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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- 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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |