JP2000243423A - Fuel cell purging method - Google Patents

Fuel cell purging method

Info

Publication number
JP2000243423A
JP2000243423A JP11042862A JP4286299A JP2000243423A JP 2000243423 A JP2000243423 A JP 2000243423A JP 11042862 A JP11042862 A JP 11042862A JP 4286299 A JP4286299 A JP 4286299A JP 2000243423 A JP2000243423 A JP 2000243423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
anode
cathode
fuel cell
catalytic combustor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP11042862A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Matsunaga
亮 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP11042862A priority Critical patent/JP2000243423A/en
Publication of JP2000243423A publication Critical patent/JP2000243423A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent change in quality and deterioration of performance of a cell material even against long-term purging by enabling reaction gas of a fuel cell to be purged without using any facility exclusive for purging. SOLUTION: Cathode outlet gas is burnt in mixture with gas containing H2 in a first catalytic burner 12 to produce reducing atmosphere gas RG. The reducing atmosphere gas RG is fed to an anode 3 to purge the anode 3 in a reducing atmosphere. Anode outlet gas is burnt in mixture with gas containing O2 in a second catalytic burner 18, thereby producing oxidizing atmosphere gas OG. The oxidizing atmosphere gas OG is fed to a cathode 2 to purge the cathode 2 in an oxidizing atmosphere. A continuous gas flow can hold the reducing and oxidizing atmospheres.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】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ー
部門で用いる燃料電池のパージ方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purging a fuel cell used in an energy sector in which chemical energy of a fuel is directly converted into electric energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在までに提案されている燃料電池のう
ち、溶融炭酸塩型燃料電池は、電解質としての溶融炭酸
塩を多孔質物質にしみ込ませてなるタイル(電解質板)
を、カソード(酸素極)とアノード(燃料極)の両電極
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
介し多層に積層してスタックとするようにしてある。
2. Description of the Related Art Among the fuel cells proposed to date, a molten carbonate fuel cell is a tile (electrolyte plate) in which molten carbonate as an electrolyte is impregnated into a porous material.
Is sandwiched between the cathode (oxygen electrode) and the anode (fuel electrode) from both sides, and an oxidizing gas is supplied to the cathode side and a fuel gas is supplied to the anode side to generate a potential difference between the cathode and the anode. The power generation is performed by a single cell, and the cells are stacked in multiple layers via a separator to form a stack.

【0003】かかる構成の溶融炭酸塩型燃料電池を用い
た発電装置は、燃料として天然ガスを用いる場合、天然
ガスを改質器の改質室へ導入させて改質し、改質ガスと
しての燃料ガスを、燃料電池のアノードに供給させるよ
うにし、一方、燃料電池のカソードには酸化ガスとし
て、空気を供給するようにしてあり、又、上記カソード
から排出されたカソード出口ガスは空気の予熱等に用い
た後に大気へ放出させるようにし、アノードから排出さ
れたアノード出口ガスは水分を除去した後に改質器の燃
焼室に供給するようにしたり、あるいは、カソード出口
ガスの一部と触媒燃焼器で燃焼させた後に改質器の燃焼
室へ供給するようにし、該改質器の燃焼室から排出され
た燃焼排ガスをカソードに供給するようにしてある。
In a power generator using a molten carbonate fuel cell having such a configuration, when natural gas is used as a fuel, the natural gas is introduced into a reforming chamber of a reformer to reform the natural gas. The fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell, while the cathode of the fuel cell is supplied with air as an oxidizing gas, and the cathode outlet gas discharged from the cathode is preheated air. After being used, the anode outlet gas discharged from the anode is supplied to the combustion chamber of the reformer after removing moisture, or a part of the cathode outlet gas and catalytic combustion After combustion in the reformer, the fuel is supplied to the combustion chamber of the reformer, and the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber of the reformer is supplied to the cathode.

【0004】上記のような燃料電池発電装置で用いられ
る燃料電池では、電池性能を長期に亘って安定に保持さ
せるために、発電状態から停止、保管状態へ移行すると
き等において燃料電池のパージを必要とすることがあ
り、かかる燃料電池のパージの場合に、これまでは、カ
ソード系及びアノード系に、たとえば、窒素ガスを送給
してパージを行うようにしたり、あるいは、性能維持ガ
ス等のガスボンベ、カードル等から雰囲気ガスを送給し
てパージを行うようにすることにより、これらパージガ
スを反応ガスと置換させて電池電圧を低下させるように
している。
In the fuel cell used in the above-described fuel cell power generator, in order to maintain the cell performance stably for a long period of time, the fuel cell must be purged when shifting from the power generation state to the stop state or the storage state. In the case of purging such a fuel cell, it may be necessary to perform a purge by, for example, supplying nitrogen gas to the cathode system and the anode system, or to perform performance purging gas or the like. By purging by supplying an atmospheric gas from a gas cylinder, a curl, or the like, the purge gas is replaced with a reaction gas to lower the battery voltage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、窒素ガスパ
ージが高温で長時間続くと、電極材料の変質や微細構造
の変化等が起るため、電池性能、寿命等に悪影響を与え
る問題があり、又、性能維持ガス等によるパージの場合
は、専用のガス供給系が必要となって、設備の増加とそ
れに伴うコストが増加するという問題がある。
However, if the nitrogen gas purge continues at a high temperature for a long period of time, the quality of the electrode material and the change of the fine structure may occur, which may adversely affect the battery performance and life. In the case of purging with a performance maintaining gas or the like, a dedicated gas supply system is required, and there is a problem that the number of facilities and the accompanying cost increase.

【0006】そこで、本発明は、高温での長時間のパー
ジでも、電池材料の変質及びそれに伴う性能の低下を防
ぐことができるようにすると共に、パージ専用の設備を
不要としてコストの低減化を図ることができるような燃
料電池のパージ方法を提供しようとするものである。
Accordingly, the present invention can prevent the deterioration of the battery material and the accompanying deterioration even when purging at a high temperature for a long time, and can reduce the cost by eliminating the need for a dedicated purge equipment. It is an object of the present invention to provide a fuel cell purging method that can be achieved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、燃料電池と改質器を備え、該改質器の改
質室で改質された燃料ガスを燃料電池のアノードへ供給
すると共に、燃料電池のカソードに酸化ガスを供給する
ようにし、且つ上記カソードから排出されたカソード出
口ガスとアノードから排出されたアノード出口ガスの一
部を、第1触媒燃焼器で燃焼させた後、タービンに導く
ようにし、更に、カソード出口ガスの他の一部とアノー
ド出口ガスの他の一部を、第2触媒燃焼器で燃焼させた
後、上記改質器の燃焼室に導入して、該燃焼室からの燃
焼ガスをカソードに供給するようにし、又、アノードリ
サイクルラインを設けた構成の燃料電池発電装置を用
い、該燃料電池発電装置の上記カソード出口ガスを、第
1触媒燃焼器でH2 を含むガスと混合燃焼させることで
還元雰囲気ガスを生成させて、上記アノードリサイクル
ラインを通してアノードに送給し、該アノードから排出
された還元雰囲気ガスとしてのアノード出口ガスを、第
2触媒燃焼器でO2 を含むガスと混合燃焼させることで
酸化雰囲気ガスを生成させて、上記改質器の燃焼室を通
してカソードに送給するようにし、該カソードから排出
された酸化雰囲気ガスとしてのカソード出口ガスを再び
第1触媒燃焼器でH2 を含むガスと混合燃焼させること
で還元雰囲気ガスとしてアノードへ流すようにして、カ
ソードとアノードの間を循環する連続的なガスの流れで
還元及び酸化雰囲気を保持させるようにする燃料電池の
パージ方法とする。
According to the present invention, there is provided a fuel cell comprising a fuel cell and a reformer, wherein a fuel gas reformed in a reforming chamber of the reformer is supplied to an anode of the fuel cell. Oxidizing gas is supplied to the cathode of the fuel cell, and a portion of the cathode outlet gas discharged from the cathode and part of the anode outlet gas discharged from the anode is burned in the first catalytic combustor. After that, another part of the cathode outlet gas and another part of the anode outlet gas are burned in the second catalytic combustor and then introduced into the combustion chamber of the reformer. Then, the combustion gas from the combustion chamber is supplied to the cathode, and a fuel cell power generation device having an anode recycling line is provided. H 2 in the combustor Including by generating a reducing atmosphere gas by mixing the combustion gas, feeds sent to the anode through the anode recycle line, the anode outlet gas as a reducing atmosphere gas discharged from the anode, O in the second catalytic combustor An oxidizing atmosphere gas is generated by mixing and burning with the gas containing 2 , and is supplied to the cathode through the combustion chamber of the reformer, and the cathode outlet gas as the oxidizing atmosphere gas discharged from the cathode is again discharged. The first catalytic combustor is mixed and burned with a gas containing H 2 to flow as a reducing atmosphere gas to the anode, and the reducing and oxidizing atmosphere is maintained by a continuous gas flow circulating between the cathode and the anode. The method for purging the fuel cell is as follows.

【0008】第1触媒燃焼器で生成した還元雰囲気ガス
をアノードに送給し、又、第2触媒燃焼器で生成した酸
化ガスをカソードに送給することにより、発電装置内
で、アノードに必要な還元雰囲気とカソードに必要な酸
化雰囲気を連続的に作り出すことができるようになる。
[0008] The reducing atmosphere gas generated in the first catalytic combustor is supplied to the anode, and the oxidizing gas generated in the second catalytic combustor is supplied to the cathode. It is possible to continuously generate a reducing atmosphere and an oxidizing atmosphere necessary for the cathode.

【0009】又、第1触媒燃焼器に供給するH2 を含む
ガスとして燃料ガスを用い、第2触媒燃焼器に供給する
2 を含むガスとしてプラント空気源による空気を用い
るようにすることによって、パージ作業全体をより安価
に実施できるようになる。
Further, fuel gas is used as a gas containing H 2 to be supplied to the first catalytic combustor, and air from a plant air source is used as a gas containing O 2 to be supplied to the second catalytic combustor. Thus, the entire purging operation can be performed at lower cost.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】本発明の燃料電池のパージ方法は、基本的
にはアノードに還元雰囲気ガスを、又、カソードに酸化
雰囲気ガスをそれぞれ流すことによりパージさせるよう
にし、且つ上記還元雰囲気ガスと酸化雰囲気ガスは、燃
料電池発電装置に用いる燃焼器で生成したものを用いる
ようにすることである。
The purging method for a fuel cell according to the present invention basically comprises purging by flowing a reducing atmosphere gas to the anode and an oxidizing atmosphere gas to the cathode. Is to use what is generated by a combustor used for a fuel cell power generator.

【0012】詳述すると、図1は本発明の燃料電池のパ
ージ方法の実施に用いる燃料電池発電装置を示すもの
で、次のような構成としてある。
More specifically, FIG. 1 shows a fuel cell power generator used for carrying out the fuel cell purging method of the present invention, and has the following configuration.

【0013】すなわち、タイル1をカソード2とアノー
ド3の両電極で挟んでなる燃料電池FCと、改質室8a
と燃焼室8bを有する改質器8とを備え、燃料である改
質原料ガス(天然ガス)NGを、天然ガス予熱器6で予
熱してから改質器8の改質室8aに天然ガス供給ライン
7より導入して、該改質室8aで改質した後、改質ガス
としての燃料ガスFGを、燃料ガス供給ライン9により
天然ガス予熱器6を経てアノード3へ供給するように
し、一方、上記燃料電池FCのカソード2へは、酸化ガ
スとして空気Aを圧縮器4で圧縮してから空気供給ライ
ン5によりカソード2へ供給するようにしてあり、カソ
ード2とアノード3で各々反応を行わせるようにしてあ
る。
That is, the fuel cell FC in which the tile 1 is sandwiched between the cathode 2 and the anode 3 and the reforming chamber 8a
And a reformer 8 having a combustion chamber 8b. A reforming raw material gas (natural gas) NG as a fuel is preheated by a natural gas preheater 6, and then the natural gas is supplied to a reforming chamber 8a of the reformer 8. After being introduced from the supply line 7 and reforming in the reforming chamber 8a, the fuel gas FG as the reformed gas is supplied to the anode 3 through the natural gas preheater 6 by the fuel gas supply line 9, On the other hand, to the cathode 2 of the fuel cell FC, air A as an oxidizing gas is compressed by the compressor 4 and then supplied to the cathode 2 by the air supply line 5. It is made to be performed.

【0014】更に、上記カソード2からカソード出口ガ
スライン10に排出されたカソード出口ガスCGの一部
と、上記アノード3からアノード出口ガスライン11に
排出されたアノード出口ガスAGの一部は、第1触媒燃
焼器12に導入し、ここで、燃焼してからタービン14
へ送り、該タービン14で膨張させた後に燃焼ガスライ
ン13により蒸発器15へ送るようなシステム構成と
し、又、上記カソード出口ライン10より分岐したカソ
ード出口ガス分岐ライン16と、アノード出口ライン1
1より分岐したアノード出口ガス分岐ライン17とを第
2触媒燃焼器18に接続して、カソード出口ガスとアノ
ード出口ガスを第2触媒燃焼器18で燃焼してから改質
器8の燃焼室8bへ導入するようにし、該改質器8の燃
焼室8bから排出された燃焼ガスは、燃焼ガスライン1
9を介して燃料電池FCのカソード2へ空気Aとともに
供給され、上記蒸発器15で生成された水蒸気は、水蒸
気ライン23により天然ガスNGと混合されて改質器8
の改質室8aへ導入されるようにしてある。
Further, a part of the cathode outlet gas CG discharged from the cathode 2 to the cathode outlet gas line 10 and a part of the anode outlet gas AG discharged from the anode 3 to the anode outlet gas line 11 are 1 is introduced into the catalytic combustor 12, where it is burned and then
To the evaporator 15 through the combustion gas line 13 after being expanded by the turbine 14. The cathode outlet gas branch line 16 branched from the cathode outlet line 10 and the anode outlet line 1
The anode outlet gas branch line 17 branched from 1 is connected to a second catalytic combustor 18, and the cathode outlet gas and the anode outlet gas are burned in the second catalytic combustor 18, and then the combustion chamber 8b of the reformer 8 is burned. The combustion gas discharged from the combustion chamber 8b of the reformer 8 is supplied to the combustion gas line 1
Steam 9 is supplied to the cathode 2 of the fuel cell FC together with the air A, and the steam generated by the evaporator 15 is mixed with natural gas NG by the steam line 23 to form the reformer 8.
To the reforming chamber 8a.

【0015】なお、カソード出口ガスの一部は、カソー
ドリサイクルライン20によりカソード2の入口側へ導
かれて循環させられ、又、アノード出口ガスの一部は、
断熱リフォーマ21を有するアノードリサイクルライン
22によりアノード3の入口側へ導かれて循環させられ
るようにしてある。図中、24,25,26,27,2
8,29,30は開閉弁である。
A part of the cathode outlet gas is guided to the inlet side of the cathode 2 by the cathode recycle line 20 and circulated, and a part of the anode outlet gas is
An anode recycle line 22 having an adiabatic reformer 21 guides and circulates the anode 3 toward the inlet side of the anode 3. In the figure, 24, 25, 26, 27, 2
8, 29 and 30 are on-off valves.

【0016】本発明の燃料電池のパージ方法は、上記構
成としてある燃料電池発電装置で用いられる第1触媒燃
焼器12を用いてアノード3への還元雰囲気ガスを生成
させてアノード3へ連続的に流せるようにするために、
上記第1触媒燃焼器12とタービン14間の燃焼ガスラ
イン13の途中位置と、アノードリサイクルライン22
の途中位置とを、途中に開閉弁32を有するライン31
で接続すると共に、燃焼ガスライン13の上記ライン3
1の接続位置より下流側に開閉弁33を設け、更に、上
記第1触媒燃焼器12に水素又は燃料ガスFGの供給ラ
イン34を接続し、第2触媒燃焼器18に空気Aの供給
ライン35を接続する。
In the method of purging a fuel cell according to the present invention, a reducing atmosphere gas to the anode 3 is generated by using the first catalytic combustor 12 used in the fuel cell power generator having the above structure, and the gas is continuously supplied to the anode 3. To be able to flush
An intermediate position of the combustion gas line 13 between the first catalytic combustor 12 and the turbine 14;
And a line 31 having an on-off valve 32 on the way.
And the above line 3 of the combustion gas line 13
An on-off valve 33 is provided on the downstream side of the connection position of No. 1, a supply line 34 of hydrogen or fuel gas FG is connected to the first catalytic combustor 12, and a supply line 35 of air A is connected to the second catalytic combustor 18. Connect.

【0017】燃料電池のパージを行う必要が生じたとき
は、カソード出口ガスライン10途中の開閉弁25とア
ノード出口ガスライン11から分岐させたアノード出口
ガス分岐ライン17途中の開閉弁28とライン31途中
の開閉弁32を開き、他のラインの各開閉弁24,2
6,27,29,30,33を閉じた状態とし、第1触
媒燃焼器12に、H2 又は改質ガスとしての燃料ガスF
Gを供給し、該第1触媒燃焼器12でH2 又は燃料ガス
FGとカソード出口ガスとを混合燃焼させ、H2+ 1/2
2 →H2 Oの化学反応を利用して、H2 が過剰となる
ようにすることにより還元雰囲気ガスRGを生成させる
ようにする。
When it becomes necessary to purge the fuel cell, an on-off valve 25 on the way of the cathode outlet gas line 10, an on-off valve 28 on the way of the anode outlet gas branch line 17 branched from the anode outlet gas line 11, and a line 31 The on-off valve 32 on the way is opened, and each on-off valve 24,
6, 27, 29, 30, and 33 are closed, and the first catalytic combustor 12 supplies H 2 or fuel gas F as a reformed gas.
G is supplied, and H 2 or fuel gas FG and the cathode outlet gas are mixed and burned in the first catalytic combustor 12, and H 2 +1/2
The reducing atmosphere gas RG is generated by using a chemical reaction of O 2 → H 2 O so that H 2 becomes excessive.

【0018】次に、上記第1触媒燃焼器12で生成され
て燃焼ガスライン13に排出された還元雰囲気ガスRG
を、ライン31、アノードリサイクルライン22を通し
てアノード3に送給して、アノード3を還元雰囲気ガス
RGでパージさせるようにする。
Next, the reducing atmosphere gas RG generated in the first catalytic combustor 12 and discharged to the combustion gas line 13 is used.
Is supplied to the anode 3 through the line 31 and the anode recycling line 22 so that the anode 3 is purged with the reducing atmosphere gas RG.

【0019】次いで、上記アノード3を通過した後の還
元雰囲気ガスRGをアノード出口ガスライン11から分
岐ライン17を経て第2触媒燃焼器18に導き、該第2
触媒燃焼器18には、O2 を含むガスとしてプラントの
空気源による空気Aを供給して、アノード出口ガスとし
ての還元雰囲気ガスRGと空気Aとを混合燃焼させ、空
気が過剰となるようにして酸化雰囲気ガスOGを生成さ
せるようにする。
Next, the reducing atmosphere gas RG after passing through the anode 3 is led from the anode outlet gas line 11 through the branch line 17 to the second catalytic combustor 18,
The catalytic combustor 18 is supplied with air A from a plant air source as a gas containing O 2, and the reducing atmosphere gas RG as the anode outlet gas and the air A are mixed and burned so that the air becomes excessive. To generate an oxidizing atmosphere gas OG.

【0020】続いて、上記第2触媒燃焼器18で生成さ
れた酸化雰囲気ガスOGを、燃焼ガスライン19によ
り、改質器8の燃焼室8bを通してカソード2に送給す
ることにより、カソード2を酸化雰囲気ガスOGでパー
ジさせるようにする。
Subsequently, the oxidizing atmosphere gas OG generated in the second catalytic combustor 18 is supplied to the cathode 2 through the combustion chamber 8b of the reformer 8 by the combustion gas line 19, so that the cathode 2 is cooled. Purging is performed with an oxidizing atmosphere gas OG.

【0021】上記カソード2に流された酸化雰囲気ガス
OGは、第1触媒燃焼器12に導かれ、第1触媒燃焼器
12でH2 又は燃料ガスFGと混合燃焼され、酸化雰囲
気ガスOGから還元雰囲気ガスFGに変換させられるよ
うにする。
The oxidizing atmosphere gas OG flowing to the cathode 2 is led to a first catalytic combustor 12, where the oxidizing atmosphere gas OG is mixed and burned with H 2 or a fuel gas FG, and is reduced from the oxidizing atmosphere gas OG. The atmosphere gas FG is converted.

【0022】このように、燃料電池のパージの際は、第
1触媒燃焼器12→アノード3→第2触媒燃焼器18→
カソード2→第1触媒燃焼器12→アノード3…という
ライン構成で還元雰囲気ガスRGと酸化雰囲気ガスOG
を循環させることができ、連続的なガスの流れで還元及
び酸化雰囲気を保持させるようにする。これにより、長
時間パージしても電池材料の変質及びそれに伴う性能劣
化を起す心配がなく、又、還元雰囲気ガスRG及び酸化
雰囲気ガスOGとしては、燃料電池発電装置自体が有す
る機器である第1及び第2の触媒燃焼器12,18を用
いることから、パージ専用の機器を用意する必要がない
点で極めて有利となる。
Thus, when purging the fuel cell, the first catalytic combustor 12 → the anode 3 → the second catalytic combustor 18 →
The reducing atmosphere gas RG and the oxidizing atmosphere gas OG have a line configuration of a cathode 2, a first catalytic burner 12, an anode 3, and so on.
Can be circulated so as to maintain a reducing and oxidizing atmosphere with a continuous gas flow. Accordingly, there is no fear that deterioration of the battery material and deterioration of the performance due to the deterioration will occur even if the purging is performed for a long time, and the reducing atmosphere gas RG and the oxidizing atmosphere gas OG are the first devices which are included in the fuel cell power generator itself. The use of the second catalytic combustors 12 and 18 is extremely advantageous in that it is not necessary to prepare a dedicated device for purging.

【0023】なお、上記実施の形態では、長時間のパー
ジが必要となった場合への採用例について示したが、昇
温及び降温などの際にも適用できること、その他本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る
ことは勿論である。
In the above-described embodiment, an example in which the purging is required for a long time is described. However, the present invention can be applied to a case where the temperature is increased or decreased, and does not deviate from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made within the range.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料電池のパ
ージ方法によれば、燃料電池と改質器を備え、該改質器
の改質室で改質された燃料ガスを燃料電池のアノードへ
供給すると共に、燃料電池のカソードに酸化ガスを供給
するようにし、且つ上記カソードから排出されたカソー
ド出口ガスとアノードから排出されたアノード出口ガス
の一部を、第1触媒燃焼器で燃焼させた後、タービンに
導くようにし、更に、カソード出口ガスの他の一部とア
ノード出口ガスの他の一部を、第2触媒燃焼器で燃焼さ
せた後、上記改質器の燃焼室に導入して、該燃焼室から
の燃焼ガスをカソードに供給するようにし、又、アノー
ドリサイクルラインを設けた構成の燃料電池発電装置を
用い、該燃料電池発電装置の上記カソード出口ガスを、
第1触媒燃焼器でH2 を含むガスと混合燃焼させること
で還元雰囲気ガスを生成させて、上記アノードリサイク
ルラインを通してアノードに送給し、該アノードから排
出された還元雰囲気ガスとしてのアノード出口ガスを、
第2触媒燃焼器でO2 を含むガスと混合燃焼させること
で酸化雰囲気ガスを生成させて、上記改質器の燃焼室を
通してカソードに送給するようにし、該カソードから排
出された酸化雰囲気ガスとしてのカソード出口ガスを再
び第1触媒燃焼器でH2 を含むガスと混合燃焼させるこ
とで還元雰囲気ガスとしてアノードへ流すようにして、
カソードとアノードの間を循環する連続的なガスの流れ
で還元及び酸化雰囲気を保持させるようにするので、長
時間のパージであっても電池材料の変質や性能低下を防
止することができ、且つパージ専用の設備を必要としな
いことからコスト的に有利となり、又、第1触媒燃焼器
に供給するH2 を含むガスとして燃料ガスを用い、第2
触媒燃焼器に供給するO2 を含むガスとしてプラント空
気源による空気を用いるようにすることにより、パージ
作業全体をより安価に実施することができる、等の優れ
た効果を発揮する。
As described above, according to the fuel cell purging method of the present invention, a fuel cell and a reformer are provided, and the fuel gas reformed in the reforming chamber of the reformer is supplied to the fuel cell. In addition to supplying to the anode, oxidizing gas is supplied to the cathode of the fuel cell, and the cathode outlet gas discharged from the cathode and a part of the anode outlet gas discharged from the anode are burned by the first catalytic combustor. After that, it is led to the turbine, and further, another part of the cathode outlet gas and another part of the anode outlet gas are burned in the second catalytic combustor, and then, are burned into the combustion chamber of the reformer. Introduce and supply the combustion gas from the combustion chamber to the cathode, and using a fuel cell power generation device having a configuration provided with an anode recycle line, the cathode outlet gas of the fuel cell power generation device,
A reducing atmosphere gas is generated by mixing and burning with a gas containing H 2 in the first catalytic combustor, fed to the anode through the anode recycling line, and an anode outlet gas as a reducing atmosphere gas discharged from the anode To
An oxidizing atmosphere gas is generated by mixing and burning with a gas containing O 2 in the second catalytic combustor, and is supplied to the cathode through the combustion chamber of the reformer. The oxidizing atmosphere gas discharged from the cathode The cathode outlet gas as above is mixed and burned again with the gas containing H 2 in the first catalytic combustor so as to flow to the anode as a reducing atmosphere gas,
Since the reducing and oxidizing atmosphere is maintained by the continuous gas flow circulating between the cathode and the anode, it is possible to prevent the deterioration and performance deterioration of the battery material even for a long-time purge, and This eliminates the need for a dedicated purging facility and is advantageous in terms of cost. In addition, the fuel gas is used as the gas containing H 2 to be supplied to the first catalytic combustor, and the second gas is used.
By using the air from the plant air source as the gas containing O 2 to be supplied to the catalytic combustor, excellent effects such as that the entire purging operation can be performed at lower cost can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の燃料電池のパージ方法の実施の一形態
を示す概要図である。
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a fuel cell purging method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 カソード 3 アノード 8 改質器 8a 改質室 8b 燃焼室 12 第1触媒燃焼器 14 タービン 15 蒸発器 18 第2触媒燃焼器 22 アノードリサイクルライン FC 燃料電池 CG カソード出口ガス AG アノード出口ガス A 空気 FG 燃料ガス RG 還元雰囲気ガス OG 酸化雰囲気ガス 2 Cathode 3 Anode 8 Reformer 8a Reforming chamber 8b Combustion chamber 12 First catalytic combustor 14 Turbine 15 Evaporator 18 Second catalytic combustor 22 Anode recycle line FC fuel cell CG Cathode outlet gas AG Anode outlet gas A Air FG Fuel gas RG Reduction atmosphere gas OG Oxidation atmosphere gas

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池と改質器を備え、該改質器の改
質室で改質された燃料ガスを燃料電池のアノードへ供給
すると共に、燃料電池のカソードに酸化ガスを供給する
ようにし、且つ上記カソードから排出されたカソード出
口ガスとアノードから排出されたアノード出口ガスの一
部を、第1触媒燃焼器で燃焼させた後、タービンに導く
ようにし、更に、カソード出口ガスの他の一部とアノー
ド出口ガスの他の一部を、第2触媒燃焼器で燃焼させた
後、上記改質器の燃焼室に導入して、該燃焼室からの燃
焼ガスをカソードに供給するようにし、又、アノードリ
サイクルラインを設けた構成の燃料電池発電装置を用
い、該燃料電池発電装置の上記カソード出口ガスを、第
1触媒燃焼器でH2 を含むガスと混合燃焼させることで
還元雰囲気ガスを生成させて、上記アノードリサイクル
ラインを通してアノードに送給し、該アノードから排出
された還元雰囲気ガスとしてのアノード出口ガスを、第
2触媒燃焼器でO2 を含むガスと混合燃焼させることで
酸化雰囲気ガスを生成させて、上記改質器の燃焼室を通
してカソードに送給するようにし、該カソードから排出
された酸化雰囲気ガスとしてのカソード出口ガスを再び
第1触媒燃焼器でH2 を含むガスと混合燃焼させること
で還元雰囲気ガスとしてアノードへ流すようにして、カ
ソードとアノードの間を循環する連続的なガスの流れで
還元及び酸化雰囲気を保持させるようにすることを特徴
とする燃料電池のパージ方法。
1. A fuel cell comprising a fuel cell and a reformer, wherein a fuel gas reformed in a reforming chamber of the reformer is supplied to an anode of the fuel cell and an oxidizing gas is supplied to a cathode of the fuel cell. And a part of the cathode outlet gas discharged from the cathode and the anode outlet gas discharged from the anode is burned in the first catalytic combustor, and then guided to a turbine. Is burned in the second catalytic combustor, and then introduced into the combustion chamber of the reformer to supply the combustion gas from the combustion chamber to the cathode. In addition, using a fuel cell power generator having a configuration provided with an anode recycling line, the cathode outlet gas of the fuel cell power generator is mixed and burned with a gas containing H 2 in a first catalytic combustor to reduce the reducing atmosphere. Generate gas So, the feeds sent to the anode through the anode recycle line, the anode outlet gas as a reducing atmosphere gas discharged from the anode, an oxidizing atmosphere gas be mixed combustion gas containing O 2 in the second catalytic combustor Is generated and supplied to the cathode through the combustion chamber of the reformer, and the cathode outlet gas as the oxidizing atmosphere gas discharged from the cathode is mixed again with the gas containing H 2 in the first catalytic combustor. A method for purging a fuel cell, comprising: causing a combustion atmosphere to flow as a reducing atmosphere gas to an anode, and maintaining a reducing and oxidizing atmosphere by a continuous gas flow circulating between the cathode and the anode. .
【請求項2】 第1触媒燃焼器に供給するH2 を含むガ
スとして燃料ガスを用い、第2触媒燃焼器に供給するO
2 を含むガスとしてプラント空気源による空気を用いる
ようにする請求項1記載の燃料電池のパージ方法。
2. A fuel gas is used as a gas containing H 2 to be supplied to a first catalytic combustor, and O 2 is supplied to a second catalytic combustor.
2. The method for purging a fuel cell according to claim 1, wherein air from a plant air source is used as the gas containing 2 .
JP11042862A 1999-02-22 1999-02-22 Fuel cell purging method Pending JP2000243423A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11042862A JP2000243423A (en) 1999-02-22 1999-02-22 Fuel cell purging method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11042862A JP2000243423A (en) 1999-02-22 1999-02-22 Fuel cell purging method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000243423A true JP2000243423A (en) 2000-09-08

Family

ID=12647854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11042862A Pending JP2000243423A (en) 1999-02-22 1999-02-22 Fuel cell purging method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000243423A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006090685A1 (en) * 2005-02-22 2006-08-31 Mitsubishi Materials Corporation Solid oxide type fuel cell and operation method thereof
JP2006294508A (en) * 2005-04-13 2006-10-26 Mitsubishi Materials Corp Fuel cell generator and the shut down method
JP2007506245A (en) * 2003-09-17 2007-03-15 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Stopping and starting a fuel cell using a cathode recycling loop
JP2007128717A (en) * 2005-11-02 2007-05-24 Mitsubishi Materials Corp Operation method of fuel cell
JP2008071729A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Samsung Sdi Co Ltd Fuel cell system, and method of shutting down it
WO2011012942A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and control method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007506245A (en) * 2003-09-17 2007-03-15 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Stopping and starting a fuel cell using a cathode recycling loop
JP4943151B2 (en) * 2003-09-17 2012-05-30 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Stopping and starting a fuel cell using a cathode recycling loop
WO2006090685A1 (en) * 2005-02-22 2006-08-31 Mitsubishi Materials Corporation Solid oxide type fuel cell and operation method thereof
JP2006294508A (en) * 2005-04-13 2006-10-26 Mitsubishi Materials Corp Fuel cell generator and the shut down method
JP2007128717A (en) * 2005-11-02 2007-05-24 Mitsubishi Materials Corp Operation method of fuel cell
JP2008071729A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Samsung Sdi Co Ltd Fuel cell system, and method of shutting down it
WO2011012942A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and control method thereof
US9406949B2 (en) 2009-07-30 2016-08-02 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and control method thereof
US9929415B2 (en) 2009-07-30 2018-03-27 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and control method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7691508B2 (en) Fuel cell shutdown and startup using a cathode recycle loop
JP6616054B1 (en) Fuel cell system, combined power generation system, and control method for fuel cell system
US5601937A (en) Hydrocarbon reformer for electrochemical cells
US7595124B2 (en) Integrated fuel cell hybrid power plant with controlled oxidant flow for combustion of spent fuel
US7479337B2 (en) Fuel cell shutdown and startup using a cathode recycle loop
KR20120048560A (en) Systems and processes of operating fuel cell systems
JP2005506659A (en) Method of purging a fuel cell system with an inert gas made from organic fuel
JP2005276836A (en) Method and system for start and transient operation of fuel cell-gas turbine combined system
JP2004207241A (en) Integrated fuel cell hybrid generator with re-circulated air fuel flow
US20060143983A1 (en) Apparatus for producing hydrogen gas and fuel cell system using the same
KR20120028927A (en) Systems and processes for operating fuel cell systems
JP2000501227A (en) Operating method of high-temperature fuel cell equipment and high-temperature fuel cell equipment
JP2005516351A (en) Fuel desulfurization method
AU2011335292B2 (en) A solid oxide fuel cell system and a method of operating a solid oxide fuel cell system
JPH05163180A (en) Methanol synthesis using hydrocarbon gas as raw material
JP2001189165A (en) Fuel cell system, method of stopping and starting the same
US11309563B2 (en) High efficiency fuel cell system with hydrogen and syngas export
JP2000243423A (en) Fuel cell purging method
JPH09237635A (en) Solid electrolyte fuel cell
WO2022092052A1 (en) Fuel cell power generation system and method for controlling fuel cell power generation system
CN116845304A (en) Hydrogen generation using a fuel cell system with REP
JP3211505B2 (en) Method for controlling anode inlet temperature of molten carbonate fuel cell power generator
WO2022113397A1 (en) Fuel cell system
JP3830842B2 (en) Solid oxide fuel cell and power generation method using the same
JP6993489B1 (en) Fuel cell power generation system