JP3256563B2 - 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池発電システムInfo
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- JP3256563B2 JP3256563B2 JP30868491A JP30868491A JP3256563B2 JP 3256563 B2 JP3256563 B2 JP 3256563B2 JP 30868491 A JP30868491 A JP 30868491A JP 30868491 A JP30868491 A JP 30868491A JP 3256563 B2 JP3256563 B2 JP 3256563B2
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- Japan
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- fuel cell
- molten carbonate
- cathode
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- 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
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池
発電システムに関し、特に単位セルを構成するアノー
ド、カソードおよび電解質板に含まれる成形助剤の分解
により発生するガス中の有害成分を冷却固化する機構を
有する溶融炭酸塩型燃料電池発電システムに係わる。
発電システムに関し、特に単位セルを構成するアノー
ド、カソードおよび電解質板に含まれる成形助剤の分解
により発生するガス中の有害成分を冷却固化する機構を
有する溶融炭酸塩型燃料電池発電システムに係わる。
【0002】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池の基本構造を図1
に示す。導電性を有する一対の電極であるアノ―ド(燃
料極)1及びカソ―ド(空気極)2間には、アルカリ炭
酸塩からなる電解質を保持した電解質板3が挟まれて配
置されている。前記電解質板3の両面周縁には、2つの
ハウジング4a、4bが当接され、これらハウジング4
a、4b内に前記アノ―ド1及びカソ―ド2をそれぞれ
収納している。前記一方のハウジング4a内面と前記ア
ノ―ド1の間及び前記他方のハウジング4b内面と前記
カソ―ド2の間には、それぞれ波形の集電板5a、5b
が配置されている。前記アノ―ド1が位置する一方の前
記ハウジング4aには、燃料ガス(H2 、CO2 )を前
記アノ―ド1に供給するための供給口6及び排出ガス
(CO2 、H2 O)を排気するための排気口7がそれぞ
れ開口されている。前記カソ―ド2が位置する他方の前
記ハウジング4bには、酸化剤ガス(空気、CO2 )を
前記カソ―ド2に供給するための供給口8及び排出ガス
(N2 )を排気するための排気口9がそれぞれ開口され
ている。
に示す。導電性を有する一対の電極であるアノ―ド(燃
料極)1及びカソ―ド(空気極)2間には、アルカリ炭
酸塩からなる電解質を保持した電解質板3が挟まれて配
置されている。前記電解質板3の両面周縁には、2つの
ハウジング4a、4bが当接され、これらハウジング4
a、4b内に前記アノ―ド1及びカソ―ド2をそれぞれ
収納している。前記一方のハウジング4a内面と前記ア
ノ―ド1の間及び前記他方のハウジング4b内面と前記
カソ―ド2の間には、それぞれ波形の集電板5a、5b
が配置されている。前記アノ―ド1が位置する一方の前
記ハウジング4aには、燃料ガス(H2 、CO2 )を前
記アノ―ド1に供給するための供給口6及び排出ガス
(CO2 、H2 O)を排気するための排気口7がそれぞ
れ開口されている。前記カソ―ド2が位置する他方の前
記ハウジング4bには、酸化剤ガス(空気、CO2 )を
前記カソ―ド2に供給するための供給口8及び排出ガス
(N2 )を排気するための排気口9がそれぞれ開口され
ている。
【0003】上述した図1に示す溶融炭酸塩型料電池
は、高温下で電解質板3中の混合アルカリ炭酸塩を溶融
させ、アノ―ド1にハウジング4aの供給口6を通して
燃料ガス(H2 、CO2 )を、カソ―ド2にハウジング
4bの供給口8を通して酸化剤ガス(空気、CO2 )を
それぞれ供給し、アノ―ド1で下記(1) 式の反応を、カ
ソ―ド2で下記(2) 式の反応を起こさせて運転するもの
である。 H2 +CO3 2-→H 2O+CO2+2e- …(1) 1/2 O2 +CO2 +2e- →CO3 2- …(2)
は、高温下で電解質板3中の混合アルカリ炭酸塩を溶融
させ、アノ―ド1にハウジング4aの供給口6を通して
燃料ガス(H2 、CO2 )を、カソ―ド2にハウジング
4bの供給口8を通して酸化剤ガス(空気、CO2 )を
それぞれ供給し、アノ―ド1で下記(1) 式の反応を、カ
ソ―ド2で下記(2) 式の反応を起こさせて運転するもの
である。 H2 +CO3 2-→H 2O+CO2+2e- …(1) 1/2 O2 +CO2 +2e- →CO3 2- …(2)
【0004】ところで、前記溶融炭酸塩型燃料電池の前
記セル構成部材であるアノ―ド、カソ―ドおよび電解質
板を成形するには成形助剤が含まれているため、前記燃
料電池を組み込んだ発電システムでは運転前の立ち上げ
時に、前記成形助剤を除去する必要がある。
記セル構成部材であるアノ―ド、カソ―ドおよび電解質
板を成形するには成形助剤が含まれているため、前記燃
料電池を組み込んだ発電システムでは運転前の立ち上げ
時に、前記成形助剤を除去する必要がある。
【0005】従来より前記成形助剤を除去する方法とし
ては、前記各セル構成部材を加熱して前記成形助剤をガ
ス化し、外部に排出するか、燃焼することが行われてい
る。しかしながら、前記成形助剤は一般に有機系結合
剤、可塑剤からなり、前記各セル構成部材に20〜40
重量%配合されているため、前記加熱処理に際して莫大
な量のガスが発生する。前記ガス中には、有害成分が含
まれいるため、そのまま排気すると環境汚染の問題が生
じる。また、前記ガスを燃焼する方式では、システムが
大掛かりとなり、処理コストが高騰化するばかりか、ガ
スの処理自体も非常に困難を伴う。
ては、前記各セル構成部材を加熱して前記成形助剤をガ
ス化し、外部に排出するか、燃焼することが行われてい
る。しかしながら、前記成形助剤は一般に有機系結合
剤、可塑剤からなり、前記各セル構成部材に20〜40
重量%配合されているため、前記加熱処理に際して莫大
な量のガスが発生する。前記ガス中には、有害成分が含
まれいるため、そのまま排気すると環境汚染の問題が生
じる。また、前記ガスを燃焼する方式では、システムが
大掛かりとなり、処理コストが高騰化するばかりか、ガ
スの処理自体も非常に困難を伴う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異臭
を伴う有害成分を含むガスを外部に排気せずに回収する
装置を備えた溶融炭酸塩型燃料電池発電システムを提供
するものである。
を伴う有害成分を含むガスを外部に排気せずに回収する
装置を備えた溶融炭酸塩型燃料電池発電システムを提供
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、アノード、カ
ソードおよびこれらの間に配置された電解質板からなる
単位セルをセパレータを介して複数積層した溶融炭酸塩
型燃料電池と、前記燃料電池の排気側に連結され、前記
アノード、カソードおよび電解質板に含まれる成形助剤
の分解により発生するガスを冷却固化するためのガス成
分回収装置とを具備し、 前記ガス成分回収装置は、ガス
の出入口を有する容器と、この容器内にガスの流れ方向
に所望の距離をあけて配列された複数のフィルタと、こ
れらフィルタのトラップされた前記成形助剤の分解物を
加熱して溶融するための加熱手段と、溶融した成形助剤
の分解物を収納するための液溜部材とを備えることを特
徴とする溶融炭酸塩形燃料電池システムである。
ソードおよびこれらの間に配置された電解質板からなる
単位セルをセパレータを介して複数積層した溶融炭酸塩
型燃料電池と、前記燃料電池の排気側に連結され、前記
アノード、カソードおよび電解質板に含まれる成形助剤
の分解により発生するガスを冷却固化するためのガス成
分回収装置とを具備し、 前記ガス成分回収装置は、ガス
の出入口を有する容器と、この容器内にガスの流れ方向
に所望の距離をあけて配列された複数のフィルタと、こ
れらフィルタのトラップされた前記成形助剤の分解物を
加熱して溶融するための加熱手段と、溶融した成形助剤
の分解物を収納するための液溜部材とを備えることを特
徴とする溶融炭酸塩形燃料電池システムである。
【0008】前記ガス成分回収装置に用いられる複数の
フィルタは、例えば物理吸着、化学吸着または両者の機
能を有する。
フィルタは、例えば物理吸着、化学吸着または両者の機
能を有する。
【0009】前記フィルタ材料としては、例えば粒状濾
過材(アンスライト、砂、粒状活性炭、磁鉄鉱)、焼結
金属、セラミックス、天然繊維、合成繊維、金属繊維、
または炭素吸着剤、ゼオライト系吸着剤、シリカアルミ
ナ系吸着剤等を用いることができる。
過材(アンスライト、砂、粒状活性炭、磁鉄鉱)、焼結
金属、セラミックス、天然繊維、合成繊維、金属繊維、
または炭素吸着剤、ゼオライト系吸着剤、シリカアルミ
ナ系吸着剤等を用いることができる。
【0010】前記フィルタは、ガスの分子径に応じて使
い分けることが望ましい。例えば、分子の大きいガスを
回収する場合には、焼結金属、セラミックス、天然繊
維、合成繊維、金属繊維からなるフィルタを使用し、分
子の小さいガスを回収する場合には炭素吸着剤、ゼオラ
イト系吸着剤、シリカアルミナ系吸着剤からなるフィル
タを用いる。
い分けることが望ましい。例えば、分子の大きいガスを
回収する場合には、焼結金属、セラミックス、天然繊
維、合成繊維、金属繊維からなるフィルタを使用し、分
子の小さいガスを回収する場合には炭素吸着剤、ゼオラ
イト系吸着剤、シリカアルミナ系吸着剤からなるフィル
タを用いる。
【0011】前記複数枚のフィルタを配置するに際して
は、孔径の異なるフィルタをガス入口側からガス出口に
向けて前記入口程、孔径が大きなフィルタが位置するよ
うに配置することが望ましい。
は、孔径の異なるフィルタをガス入口側からガス出口に
向けて前記入口程、孔径が大きなフィルタが位置するよ
うに配置することが望ましい。
【0012】本発明に係わる発電システムは、前記燃料
電池と前記ガス成分回収装置を相互に連結するための配
管を保温するための加熱手段を配置することを許容す
る。前記加熱手段としては、例えば前記配管の外周に配
置されるヒータまたは前記配管に巻き付けられた高温ガ
スが流通される管等を採用することができる。
電池と前記ガス成分回収装置を相互に連結するための配
管を保温するための加熱手段を配置することを許容す
る。前記加熱手段としては、例えば前記配管の外周に配
置されるヒータまたは前記配管に巻き付けられた高温ガ
スが流通される管等を採用することができる。
【0013】
【作用】本発明によれば、ガスの出入口を有する容器
と、この容器内にガスの流れ方向に所望の距離をあけて
配列された複数のフィルタと、これらフィルタのトラッ
プされた前記成形助剤の分解物を加熱して溶融するため
の加熱手段と、溶融した成形助剤の分解物を収納するた
めの液溜部材とを備えるガス成分回収装置を燃料電池の
排気側に設け、前記燃料電池のセル構成部材に含まれる
成形助剤の分解により発生するガスを前記回収装置に導
入し、このガス中の成形助剤の分解物を前記複数のフィ
ルタにトラップし、トラップした分解物を加熱手段より
溶融し、前記液溜部材で冷却固化することによって、有
害成分を大量に含むガスが外部に排出されるのを防止で
きる。しかも、ガスを燃焼する従来法に比べて大掛かり
な設備が不要になり、システム自体を簡素化できると共
に、ランニングコストも著しく低減できる。
と、この容器内にガスの流れ方向に所望の距離をあけて
配列された複数のフィルタと、これらフィルタのトラッ
プされた前記成形助剤の分解物を加熱して溶融するため
の加熱手段と、溶融した成形助剤の分解物を収納するた
めの液溜部材とを備えるガス成分回収装置を燃料電池の
排気側に設け、前記燃料電池のセル構成部材に含まれる
成形助剤の分解により発生するガスを前記回収装置に導
入し、このガス中の成形助剤の分解物を前記複数のフィ
ルタにトラップし、トラップした分解物を加熱手段より
溶融し、前記液溜部材で冷却固化することによって、有
害成分を大量に含むガスが外部に排出されるのを防止で
きる。しかも、ガスを燃焼する従来法に比べて大掛かり
な設備が不要になり、システム自体を簡素化できると共
に、ランニングコストも著しく低減できる。
【0014】さらに、前記燃料電池と前記回収装置を相
互に連結するための配管に加熱手段を設ければ、前記配
管を前記加熱手段により保温することが可能となる。そ
の結果、ガス状態で前記回収装置に導入できると共に、
前記配管内面にガス中の成分が析出して配管の閉塞原因
となるスラグ、タール等の付着を防止することができ
る。
互に連結するための配管に加熱手段を設ければ、前記配
管を前記加熱手段により保温することが可能となる。そ
の結果、ガス状態で前記回収装置に導入できると共に、
前記配管内面にガス中の成分が析出して配管の閉塞原因
となるスラグ、タール等の付着を防止することができ
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【0016】図2は、本実施例の発電システムの要部を
示す概略図、図3は図2の発電システムに組み込まれた
溶融炭酸塩型燃料電池を示す斜視図、図4は図3の燃料
電池の要部拡大斜視図、図5は回収装置を示す斜視図で
ある。
示す概略図、図3は図2の発電システムに組み込まれた
溶融炭酸塩型燃料電池を示す斜視図、図4は図3の燃料
電池の要部拡大斜視図、図5は回収装置を示す斜視図で
ある。
【0017】図2の発電システムに組み込まれた溶融炭
酸塩型燃料電池10は、図3および図4に示すようにア
ノ―ド(燃料極)11、カソ―ド(空気極)12及びこ
れら電極11、12間に配置され、電解質を保持した電
解質板13を備えている。これらアノ―ド11、カソ―
ド12及び電解質板13を単位セルとし、複数の単位セ
ルがセパレ―タ4を挟んで積層されている。前記電解質
板13上面に配置された前記アノ―ド11の対向する一
対の縁部は、前記電解質板13の縁部から所望距離へだ
てて内側に位置し、かつ前記アノ―ド11が存在しない
前記電解質板13の両縁部と前記セパレ―タ14の間に
はエッジシ―ル板15aが配置されている。前記電解質
板13下面に配置された前記カソ―ド12の前記エッジ
シ―ル板15aと直交する一対の縁部は、前記電解質板
13の縁部から所望距離へだてて内側に位置し、かつ前
記カソ―ド12が存在しない前記電解質板13の両縁部
と前記セパレ―タ14の間には、エッジシ―ル板15b
が配置されている。前記アノ―ド11、セパレ―タ14
及びエッジシ―ル板15aで区画された空間(燃料ガス
流通空間)には、集電板としての導電性を有する孔開き
板16a、波板17aが前記アノ―ド11側から順次積
層されている。前記カソ―ド12、セパレ―タ14及び
エッジシ―ル板15bで区画された空間(酸化剤ガス流
通空間)には、集電板としての導電性を有する孔開き板
16b、波板17bが前記カソ―ド12側から順次積層
されている。
酸塩型燃料電池10は、図3および図4に示すようにア
ノ―ド(燃料極)11、カソ―ド(空気極)12及びこ
れら電極11、12間に配置され、電解質を保持した電
解質板13を備えている。これらアノ―ド11、カソ―
ド12及び電解質板13を単位セルとし、複数の単位セ
ルがセパレ―タ4を挟んで積層されている。前記電解質
板13上面に配置された前記アノ―ド11の対向する一
対の縁部は、前記電解質板13の縁部から所望距離へだ
てて内側に位置し、かつ前記アノ―ド11が存在しない
前記電解質板13の両縁部と前記セパレ―タ14の間に
はエッジシ―ル板15aが配置されている。前記電解質
板13下面に配置された前記カソ―ド12の前記エッジ
シ―ル板15aと直交する一対の縁部は、前記電解質板
13の縁部から所望距離へだてて内側に位置し、かつ前
記カソ―ド12が存在しない前記電解質板13の両縁部
と前記セパレ―タ14の間には、エッジシ―ル板15b
が配置されている。前記アノ―ド11、セパレ―タ14
及びエッジシ―ル板15aで区画された空間(燃料ガス
流通空間)には、集電板としての導電性を有する孔開き
板16a、波板17aが前記アノ―ド11側から順次積
層されている。前記カソ―ド12、セパレ―タ14及び
エッジシ―ル板15bで区画された空間(酸化剤ガス流
通空間)には、集電板としての導電性を有する孔開き板
16b、波板17bが前記カソ―ド12側から順次積層
されている。
【0018】このような複数の単位セルがセパレ―タ1
4を挟んで積層されたスタック発電要素の4つの側面に
は、枠状のフランジ18を有するマニホ―ルド19がそ
れぞれ配置されている。また、前記スタック発電要素の
4つの側面と前記マニホ―ルド19のフランジ18との
間にはそれぞれ枠状のマニホ―ルドシ―ル板20が介在
されている。前記燃料ガス流通空間が表出する前記発電
要素の側面に対応するのマニホ―ルド(図示せず)に
は、燃料ガス21を供給するための供給管22が取り付
けられている。この供給管22と反対側のマニホ―ルド
19には、ガス排出管23が取着されている。また、前
記酸化剤ガス流通空間が表出する前記発電要素の側面に
対応するのマニホ―ルド(図示せず)には、酸化剤ガス
24を供給するための供給管25が取り付けられてい
る。この供給管25と反対側のマニホ―ルド19には、
ガス排出管26が取着されている。前記燃料電池10に
は、直交変換装置27が接続されている。
4を挟んで積層されたスタック発電要素の4つの側面に
は、枠状のフランジ18を有するマニホ―ルド19がそ
れぞれ配置されている。また、前記スタック発電要素の
4つの側面と前記マニホ―ルド19のフランジ18との
間にはそれぞれ枠状のマニホ―ルドシ―ル板20が介在
されている。前記燃料ガス流通空間が表出する前記発電
要素の側面に対応するのマニホ―ルド(図示せず)に
は、燃料ガス21を供給するための供給管22が取り付
けられている。この供給管22と反対側のマニホ―ルド
19には、ガス排出管23が取着されている。また、前
記酸化剤ガス流通空間が表出する前記発電要素の側面に
対応するのマニホ―ルド(図示せず)には、酸化剤ガス
24を供給するための供給管25が取り付けられてい
る。この供給管25と反対側のマニホ―ルド19には、
ガス排出管26が取着されている。前記燃料電池10に
は、直交変換装置27が接続されている。
【0019】前記ガス排出管23、26には、バルブ2
8、29がそれぞれ介装されている。前記各バルブ2
8、29には、ガス成分回収装置30、31が配管3
2、33を介してそれぞれ連結され、かつ前記各回収装
置30、31には排気管34、35が連結されている。
なお、前記ガス排出管23、26の前記三方バルブ2
8、29までの箇所および前記配管32、33には、図
示しない空気管がそれぞれ巻装され、かつ該空気管内に
は高温空気が流通される。
8、29がそれぞれ介装されている。前記各バルブ2
8、29には、ガス成分回収装置30、31が配管3
2、33を介してそれぞれ連結され、かつ前記各回収装
置30、31には排気管34、35が連結されている。
なお、前記ガス排出管23、26の前記三方バルブ2
8、29までの箇所および前記配管32、33には、図
示しない空気管がそれぞれ巻装され、かつ該空気管内に
は高温空気が流通される。
【0020】前記ガス成分回収装置30、31は、図5
に示すように底部を開口した箱型容器36を備えいる。
前記容器36の前面および背面を除く周囲には、面状ヒ
ータ37が設けられている。前記容器36の前面には、
前記配管32が連結され、かつ背面には前記排気管34
が連結されている。前記容器36内には、例えば4枚の
フィルタ381 〜384 が等間隔で、かつ前記容器36
の前面と平行となるように配列されている。前記各フィ
ルタ381 〜384 は、焼結ニッケルから形成されてい
る。前記配管32に近い側に位置する前記フィルタ38
1 は、孔径が5000オングストロームで72%の空隙
率を有する。前記排気管34に近い側に位置する前記フ
ィルタ384 は、孔径が1000オングストロームで3
0%の空隙率を有する。前記フィルタ381 、384 間
に位置する前記フィルタ382 、383 は、孔径が30
00オングストロームで50%の空隙率を有する。前記
容器36の下方には、タール等を溜める液溜部材39が
着脱自在に設けられている。
に示すように底部を開口した箱型容器36を備えいる。
前記容器36の前面および背面を除く周囲には、面状ヒ
ータ37が設けられている。前記容器36の前面には、
前記配管32が連結され、かつ背面には前記排気管34
が連結されている。前記容器36内には、例えば4枚の
フィルタ381 〜384 が等間隔で、かつ前記容器36
の前面と平行となるように配列されている。前記各フィ
ルタ381 〜384 は、焼結ニッケルから形成されてい
る。前記配管32に近い側に位置する前記フィルタ38
1 は、孔径が5000オングストロームで72%の空隙
率を有する。前記排気管34に近い側に位置する前記フ
ィルタ384 は、孔径が1000オングストロームで3
0%の空隙率を有する。前記フィルタ381 、384 間
に位置する前記フィルタ382 、383 は、孔径が30
00オングストロームで50%の空隙率を有する。前記
容器36の下方には、タール等を溜める液溜部材39が
着脱自在に設けられている。
【0021】以上のような発電システムにおいて、例え
ば水素(H2 )と二酸化炭素(CO2 )との混合ガスか
らなる燃料ガス21は供給管22を通して燃料電池10
のアノード11側に、例えば空気と二酸化炭素(C
O2 )との混合ガスからなる酸化剤ガス24は供給管2
5を通して前記燃料電池10のカソード12側にそれぞ
れ供給され、セル構成部材であるカソード11、アノー
ド12および電解質板13に含まれる成形助剤は揮散さ
れてガス化される。前記ガスは、ガス排出管23、26
に介装されたバルブ28、29をそれぞれ操作すること
により前記ガス排出管23、26、配管32、33を通
してガス成分回収装置30、31にそれぞれ導入され
る。かかるガスの前記各ガス成分回収装置30、31へ
の導入に際し、前記ガス排出管23、26、配管32、
33には300℃〜500℃に加熱した空気を流通させ
た空気管(図示せず)が巻装されているため、前記各管
は保温されてスラグ等がそれらの管内面に付着するのを
防止される。
ば水素(H2 )と二酸化炭素(CO2 )との混合ガスか
らなる燃料ガス21は供給管22を通して燃料電池10
のアノード11側に、例えば空気と二酸化炭素(C
O2 )との混合ガスからなる酸化剤ガス24は供給管2
5を通して前記燃料電池10のカソード12側にそれぞ
れ供給され、セル構成部材であるカソード11、アノー
ド12および電解質板13に含まれる成形助剤は揮散さ
れてガス化される。前記ガスは、ガス排出管23、26
に介装されたバルブ28、29をそれぞれ操作すること
により前記ガス排出管23、26、配管32、33を通
してガス成分回収装置30、31にそれぞれ導入され
る。かかるガスの前記各ガス成分回収装置30、31へ
の導入に際し、前記ガス排出管23、26、配管32、
33には300℃〜500℃に加熱した空気を流通させ
た空気管(図示せず)が巻装されているため、前記各管
は保温されてスラグ等がそれらの管内面に付着するのを
防止される。
【0022】前記各ガス成分回収装置30、31に導入
されたガスは、図5に示すように容器36内に配列され
た例えば4枚のフィルタ381 〜384 を通過する過程
でガス中に含まれる成分がトラップされ、クリーンなガ
スは前記回収装置30、31の排気管34、35を通し
て排気される。前記ガス成分を前記フィルタ381 〜3
84 にトラップした後は、前記容器36の外周に配置し
た面状ヒータ37により前記各フィルタ381 〜384
全体を加熱することによりそれらにトラップされたスラ
グおよびタールは液化され、前記容器36下方の液溜部
材39に集められ、室温まで冷却固化されて回収され
る。
されたガスは、図5に示すように容器36内に配列され
た例えば4枚のフィルタ381 〜384 を通過する過程
でガス中に含まれる成分がトラップされ、クリーンなガ
スは前記回収装置30、31の排気管34、35を通し
て排気される。前記ガス成分を前記フィルタ381 〜3
84 にトラップした後は、前記容器36の外周に配置し
た面状ヒータ37により前記各フィルタ381 〜384
全体を加熱することによりそれらにトラップされたスラ
グおよびタールは液化され、前記容器36下方の液溜部
材39に集められ、室温まで冷却固化されて回収され
る。
【0023】従って、本実施例によれば燃料電池10の
セル構成部材に含まれる成形助剤をガス化し、前記燃料
電池10のカソード、11アノードガス12に対応する
ガス排出管23、26、バルブ28、29および配管3
2、33を通してガス成分回収装置30、31に導入す
ることによって、前記各ガス成分回収装置30、31の
出口部である排気管34、35から有害成分を含まない
クリーンなガスを排気できると共に、前記有害成分をフ
ィルタ381 〜384 でトラップでき、ヒータ37によ
る液化、液溜部材38での冷却固化により前記有害成分
をスラッジ、タールとして回収することができる。事
実、回収した物質の成分を分析した結果、前記セル構成
部材に添加した成形助剤と同成分であることが確認され
た。
セル構成部材に含まれる成形助剤をガス化し、前記燃料
電池10のカソード、11アノードガス12に対応する
ガス排出管23、26、バルブ28、29および配管3
2、33を通してガス成分回収装置30、31に導入す
ることによって、前記各ガス成分回収装置30、31の
出口部である排気管34、35から有害成分を含まない
クリーンなガスを排気できると共に、前記有害成分をフ
ィルタ381 〜384 でトラップでき、ヒータ37によ
る液化、液溜部材38での冷却固化により前記有害成分
をスラッジ、タールとして回収することができる。事
実、回収した物質の成分を分析した結果、前記セル構成
部材に添加した成形助剤と同成分であることが確認され
た。
【0024】また、前記燃料電池10から前記各ガス成
分回収装置30、31への導入経路である前記ガス排出
管23、26、配管32、33に300℃〜500℃に
加熱した空気が流通された空気管(図示せず)を巻装す
れば、前記ガス排出管23、26、配管32、33前記
各管を保温できため、スラグ等がそれらの管内面に付着
して閉塞するのを防止することができる。
分回収装置30、31への導入経路である前記ガス排出
管23、26、配管32、33に300℃〜500℃に
加熱した空気が流通された空気管(図示せず)を巻装す
れば、前記ガス排出管23、26、配管32、33前記
各管を保温できため、スラグ等がそれらの管内面に付着
して閉塞するのを防止することができる。
【0025】さらに、前記各ガス成分回収装置30、3
1の容器36内にガス入口側に最も孔径の大きなフィル
タ381 を、それより出口側に向かって小さい孔径を有
するフィルタ382 、383 、384 を順次配列させれ
ば、ガス中の有害成分をより効率よくトラップすること
が可能となる。
1の容器36内にガス入口側に最も孔径の大きなフィル
タ381 を、それより出口側に向かって小さい孔径を有
するフィルタ382 、383 、384 を順次配列させれ
ば、ガス中の有害成分をより効率よくトラップすること
が可能となる。
【0026】なお、前記実施例では燃料電池から各ガス
成分回収装置への導入経路であるガス排出管等に加熱し
た空気が流通された空気管(図示せず)を巻装したが、
前記空気管の代わりに、例えばリボン状ヒータを巻装し
ても実施例と同様に各管を保温することができる。
成分回収装置への導入経路であるガス排出管等に加熱し
た空気が流通された空気管(図示せず)を巻装したが、
前記空気管の代わりに、例えばリボン状ヒータを巻装し
ても実施例と同様に各管を保温することができる。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係わる溶融
炭酸塩型燃料電池発電システムによれば異臭を伴う有害
成分を含むガスを外部に排気せずに回収でき、環境汚染
を防止できると共に、ガスを燃焼する従来法に比べて大
掛かりな設備が不要となり、システム自体を簡素化でき
ると共に、ランニングコストも著しく低減できる等顕著
な効果を奏する。
炭酸塩型燃料電池発電システムによれば異臭を伴う有害
成分を含むガスを外部に排気せずに回収でき、環境汚染
を防止できると共に、ガスを燃焼する従来法に比べて大
掛かりな設備が不要となり、システム自体を簡素化でき
ると共に、ランニングコストも著しく低減できる等顕著
な効果を奏する。
【図1】溶融炭酸塩型燃料電池の基本構造を示す概略
図。
図。
【図2】本実施例の発電システムの要部を示す概略図。
【図3】図2の発電システムに組み込まれた溶融炭酸塩
型燃料電池を示す斜視図。
型燃料電池を示す斜視図。
【図4】図3の燃料電池の要部拡大斜視図。
【図5】図2の発電システムに組み込まれるガス成分回
収装置を示す斜視図。
収装置を示す斜視図。
10…溶融炭酸塩型燃料電池、11…アノード、12…
カソード、13…電解質板、14…セパレータ、19…
マニホ―ルド、21…燃料ガス、22、25…供給管、
24…酸化剤ガス、23、26…ガス排出管、28、2
9…バルブ、30、31…ガス成分回収装置、37…面
状ヒータ、381 〜384…フィルタ、39…液溜部
材。
カソード、13…電解質板、14…セパレータ、19…
マニホ―ルド、21…燃料ガス、22、25…供給管、
24…酸化剤ガス、23、26…ガス排出管、28、2
9…バルブ、30、31…ガス成分回収装置、37…面
状ヒータ、381 〜384…フィルタ、39…液溜部
材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 和明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−115669(JP,A) 特開 平3−20970(JP,A) 特開 昭50−93271(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/04 H01M 8/14 B01D 53/00 - 53/36
Claims (1)
- 【請求項1】 アノード、カソードおよびこれらの間に
配置された電解質板からなる単位セルをセパレータを介
して複数積層した溶融炭酸塩型燃料電池と、前記燃料電
池の排気側に連結され、前記アノード、カソードおよび
電解質板に含まれる成形助剤の分解により発生するガス
を冷却固化するためのガス成分回収装置とを具備し、 前記ガス成分回収装置は、ガスの出入口を有する容器
と、この容器内にガスの流れ方向に所望の距離をあけて
配列された複数のフィルタと、これらフィルタのトラッ
プされた前記成形助剤の分解物を加熱して溶融するため
の加熱手段と、溶融した成形助剤の分解物を収納するた
めの液溜部材とを備える ことを特徴とする溶融炭酸塩形
燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30868491A JP3256563B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30868491A JP3256563B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05144459A JPH05144459A (ja) | 1993-06-11 |
JP3256563B2 true JP3256563B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=17984044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30868491A Expired - Fee Related JP3256563B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3256563B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210010313A (ko) * | 2019-07-19 | 2021-01-27 | (주)에프씨아이 | 용융탄산염형 연료전지와 고체산화물 수전해전지의 융복합 시스템 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30868491A patent/JP3256563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210010313A (ko) * | 2019-07-19 | 2021-01-27 | (주)에프씨아이 | 용융탄산염형 연료전지와 고체산화물 수전해전지의 융복합 시스템 |
KR102483560B1 (ko) * | 2019-07-19 | 2023-01-02 | (주)에프씨아이 | 용융탄산염형 연료전지와 고체산화물 수전해전지의 융복합 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05144459A (ja) | 1993-06-11 |
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Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |