JPS63190258A - 石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 - Google Patents
石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電装置Info
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- JPS63190258A JPS63190258A JP62020559A JP2055987A JPS63190258A JP S63190258 A JPS63190258 A JP S63190258A JP 62020559 A JP62020559 A JP 62020559A JP 2055987 A JP2055987 A JP 2055987A JP S63190258 A JPS63190258 A JP S63190258A
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-
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-
- 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発
電装置に関するもので、特に、石炭ガス化溶融炭酸塩型
燃料電池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発
電装置に関するもので、特に、石炭ガス化溶融炭酸塩型
燃料電池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
融炭酸塩を多孔質物質に浸み込ませてなる電解質板（タ
イル）を、カソードと７ノードの両電極で両面から挾み
、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。
融炭酸塩を多孔質物質に浸み込ませてなる電解質板（タ
イル）を、カソードと７ノードの両電極で両面から挾み
、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。
溶融炭酸塩型燃料電池のうち、従来の石炭ガス化溶融炭
酸塩型燃料電池の発電システムは、第２図に示す如く、
ガス化サブシスチムニ、ガス精製ザブシステム■、燃料
電池ナブシステム■、ボトミングサイクルサブシステム
ＩＶ、７１力変換調整ナブシステムＶの５つのサブシス
テムから構成されていることはよく知られている。
酸塩型燃料電池の発電システムは、第２図に示す如く、
ガス化サブシスチムニ、ガス精製ザブシステム■、燃料
電池ナブシステム■、ボトミングサイクルサブシステム
ＩＶ、７１力変換調整ナブシステムＶの５つのサブシス
テムから構成されていることはよく知られている。
上記従来の発電システムにおける燃料電池すプシステム
■ては、電解質板１の両面側にあるカソード２とアノー
ド３のうち、アノード３に石炭ガス化ガスをライン４に
より供給し、アノード３から排出されたガスをブロワ５
により一部を上記ライン４に入れて循環させると共に他
の一部を触媒燃焼器６に導入するようにし、一方、カソ
ード２には、空気へをボトミングサイクルナブシステム
１ｖにおけるコンプレッサ７で圧縮した後、上記触媒燃
焼器６に導入して、該触媒燃焼器６から酸化ガスとして
供給するようにし、このときカソード２の入口温度を上
げるためカソード２から排出されたガスの一部を過熱器
８を通した後、ブロワ９にて循環させるようにしである
。なお、図中１０は石炭ガス化炉、１１は熱回収蒸発器
、１２はエクスパンダ、１３は電力変換器、１４はエク
ゾーストガスタービン、１５はスチームタービン、１６
は高圧給水加熱器、１７は低圧給水加熱器、１８は脱気
器、１９は再熱器、２（）は復水器でおる。
■ては、電解質板１の両面側にあるカソード２とアノー
ド３のうち、アノード３に石炭ガス化ガスをライン４に
より供給し、アノード３から排出されたガスをブロワ５
により一部を上記ライン４に入れて循環させると共に他
の一部を触媒燃焼器６に導入するようにし、一方、カソ
ード２には、空気へをボトミングサイクルナブシステム
１ｖにおけるコンプレッサ７で圧縮した後、上記触媒燃
焼器６に導入して、該触媒燃焼器６から酸化ガスとして
供給するようにし、このときカソード２の入口温度を上
げるためカソード２から排出されたガスの一部を過熱器
８を通した後、ブロワ９にて循環させるようにしである
。なお、図中１０は石炭ガス化炉、１１は熱回収蒸発器
、１２はエクスパンダ、１３は電力変換器、１４はエク
ゾーストガスタービン、１５はスチームタービン、１６
は高圧給水加熱器、１７は低圧給水加熱器、１８は脱気
器、１９は再熱器、２（）は復水器でおる。
Ｕ発明が解決しようとする問題点］
ところが、上記従来の石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池
発電システムでは、カス化リブシステム■で作られ、ガ
ス精製り゛ブシステム■で精″１′、ＪされたＣＯノｊ
スが燃料として直接アノード３に供給されるようになっ
ており、燃料中のＣＯカス濃度は、発電効率に大ぎな影
覧）を与え、ＣＯガス濃度が高いと発電効率を低下させ
る。
発電システムでは、カス化リブシステム■で作られ、ガ
ス精製り゛ブシステム■で精″１′、ＪされたＣＯノｊ
スが燃料として直接アノード３に供給されるようになっ
ており、燃料中のＣＯカス濃度は、発電効率に大ぎな影
覧）を与え、ＣＯガス濃度が高いと発電効率を低下させ
る。
又、ＣＯガス濃度が高い状態でアノード３に供給すると
、炭素析出が生じ、電池内ガス通路の閉塞等を生じさけ
て電池性能を低下させるという問題がある。
、炭素析出が生じ、電池内ガス通路の閉塞等を生じさけ
て電池性能を低下させるという問題がある。
そこで、本発明は、燃料電池のアノードに供給される燃
１１は水素ガス温度が高いものとして電池電圧を高め且
つ発電効率を向上させ、更に炭素析出の問題を少なくす
るようにすることを目的とするもので′ある。
１１は水素ガス温度が高いものとして電池電圧を高め且
つ発電効率を向上させ、更に炭素析出の問題を少なくす
るようにすることを目的とするもので′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、燃料電池サブシ
ステムにおける燃料電池のアノードへの供給ガスを炭酸
ガスと水素に改質するシフトコンバータを、上記アノー
ドへの燃料ガス供給ラインに設け、且つ上記シフトコン
バータの上流側に、シフト反応に必要なスチームもしく
はスチームを含むガスを供給するラインを設けた構成と
する。
ステムにおける燃料電池のアノードへの供給ガスを炭酸
ガスと水素に改質するシフトコンバータを、上記アノー
ドへの燃料ガス供給ラインに設け、且つ上記シフトコン
バータの上流側に、シフト反応に必要なスチームもしく
はスチームを含むガスを供給するラインを設けた構成と
する。
［作 用コ
上流側で作られた石炭ガス化ガスが、アノードの入口側
でシフト反応によりＣＯ＋Ｈ２０→Ｈ２＋ ＣＯ２に改
質され、Ｈ２＋ ＣＯ２がアノードに供給されることに
なる。これにより水素ガス濃度が高くなり、電池電圧は
高くなって発電効率も向上し、炭素析出の度合も減少す
ることになる。
でシフト反応によりＣＯ＋Ｈ２０→Ｈ２＋ ＣＯ２に改
質され、Ｈ２＋ ＣＯ２がアノードに供給されることに
なる。これにより水素ガス濃度が高くなり、電池電圧は
高くなって発電効率も向上し、炭素析出の度合も減少す
ることになる。
［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、第２図に示し
た石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電システムと同じ
構成の５つの１ナブシステム■、■、■、ＩＶ、Ｖから
なるものにおいて、燃料電池サブシステム■とガス精製
サブシステム■との間に、ガス改質丈ブシステムｖＩ＠
組み込み、精製された石炭ガス化ガスを改質して水素カ
ス濃度の高いものとしてアノード３に供給させるように
する。
た石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電システムと同じ
構成の５つの１ナブシステム■、■、■、ＩＶ、Ｖから
なるものにおいて、燃料電池サブシステム■とガス精製
サブシステム■との間に、ガス改質丈ブシステムｖＩ＠
組み込み、精製された石炭ガス化ガスを改質して水素カ
ス濃度の高いものとしてアノード３に供給させるように
する。
上記ガス改質リブシステムＶｌは、ガス精製サブシステ
ム■から燃料電池のアノード３にガスを供給するライン
４の途中にシフ１〜コンバータ２１を組み込むと共に、
該シフトコンバータ２１の上流側に、シフ１〜反応に必
要なスチームあるいはスチームを含むガスを供給するラ
イン２２を設ける。このライン２２は、たとえば、第１
図の如く、ボ１〜ミンクサイクルリーブシステム１ｖの
スチームタービン１５８通るライン２３から分岐させて
もよいし、排ガスを分岐し蒸発器を追加して別系統のス
チームラインを作ってもよく、あるいは、溶融炭酸塩型
燃料電池のアノード３下流のスチームを多く含むガスを
供給するようにしてもよい。
ム■から燃料電池のアノード３にガスを供給するライン
４の途中にシフ１〜コンバータ２１を組み込むと共に、
該シフトコンバータ２１の上流側に、シフ１〜反応に必
要なスチームあるいはスチームを含むガスを供給するラ
イン２２を設ける。このライン２２は、たとえば、第１
図の如く、ボ１〜ミンクサイクルリーブシステム１ｖの
スチームタービン１５８通るライン２３から分岐させて
もよいし、排ガスを分岐し蒸発器を追加して別系統のス
チームラインを作ってもよく、あるいは、溶融炭酸塩型
燃料電池のアノード３下流のスチームを多く含むガスを
供給するようにしてもよい。
上記構成とすれば、ガス化サブシスチムニで石炭ガス化
されたガスはガス精製１ナブシステム■を経た後、本発
明の特徴部分であるガス改質サブシステムＶｌの工程に
おいてシフトコンバータ２１に導入される。シフトコン
バータ２１では、ＣＯ＋Ｈ２０→ｌ」？十ＣＯ２ のシフト反応が行われるが、このシフト反応に必要なｌ
−ｈ Ｏは、ライン２２からシフトコンバータ２１の上
流側に供給されるので、シフトコンバータ２１では確実
に上記のシフト反応が行われる。
されたガスはガス精製１ナブシステム■を経た後、本発
明の特徴部分であるガス改質サブシステムＶｌの工程に
おいてシフトコンバータ２１に導入される。シフトコン
バータ２１では、ＣＯ＋Ｈ２０→ｌ」？十ＣＯ２ のシフト反応が行われるが、このシフト反応に必要なｌ
−ｈ Ｏは、ライン２２からシフトコンバータ２１の上
流側に供給されるので、シフトコンバータ２１では確実
に上記のシフト反応が行われる。
これにより燃料電池のアノード３に供給される燃料ガス
の組成が従来方式における場合に比して変えられること
になり、水素ガス濃度を高くすることができて、それだ
けアノード３からの炭素析出防止の効果をあげることが
できると同時に電池電圧を高くすることができる。
の組成が従来方式における場合に比して変えられること
になり、水素ガス濃度を高くすることができて、それだ
けアノード３からの炭素析出防止の効果をあげることが
できると同時に電池電圧を高くすることができる。
［発明の効果］
以上述べた如く本発明の石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電
池発電装置によれば、石炭ガス化ガスを燃料電池のアノ
ードに供給する前に改質するシフトコンバータをアノー
ドの上流側に設け、且つ該シフトコンバータでのシフト
反応に必要なスチームおるいはスチームを含むガスをシ
フトコンバータの上流側に供給するラインを設けた構成
を有しているので、燃料電池のアノードに供給される燃
料ガスの組成を、従来のＣＯガス澗濃度高い状態から水
素ガス濃度が高い状態に変えることができ、炭素析出の
問題を解消できると共に水素ガス濃度が高いほど電池電
圧を高くすることができて発電効率を向上させることが
できる。
池発電装置によれば、石炭ガス化ガスを燃料電池のアノ
ードに供給する前に改質するシフトコンバータをアノー
ドの上流側に設け、且つ該シフトコンバータでのシフト
反応に必要なスチームおるいはスチームを含むガスをシ
フトコンバータの上流側に供給するラインを設けた構成
を有しているので、燃料電池のアノードに供給される燃
料ガスの組成を、従来のＣＯガス澗濃度高い状態から水
素ガス濃度が高い状態に変えることができ、炭素析出の
問題を解消できると共に水素ガス濃度が高いほど電池電
圧を高くすることができて発電効率を向上させることが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は従来
の例を示す系統図である。 ■・・・ガス化サブシステム、■・・・ガス精製ナブシ
ステム、■・・・燃料電池ナブシステム、ＩＶ・・・ボ
トミングサイクルサブシステム、■・・・電力変換調整
Ｉナブシステム、ｖｌ・・・ガス改質１少ブシステム、
１・・・電解質板、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、４・・・ライン、２１・・・シフトコンバータ、２
２・・・ライン。
の例を示す系統図である。 ■・・・ガス化サブシステム、■・・・ガス精製ナブシ
ステム、■・・・燃料電池ナブシステム、ＩＶ・・・ボ
トミングサイクルサブシステム、■・・・電力変換調整
Ｉナブシステム、ｖｌ・・・ガス改質１少ブシステム、
１・・・電解質板、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、４・・・ライン、２１・・・シフトコンバータ、２
２・・・ライン。
Claims (1)
- １）石炭ガス化ガスを生成し、これを燃料電池のアノー
ドへ供給する燃料ガスとする石炭ガス化溶融炭酸塩型燃
料電池発電装置において、上記アノードに石炭ガス化ガ
スを供給するラインの途中に、該石炭ガス化ガスを改質
するシフトコンバータを設置し、且つ該シフトコンバー
タでのシフト反応に必要なスチームあるいはスチームを
含むガスを供給するラインを、上記シフトコンバータの
上流側に接続した構成を有することを特徴とする石炭ガ
ス化溶融炭酸塩型燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020559A JPS63190258A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020559A JPS63190258A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190258A true JPS63190258A (ja) | 1988-08-05 |
Family
ID=12030516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020559A Pending JPS63190258A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63190258A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008096623A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 発電設備 |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP62020559A patent/JPS63190258A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008096623A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 発電設備 |
| JPWO2008096623A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2010-05-20 | 財団法人電力中央研究所 | 発電設備 |
| US8110310B2 (en) | 2007-02-07 | 2012-02-07 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Power generating plant |
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