JPH0215570A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH0215570A JPH0215570A JP63165106A JP16510688A JPH0215570A JP H0215570 A JPH0215570 A JP H0215570A JP 63165106 A JP63165106 A JP 63165106A JP 16510688 A JP16510688 A JP 16510688A JP H0215570 A JPH0215570 A JP H0215570A
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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
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- 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
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は燃料電池に係り、とくに水回収系の脱ガスを効
率良く行えるようにした燃料電池発電システムに関する
。
率良く行えるようにした燃料電池発電システムに関する
。
（従来の技術）
従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃お１電池は一般に、電解質層を挟んで燃料極および
酸化剤極の一対の多孔買電４木を配置するとともに、燃
料極の背面に水素等の燃料をまた、酸化剤極の背面に空
気等の酸化剤ガスを接触させ、このとき起る電気化学的
反応を利用するようにしたものである。また、この種の
燃料電池においてはその電気化学的反応にともなう発熱
を吸収するために、燃料電池本体内部に複数本の冷却管
を配設し、この冷却管に冷却水を循環供給するようにし
て燃お１電池発電システムを構成している。
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃お１電池は一般に、電解質層を挟んで燃料極および
酸化剤極の一対の多孔買電４木を配置するとともに、燃
料極の背面に水素等の燃料をまた、酸化剤極の背面に空
気等の酸化剤ガスを接触させ、このとき起る電気化学的
反応を利用するようにしたものである。また、この種の
燃料電池においてはその電気化学的反応にともなう発熱
を吸収するために、燃料電池本体内部に複数本の冷却管
を配設し、この冷却管に冷却水を循環供給するようにし
て燃お１電池発電システムを構成している。
第２図はこの種の燃料電池発電システムの代表的構成例
を示したちのである。図において、１は燃料極２酸化剤
極３および冷却板４からなる燃料電池であり、燃料極２
には燃料である水素を燃料供給ライン２ａを介して導入
するとと゛しに燃利枡出ライン２ｂを介して排出し、酸
化剤極３には図示しない圧縮機からの空気を空気供給ラ
イン３ε１を介して導入するとともに空気排出ライン３
ｂを介して排出するようになっている。燃料供給ライン
２ａには反応部に原燃料である天然カスを導きバーナ一
部の熱により改質Ｊるリフｔ−７５と、このリフォマ５
により改質された水素リッチ刀ス中の一酸化炭素を水と
反応さけ炭酸カスと水素に変換するシフトコンバータ６
と、このシフトコンバータ６より燃料極２に供給する燃
料カス中の水分を除去する熱交換器７とか配設されてい
る。また、空気排出ライン３ｂには電池生成水を除去す
る熱交換器８が配設されている。
を示したちのである。図において、１は燃料極２酸化剤
極３および冷却板４からなる燃料電池であり、燃料極２
には燃料である水素を燃料供給ライン２ａを介して導入
するとと゛しに燃利枡出ライン２ｂを介して排出し、酸
化剤極３には図示しない圧縮機からの空気を空気供給ラ
イン３ε１を介して導入するとともに空気排出ライン３
ｂを介して排出するようになっている。燃料供給ライン
２ａには反応部に原燃料である天然カスを導きバーナ一
部の熱により改質Ｊるリフｔ−７５と、このリフォマ５
により改質された水素リッチ刀ス中の一酸化炭素を水と
反応さけ炭酸カスと水素に変換するシフトコンバータ６
と、このシフトコンバータ６より燃料極２に供給する燃
料カス中の水分を除去する熱交換器７とか配設されてい
る。また、空気排出ライン３ｂには電池生成水を除去す
る熱交換器８が配設されている。
一方、冷却板４にはポンプ９を介して冷却水か供給され
るとともに、冷却後は蒸気セパータ１０により気液分離
され、水蒸気はリフオーマ５の入口部にまた、水はポン
プ９により冷却板４に供給する冷却サイクル４ａを形成
している。
るとともに、冷却後は蒸気セパータ１０により気液分離
され、水蒸気はリフオーマ５の入口部にまた、水はポン
プ９により冷却板４に供給する冷却サイクル４ａを形成
している。
熱交換器７および８により熱交換された凝縮水は貯水槽
１１に回収水として燃料側回収水ライン２ｃおよび空気
側回収水ライン３Ｃを介して集められ、回収水の一部は
脱ガス筒１２により炭酸ガスを多量の空気により処理し
た後水処理装置１３を介して前記冷却サイクル４ａの冷
却水として回収されるとともに、残りの回収水はドレン
タンク１４を介してピットへ排出される。
１１に回収水として燃料側回収水ライン２ｃおよび空気
側回収水ライン３Ｃを介して集められ、回収水の一部は
脱ガス筒１２により炭酸ガスを多量の空気により処理し
た後水処理装置１３を介して前記冷却サイクル４ａの冷
却水として回収されるとともに、残りの回収水はドレン
タンク１４を介してピットへ排出される。
また、リフＡ−７５とシフトコンバータ６との間および
燃料極２人口部の燃料供給ライン２ａＪ：りそれぞれ分
岐してドレンタンク１４へ導くドレン配管２ｄおよび２
ｅにより過剰の水分を除去するＪ：うになっている。
燃料極２人口部の燃料供給ライン２ａＪ：りそれぞれ分
岐してドレンタンク１４へ導くドレン配管２ｄおよび２
ｅにより過剰の水分を除去するＪ：うになっている。
（発明が解決しようとする課題）
このように構成された燃料電池発電システムにおいて、
プラントの運転時貯水槽１１には燃料側回収水ライン２
Ｃを介して流入する炭酸ガスを溶解した凝縮水と、炭酸
ガスをほとんど含有しない空気側回収水ライン３Ｃを介
して流入する電池生成水および冷ムＤ仮４の冷却水サイ
クル４ａより分岐した冷却水ライン４ｂを介して流入す
る水とが混合して薄められ、水素イオン濃度（Ｐ ｌ−
１＞か大きくなる。
プラントの運転時貯水槽１１には燃料側回収水ライン２
Ｃを介して流入する炭酸ガスを溶解した凝縮水と、炭酸
ガスをほとんど含有しない空気側回収水ライン３Ｃを介
して流入する電池生成水および冷ムＤ仮４の冷却水サイ
クル４ａより分岐した冷却水ライン４ｂを介して流入す
る水とが混合して薄められ、水素イオン濃度（Ｐ ｌ−
１＞か大きくなる。
一方、炭酸カスと水とは次式の反応をする。
ＣＯ２＋ ト１２０；二Ｈ２ＣＯ３； ト１ ＋十トｌ
ＣＯ３−キ２Ｈモ＋ＣＯ３２ この反応式は水中にＣＯ２またはＨＣＯ３２Ｈ＋＋ＣＯ
３２−として存在することを示しており、ＰＨが低いは
どＣＯ２の存在割合か高くなる方向に移行する。したが
って、ＣＯ２は貯水槽１１中で１１ｃｏ３−またはＣＯ
３２−のようなイオン状態で存在し、これが脱ガス筒１
２に供給されるため、脱ガス筒１２でのＣＯ２除去効率
が低下する不具合があった。
ＣＯ３−キ２Ｈモ＋ＣＯ３２ この反応式は水中にＣＯ２またはＨＣＯ３２Ｈ＋＋ＣＯ
３２−として存在することを示しており、ＰＨが低いは
どＣＯ２の存在割合か高くなる方向に移行する。したが
って、ＣＯ２は貯水槽１１中で１１ｃｏ３−またはＣＯ
３２−のようなイオン状態で存在し、これが脱ガス筒１
２に供給されるため、脱ガス筒１２でのＣＯ２除去効率
が低下する不具合があった。
また、ドレンタンク１４には量が少いがドレン配管２ｄ
および２ｅより凝縮水とともに可燃性カスが排出される
ため、安全上カス検知器を配設し監視を行っていたが、
ガス検知器が頻繁に動作するため処理設備を設ける必要
性が生じた。
および２ｅより凝縮水とともに可燃性カスが排出される
ため、安全上カス検知器を配設し監視を行っていたが、
ガス検知器が頻繁に動作するため処理設備を設ける必要
性が生じた。
そこで本発明の目的は燃料電池発電システムより排出す
る凝縮水中に溶解したガスを効率良く脱気することので
きる燃料電池発電システムを提供することにある。
る凝縮水中に溶解したガスを効率良く脱気することので
きる燃料電池発電システムを提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明は、電解質層を挟み一
対の塩１１極および酸化剤極を配置するとともに内部に
冷却板を配設した燃料電池と、蒸気ビパレータ内の貯水
をポンプにより冷却板へ供給し、冷却板から排出される
気水混合（本を蒸気セパレータにより気水分離される冷
却水循環装置と、燃料極に原基１１を改質し供給する燃
料改質系統と、この燃料改質系統の凝縮水を回収し、凝
縮水中に溶解した可燃性ガスおよび炭酸ガスを分離排出
する脱ガス装置と、この脱ガス装置によりガス分離した
凝縮水の一部はドレンピットに排出するとともに、残り
は酸化剤極排出側の凝縮水および冷却水循環装置より分
流した冷却水を混合し冷却水循環装置に回収する冷却装
置とを備えたことを特徴とダる。
対の塩１１極および酸化剤極を配置するとともに内部に
冷却板を配設した燃料電池と、蒸気ビパレータ内の貯水
をポンプにより冷却板へ供給し、冷却板から排出される
気水混合（本を蒸気セパレータにより気水分離される冷
却水循環装置と、燃料極に原基１１を改質し供給する燃
料改質系統と、この燃料改質系統の凝縮水を回収し、凝
縮水中に溶解した可燃性ガスおよび炭酸ガスを分離排出
する脱ガス装置と、この脱ガス装置によりガス分離した
凝縮水の一部はドレンピットに排出するとともに、残り
は酸化剤極排出側の凝縮水および冷却水循環装置より分
流した冷却水を混合し冷却水循環装置に回収する冷却装
置とを備えたことを特徴とダる。
（作 用）
可燃性ガスおよび炭酸カスを溶解した凝縮水とこれらの
ガスをはと／Ｖど溶解しないガスとを分離して脱ガス装
置に導くようにしたので、脱ガス装置内の水素イオン濃
度を低い状態に維持することができ、そのため凝縮水中
に溶解したカスを効率良く脱気することが可能となる。
ガスをはと／Ｖど溶解しないガスとを分離して脱ガス装
置に導くようにしたので、脱ガス装置内の水素イオン濃
度を低い状態に維持することができ、そのため凝縮水中
に溶解したカスを効率良く脱気することが可能となる。
（実施例）
以下本発明の一実施例について第１図を参照して説明す
る。なａ５、第２図に示す従来技術と同一部分には同一
符号をイ」シ、その詳細な説明は省略する。１は燃料極
２、酸化剤極３ａ−３よび冷却板４により構成された燃
料電池である。この燃料電池１の燃お１供給ライン２ａ
にはリフオーマ５、シフトコンバータ６、熱交換機７を
介して燃料（へ２に接続するようにするとともに、酸化
剤極３の空気排出ライン３ｂには熱交換機８を、また冷
ＪＪｌ板４の冷却ナイクル４ａには蒸気セパレータ１０
およびポンプ９が配設されている。燃料供給ライン２ａ
上のりフォー７５とシフトコンバータ６との間および燃
２３１（〜２の入口部とはそれぞれトレン配管２ｄおよ
び２ｅによりドレンタンク１４を介して、また熱交換器
７の出口側は燃料側回収水ライン２Ｃを介して脱カス筒
１２に接続されている。この脱カス筒１２はドレンビッ
トと、また空気側回収水ライン３Ｃおよび冷ムロ水う、
イン４ｂとを接続する貯水槽１１を介して冷却水サイク
ル４ａとにそれぞれ接続している。
る。なａ５、第２図に示す従来技術と同一部分には同一
符号をイ」シ、その詳細な説明は省略する。１は燃料極
２、酸化剤極３ａ−３よび冷却板４により構成された燃
料電池である。この燃料電池１の燃お１供給ライン２ａ
にはリフオーマ５、シフトコンバータ６、熱交換機７を
介して燃料（へ２に接続するようにするとともに、酸化
剤極３の空気排出ライン３ｂには熱交換機８を、また冷
ＪＪｌ板４の冷却ナイクル４ａには蒸気セパレータ１０
およびポンプ９が配設されている。燃料供給ライン２ａ
上のりフォー７５とシフトコンバータ６との間および燃
２３１（〜２の入口部とはそれぞれトレン配管２ｄおよ
び２ｅによりドレンタンク１４を介して、また熱交換器
７の出口側は燃料側回収水ライン２Ｃを介して脱カス筒
１２に接続されている。この脱カス筒１２はドレンビッ
トと、また空気側回収水ライン３Ｃおよび冷ムロ水う、
イン４ｂとを接続する貯水槽１１を介して冷却水サイク
ル４ａとにそれぞれ接続している。
次に作用について説明する。プラン１〜運転時、燃料供
給ライン２ａ中にて自然に生じた凝縮水はドレン配管２
ｄａ５よび２０よりトレンタンク１４を介して、また熱
交換器７により生成した凝縮水は燃料側回収水ライン２
Ｃを介してそれぞれ脱カス筒１２に集められる。可燃性
カスおよび炭酸ガスを溶解した凝縮水は）脱ガス筒１２
内に多量の閉気を供給することにより脱ガス処理され、
脱カス水の一部はドレンビットへ排出されるとともに、
残りは貯水槽１１に送給される。貯水槽１１にて燃＃ｌ
供給ライン２ａの脱カス水と空気側回収水ライン３Ｃを
介して流入する酸化剤側の凝縮水および冷却サイクル４
ｂより分岐した冷却水ライン４ｂより流入１−ろ水とか
混合し、冷却水サイクル４ｂに回収される。
給ライン２ａ中にて自然に生じた凝縮水はドレン配管２
ｄａ５よび２０よりトレンタンク１４を介して、また熱
交換器７により生成した凝縮水は燃料側回収水ライン２
Ｃを介してそれぞれ脱カス筒１２に集められる。可燃性
カスおよび炭酸ガスを溶解した凝縮水は）脱ガス筒１２
内に多量の閉気を供給することにより脱ガス処理され、
脱カス水の一部はドレンビットへ排出されるとともに、
残りは貯水槽１１に送給される。貯水槽１１にて燃＃ｌ
供給ライン２ａの脱カス水と空気側回収水ライン３Ｃを
介して流入する酸化剤側の凝縮水および冷却サイクル４
ｂより分岐した冷却水ライン４ｂより流入１−ろ水とか
混合し、冷却水サイクル４ｂに回収される。
したかつてこの実施例によれば、可燃性カスおよび炭酸
ガスを溶解した凝縮水を脱ガス筒１２、また炭酸ガスを
ほとんど溶解しない凝縮水および冷却水を貯水槽に流入
させるようにしたので、脱カス筒内の凝縮水ＰＨ値を低
くすることができ、その結果炭酸ノｊスのイオン化を防
止して効率良く脱ガス処理を行うことができる。また、
可燃性カスは脱ガス筒内で処理可能となるのでトレンピ
ットへの排出を抑制することができ、カス検知器の頻繁
な動作を防止できるとともに（＝Ｊ属の処理設備１か不
要となる。
ガスを溶解した凝縮水を脱ガス筒１２、また炭酸ガスを
ほとんど溶解しない凝縮水および冷却水を貯水槽に流入
させるようにしたので、脱カス筒内の凝縮水ＰＨ値を低
くすることができ、その結果炭酸ノｊスのイオン化を防
止して効率良く脱ガス処理を行うことができる。また、
可燃性カスは脱ガス筒内で処理可能となるのでトレンピ
ットへの排出を抑制することができ、カス検知器の頻繁
な動作を防止できるとともに（＝Ｊ属の処理設備１か不
要となる。
以上説明したにうに本発明にＪ：れば、プラン１へ運転
時凝縮水中に溶解したガスを効率良く脱気することが可
能な燃料電池発電システムを提供できる。
時凝縮水中に溶解したガスを効率良く脱気することが可
能な燃料電池発電システムを提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す燃料電池発電システム
の構成ブロック図、第２図は従来の燃料電池発電システ
ムを承り−１？Ｉｆｆ成ブロツク図である。 １・・・燃料電池、 ３・・・酸化剤極、 ５・・・リフオーマ、 ７・・・熱交換器、 ９・・・ポンプ、 １１・・・貯水槽、 １３・・・水処理Ｓ置、 ２・・・燃料（へ、 ４・・・冷却板、 ６・・・シフ１〜コンバーク ８・・・熱交換器、 １０・・・蒸気セパレータ、 １２・・・脱ガス筒、 １４・・・１〜レンタンク。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
の構成ブロック図、第２図は従来の燃料電池発電システ
ムを承り−１？Ｉｆｆ成ブロツク図である。 １・・・燃料電池、 ３・・・酸化剤極、 ５・・・リフオーマ、 ７・・・熱交換器、 ９・・・ポンプ、 １１・・・貯水槽、 １３・・・水処理Ｓ置、 ２・・・燃料（へ、 ４・・・冷却板、 ６・・・シフ１〜コンバーク ８・・・熱交換器、 １０・・・蒸気セパレータ、 １２・・・脱ガス筒、 １４・・・１〜レンタンク。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
Claims (1)
- 電解質層を挟み一対の燃料極および酸化剤極を配置する
とともに内部に冷却板を配設した燃料電池と、蒸気セパ
レータ内の貯水をポンプにより冷却板へ供給し、冷却板
から排出される気水混合体を蒸気セパレータにより気水
分離させる冷却水循環装置と、この燃料極に原燃料を改
質し供給する燃料改質系統と、この燃料改質系統の凝縮
水を回収し、凝縮水中に溶解した可燃性ガスおよび炭酸
ガスを分離排出する脱ガス装置と、この脱ガス装置によ
りガス分離した凝縮水の一部はドレンピットに排出する
とともに、残りは酸化剤極排出側の凝縮水および冷却水
循環装置より分流した冷却水を混合し冷却水循環装置に
回収する冷却水回収装置とを備えたことを特徴とする燃
料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165106A JPH0215570A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165106A JPH0215570A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215570A true JPH0215570A (ja) | 1990-01-19 |
Family
ID=15806010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63165106A Pending JPH0215570A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0215570A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250447A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池システムにおける水処理装置 |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP63165106A patent/JPH0215570A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250447A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池システムにおける水処理装置 |
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