し、減圧下で脱着する吸着剤を充填した複数塔、例えば、３塔の吸着塔（図示せず）を備えている。各吸着塔に、吸着、減圧、均圧、脱着及び洗浄工程からなるサイクリック運転を行わせることにより、高純度水素を取り出す。   The hydrogen purifier 20 includes a hydrogen purifier 26 such as a compressor 22, a heat exchanger 24, and a PSA mechanism (or a hydrogen separation membrane). The PSA mechanism includes a plurality of towers, for example, three towers (not shown) filled with an adsorbent that selectively adsorbs components other than hydrogen under high pressure and desorbs under reduced pressure. High-purity hydrogen is taken out by causing each adsorption tower to perform a cyclic operation comprising adsorption, decompression, pressure equalization, desorption, and washing steps.

水素精製器２６では、高純度水素以外の成分（不要物）をオフガスとしてオフガス排出路２８に放出する。このオフガス排出路２８は、燃焼器１４に接続されており、オフガスは、前記燃焼器１４に燃焼用燃料として供給される。   In the hydrogen purifier 26, components (unnecessary substances) other than high-purity hydrogen are discharged as off-gas to the off-gas discharge path 28. The off gas discharge path 28 is connected to the combustor 14, and the off gas is supplied to the combustor 14 as a combustion fuel.

水素精製装置２０には、高純度水素（燃料ガス）を送出するための燃料ガス経路３０が連通するとともに、燃料ガス経路３０には、水素供給装置を構成する高圧コンプレッサ３２が設けられる。この高圧コンプレッサ３２には、弁３４ａを介して発電用タンク３６が接続される一方、弁３４ｂ、３４ｃを介して充填タンク３８ａ、３８ｂが接続される。   A fuel gas path 30 for sending high-purity hydrogen (fuel gas) communicates with the hydrogen purification apparatus 20, and a high-pressure compressor 32 that constitutes a hydrogen supply apparatus is provided in the fuel gas path 30. The high-pressure compressor 32 is connected to a power generation tank 36 via a valve 34a, and connected to filling tanks 38a and 38b via valves 34b and 34c.

発電用タンク３６は、家庭用電源を供給するための定置型燃料電池（発電装置）４０に燃料ガス供給路４２を介して接続される。この燃料ガス供給路４２には、エゼクタ４４が配設されるとともに、定置型燃料電池４０の燃料ガス入口４６ａと燃料ガス出口４６ｂとを外部で連結する循環流路４８が設けられ、前記循環流路４８は、エゼクタ４４の吸引側に接続される。循環流路４８には、気液分離器５０が配設されて生成水を排水する一方、三方弁５２を介してパージ流路５４が接続される。   The power generation tank 36 is connected to a stationary fuel cell (power generation device) 40 for supplying household power via a fuel gas supply path 42. The fuel gas supply path 42 is provided with an ejector 44 and a circulation channel 48 that connects the fuel gas inlet 46a and the fuel gas outlet 46b of the stationary fuel cell 40 to the outside. The path 48 is connected to the suction side of the ejector 44. A gas-liquid separator 50 is disposed in the circulation channel 48 to drain generated water, and a purge channel 54 is connected via a three-way valve 52.

パージ流路５４は、水素精製装置２０の上流側に、具体的には、コンプレッサ２２と熱交換器１８との間に連結される。このパージ流路５４には、パージガスタンク５６と流量制御弁５８とが配設される。   The purge flow path 54 is connected to the upstream side of the hydrogen purification apparatus 20, specifically, between the compressor 22 and the heat exchanger 18. A purge gas tank 56 and a flow rate control valve 58 are disposed in the purge flow path 54.

定置型燃料電池４０には、酸化剤ガスとして、例えば、空気を供給するためのコンプレッサ（又はスーパーチャージャ）６０が接続される。このコンプレッサ６０は、空気供給路６２を介して蒸発器１２と燃焼器１４とに接続され、前記蒸発器１２に改質用空気を供給するとともに、前記燃焼器１４に燃焼用空気を供給する。   For example, a compressor (or supercharger) 60 for supplying air as an oxidant gas is connected to the stationary fuel cell 40. The compressor 60 is connected to the evaporator 12 and the combustor 14 via an air supply path 62, and supplies reforming air to the evaporator 12 and also supplies combustion air to the combustor 14.

充填タンク３８ａ、３８ｂは、水素ディスペンサ６４に接続されており、図示しない燃料電池車両の高圧タンクに燃料ガスを供給する。家庭用燃料ガス製造システム１０は、各補機類と通信及び制御を行う制御装置として、例えば、制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６６を備える。   The filling tanks 38a and 38b are connected to a hydrogen dispenser 64 and supply fuel gas to a high-pressure tank of a fuel cell vehicle (not shown). The household fuel gas production system 10 includes, for example, a control ECU (Electronic Control Unit) 66 as a control device that communicates and controls each auxiliary machine.

このように構成される家庭用燃料ガス製造システム１０の動作について、以下に説明する。   The operation of the household fuel gas production system 10 configured as described above will be described below.

家庭用燃料ガス製造システム１０では、制御ＥＣＵ６６を介してコンプレッサ６０等の運転が開始されており、例えば、天然ガスや都市ガス等の改質用燃料、純水及び改質用空気とが蒸発器１２に供給される。一方、燃焼器１４では、燃焼用空気やオフガス等が供給されて燃焼が行われ、蒸発器１２では、改質用燃料及び水が蒸発する。   In the domestic fuel gas production system 10, the operation of the compressor 60 and the like is started via the control ECU 66, and for example, reforming fuel such as natural gas and city gas, pure water and reforming air are evaporated. 12 is supplied. On the other hand, the combustor 14 is supplied with combustion air, off-gas, and the like to perform combustion, and the evaporator 12 evaporates the reforming fuel and water.

蒸発した改質用燃料は、改質装置１６に送られる。この改質装置１６では、改質用燃料中の、例えば、メタン、空気中の酸素及び水蒸気によって、酸化反応であるＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ（発熱反応）と、燃料改質反応であるＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋４Ｈ2（吸熱反応）とが同時に行われる（オートサーマル方式）。 The evaporated reforming fuel is sent to the reformer 16. In the reformer 16, for example, CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (exothermic reaction) and fuel reforming reaction due to methane, oxygen in the air, and water vapor in the reforming fuel. CH 4 + 2H 2 O → CO 2 + 4H 2 (endothermic reaction) is simultaneously performed (autothermal method).

上記のように、改質装置１６により改質された改質ガスは、熱交換器１８によって冷却された後、水素精製装置２０に供給される。この水素精製装置２０では、改質ガスがコンプレッサ２２を介して圧縮されるとともに、熱交換器２４により冷却された状態で、水素精製器２６に供給される。水素精製器２６では、各吸着塔内で水素以外の成分が吸着されて高濃度の水素（水素リッチ）を含む燃料ガスが精製され、この燃料ガスが燃料ガス経路３０に供給される。   As described above, the reformed gas reformed by the reformer 16 is cooled by the heat exchanger 18 and then supplied to the hydrogen purifier 20. In the hydrogen purifier 20, the reformed gas is compressed through the compressor 22 and supplied to the hydrogen purifier 26 while being cooled by the heat exchanger 24. In the hydrogen purifier 26, components other than hydrogen are adsorbed in each adsorption tower to purify a fuel gas containing high-concentration hydrogen (hydrogen rich), and this fuel gas is supplied to the fuel gas path 30.

燃料ガス経路３０には、高圧コンプレッサ３２に配設されており、燃料ガスは、この高圧コンプレッサ３２を介して発電用タンク３６又は充填タンク３８ａ、３８ｂに選択的に充填される。その際、弁３４ａ〜３４ｃは、選択的に開閉制御されている。   A high-pressure compressor 32 is disposed in the fuel gas path 30, and the fuel gas is selectively filled into the power generation tank 36 or the filling tanks 38 a and 38 b through the high-pressure compressor 32. At that time, the valves 34a to 34c are selectively controlled to open and close.

発電用タンク３６に貯蔵されている燃料ガスは、燃料ガス供給路４２から定置型燃料電池４０のアノード側電極（図示せず）に供給される。一方、コンプレッサ６０の駆動作用下に、定置型燃料電池４０の図示しないカソード側電極に酸化剤ガスとして空気が供給される。このため、定置型燃料電池４０で発電が行われて電力が発生し、この電力は、家庭用電源として使用されるとともに、コンプレッサ６０を含むシステム補器電源として利用される。   The fuel gas stored in the power generation tank 36 is supplied from a fuel gas supply path 42 to an anode side electrode (not shown) of the stationary fuel cell 40. On the other hand, air is supplied as an oxidant gas to a cathode side electrode (not shown) of the stationary fuel cell 40 under the driving action of the compressor 60. For this reason, the stationary fuel cell 40 generates electric power and generates electric power. This electric power is used as a household power source and also used as a system auxiliary power source including the compressor 60.

この場合、定置型燃料電池４０では、燃料ガス入口４６ａから図示しない燃料ガス流路に供給された燃料ガスは、反応により消費されて水素を含む含水素オフガスとして燃料ガス出口４６ｂから排出される。この含水素オフガスは、気液分離器５０で生成水が排出された後、循環流路４８を通って燃料ガス入口４６ａから定置型燃料電池４０内に循環供給される。   In this case, in the stationary fuel cell 40, the fuel gas supplied from the fuel gas inlet 46a to a fuel gas passage (not shown) is consumed by the reaction and discharged from the fuel gas outlet 46b as a hydrogen-containing offgas containing hydrogen. The hydrogen-containing offgas is circulated and supplied into the stationary fuel cell 40 from the fuel gas inlet 46 a through the circulation channel 48 after the generated water is discharged by the gas-liquid separator 50.

ところで、定置型燃料電池４０の運転時には、酸化剤ガス流路（図示せず）側には、反応生成水が滞留し易く、この生成水がイオン交換膜（図示せず）を透過して燃料ガス流路に滞留し易い。このため、三方弁５２が操作されて、燃料ガス出口４６ｂをパージ流路５４に連通させ、燃料ガス流路に滞留する生成水が、含水素オフガスと共にパージガスタンク５６に定期的にパージされる。   By the way, during the operation of the stationary fuel cell 40, reaction product water tends to stay on the oxidant gas flow path (not shown) side, and this produced water permeates through an ion exchange membrane (not shown) to produce fuel. It tends to stay in the gas flow path. For this reason, the three-way valve 52 is operated to connect the fuel gas outlet 46b to the purge passage 54, and the generated water staying in the fuel gas passage is periodically purged into the purge gas tank 56 together with the hydrogen-containing off gas.

その際、水素精製装置２０における燃料ガスの精製作業が、定置型燃料電池４０の運転時期と異なる時期に行われている場合、前記定置型燃料電池４０から放出されるパージガス（含水素オフガス及び生成水）は、一旦、パージガスタンク５６に貯蔵されている。   At that time, when the purification operation of the fuel gas in the hydrogen purification apparatus 20 is performed at a time different from the operation time of the stationary fuel cell 40, the purge gas (hydrogen-containing offgas and production) released from the stationary fuel cell 40 is used. The water) is once stored in the purge gas tank 56.

次いで、水素精製装置２０の運転が開始されると、流量制御弁５８が操作されて、パージガスタンク５６内のパージガスは、前記水素精製装置２０の上流側に供給される。従って、パージガスは、熱交換器１８から送られる改質ガスに混在し、水素精製装置２０に供給されて燃料ガスが精製される。   Next, when the operation of the hydrogen purification apparatus 20 is started, the flow rate control valve 58 is operated, and the purge gas in the purge gas tank 56 is supplied to the upstream side of the hydrogen purification apparatus 20. Accordingly, the purge gas is mixed in the reformed gas sent from the heat exchanger 18 and supplied to the hydrogen purifier 20 to purify the fuel gas.

このように、本実施形態では、定置型燃料電池４０から放出されるパージガスが水素精製装置２０に供給されることにより、このパージガス中に含まれる水素を有効に取り出すことができる。これにより、パージガスである含水素オフガス中の水素は、燃料ガスとして再利用することが可能になり、排気される水素を可及的に削減することができ、システム全体の効率化が容易に図られるという効果が得られる。   As described above, in the present embodiment, the purge gas released from the stationary fuel cell 40 is supplied to the hydrogen purifier 20, whereby hydrogen contained in the purge gas can be effectively taken out. As a result, hydrogen in the hydrogen-containing off-gas, which is a purge gas, can be reused as fuel gas, and the exhausted hydrogen can be reduced as much as possible. The effect of being obtained.

さらに、パージ流路５４には、パージガスタンク５６が配設されており、このパージガスタンク５６にパージガスを一旦貯蔵することができる。このため、水素精製装置２０の運転が停止される際には、パージガスを外部に放出することがなく、水素の廃棄が良好に阻止される。   Further, a purge gas tank 56 is disposed in the purge flow path 54, and the purge gas can be temporarily stored in the purge gas tank 56. For this reason, when the operation of the hydrogen purifier 20 is stopped, the purge gas is not released to the outside, and the disposal of hydrogen is well prevented.

しかも、パージガスタンク５６の下流に配置されている流量制御弁５８を操作することによって、水素精製装置２０への急激なパージガス流量の変動を避けることが可能になる。従って、水素精製装置２０による燃料ガスの精製作業が、円滑且つ確実に遂行されるという利点がある。   In addition, by operating the flow rate control valve 58 disposed downstream of the purge gas tank 56, it is possible to avoid a sudden fluctuation in the purge gas flow rate to the hydrogen purifier 20. Therefore, there is an advantage that the fuel gas refining operation by the hydrogen purifier 20 is smoothly and reliably performed.

本発明の実施形態に係る家庭用燃料ガス製造システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the domestic fuel gas manufacturing system which concerns on embodiment of this invention. 前記家庭用燃料ガス製造システムにおいて、含水素オフガスを水素精製装置の上流側に供給する際の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram when supplying hydrogen-containing off-gas to the upstream side of the hydrogen purifier in the household fuel gas production system.

符号の説明Explanation of symbols

１０…家庭用燃料ガス製造システム １２…蒸発器
１４…燃焼器 １６…改質装置
１８、２４…熱交換器 ２０…水素精製装置
２２、６０…コンプレッサ ２６…水素精製器
２８…オフガス排出路 ３０…燃料ガス経路
３２…高圧コンプレッサ ３４ａ〜３４ｃ…弁
３６…発電用タンク ３８ａ、３８ｂ…充填タンク
４０…定置型燃料電池 ４４…エゼクタ
４６ａ…燃料ガス入口 ４６ｂ…燃料ガス出口
４８…循環流路 ５２…三方弁
５４…パージ流路 ５６…パージガスタンク
５８…流量制御弁 ６６…制御ＥＣＵ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Domestic fuel gas production system 12 ... Evaporator 14 ... Combustor 16 ... Reformer 18, 24 ... Heat exchanger 20 ... Hydrogen purifier 22, 60 ... Compressor 26 ... Hydrogen purifier 28 ... Off-gas discharge path 30 ... Fuel gas path 32 ... High pressure compressors 34a to 34c ... Valve 36 ... Power generation tanks 38a, 38b ... Filling tank 40 ... Stationary fuel cell 44 ... Ejector 46a ... Fuel gas inlet 46b ... Fuel gas outlet 48 ... Circulating flow path 52 ... Three ways Valve 54 ... Purge flow path 56 ... Purge gas tank 58 ... Flow control valve 66 ... Control ECU

Claims (3)

含水素燃料を改質して改質ガスを得る改質装置と、
前記改質ガスから不要物を除去して水素リッチな燃料ガスを精製する水素精製装置と、
精製された前記燃料ガスを使用して発電を行う発電装置と、
前記発電装置の燃料ガス出口から排出される水素を含む含水素オフガスを、前記水素精製装置の上流側に供給可能なパージ流路と、
を備えることを特徴とする燃料ガス製造発電システム。 A reformer for reforming hydrogen-containing fuel to obtain reformed gas;
A hydrogen purifier for removing unnecessary substances from the reformed gas to purify a hydrogen-rich fuel gas;
A power generation device that generates power using the purified fuel gas;
A purge flow path capable of supplying a hydrogen-containing off-gas containing hydrogen discharged from a fuel gas outlet of the power generation device to an upstream side of the hydrogen purification device;
A fuel gas production power generation system comprising: 請求項１記載の燃料ガス製造発電システムにおいて、前記発電装置は、前記燃料ガス出口から燃料ガス入口に前記含水素オフガスを循環供給するための循環流路を備え、
前記循環流路と前記水素精製装置の上流側とに前記パージ流路が連結されることを特徴とする燃料ガス製造発電システム。 2. The fuel gas production power generation system according to claim 1, wherein the power generation device includes a circulation passage for circulatingly supplying the hydrogen-containing offgas from the fuel gas outlet to the fuel gas inlet,
The fuel gas production power generation system, wherein the purge flow path is connected to the circulation flow path and an upstream side of the hydrogen purifier. 請求項１又は２記載の燃料ガス製造発電システムにおいて、前記パージ流路には、前記含水素オフガスを一旦貯蔵するパージガスタンクが配設されることを特徴とする燃料ガス製造発電システム。

3. The fuel gas production power generation system according to claim 1, wherein a purge gas tank that temporarily stores the hydrogen-containing off-gas is disposed in the purge flow path.

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