JPH01128364A - 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置Info
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- JPH01128364A JPH01128364A JP62285405A JP28540587A JPH01128364A JP H01128364 A JPH01128364 A JP H01128364A JP 62285405 A JP62285405 A JP 62285405A JP 28540587 A JP28540587 A JP 28540587A JP H01128364 A JPH01128364 A JP H01128364A
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- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 13
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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
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- 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
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池のう
ち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池のカソードとアノード
との間で生じる差圧を零にするための系統を有する溶融
炭酸塩型燃料電池の発電装置に関するものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池のう
ち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池のカソードとアノード
との間で生じる差圧を零にするための系統を有する溶融
炭酸塩型燃料電池の発電装置に関するものである。
［従来の技術］
現在までに提案されている溶融炭酸塩型燃料電池は、溶
融炭酸塩を電解質として多孔質物質にしみ込ませてなる
電解質板（タイル）を、カソード（酸素穫）とアノード
（燃料極）で両面から挟み、カソード側に酸化ガスを供
給すると共にアノード側に燃料ガスを供給することによ
りカソードとアノードとの間で発生する電位差により発
電が行われるようにしたものを１セルとし、各セルをセ
パレータを介して多層に積層した構成のものとしである
。
融炭酸塩を電解質として多孔質物質にしみ込ませてなる
電解質板（タイル）を、カソード（酸素穫）とアノード
（燃料極）で両面から挟み、カソード側に酸化ガスを供
給すると共にアノード側に燃料ガスを供給することによ
りカソードとアノードとの間で発生する電位差により発
電が行われるようにしたものを１セルとし、各セルをセ
パレータを介して多層に積層した構成のものとしである
。
上記溶融炭酸塩型燃料電池では、アノード側で
Ｈ２＋ ＣＯ３−−→Ｈ２０＋ Ｃ０２＋ ２ ｅ−の
反応が行われ、カソード側で の反応が行われるため、アノード側で得られるＣ ０２
をカソード側に送る°ようにする必要が必る。
反応が行われ、カソード側で の反応が行われるため、アノード側で得られるＣ ０２
をカソード側に送る°ようにする必要が必る。
従来提案されている天然ガスを燃料ガスとして用いる天
然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池の発電システムにおい
ては、上記アノード側で得られるＣＯ２をカソード側に
送ることができるように、第２図に概略を示す如き系統
としである。
然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池の発電システムにおい
ては、上記アノード側で得られるＣＯ２をカソード側に
送ることができるように、第２図に概略を示す如き系統
としである。
すなわち、燃料電池１のカソード２には、酸化ガスを供
給するため、空気Ａをブロワ４で圧縮した後、空気予熱
器（図示せず）で予熱し、ライン５によりカソード２に
供給すると共に、−部を改質器６に分岐ライン７により
供給するようにし、上記カソード２から排出されたガス
は、ライン８を通り上記空気予熱器を通し排出させるよ
うにしである。一方、燃料電池１のアノード３に供給さ
れる天然ガスＮＧは、ライン９により改質器６内に導入
され、ここで改質されてアノード３に供給されるように
し、該アノード３から排出された未燃ガスは、改質器用
燃料とするため上記改質器６に導入される天然ガスＮＧ
を予熱するための予熱器（図示せず）等を通して改質器
６に導くようにし、更に、改質器６から排出された炭酸
ガスを含むガスを、ＣＯ２回収ライン１０より前記ライ
ン５に導き、空気とともにカソード２に供給するように
して、炭酸ガスをカソード２側へ回収するようにしてい
る。
給するため、空気Ａをブロワ４で圧縮した後、空気予熱
器（図示せず）で予熱し、ライン５によりカソード２に
供給すると共に、−部を改質器６に分岐ライン７により
供給するようにし、上記カソード２から排出されたガス
は、ライン８を通り上記空気予熱器を通し排出させるよ
うにしである。一方、燃料電池１のアノード３に供給さ
れる天然ガスＮＧは、ライン９により改質器６内に導入
され、ここで改質されてアノード３に供給されるように
し、該アノード３から排出された未燃ガスは、改質器用
燃料とするため上記改質器６に導入される天然ガスＮＧ
を予熱するための予熱器（図示せず）等を通して改質器
６に導くようにし、更に、改質器６から排出された炭酸
ガスを含むガスを、ＣＯ２回収ライン１０より前記ライ
ン５に導き、空気とともにカソード２に供給するように
して、炭酸ガスをカソード２側へ回収するようにしてい
る。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、上記従来の発電システムでは、燃料電池のカ
ソード２と７ノード３の間でガスの圧力差が生じ易く、
差圧が生じると、電解質板の割れ等を生じさせるおそれ
があるため、出来るだけカソードとアノード間で差圧を
生じないようにする必要があり、そのために、図示の如
くカソード２とアノード３の出口側（入口側でも良い）
の間に差圧計１１を設け、且つアノード３の出口側にバ
ルブ１２を設け、バルブ１２の開度を調節して７ノード
３とカソード２の差圧が８′［言値内におさまるように
する差圧制御機構の設置が必要であった。
ソード２と７ノード３の間でガスの圧力差が生じ易く、
差圧が生じると、電解質板の割れ等を生じさせるおそれ
があるため、出来るだけカソードとアノード間で差圧を
生じないようにする必要があり、そのために、図示の如
くカソード２とアノード３の出口側（入口側でも良い）
の間に差圧計１１を設け、且つアノード３の出口側にバ
ルブ１２を設け、バルブ１２の開度を調節して７ノード
３とカソード２の差圧が８′［言値内におさまるように
する差圧制御機構の設置が必要であった。
そこで、本発明は、上記従来方式にあける如き差圧制御
機構を設けなくてもアノードとカソード間の差圧を零に
することができるようにしようとするものである。
機構を設けなくてもアノードとカソード間の差圧を零に
することができるようにしようとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、上記目的を達成するために、燃料電池のアノ
ードから排出されるガスと同様にカソードから排出され
る排ガスを改質器の燃焼室内に導入させるように配管す
ると共に、該カソードからの排ガスの一部をバイパスさ
せて排出させるようにし、且つ上記改質器から排出され
る炭酸ガスを含むガス中の炭酸ガスを回収して上記カソ
ードに供給させるよう配管し、上記アノードには天然ガ
スを上記改質器で改質して供給させるよう配管した構成
とする。
ードから排出されるガスと同様にカソードから排出され
る排ガスを改質器の燃焼室内に導入させるように配管す
ると共に、該カソードからの排ガスの一部をバイパスさ
せて排出させるようにし、且つ上記改質器から排出され
る炭酸ガスを含むガス中の炭酸ガスを回収して上記カソ
ードに供給させるよう配管し、上記アノードには天然ガ
スを上記改質器で改質して供給させるよう配管した構成
とする。
［作 用］
改質器の燃焼室側を燃料電池のアノードとカソードの共
通ヘッダ化することによりアノードとカソード間の差圧
が零になり、従来の如き差圧制御のための機構を別個に
設ける必要がない。
通ヘッダ化することによりアノードとカソード間の差圧
が零になり、従来の如き差圧制御のための機構を別個に
設ける必要がない。
又、アノードでの反応で得られた炭酸ガスと水を改質器
の燃焼室出口より取り出して、そのうちカソードに必要
な炭酸ガスはカソードへの空気供給ラインよりカソード
に送られる。カソードから排出された排ガスの仝母を改
質器の燃焼室に入れると、該排ガスには不活性ガス等が
含まれているため改質反応に必要な温度まで燃焼温度を
上げることができないことになるが、排ガスの一部をバ
イパスすることにより、かかる問題を回避することがで
きる。
の燃焼室出口より取り出して、そのうちカソードに必要
な炭酸ガスはカソードへの空気供給ラインよりカソード
に送られる。カソードから排出された排ガスの仝母を改
質器の燃焼室に入れると、該排ガスには不活性ガス等が
含まれているため改質反応に必要な温度まで燃焼温度を
上げることができないことになるが、排ガスの一部をバ
イパスすることにより、かかる問題を回避することがで
きる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、天然ガスＮＧ
を、天然ガス予熱器１３、脱硫器１４を経てライン９に
より改質器６内に導入し、ここで改質してライン１５に
より上記天然ガス予熱器１３を通した後、燃料電池１の
７ノード３に供給するようにすると共に、該アノード３
から排出されたガスは、上記改質器６の燃焼室内へ排出
側ライン１６により導入されるようにし、一方、燃料電
池１のカソード２に酸化ガスを供給するために、空気△
をブロワ４で圧縮した後、空気予熱器７を通してライン
５によりカソード２に全量供給するようにすると共に、
該カソード２から排出されたガスを、本発明の特徴であ
るライン１８により上記改質器６の燃焼室内へそのまま
導入させるようにして、改質器６の燃焼室側をカソード
側ガス及びアノード側ガスの共通ヘッダとして使用させ
るようにし、且つ上記ライン１８の途中に分岐ライン１
９を接続し、カソード２から排出されるガスの一部を分
岐ライン１９によりバイパスさせ、上記空気予熱器１７
を通して排出させるようにする。又、上記のように改質
器６の燃焼室側を、アノード３、カソード２からの各排
出ガスの共通ヘッダ化することから、カソード２で必要
とする炭酸ガス（ＣＯ２）をアノード３側からカソード
２側へ送るために、前記改質器６から排出されるガス（
アノードで得られた炭酸ガスと水が含まれている）中の
炭酸ガスを回収するために、ライン２０により蒸気発生
器２１、熱回収用熱交換器２２を経て気水分離器２３へ
導き、該気水分離器２３で水から分離された炭酸ガス（
ＣＯ２）を含むガスは、燃料電池１のカソード２へ送る
ために、上記気水分離器２３よりＣ０２回収ライン２４
により前記空気予熱器１７の入口側に導入させるように
し、一方、上記気水分離器２３てガスから分離された水
（Ｉ（２０）は、ライン２５により蒸気発生器２１に導
き、ここから蒸気として天然カスのライン９に導くよう
にし、天然ガスとともに改質器６に入れられるようにす
る。
を、天然ガス予熱器１３、脱硫器１４を経てライン９に
より改質器６内に導入し、ここで改質してライン１５に
より上記天然ガス予熱器１３を通した後、燃料電池１の
７ノード３に供給するようにすると共に、該アノード３
から排出されたガスは、上記改質器６の燃焼室内へ排出
側ライン１６により導入されるようにし、一方、燃料電
池１のカソード２に酸化ガスを供給するために、空気△
をブロワ４で圧縮した後、空気予熱器７を通してライン
５によりカソード２に全量供給するようにすると共に、
該カソード２から排出されたガスを、本発明の特徴であ
るライン１８により上記改質器６の燃焼室内へそのまま
導入させるようにして、改質器６の燃焼室側をカソード
側ガス及びアノード側ガスの共通ヘッダとして使用させ
るようにし、且つ上記ライン１８の途中に分岐ライン１
９を接続し、カソード２から排出されるガスの一部を分
岐ライン１９によりバイパスさせ、上記空気予熱器１７
を通して排出させるようにする。又、上記のように改質
器６の燃焼室側を、アノード３、カソード２からの各排
出ガスの共通ヘッダ化することから、カソード２で必要
とする炭酸ガス（ＣＯ２）をアノード３側からカソード
２側へ送るために、前記改質器６から排出されるガス（
アノードで得られた炭酸ガスと水が含まれている）中の
炭酸ガスを回収するために、ライン２０により蒸気発生
器２１、熱回収用熱交換器２２を経て気水分離器２３へ
導き、該気水分離器２３で水から分離された炭酸ガス（
ＣＯ２）を含むガスは、燃料電池１のカソード２へ送る
ために、上記気水分離器２３よりＣ０２回収ライン２４
により前記空気予熱器１７の入口側に導入させるように
し、一方、上記気水分離器２３てガスから分離された水
（Ｉ（２０）は、ライン２５により蒸気発生器２１に導
き、ここから蒸気として天然カスのライン９に導くよう
にし、天然ガスとともに改質器６に入れられるようにす
る。
従来の溶融炭酸塩型燃料電池の発電システムでは、カソ
ード２から排出されたガスは熱回収した後に排出させて
いたが、本発明では、カソード側からの排ガスを、アノ
ード３から排出されるガスと同様に改質器６の燃焼室内
へ導入させるようにして、該改質器６の燃焼室側を、７
ノードからのガスとカソードからのガスの共通ヘッダと
したので、アノード３とカソード２との間の差圧は原理
的に零となる。したがって、別個に差圧制御機構を設置
することを省略することができる。この際、カソード２
から排出されるガスには、燃料電池内の冷却用空気が多
く含まれている（冷却用空気は反応に必要な空気の７〜
８倍）ので、カソード２からの排ガスの全量を改質器６
の燃焼室に導入すると、改質反応に必要な温度まで燃焼
温度を上げることができなくなるが、分岐ライン１９に
よりカソード２からの排ガスの一部をバイパスさせてい
るので、改質に必要な温度は確保できる。この場合、上
記排ガスには冷却用ガスが多く含まれているので、バイ
パスされる空気も多くなる。
ード２から排出されたガスは熱回収した後に排出させて
いたが、本発明では、カソード側からの排ガスを、アノ
ード３から排出されるガスと同様に改質器６の燃焼室内
へ導入させるようにして、該改質器６の燃焼室側を、７
ノードからのガスとカソードからのガスの共通ヘッダと
したので、アノード３とカソード２との間の差圧は原理
的に零となる。したがって、別個に差圧制御機構を設置
することを省略することができる。この際、カソード２
から排出されるガスには、燃料電池内の冷却用空気が多
く含まれている（冷却用空気は反応に必要な空気の７〜
８倍）ので、カソード２からの排ガスの全量を改質器６
の燃焼室に導入すると、改質反応に必要な温度まで燃焼
温度を上げることができなくなるが、分岐ライン１９に
よりカソード２からの排ガスの一部をバイパスさせてい
るので、改質に必要な温度は確保できる。この場合、上
記排ガスには冷却用ガスが多く含まれているので、バイ
パスされる空気も多くなる。
一方、改質器６の燃焼室出口から取り出されたガスには
、アノード３で得られたＣＯ２と８２０が含まれている
が、このガスは熱回収された後に気水分離器２３で炭酸
ガスを含むガスと水とに分離され、水は改質反応に必要
な蒸気として天然ガスに混入して回収され、炭酸ガスは
空気とともにカソード２へ供給されることによって回収
される。この際、改質器６の燃焼室から取り出したガス
を気水分離してそのまま回収するので、７ノード３での
反応で出来たＣ ０２と８２０を出来るだけ稀釈しない
で回収することができる。
、アノード３で得られたＣＯ２と８２０が含まれている
が、このガスは熱回収された後に気水分離器２３で炭酸
ガスを含むガスと水とに分離され、水は改質反応に必要
な蒸気として天然ガスに混入して回収され、炭酸ガスは
空気とともにカソード２へ供給されることによって回収
される。この際、改質器６の燃焼室から取り出したガス
を気水分離してそのまま回収するので、７ノード３での
反応で出来たＣ ０２と８２０を出来るだけ稀釈しない
で回収することができる。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば、熱回収用の熱交換器を省略する等、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え１ｑるこ
とは勿論である。
く、たとえば、熱回収用の熱交換器を省略する等、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え１ｑるこ
とは勿論である。
［発明の効果］
以上述べた如く本発明によれば、溶融炭酸塩型燃料電池
のカソードから排出されたガスを改質器の燃焼室内に直
接導入するようにして、改質器の燃焼室側を、カソード
からのガスとアノードからのガスの共通ヘッダとして使
用するようにしたので、原理的にアノードとカソード間
の差圧を零にすることができ、差圧を制御する機構を設
置する必要性をなくすことができ、又、改質器の燃焼室
出口から取り出したＣＯ２、Ｈ２Ｏを含むガスを気水分
離して回収するので、アノードでできたＣＯ２と８２０
を出来るだけ稀釈させないで回収できる、等の優れた効
果を奏し得る。
のカソードから排出されたガスを改質器の燃焼室内に直
接導入するようにして、改質器の燃焼室側を、カソード
からのガスとアノードからのガスの共通ヘッダとして使
用するようにしたので、原理的にアノードとカソード間
の差圧を零にすることができ、差圧を制御する機構を設
置する必要性をなくすことができ、又、改質器の燃焼室
出口から取り出したＣＯ２、Ｈ２Ｏを含むガスを気水分
離して回収するので、アノードでできたＣＯ２と８２０
を出来るだけ稀釈させないで回収できる、等の優れた効
果を奏し得る。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は従来
の溶融炭酸塩型燃料電池の発電システムの概略を示す図
である。 １・・・燃料電池、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、６・・・改質器、１７・・・空気予熱器、１８・・
・ライン、１９・・・分岐ライン、２３・・・気水分離
器。
の溶融炭酸塩型燃料電池の発電システムの概略を示す図
である。 １・・・燃料電池、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、６・・・改質器、１７・・・空気予熱器、１８・・
・ライン、１９・・・分岐ライン、２３・・・気水分離
器。
Claims (1)
- １）溶融炭酸塩型燃料電池のアノードから排出されるガ
スを改質器の燃焼室に導入させると共に、カソードから
排出されるガスを、一部をバイパスさせて残りを上記改
質器の燃焼室へ直接導入させるよう各々配管し、且つ上
記改質器の燃焼室出口からのガス中の炭酸ガスを回収し
て上記カソードに供給させ、上記アノードには天然ガス
を上記改質器で改質して供給させるよう各々配管したこ
とを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62285405A JP2595579B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62285405A JP2595579B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128364A true JPH01128364A (ja) | 1989-05-22 |
| JP2595579B2 JP2595579B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17691095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62285405A Expired - Lifetime JP2595579B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595579B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0418864A2 (en) * | 1989-09-19 | 1991-03-27 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Method of and apparatus for utilizing and recovering carbondioxide in combustion exhaust gas |
| EP0456848A1 (en) * | 1989-01-09 | 1991-11-21 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Electric power producing system using molten carbonate type fuel cell |
| US5208114A (en) * | 1991-01-21 | 1993-05-04 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system using molten carbonate fuel cells |
| EP0642184A2 (en) * | 1993-07-09 | 1995-03-08 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Differential pressure controlling method for plate reformer of fuel cell power generation system |
Citations (2)
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| JPS62237677A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒 |
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-
1987
- 1987-11-13 JP JP62285405A patent/JP2595579B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2595579B2 (ja) | 1997-04-02 |
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