JP2000331700A - 燃料電池発電プラントの運転方法 - Google Patents
燃料電池発電プラントの運転方法Info
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- JP2000331700A JP2000331700A JP11143304A JP14330499A JP2000331700A JP 2000331700 A JP2000331700 A JP 2000331700A JP 11143304 A JP11143304 A JP 11143304A JP 14330499 A JP14330499 A JP 14330499A JP 2000331700 A JP2000331700 A JP 2000331700A
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
%以上含むガスを燃料電池発電プラントの燃料ガスとし
て供給する場合でも、燃料処理系の触媒層でカーボン析
出反応を起こさないで長期間の安定運転を可能にする。 【解決手段】ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水素
を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と混
合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを燃
料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおいて、
停止操作を行なうに際して、燃料処理系への燃料ガスの
供給を停止した後、直ちに燃料処理系内に窒素等の不活
性ガスと水蒸気を同時に流すことにより燃料ガスのパー
ジを行なうものである。
Description
トにおいて、特にブタン以上の炭素数を有する高位炭化
水素を2%以上含む燃料ガスを燃料電池本体に供給する
燃料電池発電プラントの運転方法に関する。
進められている燃料電池発電プラントは、燃料ガスに天
然ガスを使用することが一般的であり、一部では液化プ
ロパンガスを燃料ガスとして使用した例もある。
系、すなわち水素生成プロセス系は、一般的に燃料ガス
中の硫黄分を除去する脱硫器、燃料炭化水素の水蒸気改
質反応器(改質器)、一酸化炭素変成器(変成器)で構
成される。ここで、改質器で必要な水蒸気は脱硫器の後
流側、すなわち改質器入口の手前で供給される。一方、
このプラントを停止させる際の燃料ガスパージ用不活性
ガスは脱硫器の手前で供給される。
操作は、燃料ガスと水蒸気を同時に停止し、不活性ガス
により系内をパージしている。この場合、水蒸気供給部
の上流側に設置されている脱硫器及び周辺の配管に残留
している燃料ガスは不活性ガスにより押し出され、水蒸
気のない状態で改質器に流れる。
料ガスには、ブタンが1%程度しか含まれておらず、こ
の運転方法でも改質触媒層でカーボン析出を起こすこと
はない。
高位炭化水素は、メタンからプロパンまでの炭化水素よ
り、改質触媒層でカーボン析出反応を起こし易く、プラ
ントの停止操作時、水蒸気のない状態で燃料ガスを改質
触媒層に流すと、カーボン析出反応を起こす。
ン以上の炭素数を有する高位炭化水素はメタンからプロ
パンまでの炭化水素より、改質触媒層でカーボン析出反
応を起こし易いことから、プラント停止操作時、水蒸気
のない状態で燃料ガスを改質触媒層に流すと、カーボン
析出反応を起こす可能性が高い。このカーボン析出反応
により触媒層にカーボンが蓄積されると、やがて触媒層
は閉塞されて燃料ガスの供給が困難となり、燃料電池発
電プラントは燃料電池本体での水素不足で停止すること
になり、その復旧には改質器の触媒を交換しなければな
らなくなる。
たもので、従来供給されていたガスより多くのブタン以
上の高位炭化水素を含むガスを、燃料電池発電プラント
の燃料ガスとして供給する場合でも、燃料処理系の改質
触媒層でカーボン析出反応を起こさない燃料電池発電プ
ラントの運転方法を提供することを目的とする。
成するため、次のような手段により燃料電池発電プラン
トを運転するものである。
炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、停止操作を行なうに際し
て、燃料処理系への燃料ガスの供給を停止した後、直ち
に燃料処理系内に窒素等の不活性ガスと水蒸気を同時に
流すことにより燃料ガスのパージを行なうものである。
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料処理系の燃料ガスと水蒸
気との混合位置より上流側の燃料ガス流路に設置された
反応器及び配管内に残留している燃料ガスが不活性ガス
により前記燃料ガスと水蒸気との混合位置より押し出さ
れるまで水蒸気パージを行なうものである。
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料処理系に不活性ガスを燃
料ガス及び水蒸気がプラント外に排出されるまで供給し
てパージを行なうものである。
する発明にあっては、プラントの停止動作中、パージ用
不活性ガスによって押し出された燃料ガスが水蒸気のな
い状態で改質器へ流れ込むことを防止でき、燃料処理系
の触媒層でのカーボン析出を抑制することができる。
炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止操作時に燃料
処理系への燃料ガスの供給を停止した後、直ちに燃料ガ
ス入口から燃料処理系内に水素ガスを流すものである。
炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止操作を行なう
に際して、燃料処理系への燃料ガスの供給を停止した
後、燃料処理系内に窒素等の不活性ガスと水素ガスとを
同時に流すことにより燃料ガスのパージを行なうもので
ある。
応する発明の燃料電池発電プラントの運転方法におい
て、プラント停止操作時に燃料ガスと水蒸気との混合位
置より上流側の燃料ガス流路に設置された反応器及び配
管内に残留している燃料ガスが不活性ガスにより前記燃
料ガスと水蒸気との混合位置より押し出されるまで水素
パージを行なうものである。
する発明にあっては、プラントの停止動作中、パージ用
不活性ガスによって押し出された燃料ガスと水素ガスと
が同時に改質器に流れるので、燃料処理系の触媒層での
カーボン析出を抑制することができる。
炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、起動操作を行なう際、燃料
ガス導入前に燃料処理系に水素ガスを導入してパージを
行なうものである。
炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、起動操作時で燃料ガス導入
前に、水蒸気と水素ガスとを燃料処理系内に導入してパ
ージを行なうものである。
っては、プラント停止時に燃料処理系の改質触媒層に燃
料ガスが残留していても、プラントの起動時に除去する
ことができ、カーボン析出を抑制することができる。
炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃料
処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから生
成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃料
電池発電プラントにおいて、プラント停止中に不活性ガ
スと水素ガスとの混合ガスを一定時間間隔で流すもので
ある。
っては、プラント停止中、燃料処理系の改質触媒層に空
気が混入した場合でも、系内を還元雰囲気に保つことが
でき、触媒層でのカーボン析出を抑制することができ
る。
の炭素数を有する高位炭化水素を2%含む燃料ガスを燃
料処理系に供給して水蒸気と混合し、この混合ガスから
生成された水素リッチガスを燃料電池本体に供給する燃
料電池発電プラントにおいて、起動により負荷を上昇さ
せる際、75%負荷以下での部分負荷運転を一定時間行
なった後、定格負荷運転を行なうものである。
あっては、プラントの停止操作及び停止中に酸化した燃
料処理系の触媒を還元することができ、改質触媒層での
カーボン析出を抑制することができる。
参照して説明する。
の第1の実施の形態を示す系統図である。図1に示すよ
うに、燃料電池本体18に接続される燃料ガスの供給配
管11には、その上流側から燃料ガスを脱硫動作温度ま
で昇温する熱交換器13と、燃料ガス中の硫黄成分を取
り除く脱硫器14と、高位炭化水素をメタンへ分解する
高位炭化水素分解反応器15と、燃料ガスからスチーム
・リフォーミング反応にて水素リッチガスを製造する改
質器16と、この改質器16の出口ガスを一酸化炭素変
成反応動作まで降温させる熱交換器13と、改質器16
の出口ガス中の一酸化炭素をシフト反応により低減させ
る変成器17とが順次接続される。
ガス系統とは別に、流量調整された水蒸気供給配管1
9、脱硫器14には変成器17の出口の水素リッチガス
を供給するリサイクル配管21が備えられている。
ス流量調整弁12が設けられ、水蒸気供給管19には水
蒸気流量調整弁20が設けられている。
ミング反応を促進させるための熱源としては、燃料電池
本体18から発電に使われなかった残りの水素リッチガ
スを改質器16へバーナ燃料ガス配管22を通して供給
し、燃焼させる。
ス配管11及び反応器中に残留した可燃ガスをパージす
るための不活性ガス供給配管23を燃料ガス供給配管1
1に接続すると共に、この不活性ガス供給配管23に遮
断弁24を設ける。
トの運転方法について説明する。
は、燃料ガスと水蒸気を同時に停止し、不活性ガスによ
り配管と反応器内の燃料ガスをパージする。このとき、
燃料供給配管11と不活性ガス供給配管23との接続部
から水蒸気供給配管19と燃料処理系の配管との接続部
までに残留した燃料ガスは、不活性ガスにより押し出さ
れ、水蒸気のない状態で高位炭化水素分解反応器15及
び改質器16に導入される。
素を多く含む燃料ガスを供給した場合、この炭化水素が
カーボン析出の原因になる。
ラント停止操作において、燃料ガス流量調整弁12を閉
じて燃料ガスを停止させた後、不活性ガス遮断弁24を
開いて不活性ガスの導入と同時に水蒸気流量調整弁20
を開き、水蒸気配管19から水蒸気を流す。
配管11と不活性ガス供給配管23との接続部から水蒸
気供給配管19と燃料処理系の配管との接続部までの容
積以上の水蒸気を流すことが好ましい。
停止させた後、プラント内に残留した水蒸気がプラント
外に排出されるまで、不活性ガスを流し続ける。
法によれば、プラントの停止動作中、パージ用不活性ガ
スによって押し出された燃料ガスが水蒸気のない状態で
改質器へ流れ込むことを防止でき、燃料処理系の触媒層
でのカーボン析出を抑制することができる。
の第2の実施の形態を示す系統図であり、図1と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分について説明する。
3または燃料ガス供給配管11に水素ガス供給配管25
を接続すると共に、この水素ガス供給配管25に水素ガ
ス遮断弁26を設ける。
トの運転方法について説明する。
の停止操作時において、燃料ガス流量調整弁12を閉じ
て燃料ガスを停止すると同時に、水素ガス遮断弁26を
開いて水素ガス供給配管25からリサイクルガス配管2
1に水素ガスを流す。
給配管11と不活性ガス供給配管23との接続部から水
蒸気供給配管19と燃料処理系の配管との接続部までの
容積以上の水素ガスを流すことが好ましい。
たが、プラント停止操作時、燃料ガス停止後、水素ガス
と不活性ガスを同時に流すようにしてもよい。
法によれば、プラントの停止動作中、パージ用不活性ガ
スによって押し出された燃料ガスと水素ガスとが同時に
改質器に流れるので、燃料処理系の触媒層でのカーボン
析出を抑制できる。
にプラント起動時について述べる。
水素ガス遮断弁26を開いてリサイクルガス配管21に
水素ガスを流す。この水素ガスは熱交換器13、脱硫器
14、高位炭化水素分解反応器15を順に通って改質器
16に流れる。
時に水蒸気流量調整弁20を開いて水素ガスと水蒸気と
を同時に流すようにしてもよい。
法によれば、プラント停止時に燃料処理系の改質触媒層
に燃料ガスが残留していても、プラントの起動時に除去
することができ、カーボン析出を抑制できる。
ージする方法について述べる。
び水素ガス遮断弁26を一定時間間隔で開放してリサイ
クルガス配管21に不活性ガスと水素ガスとを同時に流
すようにする。
処理系の改質触媒層に空気が混入した場合でも、系内を
還元雰囲気に保つことができ、触媒層でのカーボン析出
を抑制することができる。
の触媒を還元する方法について述べる。
昇させる際、75%負荷以下の運転状態を一定時間保っ
た後、定格負荷運転を行なうものである。
操作及び停止中に酸化した燃料処理系の触媒を還元する
ことができ、改質触媒層でのカーボン析出を抑制するこ
とができる。
ン以上の炭素数を有する高位炭化水素を2%以上含むガ
スを燃料電池発電プラントの燃料ガスとして供給する場
合でも、燃料処理系の触媒層でカーボン析出反応を起こ
さないで長期間安定運転できる燃料電池発電プラントの
運転方法を提供することができる。
を説明するための第1の実施の形態を示す系統構成図。
を説明するための第2の実施の形態を示す系統構成図。
Claims (10)
- 【請求項1】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、停止操作を行なうに際して、燃料処理系への燃料ガ
スの供給を停止した後、直ちに燃料処理系内に窒素等の
不活性ガスと水蒸気を同時に流すことにより燃料ガスの
パージを行なうことを特徴とする燃料電池発電プラント
の運転方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の燃料電池発電プラントの
運転方法において、プラント停止操作時に燃料処理系の
燃料ガスと水蒸気との混合位置より上流側の燃料ガス流
路に設置された反応器及び配管内に残留している燃料ガ
スが不活性ガスにより前記燃料ガスと水蒸気との混合位
置より押し出されるまで水蒸気パージを行なうことを特
徴とする燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の燃料電池発電プラントの
運転方法において、プラント停止操作時に燃料処理系に
不活性ガスを燃料ガス及び水蒸気がプラント外に排出さ
れるまで供給してパージを行なうことを特徴とする燃料
電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項4】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、プラント停止操作時に燃料処理系への燃料ガスの供
給を停止した後、直ちに燃料ガス入口から燃料処理系内
に水素ガスを流すことを特徴とする燃料電池発電プラン
トの運転方法。 - 【請求項5】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、プラント停止操作を行なうに際して、燃料処理系へ
の燃料ガスの供給を停止した後、燃料処理系内に窒素等
の不活性ガスと水素ガスとを同時に流すことにより燃料
ガスのパージを行なうことを特徴とする燃料電池発電プ
ラントの運転方法。 - 【請求項6】 請求項5記載の燃料電池発電プラントの
運転方法において、プラント停止操作時に燃料処理系の
燃料ガスと水蒸気との混合位置より上流側の燃料ガス流
路に設置された反応器及び配管内に残留している燃料ガ
スが不活性ガスにより前記燃料ガスと水蒸気との混合位
置より押し出されるまで水素ガスパージを行なうことを
特徴とする燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項7】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、起動操作を行なう際、燃料ガス導入前に燃料処理系
に水素ガスを導入してパージを行なうことを特徴とする
燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項8】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、起動操作時で燃料ガス導入前に、水蒸気と水素ガス
とを燃料処理系内に導入してパージを行なうことを特徴
とする燃料電池発電プラントの運転方法。 - 【請求項9】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化水
素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気と
混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガスを
燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、プラント停止中に不活性ガスと水素ガスとの混合ガ
スを一定時間間隔で流すことを特徴とする燃料電池発電
プラントの運転方法。 - 【請求項10】 ブタン以上の炭素数を有する高位炭化
水素を2%含む燃料ガスを燃料処理系に供給して水蒸気
と混合し、この混合ガスから生成された水素リッチガス
を燃料電池本体に供給する燃料電池発電プラントにおい
て、起動により負荷を上昇させる際、75%負荷以下で
の部分負荷運転を一定時間行なった後、定格負荷運転を
行なうことを特徴とする燃料電池発電プラントの運転方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11143304A JP2000331700A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 燃料電池発電プラントの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11143304A JP2000331700A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 燃料電池発電プラントの運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000331700A true JP2000331700A (ja) | 2000-11-30 |
JP2000331700A5 JP2000331700A5 (ja) | 2005-08-25 |
Family
ID=15335657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11143304A Pending JP2000331700A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 燃料電池発電プラントの運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000331700A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002298889A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池システム |
JP2013243158A (ja) * | 2013-08-07 | 2013-12-05 | Panasonic Corp | 燃料電池システムおよび運転方法 |
WO2014083794A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
-
1999
- 1999-05-24 JP JP11143304A patent/JP2000331700A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2014083794A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
US9478817B2 (en) | 2012-11-29 | 2016-10-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system |
JP2013243158A (ja) * | 2013-08-07 | 2013-12-05 | Panasonic Corp | 燃料電池システムおよび運転方法 |
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