JP2002252003A - 固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシステム - Google Patents
固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 総合効率が優れ、操業条件に対して柔軟に対
応可能な固体酸化物形燃料電池を含むコンバインドシス
テムおよびその運転方法を提供する。 【解決手段】 固体酸化物形燃料電池の排ガスが燃焼を
利用する産業プロセス用酸化剤とされてなり、前記燃焼
を利用する産業プロセスの排ガスで前記固体酸化物形燃
料電池用酸化剤を加熱するレキュペレータが設けられて
なり、前記レキュペレータをバイパスするライン、前記
固体酸化物形燃料電池をバイパスするライン、前記産業
プロセスをバイパスするラインまたは前記固体酸化物形
燃料電池用酸化剤を加熱する手段が設けられてなるコン
バインドシステム、およびその運転方法。
応可能な固体酸化物形燃料電池を含むコンバインドシス
テムおよびその運転方法を提供する。 【解決手段】 固体酸化物形燃料電池の排ガスが燃焼を
利用する産業プロセス用酸化剤とされてなり、前記燃焼
を利用する産業プロセスの排ガスで前記固体酸化物形燃
料電池用酸化剤を加熱するレキュペレータが設けられて
なり、前記レキュペレータをバイパスするライン、前記
固体酸化物形燃料電池をバイパスするライン、前記産業
プロセスをバイパスするラインまたは前記固体酸化物形
燃料電池用酸化剤を加熱する手段が設けられてなるコン
バインドシステム、およびその運転方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池と燃焼を
利用する産業プロセスとのコンバインドシステムおよび
その運転方法に関し、より詳しくは、固体酸化物形燃料
電池と燃焼を利用する産業プロセスとの排熱を互いに利
用し、総合効率を向上させるコンバインドシステムおよ
びその運転方法に関する。
利用する産業プロセスとのコンバインドシステムおよび
その運転方法に関し、より詳しくは、固体酸化物形燃料
電池と燃焼を利用する産業プロセスとの排熱を互いに利
用し、総合効率を向上させるコンバインドシステムおよ
びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏ
ｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：以下「ＳＯＦＣ」とも
記載）は、電解質としてイットリア安定化ジルコニアな
どの酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両面に
多孔性電極を取り付け、これを隔壁として一方の側に燃
料ガス、他方の側に酸化剤（空気、酸素等）を供給し、
約１０００℃で動作する燃料電池である。
ｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：以下「ＳＯＦＣ」とも
記載）は、電解質としてイットリア安定化ジルコニアな
どの酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両面に
多孔性電極を取り付け、これを隔壁として一方の側に燃
料ガス、他方の側に酸化剤（空気、酸素等）を供給し、
約１０００℃で動作する燃料電池である。
【０００３】ＳＯＦＣは、高出力および高発電効率の
達成が可能、燃料ガスとして水素に加え一酸化炭素の
使用が可能、高温で動作、電解質が固体であるため
電解質散逸の問題がない等の特徴を有し、分散型エネル
ギー源として注目されている。
達成が可能、燃料ガスとして水素に加え一酸化炭素の
使用が可能、高温で動作、電解質が固体であるため
電解質散逸の問題がない等の特徴を有し、分散型エネル
ギー源として注目されている。
【０００４】近年においては、エネルギーの有効利用に
対する社会的要請の高まりにつれ、発電装置や燃焼を利
用する産業プロセス単独での効率向上のみならず、２ま
たはそれ以上を組み合わせたコンバインドシステム（複
合システム）の構築により総合効率を向上させる試みが
注目されており、高い発電効率を有するＳＯＦＣについ
てもさらなる総合効率の向上が希求されている。
対する社会的要請の高まりにつれ、発電装置や燃焼を利
用する産業プロセス単独での効率向上のみならず、２ま
たはそれ以上を組み合わせたコンバインドシステム（複
合システム）の構築により総合効率を向上させる試みが
注目されており、高い発電効率を有するＳＯＦＣについ
てもさらなる総合効率の向上が希求されている。
【０００５】しかしながら、実際に工業的に応用した場
合、コンバインドシステムの各構成要素の能力バランス
を完全に保った状態で連続操業することは困難な場合が
多く、一の構成要素の運転条件に適合させることで他の
構成要素に悪影響が及ぶ場合があった。
合、コンバインドシステムの各構成要素の能力バランス
を完全に保った状態で連続操業することは困難な場合が
多く、一の構成要素の運転条件に適合させることで他の
構成要素に悪影響が及ぶ場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事項に鑑
みなされたものであり、ＳＯＦＣを含み、総合効率の優
れたコンバインドシステムを提供することを目的とす
る。
みなされたものであり、ＳＯＦＣを含み、総合効率の優
れたコンバインドシステムを提供することを目的とす
る。
【０００７】また本発明は、各構成要素の操業条件に対
して好適に対応可能なコンバインドシステムおよびその
運転方法を提供することを目的とする。
して好適に対応可能なコンバインドシステムおよびその
運転方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＯＦＣから
排出される排ガスは８００〜１０００℃と高温であり、
燃焼を利用する産業プロセスの燃焼用空気として利用し
た場合に総合効率の向上を図れる点、および、バイパス
ラインや加熱手段を設けることにより互いの運転条件を
好適に制御可能な点に着目し完成されたものである。
排出される排ガスは８００〜１０００℃と高温であり、
燃焼を利用する産業プロセスの燃焼用空気として利用し
た場合に総合効率の向上を図れる点、および、バイパス
ラインや加熱手段を設けることにより互いの運転条件を
好適に制御可能な点に着目し完成されたものである。
【０００９】即ち本発明は、固体酸化物形燃料電池の排
ガスが、燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされて
なることを特徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利
用する産業プロセスとのコンバインドシステムである。
ガスが、燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされて
なることを特徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利
用する産業プロセスとのコンバインドシステムである。
【００１０】前記燃焼を利用する産業プロセスの排ガス
で前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキュ
ペレータが設けられてなることが好ましい。
で前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキュ
ペレータが設けられてなることが好ましい。
【００１１】前記レキュペレータと前記固体酸化物形燃
料電池との間に前記レキュペレータから排出される前記
固体酸化物形燃料電池用酸化剤より低温のガスを供給す
る手段が設けられてなることが好ましい。
料電池との間に前記レキュペレータから排出される前記
固体酸化物形燃料電池用酸化剤より低温のガスを供給す
る手段が設けられてなることが好ましい。
【００１２】前記低温のガスを供給する手段は、前記レ
キュペレータをバイパスするラインであることが好まし
い。
キュペレータをバイパスするラインであることが好まし
い。
【００１３】前記レキュペレータと前記固体酸化物形燃
料電池との間に、前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤を
加熱する手段が設けられてなることが好ましい。
料電池との間に、前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤を
加熱する手段が設けられてなることが好ましい。
【００１４】前記レキュペレータと前記燃焼を利用する
産業プロセスとの間に、前記固体酸化物形燃料電池をバ
イパスするラインが設けられてなることが好ましい。
産業プロセスとの間に、前記固体酸化物形燃料電池をバ
イパスするラインが設けられてなることが好ましい。
【００１５】前記固体酸化物形燃料電池と前記レキュペ
レータとの間に、前記燃焼を利用する産業プロセスをバ
イパスするラインが設けられてなることが好ましい。
レータとの間に、前記燃焼を利用する産業プロセスをバ
イパスするラインが設けられてなることが好ましい。
【００１６】前記燃焼を利用する産業プロセスは加熱炉
であることが好ましい。
であることが好ましい。
【００１７】また本発明は、固体酸化物形燃料電池の排
ガスが燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされてな
り、前記燃焼を利用する産業プロセスの排ガスで前記固
体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキュペレータ
が設けられてなり、前記レキュペレータと前記固体酸化
物形燃料電池との間に、前記レキュペレータから排出さ
れる前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤より低温のガス
を供給する手段または前記固体酸化物形燃料電池用酸化
剤を加熱する手段が設けられてなる固体酸化物形燃料電
池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシス
テムにおいて、前記固体酸化物形燃料電池の必要とする
酸化剤温度に応じて、前記低温のガスを供給する手段ま
たは前記加熱する手段を制御することを特徴とする固体
酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコ
ンバインドシステムの運転方法である。
ガスが燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされてな
り、前記燃焼を利用する産業プロセスの排ガスで前記固
体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキュペレータ
が設けられてなり、前記レキュペレータと前記固体酸化
物形燃料電池との間に、前記レキュペレータから排出さ
れる前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤より低温のガス
を供給する手段または前記固体酸化物形燃料電池用酸化
剤を加熱する手段が設けられてなる固体酸化物形燃料電
池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシス
テムにおいて、前記固体酸化物形燃料電池の必要とする
酸化剤温度に応じて、前記低温のガスを供給する手段ま
たは前記加熱する手段を制御することを特徴とする固体
酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコ
ンバインドシステムの運転方法である。
【００１８】さらに本発明は、固体酸化物形燃料電池の
排ガスが燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされて
なり、前記燃焼を利用する産業プロセスの排ガスで前記
固体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキュペレー
タが設けられてなり、前記レキュペレータと前記燃焼を
利用する産業プロセスとの間に前記固体酸化物形燃料電
池をバイパスするラインが設けられてなり、前記固体酸
化物形燃料電池と前記レキュペレータとの間に前記燃焼
を利用する産業プロセスをバイパスするラインが設けら
れてなる固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プ
ロセスとのコンバインドシステムにおいて、前記固体酸
化物形燃料電池および前記燃焼を利用する産業プロセス
の必要とする酸化剤流量に応じて、前記固体酸化物形燃
料電池をバイパスするラインまたは前記燃焼を利用する
産業プロセスをバイパスするラインを制御することを特
徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プ
ロセスとのコンバインドシステムの運転方法である。
排ガスが燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされて
なり、前記燃焼を利用する産業プロセスの排ガスで前記
固体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキュペレー
タが設けられてなり、前記レキュペレータと前記燃焼を
利用する産業プロセスとの間に前記固体酸化物形燃料電
池をバイパスするラインが設けられてなり、前記固体酸
化物形燃料電池と前記レキュペレータとの間に前記燃焼
を利用する産業プロセスをバイパスするラインが設けら
れてなる固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プ
ロセスとのコンバインドシステムにおいて、前記固体酸
化物形燃料電池および前記燃焼を利用する産業プロセス
の必要とする酸化剤流量に応じて、前記固体酸化物形燃
料電池をバイパスするラインまたは前記燃焼を利用する
産業プロセスをバイパスするラインを制御することを特
徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プ
ロセスとのコンバインドシステムの運転方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】本願発明は、ＳＯＦＣの排ガス
が、燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされてなる
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用す
る産業プロセスとのコンバインドシステムである。
が、燃焼を利用する産業プロセス用酸化剤とされてなる
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用す
る産業プロセスとのコンバインドシステムである。
【００２０】ＳＯＦＣは高温で動作することを特徴とす
る燃料電池であり、ＳＯＦＣの排ガスも８００〜１００
０℃と非常に高温である。このため、燃焼を利用する産
業プロセス用酸化剤としてＳＯＦＣの排ガスを用いたコ
ンバインドシステムを構成した場合、レキュペレータを
介さずに燃焼用酸素供給源としてＳＯＦＣの排ガスを直
接使用でき、高い総合効率を達成できる。
る燃料電池であり、ＳＯＦＣの排ガスも８００〜１００
０℃と非常に高温である。このため、燃焼を利用する産
業プロセス用酸化剤としてＳＯＦＣの排ガスを用いたコ
ンバインドシステムを構成した場合、レキュペレータを
介さずに燃焼用酸素供給源としてＳＯＦＣの排ガスを直
接使用でき、高い総合効率を達成できる。
【００２１】燃焼を利用する産業プロセス（以下説明の
便宜上「燃焼プロセス」とも記載）は、燃焼を利用する
ものであれば特に限定されるものではなく、加熱炉、燃
焼炉、ボイラ、乾燥炉、熱風炉、化学反応炉など各種の
手段を適用することができる。
便宜上「燃焼プロセス」とも記載）は、燃焼を利用する
ものであれば特に限定されるものではなく、加熱炉、燃
焼炉、ボイラ、乾燥炉、熱風炉、化学反応炉など各種の
手段を適用することができる。
【００２２】また、ＳＯＦＣの排ガスは、１５〜１８体
積％の酸素と８００〜１０００℃の温度を有している。
このため、ＳＯＦＣと燃焼プロセスとをコンバインドさ
せた場合、高温のＳＯＦＣの排ガスの顕熱を直接利用で
きるとともに、燃焼プロセスにおいて高温燃焼を実施で
きるという利点を有する。以下高温燃焼について説明す
る。
積％の酸素と８００〜１０００℃の温度を有している。
このため、ＳＯＦＣと燃焼プロセスとをコンバインドさ
せた場合、高温のＳＯＦＣの排ガスの顕熱を直接利用で
きるとともに、燃焼プロセスにおいて高温燃焼を実施で
きるという利点を有する。以下高温燃焼について説明す
る。
【００２３】燃焼には一定量の酸素供給が必要であり、
通常約１８体積％以上の酸素濃度が必要となる。しか
し、８００℃以上では高温燃焼と呼ばれる燃焼状態とな
り、当該状況下においては、低酸素濃度下でも燃焼が可
能であり、伝熱効果が高く、窒素酸化物（ＮＯｘ）の低
減にも有効という特徴を有する。
通常約１８体積％以上の酸素濃度が必要となる。しか
し、８００℃以上では高温燃焼と呼ばれる燃焼状態とな
り、当該状況下においては、低酸素濃度下でも燃焼が可
能であり、伝熱効果が高く、窒素酸化物（ＮＯｘ）の低
減にも有効という特徴を有する。
【００２４】ＳＯＦＣの排ガスは、上述したように８０
０〜１０００℃、酸素濃度１５〜１８体積％と、高温燃
焼に適した条件を備えている。従って、何らガスの改質
や熱交換器を用いた加熱を加えずに燃焼プロセス用酸化
剤として直接使用した場合であっても上記特徴を有する
高温燃焼が可能となる。また、顕熱が大きく、ＳＯＦＣ
で活用されなかった残存燃料を含んでおり、燃焼プロセ
ス用酸化剤の供給源として非常に有用である。即ち、Ｓ
ＯＦＣの排ガスを燃焼プロセス用酸化剤として用いた場
合は、コンバインドシステムとして総合効率を向上させ
ることができるだけでなく、高温燃焼により燃焼プロセ
ス自体の効率を向上させることもできる。
０〜１０００℃、酸素濃度１５〜１８体積％と、高温燃
焼に適した条件を備えている。従って、何らガスの改質
や熱交換器を用いた加熱を加えずに燃焼プロセス用酸化
剤として直接使用した場合であっても上記特徴を有する
高温燃焼が可能となる。また、顕熱が大きく、ＳＯＦＣ
で活用されなかった残存燃料を含んでおり、燃焼プロセ
ス用酸化剤の供給源として非常に有用である。即ち、Ｓ
ＯＦＣの排ガスを燃焼プロセス用酸化剤として用いた場
合は、コンバインドシステムとして総合効率を向上させ
ることができるだけでなく、高温燃焼により燃焼プロセ
ス自体の効率を向上させることもできる。
【００２５】コンバインドシステムの総合効率をより高
めるためには、燃焼プロセスの排ガスでＳＯＦＣ用酸化
剤を過熱するレキュペレータを設けることが好ましい。
レキュペレータは、向流熱交換器、並流熱交換器などの
各種公知のレキュペレータを単独または組み合わせて用
いることができ、特に限定されるものではない。
めるためには、燃焼プロセスの排ガスでＳＯＦＣ用酸化
剤を過熱するレキュペレータを設けることが好ましい。
レキュペレータは、向流熱交換器、並流熱交換器などの
各種公知のレキュペレータを単独または組み合わせて用
いることができ、特に限定されるものではない。
【００２６】ＳＯＦＣ、燃焼プロセスおよびレキュペレ
ータからなるコンバインドシステムの一実施形態の模式
図を図１に示す。該コンバインドシステムにおけるガス
の基本的な流れを以下説明する。
ータからなるコンバインドシステムの一実施形態の模式
図を図１に示す。該コンバインドシステムにおけるガス
の基本的な流れを以下説明する。
【００２７】まず、ＳＯＦＣ用酸化剤がレキュペレータ
１において加熱され、ＳＯＦＣ２に供給される。作動コ
ストを考慮するとＳＯＦＣ用酸化剤は空気であることが
好ましいが、空気に限定されるものではなく、ＳＯＦＣ
へ供給される酸素濃度が不足する場合には酸素濃度を高
めることができる。ＳＯＦＣ用酸化剤の供給方法は特に
限定されるものではなく、ブロワ等各種公知技術を用い
ることができる。ＳＯＦＣ２には、別途ＳＯＦＣ用燃料
供給手段３が設けられており、９００〜１０００℃での
電池反応により発電が行われる。ＳＯＦＣ用燃料の改質
にあたっては、水蒸気が存在する発電反応後の燃料ガス
およびＳＯＦＣ反応熱を利用する内部改質手段や、加熱
炉排熱やＳＯＦＣ排熱などの熱源を利用する外部改質手
段を設けることができる。
１において加熱され、ＳＯＦＣ２に供給される。作動コ
ストを考慮するとＳＯＦＣ用酸化剤は空気であることが
好ましいが、空気に限定されるものではなく、ＳＯＦＣ
へ供給される酸素濃度が不足する場合には酸素濃度を高
めることができる。ＳＯＦＣ用酸化剤の供給方法は特に
限定されるものではなく、ブロワ等各種公知技術を用い
ることができる。ＳＯＦＣ２には、別途ＳＯＦＣ用燃料
供給手段３が設けられており、９００〜１０００℃での
電池反応により発電が行われる。ＳＯＦＣ用燃料の改質
にあたっては、水蒸気が存在する発電反応後の燃料ガス
およびＳＯＦＣ反応熱を利用する内部改質手段や、加熱
炉排熱やＳＯＦＣ排熱などの熱源を利用する外部改質手
段を設けることができる。
【００２８】本発明に使用されるＳＯＦＣ２のタイプは
特に限定されるものでなく、円筒型ＳＯＦＣ、平面型Ｓ
ＯＦＣなど各種ＳＯＦＣを使用することができ、使用用
途や、設置環境に応じて適宜選択できる。
特に限定されるものでなく、円筒型ＳＯＦＣ、平面型Ｓ
ＯＦＣなど各種ＳＯＦＣを使用することができ、使用用
途や、設置環境に応じて適宜選択できる。
【００２９】ＳＯＦＣから排出された８００〜１０００
℃の排ガスは、燃焼プロセス用酸化剤として燃焼プロセ
ス用燃料と共に燃焼プロセス４に供給され、燃焼が行わ
れる。燃焼プロセス用燃料としては、重油、メタン、石
炭、プロパン、電熱等を使用でき、燃焼プロセス用燃料
供給手段９によって供給できるが、特に限定されるもの
ではない。
℃の排ガスは、燃焼プロセス用酸化剤として燃焼プロセ
ス用燃料と共に燃焼プロセス４に供給され、燃焼が行わ
れる。燃焼プロセス用燃料としては、重油、メタン、石
炭、プロパン、電熱等を使用でき、燃焼プロセス用燃料
供給手段９によって供給できるが、特に限定されるもの
ではない。
【００３０】燃焼プロセス４は上記したように加熱炉等
の各種手段を適用できるが、高温のＳＯＦＣの排ガスを
利用した高温燃焼効果を得るためには８００℃以上の高
温熱処理を施しうる燃焼プロセスを適用することが好ま
しい。なお、燃焼温度の上限は特に限定されるものでは
なく、より高い燃焼温度を所望する場合には燃料供給量
を増加させればよい。なお、ＳＯＦＣ２と燃焼プロセス
４とは別装置でなくともよく、ＳＯＦＣ２と燃焼プロセ
ス４とを一体化した発電機バーナーなどの装置としても
よい。
の各種手段を適用できるが、高温のＳＯＦＣの排ガスを
利用した高温燃焼効果を得るためには８００℃以上の高
温熱処理を施しうる燃焼プロセスを適用することが好ま
しい。なお、燃焼温度の上限は特に限定されるものでは
なく、より高い燃焼温度を所望する場合には燃料供給量
を増加させればよい。なお、ＳＯＦＣ２と燃焼プロセス
４とは別装置でなくともよく、ＳＯＦＣ２と燃焼プロセ
ス４とを一体化した発電機バーナーなどの装置としても
よい。
【００３１】燃焼プロセス４から排出される高温の燃焼
プロセス排ガスは、レキュペレータ１に搬送され、ＳＯ
ＦＣ用酸化剤を加熱するために利用される。ＳＯＦＣ用
酸化剤を加熱するために利用された排ガスに熱エネルギ
ーが残存している場合は、さらにこの熱エネルギーを再
利用してもよい。
プロセス排ガスは、レキュペレータ１に搬送され、ＳＯ
ＦＣ用酸化剤を加熱するために利用される。ＳＯＦＣ用
酸化剤を加熱するために利用された排ガスに熱エネルギ
ーが残存している場合は、さらにこの熱エネルギーを再
利用してもよい。
【００３２】本発明に係るコンバインドシステムにおい
ては、レキュペレータから排出されるＳＯＦＣ用酸化剤
より低温のガスを供給する手段を設けることが好まし
い。このような供給手段を設けた場合、レキュペレータ
で加熱されたＳＯＦＣ用酸化剤がＳＯＦＣ２の必要とす
る酸化剤温度よりも高いときに低温のガスを供給し、Ｓ
ＯＦＣ用酸化剤の温度を下げることができる。供給され
る低温のガスはＳＯＦＣを作動させる上で弊害が生じな
いものであれば特に限定されるものではなく、空気や酸
素などが挙げられる。供給手段は、ブロワ等各種公知手
段を設けることができるほか、図１に示すようにレキュ
ペレータをバイパスするライン（バイパスラインＡ）６
を設けることができる。バイパスラインを設けた場合
は、コンバインドシステムの構成を簡素化できる。
ては、レキュペレータから排出されるＳＯＦＣ用酸化剤
より低温のガスを供給する手段を設けることが好まし
い。このような供給手段を設けた場合、レキュペレータ
で加熱されたＳＯＦＣ用酸化剤がＳＯＦＣ２の必要とす
る酸化剤温度よりも高いときに低温のガスを供給し、Ｓ
ＯＦＣ用酸化剤の温度を下げることができる。供給され
る低温のガスはＳＯＦＣを作動させる上で弊害が生じな
いものであれば特に限定されるものではなく、空気や酸
素などが挙げられる。供給手段は、ブロワ等各種公知手
段を設けることができるほか、図１に示すようにレキュ
ペレータをバイパスするライン（バイパスラインＡ）６
を設けることができる。バイパスラインを設けた場合
は、コンバインドシステムの構成を簡素化できる。
【００３３】また、レキュペレータ１とＳＯＦＣ２との
間に、ＳＯＦＣ用酸化剤の加熱手段５を設けることが好
ましい。加熱手段５を設置することにより、ＳＯＦＣ２
が必要とする温度にレキュペレータ１で加熱されたＳＯ
ＦＣ用酸化剤の温度が達しない場合に、加熱手段５を用
いてＳＯＦＣ用酸化剤の温度を上げることができる。加
熱手段５としては、ＳＯＦＣ用酸化剤中に燃料を供給し
燃焼させる手段や、さらに熱交換器を設けて加熱する手
段などが挙げられる。燃料を供給し燃焼させる場合に
は、ＳＯＦＣ２に供給される酸素量が減少することにな
るが、通常ＳＯＦＣ用酸化剤には過剰量の酸素が含有さ
れており、数十〜数百℃の昇温に酸素を使用しても発電
には影響がない。
間に、ＳＯＦＣ用酸化剤の加熱手段５を設けることが好
ましい。加熱手段５を設置することにより、ＳＯＦＣ２
が必要とする温度にレキュペレータ１で加熱されたＳＯ
ＦＣ用酸化剤の温度が達しない場合に、加熱手段５を用
いてＳＯＦＣ用酸化剤の温度を上げることができる。加
熱手段５としては、ＳＯＦＣ用酸化剤中に燃料を供給し
燃焼させる手段や、さらに熱交換器を設けて加熱する手
段などが挙げられる。燃料を供給し燃焼させる場合に
は、ＳＯＦＣ２に供給される酸素量が減少することにな
るが、通常ＳＯＦＣ用酸化剤には過剰量の酸素が含有さ
れており、数十〜数百℃の昇温に酸素を使用しても発電
には影響がない。
【００３４】なお、バイパスラインＡおよび加熱手段５
の双方を設けて、レキュペレータ１で加熱されたＳＯＦ
Ｃ用酸化剤がＳＯＦＣ２に必要な酸化剤温度よりも高い
時にも低い時にも対応可能なコンバインドシステムを構
築することも勿論可能である。また、バイパスラインＡ
および加熱手段５を設ける代わりに、ＳＯＦＣ用酸化剤
の流量調整により温度調節を図ることも可能であるが、
この場合は、レキュペレータ出口側のＳＯＦＣ用酸化剤
温度によっては対応が困難となるケースがあり、適応範
囲が狭いことに留意する必要がある。
の双方を設けて、レキュペレータ１で加熱されたＳＯＦ
Ｃ用酸化剤がＳＯＦＣ２に必要な酸化剤温度よりも高い
時にも低い時にも対応可能なコンバインドシステムを構
築することも勿論可能である。また、バイパスラインＡ
および加熱手段５を設ける代わりに、ＳＯＦＣ用酸化剤
の流量調整により温度調節を図ることも可能であるが、
この場合は、レキュペレータ出口側のＳＯＦＣ用酸化剤
温度によっては対応が困難となるケースがあり、適応範
囲が狭いことに留意する必要がある。
【００３５】実際のコンバインドシステムの操業に際し
ては、燃焼プロセス４の必要とする燃焼プロセス用酸化
剤流量とＳＯＦＣの排ガス流量とが異なる状態で操業さ
れる場合がある。このとき一方の必要とする流量に運転
条件を合わせると、他方の機能を充分に活用することが
できず、総合効率の減少を招来する。また、燃焼プロセ
ス４またはＳＯＦＣ２の運転条件の変化によって、コン
バインドシステムとしての最適運転点（最大効率点）が
変動するが、安定操業の観点からは双方の運転条件が頻
繁に変動することは好ましくなく、特に急激な運転条件
の変動はＳＯＦＣ２にダメージを及ぼす恐れがある。
ては、燃焼プロセス４の必要とする燃焼プロセス用酸化
剤流量とＳＯＦＣの排ガス流量とが異なる状態で操業さ
れる場合がある。このとき一方の必要とする流量に運転
条件を合わせると、他方の機能を充分に活用することが
できず、総合効率の減少を招来する。また、燃焼プロセ
ス４またはＳＯＦＣ２の運転条件の変化によって、コン
バインドシステムとしての最適運転点（最大効率点）が
変動するが、安定操業の観点からは双方の運転条件が頻
繁に変動することは好ましくなく、特に急激な運転条件
の変動はＳＯＦＣ２にダメージを及ぼす恐れがある。
【００３６】この問題を解決するためには、燃焼プロセ
ス４にＳＯＦＣ２を経ていない酸化剤を供給するため
に、レキュペレータ１と燃焼プロセス４との間に、ＳＯ
ＦＣをバイパスするライン（バイパスラインＢ）７を設
けることが好ましい。これにより、燃焼プロセス用酸化
剤流量の不足を補うことができる。
ス４にＳＯＦＣ２を経ていない酸化剤を供給するため
に、レキュペレータ１と燃焼プロセス４との間に、ＳＯ
ＦＣをバイパスするライン（バイパスラインＢ）７を設
けることが好ましい。これにより、燃焼プロセス用酸化
剤流量の不足を補うことができる。
【００３７】バイパスラインＢのレキュペレータ側端
は、熱効率を高める観点からはレキュペレータ１と加熱
手段５（加熱手段５が設けられてない場合はＳＯＦＣ
２）との間に設けることが好ましいが、コンバインドシ
ステムの設置環境や運転条件によっては、レキュペレー
タ１に供給される前のＳＯＦＣ用酸化剤を搬送してもよ
く、加熱手段５によって加熱されたＳＯＦＣ用酸化剤を
搬送してもよい。
は、熱効率を高める観点からはレキュペレータ１と加熱
手段５（加熱手段５が設けられてない場合はＳＯＦＣ
２）との間に設けることが好ましいが、コンバインドシ
ステムの設置環境や運転条件によっては、レキュペレー
タ１に供給される前のＳＯＦＣ用酸化剤を搬送してもよ
く、加熱手段５によって加熱されたＳＯＦＣ用酸化剤を
搬送してもよい。
【００３８】また、ＳＯＦＣの排ガスの過剰供給に対応
するために、ＳＯＦＣ２とレキュペレータ１との間に、
ＳＯＦＣの排ガスの一部が燃焼プロセス４をバイパスす
るライン（バイパスラインＣ）８を設けることが好まし
い。
するために、ＳＯＦＣ２とレキュペレータ１との間に、
ＳＯＦＣの排ガスの一部が燃焼プロセス４をバイパスす
るライン（バイパスラインＣ）８を設けることが好まし
い。
【００３９】バイパスラインＣのレキュペレータ側端
は、熱効率を高める観点からは燃焼プロセス４とレキュ
ペレータ１との間に設けることが好ましいが、コンバイ
ンドシステムの設置環境や運転条件によっては、レキュ
ペレータ１を介さずに排ガスとして排出してもよい。
は、熱効率を高める観点からは燃焼プロセス４とレキュ
ペレータ１との間に設けることが好ましいが、コンバイ
ンドシステムの設置環境や運転条件によっては、レキュ
ペレータ１を介さずに排ガスとして排出してもよい。
【００４０】各バイパスラインには弁を設けてガス流量
を制御することが好ましい。これにより、燃焼プロセス
とＳＯＦＣとの操業状態の変化に対して総合効率が最大
になるようにガス流量を迅速に制御することができる。
具体的には、ステンレス、ニッケル合金、セラミック等
の耐熱材料からなる開閉率制御の可能なバラフライ弁な
どをバイパスライン中に設けうる。バイパスラインなど
のガス搬送ラインは、これらに限定されるものではない
が、耐火ライニングを施したステンレスなどの材料を用
いて、各装置を繋ぐ配管にフランジによるボルト接合や
溶接接合により接続するとよい。
を制御することが好ましい。これにより、燃焼プロセス
とＳＯＦＣとの操業状態の変化に対して総合効率が最大
になるようにガス流量を迅速に制御することができる。
具体的には、ステンレス、ニッケル合金、セラミック等
の耐熱材料からなる開閉率制御の可能なバラフライ弁な
どをバイパスライン中に設けうる。バイパスラインなど
のガス搬送ラインは、これらに限定されるものではない
が、耐火ライニングを施したステンレスなどの材料を用
いて、各装置を繋ぐ配管にフランジによるボルト接合や
溶接接合により接続するとよい。
【００４１】上記構成を有するコンバインドシステム
は、新たに設備を構築する場合であっても優れた総合効
率を有するが、既存の燃焼プロセスに組み込む場合に
は、従来のブロワやレキュペレータを利用することがで
きるため、より少ない設備投資でＳＯＦＣ発電システム
を構築できるという利点を有する。またこの場合、組み
込まれたＳＯＦＣの見かけの発電効率は８０％以上と極
めて優れたものとなり得る。
は、新たに設備を構築する場合であっても優れた総合効
率を有するが、既存の燃焼プロセスに組み込む場合に
は、従来のブロワやレキュペレータを利用することがで
きるため、より少ない設備投資でＳＯＦＣ発電システム
を構築できるという利点を有する。またこの場合、組み
込まれたＳＯＦＣの見かけの発電効率は８０％以上と極
めて優れたものとなり得る。
【００４２】以下に、バイパスラインＡ、ＢおよびＣの
作用、並びに本発明に係るコンバインドシステムの運転
方法について説明する。
作用、並びに本発明に係るコンバインドシステムの運転
方法について説明する。
【００４３】図２は、燃焼プロセス４の排熱をレキュペ
レータ１で回収したとき、レキュペレータ１で加熱され
たＳＯＦＣ用酸化剤の全量がＳＯＦＣ２で用いられ、燃
焼プロセス４の排熱を最大限利用でき、かつ、ＳＯＦＣ
の排ガスの全量が燃焼プロセス４に入る状態を示す。こ
の状態を完全バランス状態と定義する。完全バランス状
態の場合に総合効率は最も高くなる。
レータ１で回収したとき、レキュペレータ１で加熱され
たＳＯＦＣ用酸化剤の全量がＳＯＦＣ２で用いられ、燃
焼プロセス４の排熱を最大限利用でき、かつ、ＳＯＦＣ
の排ガスの全量が燃焼プロセス４に入る状態を示す。こ
の状態を完全バランス状態と定義する。完全バランス状
態の場合に総合効率は最も高くなる。
【００４４】しかし、燃焼プロセス４またはＳＯＦＣ２
の処理能力によっては完全バランス状態を保つことが困
難な場合があり、例えば、ＳＯＦＣ２が必要とする酸化
剤流量より燃焼プロセス４が必要とする酸化剤流量の方
が多い場合がある。この場合は、図３に示すようにバイ
パスラインＢを活用することにより、燃焼プロセス４が
必要とする酸化剤流量の不足分を補うことができる。バ
イパスラインＢは総合効率を高める観点からはレキュペ
レータ１で加熱された空気を搬送することが好ましい。
の処理能力によっては完全バランス状態を保つことが困
難な場合があり、例えば、ＳＯＦＣ２が必要とする酸化
剤流量より燃焼プロセス４が必要とする酸化剤流量の方
が多い場合がある。この場合は、図３に示すようにバイ
パスラインＢを活用することにより、燃焼プロセス４が
必要とする酸化剤流量の不足分を補うことができる。バ
イパスラインＢは総合効率を高める観点からはレキュペ
レータ１で加熱された空気を搬送することが好ましい。
【００４５】一方、ＳＯＦＣ２が必要とする酸化剤流量
より燃焼プロセス４が必要とする酸化剤流量の方が少な
い場合には、図４に示すようにバイパスラインＣを活用
することにより、ＳＯＦＣ２が必要とする酸化剤流量と
燃焼プロセス４が必要とする酸化剤流量とのバランスを
保つことができる。この場合、ＳＯＦＣの排ガスのうち
燃焼プロセス４に搬送されない部分は、バイパスライン
Ｃによってレキュペレータ１に搬送することにより、Ｓ
ＯＦＣの排ガスの持つ顕熱を有効に活用でき、総合効率
の低下を抑制することができる。
より燃焼プロセス４が必要とする酸化剤流量の方が少な
い場合には、図４に示すようにバイパスラインＣを活用
することにより、ＳＯＦＣ２が必要とする酸化剤流量と
燃焼プロセス４が必要とする酸化剤流量とのバランスを
保つことができる。この場合、ＳＯＦＣの排ガスのうち
燃焼プロセス４に搬送されない部分は、バイパスライン
Ｃによってレキュペレータ１に搬送することにより、Ｓ
ＯＦＣの排ガスの持つ顕熱を有効に活用でき、総合効率
の低下を抑制することができる。
【００４６】上述したようにバイパスラインＢおよびバ
イパスラインＣを用いることによって、流量調整が可能
であるが、総合効率はバイパスラインを活用しない場合
が最大となるので、ある程度の範囲ではバイパスライン
を活用せずにＳＯＦＣの運転条件を調整してもよい。
イパスラインＣを用いることによって、流量調整が可能
であるが、総合効率はバイパスラインを活用しない場合
が最大となるので、ある程度の範囲ではバイパスライン
を活用せずにＳＯＦＣの運転条件を調整してもよい。
【００４７】また、レキュペレータ１で加熱されたＳＯ
ＦＣ用酸化剤の温度が、ＳＯＦＣ２が必要とする温度に
達しない場合は、加熱手段５によってＳＯＦＣ用酸化剤
を加熱し、ＳＯＦＣ用酸化剤の温度を上げることができ
る（図５）。逆に、レキュペレータ１で加熱されたＳＯ
ＦＣ用酸化剤の温度が、ＳＯＦＣ２が必要とする温度よ
り高い場合は、例えばバイパスラインＡを用いることに
よりＳＯＦＣ用酸化剤の温度を下げることができる（図
６）。
ＦＣ用酸化剤の温度が、ＳＯＦＣ２が必要とする温度に
達しない場合は、加熱手段５によってＳＯＦＣ用酸化剤
を加熱し、ＳＯＦＣ用酸化剤の温度を上げることができ
る（図５）。逆に、レキュペレータ１で加熱されたＳＯ
ＦＣ用酸化剤の温度が、ＳＯＦＣ２が必要とする温度よ
り高い場合は、例えばバイパスラインＡを用いることに
よりＳＯＦＣ用酸化剤の温度を下げることができる（図
６）。
【００４８】本発明に係るコンバインドシステムの運転
にあたっては、上述したバイパスラインＡ〜Ｃ、加熱手
段等を自由に組み合わせることができる。
にあたっては、上述したバイパスラインＡ〜Ｃ、加熱手
段等を自由に組み合わせることができる。
【００４９】また、コンバインドシステムの制御方法と
しては、レキュペレータのＳＯＦＣ側出口近傍に設けら
れた温度センサーから得られる情報に基づき、ＳＯＦＣ
用酸化剤の温度がＳＯＦＣの必要とする温度になるよう
バイパスラインＡや加熱手段に指示を与える方法が挙げ
られる。バイパスラインＢおよびバイパスラインＣの制
御方法としては、燃焼プロセスおよびＳＯＦＣに対する
操業指令から必要な酸化剤量を算出し、これに基づきバ
イパスＢおよびＣに設けられた弁に指示を与える方法が
挙げられる。
しては、レキュペレータのＳＯＦＣ側出口近傍に設けら
れた温度センサーから得られる情報に基づき、ＳＯＦＣ
用酸化剤の温度がＳＯＦＣの必要とする温度になるよう
バイパスラインＡや加熱手段に指示を与える方法が挙げ
られる。バイパスラインＢおよびバイパスラインＣの制
御方法としては、燃焼プロセスおよびＳＯＦＣに対する
操業指令から必要な酸化剤量を算出し、これに基づきバ
イパスＢおよびＣに設けられた弁に指示を与える方法が
挙げられる。
【００５０】
【実施例】燃焼プロセスとして加熱炉を用いた場合のコ
ンバインドシステムのエネルギーバランスを、ＳＯＦＣ
単体でのエネルギーバランスおよび加熱炉単体でのエネ
ルギーバランスと比較して示す。
ンバインドシステムのエネルギーバランスを、ＳＯＦＣ
単体でのエネルギーバランスおよび加熱炉単体でのエネ
ルギーバランスと比較して示す。
【００５１】＜実施例：ＳＯＦＣと加熱炉とのコンバイ
ンドシステム＞鋼片加熱熱量を１００とした時のＳＯＦ
Ｃと加熱炉とのコンバインドシステムのエネルギーバラ
ンスを図７に示す。熱効率は、下記式（１）：
ンドシステム＞鋼片加熱熱量を１００とした時のＳＯＦ
Ｃと加熱炉とのコンバインドシステムのエネルギーバラ
ンスを図７に示す。熱効率は、下記式（１）：
【００５２】
【数１】
【００５３】により求めることができ、加熱炉について
の熱効率は６８％であり、ＳＯＦＣについての熱効率は
５０％であった。また、コンバインドシステム全体の熱
効率は７０％であった。
の熱効率は６８％であり、ＳＯＦＣについての熱効率は
５０％であった。また、コンバインドシステム全体の熱
効率は７０％であった。
【００５４】＜比較例１：加熱炉単体＞鋼片加熱熱量を
１００とした時の加熱炉単体でのエネルギーバランスを
図８に示す。上記式（１）に従って熱効率を求めたとこ
ろ、加熱炉の熱効率は６８％であった。
１００とした時の加熱炉単体でのエネルギーバランスを
図８に示す。上記式（１）に従って熱効率を求めたとこ
ろ、加熱炉の熱効率は６８％であった。
【００５５】＜比較例２：ＳＯＦＣ単体＞実施例１にお
けるＳＯＦＣ発電量２４を基準としたときの、ＳＯＦＣ
のエネルギーバランスを図９に示す。上記式（１）に従
って熱効率を求めたところ、ＳＯＦＣの熱効率は５０％
であった。
けるＳＯＦＣ発電量２４を基準としたときの、ＳＯＦＣ
のエネルギーバランスを図９に示す。上記式（１）に従
って熱効率を求めたところ、ＳＯＦＣの熱効率は５０％
であった。
【００５６】実施例および比較例より、実施例の本発明
に係るコンバインドシステムの効率は非常に優れている
ことが示された。特に、既存の加熱炉にＳＯＦＣを組み
込む場合の指標となる、下記式（２）：
に係るコンバインドシステムの効率は非常に優れている
ことが示された。特に、既存の加熱炉にＳＯＦＣを組み
込む場合の指標となる、下記式（２）：
【００５７】
【数２】
【００５８】（式中、ａは燃焼プロセスをコンバインド
システムに変更した場合に得られる電気出力であり、ｂ
は燃焼プロセスをコンバインドシステムに変更した場合
の燃料増加分である）で表されるＳＯＦＣの見かけの発
電効率は８３％と極めて優れた数値を示した。
システムに変更した場合に得られる電気出力であり、ｂ
は燃焼プロセスをコンバインドシステムに変更した場合
の燃料増加分である）で表されるＳＯＦＣの見かけの発
電効率は８３％と極めて優れた数値を示した。
【００５９】
【発明の効果】本発明のコンバインドシステムにおいて
は、ＳＯＦＣの排ガスを直接燃焼プロセス用酸化剤とし
て用いているためＳＯＦＣの排ガスの顕熱を有効に利用
でき、また、ＳＯＦＣの排ガス中に残存するＳＯＦＣで
の未使用燃料を利用できるため、コンバインドシステム
の総合効率を向上させることができる。特に、既存の燃
焼プロセスに組み込む場合には、従来のブロワ、レキュ
ペレータなどの設備を兼用できるため、少ない設備投資
で総合効率の高いＳＯＦＣ発電プラントの建設が可能で
あり、このときのＳＯＦＣの見かけの発電効率は８０％
以上と極めて優れたものとなる。
は、ＳＯＦＣの排ガスを直接燃焼プロセス用酸化剤とし
て用いているためＳＯＦＣの排ガスの顕熱を有効に利用
でき、また、ＳＯＦＣの排ガス中に残存するＳＯＦＣで
の未使用燃料を利用できるため、コンバインドシステム
の総合効率を向上させることができる。特に、既存の燃
焼プロセスに組み込む場合には、従来のブロワ、レキュ
ペレータなどの設備を兼用できるため、少ない設備投資
で総合効率の高いＳＯＦＣ発電プラントの建設が可能で
あり、このときのＳＯＦＣの見かけの発電効率は８０％
以上と極めて優れたものとなる。
【００６０】また、ＳＯＦＣの排ガスは８００〜１００
０℃と高温であるため、燃焼プロセスにおける燃焼状態
を高温燃焼とすることができ、均一な炉加熱、生成
するＮＯｘの低減、燃焼に必要な燃料の削減、といっ
た効果が得られる。
０℃と高温であるため、燃焼プロセスにおける燃焼状態
を高温燃焼とすることができ、均一な炉加熱、生成
するＮＯｘの低減、燃焼に必要な燃料の削減、といっ
た効果が得られる。
【００６１】さらに、バイパスラインや加熱手段を設け
ることにより、ＳＯＦＣ用酸化剤および燃焼プロセス用
酸化剤の温度、流量、酸素濃度を柔軟に調整でき、ＳＯ
ＦＣや燃焼プロセスの操業条件が変化する場合であって
も安定操業を達成できる。
ることにより、ＳＯＦＣ用酸化剤および燃焼プロセス用
酸化剤の温度、流量、酸素濃度を柔軟に調整でき、ＳＯ
ＦＣや燃焼プロセスの操業条件が変化する場合であって
も安定操業を達成できる。
【図１】 ＳＯＦＣ、燃焼プロセスおよびレキュペレー
タからなるコンバインドシステムの一実施形態の模式図
である。
タからなるコンバインドシステムの一実施形態の模式図
である。
【図２】 完全バランス状態にあるコンバインドシステ
ムを示す図である。
ムを示す図である。
【図３】 バイパスラインＢを使用した状態にあるコン
バインドシステムを示す図である。
バインドシステムを示す図である。
【図４】 バイパスラインＣを使用した状態にあるコン
バインドシステムを示す図である。
バインドシステムを示す図である。
【図５】 加熱手段を用いてＳＯＦＣ用空気を加熱して
いる状態にあるコンバインドシステムを示す図である。
いる状態にあるコンバインドシステムを示す図である。
【図６】 バイパスラインＡを使用した状態にあるコン
バインドシステムを示す図である。
バインドシステムを示す図である。
【図７】 本発明に係る、ＳＯＦＣと加熱炉とを複合さ
せた場合のエネルギーバランスを示す図である。
せた場合のエネルギーバランスを示す図である。
【図８】 加熱炉単体でのエネルギーバランスを示す図
である。
である。
【図９】 ＳＯＦＣ単体でのエネルギーバランスを示す
図である。
図である。
１ レキュペレータ ２ 固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ） ３ ＳＯＦＣ用燃料供給手段 ４ 燃焼プロセス ５ 加熱手段 ６ バイパスラインＡ ７ バイパスラインＢ ８ バイパスラインＣ ９ 燃焼プロセス用燃料供給手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/12 Ｈ０１Ｍ 8/12 (72)発明者 宿利 清巳 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 石橋 洋一 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 福島 岳夫 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 3K065 TA01 TB13 TC00 TC01 TC03 TC05 TD04 TD05 TD06 TL02 5H026 AA06 5H027 AA06 DD00 MM01
Claims (10)
- 【請求項１】 固体酸化物形燃料電池の排ガスが、燃焼
を利用する産業プロセス用酸化剤とされてなることを特
徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プ
ロセスとのコンバインドシステム。 - 【請求項２】 前記燃焼を利用する産業プロセスの排ガ
スで前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱するレキ
ュペレータが設けられてなることを特徴とする請求項１
に記載のコンバインドシステム。 - 【請求項３】 前記レキュペレータと前記固体酸化物形
燃料電池との間に前記レキュペレータから排出される前
記固体酸化物形燃料電池用酸化剤より低温のガスを供給
する手段が設けられてなることを特徴とする請求項２に
記載のコンバインドシステム。 - 【請求項４】 前記低温のガスを供給する手段は、前記
レキュペレータをバイパスするラインであることを特徴
とする請求項３に記載のコンバインドシステム。 - 【請求項５】 前記レキュペレータと前記固体酸化物形
燃料電池との間に、前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤
を加熱する手段が設けられてなることを特徴とする請求
項２〜４のいずれか１項に記載のコンバインドシステ
ム。 - 【請求項６】 前記レキュペレータと前記燃焼を利用す
る産業プロセスとの間に、前記固体酸化物形燃料電池を
バイパスするラインが設けられてなることを特徴とする
請求項２〜５のいずれか１項に記載のコンバインドシス
テム。 - 【請求項７】 前記固体酸化物形燃料電池と前記レキュ
ペレータとの間に、前記燃焼を利用する産業プロセスを
バイパスするラインが設けられてなることを特徴とする
請求項２〜６のいずれか１項に記載のコンバインドシス
テム。 - 【請求項８】 前記燃焼を利用する産業プロセスは加熱
炉であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項
に記載のコンバインドシステム。 - 【請求項９】 固体酸化物形燃料電池の排ガスが燃焼を
利用する産業プロセス用酸化剤とされてなり、前記燃焼
を利用する産業プロセスの排ガスで前記固体酸化物形燃
料電池用酸化剤を加熱するレキュペレータが設けられて
なり、前記レキュペレータと前記固体酸化物形燃料電池
との間に、前記レキュペレータから排出される前記固体
酸化物形燃料電池用酸化剤より低温のガスを供給する手
段または前記固体酸化物形燃料電池用酸化剤を加熱する
手段が設けられてなる固体酸化物形燃料電池と燃焼を利
用する産業プロセスとのコンバインドシステムにおい
て、 前記固体酸化物形燃料電池の必要とする酸化剤温度に応
じて、前記低温のガスを供給する手段または前記加熱す
る手段を制御することを特徴とする固体酸化物形燃料電
池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシス
テムの運転方法。 - 【請求項１０】 固体酸化物形燃料電池の排ガスが燃焼
を利用する産業プロセス用酸化剤とされてなり、前記燃
焼を利用する産業プロセスの排ガスで前記固体酸化物形
燃料電池用酸化剤を加熱するレキュペレータが設けられ
てなり、前記レキュペレータと前記燃焼を利用する産業
プロセスとの間に前記固体酸化物形燃料電池をバイパス
するラインが設けられてなり、前記固体酸化物形燃料電
池と前記レキュペレータとの間に前記燃焼を利用する産
業プロセスをバイパスするラインが設けられてなる固体
酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコ
ンバインドシステムにおいて、 前記固体酸化物形燃料電池および前記燃焼を利用する産
業プロセスの必要とする酸化剤流量に応じて、前記固体
酸化物形燃料電池をバイパスするラインまたは前記燃焼
を利用する産業プロセスをバイパスするラインを制御す
ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用
する産業プロセスとのコンバインドシステムの運転方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001047285A JP3600798B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシステム |
| CNB021051208A CN1215590C (zh) | 2001-02-22 | 2002-02-22 | 固体氧化物型燃料电池和利用燃烧的产业工艺的复合系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001047285A JP3600798B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002252003A true JP2002252003A (ja) | 2002-09-06 |
| JP3600798B2 JP3600798B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=18908748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001047285A Expired - Fee Related JP3600798B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3600798B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005293999A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| WO2018024628A1 (fr) | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Systeme de regulation de temperature et de pression d'un electrolyseur a haute temperature (soec) fonctionnant de maniere reversible en pile a combustible (sofc) |
| RU2702136C1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-10-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "ТОПАЗ" (ООО "НИЦ "ТОПАЗ") | Энергоустановка на основе твердооксидных топливных элементов с высоким коэффициентом полезного действия |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001047285A patent/JP3600798B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2005099014A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Industries, Ltd. | 固体電解質型燃料電池 |
| JP4696461B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2011-06-08 | ダイキン工業株式会社 | 固体電解質型燃料電池 |
| WO2018024628A1 (fr) | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Systeme de regulation de temperature et de pression d'un electrolyseur a haute temperature (soec) fonctionnant de maniere reversible en pile a combustible (sofc) |
| US11171342B2 (en) | 2016-08-03 | 2021-11-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | System for regulating the temperature and pressure of a high-temperature electrolyser (SOEC) reversibly operating as a fuel cell stack (SOFC) |
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