FI119490B - Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning - Google Patents

Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning Download PDF

Info

Publication number
FI119490B
FI119490B FI20065433A FI20065433A FI119490B FI 119490 B FI119490 B FI 119490B FI 20065433 A FI20065433 A FI 20065433A FI 20065433 A FI20065433 A FI 20065433A FI 119490 B FI119490 B FI 119490B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fuel
unit
exhaust gas
fuel cell
afterburner
Prior art date
Application number
FI20065433A
Other languages
English (en)
Finnish (fi)
Other versions
FI20065433A (sv
FI20065433A0 (sv
Inventor
Timo Mahlanen
Timo Kivisaari
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Publication of FI20065433A0 publication Critical patent/FI20065433A0/sv
Priority to FI20065433A priority Critical patent/FI119490B/sv
Priority to JP2009515903A priority patent/JP2009541921A/ja
Priority to CN2007800234110A priority patent/CN101473482B/zh
Priority to KR1020097000924A priority patent/KR20090021312A/ko
Priority to PCT/FI2007/050360 priority patent/WO2007147939A1/en
Priority to EP07788745A priority patent/EP2038953B1/en
Priority to US12/305,927 priority patent/US8221928B2/en
Priority to AT07788745T priority patent/ATE547819T1/de
Publication of FI20065433A publication Critical patent/FI20065433A/sv
Application granted granted Critical
Publication of FI119490B publication Critical patent/FI119490B/sv

Links

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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • 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
    • H01M8/0675—Removal of sulfur
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04268—Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • 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
    • 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
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • 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
    • H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
    • H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04783—Pressure differences, e.g. between anode and cathode
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Claims (9)

1. Förvärmningsarrangemang vid en bränslecellsanordning, vilken bränslecellsanordning omfattar atminstone en bränslecellsenhet (6) vars bränsleceller har en anodsida (7) och en katodsida (8) samt en elektrolyt (9) 5 däremellan, och vilken bränslecellsanordning har bränsleinmatning (1) tili anodsidan (7) och inmatning av syreinnehällande luft (11) tili katodsidan (8) samt en avsvavlingsenhet (3), en bränslebearbetningsenhet (4) och en brännare (14) för förbränning av avgaserna frän anod- och/eller katodsidan, för vilken efterbrännare (14) är anordnad en separat bränslematningskanal 10 (24) för matning av bränsle tili efterbrännaren (14) vid igängsättning av bränslecellsanordningen, vilket arrangemang omfattar - en kanal (27) frän efterbrännaren (14) tili avsvavlingsenheten (3) för ledning av avgas till avsvavlingsenheten (3) och en utloppskanal (27’) för avlägsnande av avgasen frän avsvavlingsenheten (3), och/eller 15. en kanal (29) frän efterbrännaren (14) tili bearbetningsenheten (4) för ledning av avgas tili bearbetningsenheten (4) och en utloppskanal (29') för avlägsnande av avgasen frän bearbetningsenheten (4), kännetecknat av att ·· · • · · | ·* - utloppskanalen (27’) frän avsvavlingsenheten (3) är försedd med ett • » · ·* ·’ reglerorgan (30) för regiering av avgasflödesmängden och utloppskanalen ···· 20 (27’) omfattar en värmeväxlare (31) mellan reglerorganet (30) och • · · !·ί s avsvavlingsenheten (3), och/eller • ·*# • i · - utloppskanalen (29’) frän bearbetningsenheten (4) är försedd med ett • · reglerorgan (30) för regiering av avgasflödesmängden och utloppskanalen (29’) omfattar en värmeväxlare (31) mellan reglerorganet (30) och • · ♦ 25 bearbetningsenheten (4).
• ♦ ··♦ , 2. Förvärmningsarrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att • ♦ · .···. avsvavlingsenheten (3) innesluts av en käpa (21) och/eller • ♦ *·“ bränslebearbetningsenheten (4) innesluts av en käpa (23) tili vilka kanalerna ♦••j (27, 29) är anslutna för ledning av avgas frän efterbrännaren (14) tili käporna 30 (21,23). 14 119490
3. Förvärmningsarrangemang enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att tili bränslematningskanalen (1) är kopplad en separat bränslematningskanal (24) före avsvavlingsenheten (3).
4. Förvärmningsarrangemang enligt nägot av patentkraven 1-3, 5 kännetecknat av att till den separata bränslematningskanalen (24) är kopplad en luftkanal (25) för matning av tilläggsluft tili efterbrännaren (14).
5. Förvärmningsarrangemang enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att arrangemanget omfattar en värmare (22) i bränslematningskanalen (1) för uppvärmning av bränslet, och mollan 10 efterbrännaren (14) och värmaren (22) är anordnad en kanal (28) för ledning av avgas till värmaren (22) och en utloppskanal (28’) för avlägsnande av avgasen frän värmaren (22).
6. Förvärmningsarrangemang enligt patentkrav 5, kännetecknat av att utloppskanalen (28’) är försedd med ett reglerorgan (30) för regiering av 15 avgasflödesmängden, och att utloppskanalen (28’) omfattar en värmeväxlare (31) mellan reglerorganet (30) och värmaren (30).
7. Förfarande för förvärmning av en bränslecellsanordning, vilken • t * • V bränslecellsanordning omfattar ätminstone en bränslecellsenhet (6) vars : V bränsleceller har en anodsida (7) och en katodsida (8) samt en elektrolyt (9) „*:* 20 däremellan, och vilken bränslecellsanordning har ätminstone • * · bränsleinmatning (1) tili anodsidan (7) och inmatning av syreinnehällande luft * •,:.1 (11) tili katodsidan samt en avsvavlingsenhet (3), en ··« :...i bränslebearbetningsenhet (4) och en brännare (14) för förbränning av avgaserna frän anod- och/eller katodsidan, vid vilket förfarande mätäs • ♦ V,: 25 bränsle tili efterbrännaren (14) vid igängsättning av bränslecellsanordningen, förbränns bränslet i efterbrännaren (14), förbränns bränslet i efterbrännaren t : (14), uppvärms avsvavlingsenheten (3) genom att leda avgas frän det i ··· ···*. efterbrännaren (14) förbrända bränslet tili avsvavlingsenheten (3) och ♦ ·· avlägsnas avgasen frän avsvavlingsenheten (3) längs en utloppskanal (27’), 30 och/eller uppvärms bränslebearbetningsenheten (4) genom att leda avgas * · frän det i efterbrännaren (14) förbrända bränslet tili bearbetningsenheten (4) 15 119490 och avlägsnas avgasen frän bearbetningsenheten (4) längs en utloppskanal (29’), kännetecknat av att - avgasflödet tili avsvavlingsenheten (3) regleras med ett reglerorgan (30) I utloppskanalen (27’) och avgasflödet kyls med en i utloppskanalen (27’), 5 mellan reglerorganet (30) och avsvavlingsenheten (3), placerad värmeväxlare (31), och/eller - avgasflödet tili bearbetningsenheten (4) regleras med ett reglerorgan (30) i utloppskanalen (29’) och avgasflödet kyls med en i utloppskanalen (29'), mellan reglerorganet (30) och bearbetningssenheten (4), placerad 10 värmeväxlare (31).
8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att arrangemanget omfattar en värmare (22) i bränslematningskanalen (1) för uppvärmning av bränslet, vilken värmare (22) uppvärms genom att leda avgas frän det i efterbrännaren (14) förbrända bränslet tili värmaren (22), avgasen avlägsnas 15 frän värmaren (22) längs en utloppskanal (28’), avgasflödet tili värmaren (22) regleras med ett reglerorgan (30) I utloppskanalen (28’) och att avgasflödet kyls med en i utloppskanalen (28’), mellan reglerorganet (30) och värmaren ·*·’· (22), placerad värmeväxlare (31). • · ·· · : V
9. Förfarande enligt patentkrav 8 eller 9, kännetecknat av att avgasflödet tili ...T 20 avsvavlingsenheten (3) och/eller bearbetningsenheten (4) och/eller tili • · : värmaren (22) regleras pä basis av en temperaturmätning vid ifrägavarande enhet. • · • · ♦ · ♦ · · ♦ ♦ · • ♦ ··· • · • ♦ e·· ♦ « « · ♦ · · ··· «·· • · • · ··· ♦ • · # ·«·· **· • · • · ···
FI20065433A 2006-06-22 2006-06-22 Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning FI119490B (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065433A FI119490B (sv) 2006-06-22 2006-06-22 Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning
PCT/FI2007/050360 WO2007147939A1 (en) 2006-06-22 2007-06-15 Preheating arrangement in a fuel cell apparatus
CN2007800234110A CN101473482B (zh) 2006-06-22 2007-06-15 燃料电池设备中的预热装置
KR1020097000924A KR20090021312A (ko) 2006-06-22 2007-06-15 연료전지장치에서의 예열장치
JP2009515903A JP2009541921A (ja) 2006-06-22 2007-06-15 燃料電池装置における予備加熱装置
EP07788745A EP2038953B1 (en) 2006-06-22 2007-06-15 Preheating arrangement in a fuel cell apparatus
US12/305,927 US8221928B2 (en) 2006-06-22 2007-06-15 Preheating arrangement in a fuel cell apparatus
AT07788745T ATE547819T1 (de) 2006-06-22 2007-06-15 Vorheizanordnung in einer brennstoffzellenvorrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065433 2006-06-22
FI20065433A FI119490B (sv) 2006-06-22 2006-06-22 Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20065433A0 FI20065433A0 (sv) 2006-06-22
FI20065433A FI20065433A (sv) 2007-12-23
FI119490B true FI119490B (sv) 2008-11-28

Family

ID=36651528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20065433A FI119490B (sv) 2006-06-22 2006-06-22 Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8221928B2 (sv)
EP (1) EP2038953B1 (sv)
JP (1) JP2009541921A (sv)
KR (1) KR20090021312A (sv)
CN (1) CN101473482B (sv)
AT (1) ATE547819T1 (sv)
FI (1) FI119490B (sv)
WO (1) WO2007147939A1 (sv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8758950B2 (en) 2009-05-12 2014-06-24 Panasonic Corporation Fuel cell system
CN104124462A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种对电堆阳极尾气进行回收利用的固体氧化物燃料电池系统
AT519860B1 (de) * 2017-04-13 2020-11-15 Avl List Gmbh Brennstoffzellensystem mit ringförmigem Reformer
US10870810B2 (en) 2017-07-20 2020-12-22 Proteum Energy, Llc Method and system for converting associated gas
CN113161577A (zh) * 2021-03-19 2021-07-23 华能国际电力股份有限公司 一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置和方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3576677A (en) * 1967-05-23 1971-04-27 United Aircraft Corp Fuel cell process air control
JPH053043A (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 Hitachi Ltd 燃料電池装置
US5213912A (en) * 1991-12-30 1993-05-25 International Fuel Cells Corporation Molten carbonate fuel cell sulfur scrubber
US6077620A (en) * 1997-11-26 2000-06-20 General Motors Corporation Fuel cell system with combustor-heated reformer
US6306531B1 (en) * 1999-07-06 2001-10-23 General Motors Corporation Combustor air flow control method for fuel cell apparatus
US6413661B1 (en) * 1999-12-15 2002-07-02 General Motors Corporation Method for operating a combustor in a fuel cell system
JP3915475B2 (ja) * 2001-11-06 2007-05-16 ダイキン工業株式会社 燃料電池システム
US7588849B2 (en) 2002-06-24 2009-09-15 Delphi Technologies, Inc. Solid-oxide fuel cell system having tempering of fuel cell stacks by exhaust gas
JP2004031025A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd 燃料電池発電装置用脱硫器の運転方法
JP4302372B2 (ja) * 2002-07-23 2009-07-22 出光興産株式会社 脱硫器及び脱硫方法
US7008711B2 (en) * 2003-01-27 2006-03-07 Gas Technology Institute Thermally integrated fuel cell power system
CA2520597A1 (en) 2003-05-16 2004-12-02 Battelle Memorial Institute Rapid start fuel reforming systems and techniques

Also Published As

Publication number Publication date
EP2038953A1 (en) 2009-03-25
JP2009541921A (ja) 2009-11-26
WO2007147939A1 (en) 2007-12-27
US20100239926A1 (en) 2010-09-23
FI20065433A (sv) 2007-12-23
EP2038953A4 (en) 2010-04-07
EP2038953B1 (en) 2012-02-29
FI20065433A0 (sv) 2006-06-22
ATE547819T1 (de) 2012-03-15
KR20090021312A (ko) 2009-03-02
CN101473482B (zh) 2012-10-31
CN101473482A (zh) 2009-07-01
US8221928B2 (en) 2012-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5096163B2 (ja) 燃料電池装置における予熱装置
KR100691959B1 (ko) 연료전지 발전시스템
JP7050117B2 (ja) 高温燃料電池システムのための再循環を利用する方法及び配置
US9012098B2 (en) Hydrogen production apparatus and fuel cell system
JP5033641B2 (ja) 燃料電池装置の構造および方法
US20120129063A1 (en) Flow arrangement for fuel cell stacks
FI119490B (sv) Förvärmningsarrangemang i en bränslecellanläggning
KR102490704B1 (ko) 통합 연료 전지 시스템
KR20130133806A (ko) 연료 전지 시스템
JP2006269332A (ja) 固体酸化物形燃料電池システム
KR100751029B1 (ko) 연료전지 발전시스템
KR101128923B1 (ko) 재순환라인을 가지는 연료전지시스템
JPH0589899A (ja) 内部改質型溶融炭酸塩燃料電池及びその運転方法
EP1231662A2 (en) Method and apparatus for controlling reformer temperature
KR20190095042A (ko) Aog를 이용한 연료전지 시스템
JP2015133201A (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119490

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed