JP2002319427A - Electric power generating system and fuel cell power generating method - Google Patents
Electric power generating system and fuel cell power generating methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明は、還元性ガス及び酸
化性ガスで発電する燃料電池発電システム及び燃料電池
発電方法に関する。The present invention relates to a fuel cell power generation system and a fuel cell power generation method for generating power using a reducing gas and an oxidizing gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、発電装置としては、例えば、
燃焼により発生する化学エネルギーを熱として取り出
し、機械エネルギーを経由して、電気エネルギーに変換
する火力発電装置や原子力発電装置が用いられてきた
が、エネルギー変換効率等の問題から、燃焼により発生
する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃
料電池の開発が進められている。この燃料電池に使用さ
れる燃料としては、一般的に、メタノール或いは都市ガ
スが使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a power generator, for example,
Thermal and nuclear power plants have been used to take out chemical energy generated by combustion as heat and convert it to electrical energy via mechanical energy.However, due to problems such as energy conversion efficiency, chemicals generated by combustion have been used. The development of fuel cells that directly convert energy into electrical energy is underway. Generally, methanol or city gas is used as a fuel used for this fuel cell.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料に
メタノールを使用した場合には、コストが上昇するとい
う問題がある。However, when methanol is used as a fuel, there is a problem that the cost increases.
【０００４】また、燃料に都市ガスを使用した場合に
は、都市ガスに付臭材として硫黄化合物が含まれている
ので、燃料電池より上流側に硫黄化合物を取り除く脱硫
器を設置する必要があり、燃料電池を発電させる燃料電
池発電システムが複雑化するという問題がある。[0004] When city gas is used as a fuel, since a sulfur compound is contained as an odorant in the city gas, it is necessary to provide a desulfurizer for removing the sulfur compound upstream of the fuel cell. However, there is a problem that a fuel cell power generation system for generating power from a fuel cell is complicated.
【０００５】本発明は上記従来の問題を解決するために
なされたものである。即ち、低コストで発電させること
ができる燃料電池発電システム及び燃料電池発電方法を
提供することを目的とする。また、構成を単純化するこ
とができる燃料電池発電システム及び燃料電池発電方法
を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. That is, an object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system and a fuel cell power generation method that can generate power at low cost. It is another object of the present invention to provide a fuel cell power generation system and a fuel cell power generation method capable of simplifying the configuration.
【０００６】[0006]
【課題を解決しようとする手段】本発明の燃料電池発電
システムは、燃料極及び空気極を備えた燃料電池と、前
記燃料電池の燃料極に還元性ガスを供給する還元性ガス
供給系と、前記燃料電池の空気極に酸化性ガスを供給す
る酸化性ガス供給系と、を具備する燃料電池発電システ
ムであって、前記還元性ガス供給系は、廃アルコールを
貯留する廃アルコールタンクと、前記廃アルコールタン
クから供給される廃アルコールを蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発させた廃アルコールから前記還元性ガ
スを生成させる改質器と、を具備することを特徴とす
る。本発明の燃料電池発電システムによれば、低コスト
で発電させることができる。また、燃料電池発電システ
ムの構成を単純化することができる。A fuel cell power generation system according to the present invention comprises a fuel cell having a fuel electrode and an air electrode, a reducing gas supply system for supplying a reducing gas to the fuel electrode of the fuel cell, An oxidizing gas supply system that supplies an oxidizing gas to the air electrode of the fuel cell, wherein the reducing gas supply system includes a waste alcohol tank that stores waste alcohol, An evaporator for evaporating waste alcohol supplied from a waste alcohol tank,
A reformer configured to generate the reducing gas from the waste alcohol evaporated by the evaporator. According to the fuel cell power generation system of the present invention, power can be generated at low cost. Further, the configuration of the fuel cell power generation system can be simplified.
【０００７】また、上記燃料電池発電システムの還元性
ガス供給系は、前記還元性ガス供給系は、前記改質器の
下流側に、前記還元性ガスから一酸化炭素を取り除く一
酸化炭素変成器をさらに具備することが好ましい。上記
構成を採ることにより、燃料電池の燃料極の一酸化炭素
による被毒を防ぐことができる。The reducing gas supply system of the fuel cell power generation system may further include a reducing gas supply system provided downstream of the reformer for removing carbon monoxide from the reducing gas. It is preferable to further include With the above configuration, poisoning of the fuel electrode of the fuel cell with carbon monoxide can be prevented.
【０００８】また、上記燃料電池発電システムの前記還
元性ガス供給系は、前記改質器の上流側に、前記廃アル
コールからイオンを取り除く脱イオン装置をさらに具備
していることが好ましい。上記構成を採ることにより、
イオンによる改質器の性能低下を防ぐことができる。Further, it is preferable that the reducing gas supply system of the fuel cell power generation system further includes a deionization device for removing ions from the waste alcohol, on the upstream side of the reformer. By adopting the above configuration,
It is possible to prevent the performance of the reformer from deteriorating due to ions.
【０００９】さらに、上記脱イオン装置は、イオン交換
樹脂塔であることが好ましい。脱イオン装置としてイオ
ン交換樹脂を使用することにより、確実にイオンを取り
除くことができる。Further, the deionizer is preferably an ion exchange resin tower. By using an ion exchange resin as a deionization device, ions can be reliably removed.
【００１０】また、上記脱イオン装置は、電気式脱イオ
ン装置であることが好ましい。脱イオン装置として電気
式脱イオン装置を使用することにより、ランニングコス
ト及びメンテナンスの頻度を低減させることができる。Further, it is preferable that the deionization device is an electric deionization device. By using an electric deionization device as the deionization device, the running cost and the frequency of maintenance can be reduced.
【００１１】また、上記燃料電池発電システムは、前記
燃料電池の前記燃料極から排出される排出ガスを前記蒸
発器の熱源として供給する排出ガス供給系をさらに具備
することも可能である。上記構成を採ることにより、排
出ガスの熱で廃アルコールを蒸発させることができる。Further, the fuel cell power generation system may further include an exhaust gas supply system for supplying exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell as a heat source of the evaporator. By employing the above configuration, waste alcohol can be evaporated by the heat of the exhaust gas.
【００１２】さらに、上記燃料電池発電システムは、前
記燃料電池を冷却する第１の冷却媒体が流れる第１の冷
却系と、前記燃料電池の冷却により昇温した前記第１の
冷却媒体を熱交換して冷却するとともに前記熱交換によ
り得た熱を前記蒸発器に熱源として供給する第２の冷却
媒体が流れる第２の冷却系と、を具備することも可能で
ある。上記構成を採ることにより、燃料電池を第１の冷
却媒体で冷却できる。また、昇温した第１の冷却媒体を
冷却できるとともに第２の冷却媒体の熱で廃アルコール
を蒸発させることができる。Further, the fuel cell power generation system exchanges heat between a first cooling system through which a first cooling medium for cooling the fuel cell flows and the first cooling medium heated by cooling the fuel cell. And a second cooling system through which a second cooling medium that supplies heat obtained by the heat exchange to the evaporator as a heat source flows. With the above configuration, the fuel cell can be cooled by the first cooling medium. In addition, the heated first cooling medium can be cooled, and the waste alcohol can be evaporated by the heat of the second cooling medium.
【００１３】また、上記燃料電池発電システムの前記還
元性ガス供給系は、純アルコールを貯留する純アルコー
ルタンクをさらに具備することも可能である。上記構成
を採ることにより、廃アルコール中のアルコール濃度を
高めることができ、蒸発効率を向上させることができ
る。[0013] Further, the reducing gas supply system of the fuel cell power generation system may further include a pure alcohol tank for storing pure alcohol. By employing the above configuration, the alcohol concentration in the waste alcohol can be increased, and the evaporation efficiency can be improved.
【００１４】また、上記燃料電池発電システムは、前記
廃アルコールタンク中の水分を測定する水分測定器と、
前記水分測定器の測定結果に基づいて前記純アルコール
の供給量を制御する純アルコール制御装置と、をさらに
具備することも可能である。上記構成を採ることによ
り、アルコール成分と水分との比率を最適化することが
でき、コスト上昇を抑えることができる。The fuel cell power generation system may further include a moisture meter for measuring moisture in the waste alcohol tank,
The apparatus may further include a pure alcohol control device that controls a supply amount of the pure alcohol based on a measurement result of the moisture meter. By adopting the above configuration, the ratio between the alcohol component and the water content can be optimized, and an increase in cost can be suppressed.
【００１５】さらに、上記燃料電池発電システムは、前
記改質器が、前記改質器内部を昇温するバーナを備えて
おり、前記純アルコールを起動時に前記改質器に前記バ
ーナの燃料として供給する改質器用純アルコール供給系
をさらに具備することも可能である。上記構成を採るこ
とにより、起動時は純アルコールの燃焼により廃アルコ
ールを改質させることができる。Further, in the fuel cell power generation system, the reformer is provided with a burner for raising the temperature inside the reformer, and supplies the pure alcohol to the reformer as fuel for the burner at startup. It is also possible to further provide a pure alcohol supply system for a reformer. By employing the above configuration, the waste alcohol can be reformed by burning pure alcohol at the time of startup.
【００１６】本発明の燃料電池発電方法は、廃アルコー
ルから還元性ガスを生成させる還元性ガス生成工程と、
前記還元性ガスを燃料電池の燃料極に供給するととも
に、酸化性ガスを前記燃料電池の空気極に供給して発電
させる燃料電池発電工程と、を具備することを特徴とす
る。本発明の燃料電池発電方法によれば、低コストで発
電させることができる。また、燃料電池発電システムの
構成を単純化することができる。According to the fuel cell power generation method of the present invention, a reducing gas generating step of generating a reducing gas from waste alcohol;
A fuel cell power generation step of supplying the reducing gas to the fuel electrode of the fuel cell and supplying the oxidizing gas to the air electrode of the fuel cell to generate power. According to the fuel cell power generation method of the present invention, power can be generated at low cost. Further, the configuration of the fuel cell power generation system can be simplified.
【００１７】また、上記還元性ガス生成工程は、廃アル
コールからイオンを取り除きながら行う工程であること
が好ましい。上記構成を採ることにより、還元性ガスの
生成を効率良く行うことができる。Further, it is preferable that the reducing gas generating step is a step performed while removing ions from the waste alcohol. By employing the above configuration, the reducing gas can be efficiently generated.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態に係る燃料電池発電システムにつ
いて説明する。本実施の形態では、燃料電池発電システ
ムとして、リン酸型燃料電池発電システムを用いて説明
する。図１は本実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。図１に示す
ように、リン酸型燃料電池発電システム１は、主に、リ
ン酸型燃料電池２と、例えば水素のような還元性ガスを
リン酸型燃料電池２に供給する還元性ガス供給系３と、
酸化性ガスとしての空気をリン酸型燃料電池２に供給す
る酸化性ガス供給系４と、から構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a fuel cell power generation system according to a first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a description will be given using a phosphoric acid fuel cell power generation system as the fuel cell power generation system. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a phosphoric acid fuel cell power generation system 1 mainly includes a phosphoric acid fuel cell 2 and a reducing gas supply for supplying a reducing gas such as hydrogen to the phosphoric acid fuel cell 2. System 3 and
An oxidizing gas supply system 4 for supplying air as an oxidizing gas to the phosphoric acid type fuel cell 2.
【００１９】リン酸型燃料電池２は、具体的には例え
ば、還元性ガスが供給される燃料極（アノード）５と、
空気が供給される空気極（カソード）６と、燃料極５と
空気極６との間に形成されたマトリックス層７と、から
構成されている。The phosphoric acid type fuel cell 2 includes, for example, a fuel electrode (anode) 5 to which a reducing gas is supplied,
It is composed of an air electrode (cathode) 6 to which air is supplied, and a matrix layer 7 formed between the fuel electrode 5 and the air electrode 6.
【００２０】燃料極５及び空気極６は、例えば白金のよ
うな触媒を担持した多孔質触媒層から形成されている。The fuel electrode 5 and the air electrode 6 are formed of a porous catalyst layer carrying a catalyst such as platinum.
【００２１】また、マトリックス層７は、具体的には例
えば、微粒子のシリコンカーバイドと、このシリコンカ
ーバイド間に満たされたリン酸と、から構成されてい
る。The matrix layer 7 is specifically composed of, for example, fine-particle silicon carbide and phosphoric acid filled between the silicon carbides.
【００２２】このリン酸型燃料電池２は、燃料極５に還
元性ガスが供給されるとともに空気極６に空気が供給さ
れることにより、還元性ガスから電子が離脱し、その離
脱した電子が移動して、発電するようになっている。In the phosphoric acid type fuel cell 2, when the reducing gas is supplied to the fuel electrode 5 and the air is supplied to the air electrode 6, electrons are separated from the reducing gas, and the separated electrons are separated from the reducing gas. It moves and generates electricity.
【００２３】なお、リン酸型燃料電池２は冷却層８を備
えており、後述する第１の冷却媒体としての水が冷却層
８内部に供給されることにより、発電時におけるリン酸
型燃料電池２の温度上昇を抑制することができるように
なっている。The phosphoric acid type fuel cell 2 has a cooling layer 8, and water as a first cooling medium, which will be described later, is supplied into the cooling layer 8, so that the phosphoric acid type fuel cell during power generation is provided. 2 can be suppressed from rising.
【００２４】還元性ガス供給系３は、具体的には例え
ば、廃アルコールを貯留する廃アルコールタンク９と、
廃アルコールタンク９から供給される廃アルコールを蒸
発させる蒸発器１０と、蒸発器１０で蒸発した廃アルコ
ールから還元性ガスを生成させる改質器１１と、還元性
ガスから一酸化炭素を取り除く一酸化炭素変成器１２
と、から構成されている。The reducing gas supply system 3 includes, for example, a waste alcohol tank 9 for storing waste alcohol,
An evaporator 10 for evaporating waste alcohol supplied from the waste alcohol tank 9, a reformer 11 for generating a reducing gas from the waste alcohol evaporated by the evaporator 10, and a monoxide for removing carbon monoxide from the reducing gas. Carbon transformer 12
And is composed of
【００２５】ここで、以下、廃アルコールタンク９を配
設した方を上流側とし、リン酸型燃料電池２を配設した
方を下流側として説明する。各機器は、上流側から廃ア
ルコールタンク９、蒸発器１０、改質器１１、一酸化炭
素変成器１２、リン酸型燃料電池２の順で配設されてい
る。また、各機器は配管１３で直列に連結されている。Here, the direction in which the waste alcohol tank 9 is disposed will be described as the upstream side, and the direction in which the phosphoric acid type fuel cell 2 is disposed will be described as the downstream side. Each device is disposed in the order of a waste alcohol tank 9, an evaporator 10, a reformer 11, a carbon monoxide converter 12, and a phosphoric acid fuel cell 2 from the upstream side. Each device is connected in series by a pipe 13.
【００２６】廃アルコールタンク９内には、例えば、半
導体工場や食品工場で使用され、排出された液体の廃メ
タノール、廃イソプロピルアルコール、或いは廃エタノ
ールのような廃アルコールが貯留されている。ここで、
廃アルコールには、アルコールの他に水分が含有してお
り、その他、金属イオンのような不純物が含有してい
る。The waste alcohol tank 9 stores waste alcohol, such as waste methanol, waste isopropyl alcohol, or waste ethanol, which is used in, for example, semiconductor factories and food factories. here,
Waste alcohol contains water in addition to alcohol, and also contains impurities such as metal ions.
【００２７】また、本実施の形態では、廃アルコールタ
ンク９と蒸発器１０との間に廃アルコールに含まれるイ
オンを取り除く脱イオン装置としてのイオン交換樹脂塔
１４が配設されている。In this embodiment, an ion-exchange resin tower 14 as a deionizer for removing ions contained in waste alcohol is disposed between the waste alcohol tank 9 and the evaporator 10.
【００２８】イオン交換樹脂塔１４は、例えば、陽イオ
ン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を供えた混床式のイオ
ン交換樹脂塔であり、廃アルコールに含まれている陽イ
オン及び陰イオンを低減させることができるようになっ
ている。なお、本実施の形態では、混床式のイオン交換
樹脂塔を用いて説明しているが、単床式のイオン交換樹
脂塔を用いても良い。The ion exchange resin tower 14 is, for example, a mixed bed type ion exchange resin tower provided with a cation exchange resin and an anion exchange resin, and reduces cations and anions contained in waste alcohol. You can do it. Note that, in the present embodiment, a description is given using a mixed bed type ion exchange resin tower, but a single bed type ion exchange resin tower may be used.
【００２９】廃アルコールタンク９とイオン交換樹脂塔
１４との間の配管１３には、廃アルコールタンク９中の
廃アルコールを汲み出すポンプ１５が介在しており、適
量の廃アルコールを廃アルコールタンク９から汲み出す
ことができるようになっている。In a pipe 13 between the waste alcohol tank 9 and the ion-exchange resin tower 14, a pump 15 for pumping waste alcohol in the waste alcohol tank 9 is interposed. It can be pumped from.
【００３０】改質器１１は、例えばニッケルのような粒
状の図示しない改質触媒と、改質器１１内部に供給され
る廃アルコール及び水蒸気を加熱するためのバーナ１６
と、を有している。廃アルコール及び水蒸気を加熱しな
がら改質器１１の改質触媒間を通過させることにより、
次式（１）に示すような化学反応を生じさせて、廃アル
コールから還元性ガスを生成させるようになっている。
ここで、次式（１）は、廃アルコールとして廃メタノー
ルを使用した場合の化学反応式である。 ＣＨ３ＯＨ + Ｈ２Ｏ → ＣＯ２ + ３Ｈ２ ……（１） なお、本実施の形態では、リン酸型燃料電池２の燃料極
５と改質器１１とが配管１７で接続されており、燃料極
５から排出される排出ガスを発電時に改質器１１のバー
ナ１６の燃料として使用するようになっている。ここ
で、燃料極５から排出される排出ガスは、未反応の還元
性ガスを含んでいるため燃焼させることができる。燃料
極５から排出される排出ガスを発電時に改質器１１のバ
ーナ１６の燃料として使用することにより、発電時にバ
ーナ１６の燃料を別途必要とすることがなく、コストの
低減を図ることができる。ただし、改質器１１の起動時
には、バーナ１６の燃料として排出ガスを使用すること
ができないので、例えばＬＰＧ或いは都市ガスを使用し
て起動させる。なお、排出ガスはバーナ１６の燃料とし
て使用された後、燃焼排ガスとして配管１８を介して排
出される。The reformer 11 includes a granular reforming catalyst (not shown) such as nickel, and a burner 16 for heating waste alcohol and steam supplied into the reformer 11.
And By passing between the reforming catalysts of the reformer 11 while heating the waste alcohol and steam,
A chemical reaction as shown in the following equation (1) is caused to generate a reducing gas from waste alcohol.
Here, the following equation (1) is a chemical reaction equation when waste methanol is used as waste alcohol. CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 3H 2 ...... (1) In the present embodiment, the fuel electrode 5 of the phosphoric acid fuel cell 2 and the reformer 11 are connected by a pipe 17 The exhaust gas discharged from the fuel electrode 5 is used as fuel for the burner 16 of the reformer 11 during power generation. Here, since the exhaust gas discharged from the fuel electrode 5 contains an unreacted reducing gas, it can be burned. By using the exhaust gas discharged from the fuel electrode 5 as fuel for the burner 16 of the reformer 11 at the time of power generation, the fuel of the burner 16 is not separately required at the time of power generation, and the cost can be reduced. . However, when the reformer 11 is started, the exhaust gas cannot be used as fuel for the burner 16, so that the reformer 11 is started using, for example, LPG or city gas. After the exhaust gas is used as fuel for the burner 16, the exhaust gas is exhausted via a pipe 18 as combustion exhaust gas.
【００３１】一酸化炭素変成器１２は、例えば粒状に形
成された銅―亜鉛系の触媒を有している。一酸化炭素変
成器１２の触媒間に還元性ガスを通過させることによ
り、次式（２）の化学反応を生じさせて、還元性ガスに
含まれている一酸化炭素を二酸化炭素に変えて、一酸化
炭素を低減させるようになっている。 ＣＯ + Ｈ２Ｏ → ＣＯ２ + Ｈ２ ……（２） この一酸化炭素変成器１２で、還元性ガスから一酸化炭
素を低減させることにより、リン酸型燃料電池２の燃料
極５における触媒の被毒を低減させることができる。The carbon monoxide converter 12 has, for example, a granular copper-zinc catalyst. By passing the reducing gas between the catalysts of the carbon monoxide converter 12, a chemical reaction of the following formula (2) is caused to convert carbon monoxide contained in the reducing gas into carbon dioxide, It is designed to reduce carbon monoxide. CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (2) The carbon monoxide converter 12 reduces the amount of carbon monoxide from the reducing gas, so that the catalyst at the fuel electrode 5 of the phosphoric acid type fuel cell 2 Poisoning can be reduced.
【００３２】酸化性ガス供給系４は、具体的には例え
ば、空気を取り込むとともに、取り込んだ空気をリン酸
型燃料電池２の空気極６に送り込むコンプレッサー２０
と、空気極６及びコンプレッサー２０に接続された配管
２１と、から構成されている。なお、酸化性ガス供給系
４から供給された空気は、リン酸型燃料電池２内で化学
反応を起した後、配管２２を介して排出される。The oxidizing gas supply system 4 is, for example, a compressor 20 which takes in air and sends the taken air to the air electrode 6 of the phosphoric acid type fuel cell 2.
And a pipe 21 connected to the air electrode 6 and the compressor 20. The air supplied from the oxidizing gas supply system 4 causes a chemical reaction in the phosphoric acid type fuel cell 2 and is then discharged via the pipe 22.
【００３３】また、リン酸型燃料電池発電システム１
は、リン酸型燃料電池２を冷却する第１の冷却系３０を
備えており、リン酸型燃料電池２の温度上昇を抑制する
ようになっている。Further, the phosphoric acid type fuel cell power generation system 1
Is provided with a first cooling system 30 for cooling the phosphoric acid type fuel cell 2 so as to suppress the temperature rise of the phosphoric acid type fuel cell 2.
【００３４】第１の冷却系３０は、具体的には例えば、
第１の冷却媒体としての水と水蒸気とを分離する水蒸気
分離器３１と、この水を循環させる循環配管３２と、か
ら構成されている。The first cooling system 30 is, for example,
It is composed of a steam separator 31 for separating water and steam as a first cooling medium, and a circulation pipe 32 for circulating the water.
【００３５】また、水蒸気分離器３１及び配管１３に
は、配管３３が接続されており、水蒸気分離器３１で分
離された水蒸気を発電時に改質器１１に供給できるよう
になっている。なお、リン酸型燃料電池２の起動時に
は、循環配管３２に介在しているヒータ３４で循環配管
３２内の水を蒸発させることにより、配管３３を介して
改質器１１に水蒸気を供給するようになっている。この
ヒータ３４は、起動時以外は原則として使用しない。Further, a pipe 33 is connected to the steam separator 31 and the pipe 13 so that the steam separated by the steam separator 31 can be supplied to the reformer 11 during power generation. When the phosphoric acid type fuel cell 2 is started, water in the circulation pipe 32 is evaporated by a heater 34 interposed in the circulation pipe 32 so that steam is supplied to the reformer 11 through the pipe 33. It has become. The heater 34 is not used in principle except during startup.
【００３６】次に、リン酸型燃料電池発電システム１内
で行われる発電のフローについて説明する。図２は本実
施の形態に係るリン酸型燃料電池発電システム１全体の
フローを示すフローチャートである。まず、ポンプ１５
を作動させて、廃アルコールタンク９から廃アルコール
を汲み出し、廃アルコールをイオン交換樹脂塔１４に供
給して、廃アルコールから金属イオンのようなイオンを
取り除く（ステップ１）。Next, the flow of power generation performed in the phosphoric acid fuel cell power generation system 1 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of the entire phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the present embodiment. First, the pump 15
Is operated to pump out the waste alcohol from the waste alcohol tank 9, supply the waste alcohol to the ion exchange resin tower 14, and remove ions such as metal ions from the waste alcohol (step 1).
【００３７】その後、イオンを取り除いた廃アルコール
を蒸発器１０に供給して、廃アルコールを蒸発させる
（ステップ２）。Thereafter, the waste alcohol from which the ions have been removed is supplied to the evaporator 10 to evaporate the waste alcohol (step 2).
【００３８】廃アルコールを蒸発させた後、廃アルコー
ル及び水蒸気を改質器１１に供給するとともに、廃アル
コール及び水蒸気をバーナ１６で加熱する。この加熱に
より上記式（１）に示すような化学反応が起こり、廃ア
ルコールから水素を主成分とする還元性ガスが生成する
（ステップ３）。After evaporating the waste alcohol, the waste alcohol and steam are supplied to the reformer 11, and the waste alcohol and steam are heated by the burner 16. By this heating, a chemical reaction as shown in the above formula (1) occurs, and a reducing gas mainly composed of hydrogen is generated from the waste alcohol (step 3).
【００３９】ここで、本実施の形態では、還元性ガス供
給系３にイオン交換樹脂塔１４を備えるので、改質器１
１の性能低下を低減させることができる。即ち、イオン
交換樹脂塔１４で廃アルコールに含まれているイオンを
取り除くことにより、廃アルコールを蒸発器１０で蒸発
させる際に、金属イオンが金属として析出するのを防止
することができる。従って、改質器１１に流入する金属
を低減させることができ、改質触媒の表面に付着する金
属を低減させることができる。よって、改質触媒の表面
に金属が付着することによる反応性の低下を防ぐことが
でき、改質器１１の性能低下を防ぐことができる。In this embodiment, since the reducing gas supply system 3 is provided with the ion exchange resin tower 14, the reformer 1
1 can be reduced. That is, by removing the ions contained in the waste alcohol in the ion exchange resin tower 14, it is possible to prevent metal ions from being precipitated as metal when the waste alcohol is evaporated in the evaporator 10. Therefore, the metal flowing into the reformer 11 can be reduced, and the metal adhering to the surface of the reforming catalyst can be reduced. Therefore, it is possible to prevent a decrease in reactivity due to the metal adhering to the surface of the reforming catalyst, and to prevent a decrease in the performance of the reformer 11.
【００４０】還元性ガスを生成した後、還元性ガスを一
酸化炭素変成器１２に供給する（ステップ４）。一酸化
炭素変成器１２内では、上記式（２）に示すような化学
反応が起こり、還元性ガスに含まれている一酸化炭素を
二酸化炭素に変えて一酸化炭素を低減させることができ
る。After generating the reducing gas, the reducing gas is supplied to the carbon monoxide converter 12 (step 4). In the carbon monoxide converter 12, a chemical reaction as shown in the above equation (2) occurs, and carbon monoxide contained in the reducing gas can be changed to carbon dioxide to reduce carbon monoxide.
【００４１】ここで、本実施の形態では、還元性ガス供
給系３にイオン交換樹脂塔１４を備えるので、上記改質
器１１と同様に触媒の表面に付着する金属を低減させる
ことができ、一酸化炭素変成器１２の性能低下を防ぐこ
とができる。Here, in this embodiment, since the reducing gas supply system 3 is provided with the ion exchange resin tower 14, the metal adhering to the surface of the catalyst can be reduced similarly to the reformer 11. Performance degradation of the carbon monoxide converter 12 can be prevented.
【００４２】一酸化炭素をある程度低減させた後、還元
性ガスを燃料極５に供給するとともに、コンプレッサー
２０の作動により空気を空気極６に供給して、リン酸型
燃料電池２を発電させる（ステップ５）。After the carbon monoxide has been reduced to some extent, a reducing gas is supplied to the anode 5 and air is supplied to the cathode 6 by the operation of the compressor 20 to cause the phosphoric acid fuel cell 2 to generate power ( Step 5).
【００４３】なお、リン酸型燃料電池２による発電は、
循環配管３２内で水を循環させて、リン酸型燃料電池２
を冷却しながら行う。The power generation by the phosphoric acid type fuel cell 2 is as follows.
By circulating water in the circulation pipe 32, the phosphoric acid type fuel cell 2
While cooling.
【００４４】また、発電時には、バーナ１６の燃料は燃
料極５から排出される排出ガスが使用されるとともに、
改質器１１に供給される水蒸気は水蒸気分離器３１で分
離された水蒸気が使用される。At the time of power generation, the exhaust gas discharged from the fuel electrode 5 is used as fuel for the burner 16.
As the steam supplied to the reformer 11, the steam separated by the steam separator 31 is used.
【００４５】本実施の形態では、還元性ガスを生成させ
る燃料として、従来、廃棄処理されていた廃アルコール
を使用するので、低コストで発電させることができる。In this embodiment, since waste alcohol which has been conventionally discarded is used as a fuel for generating reducing gas, power can be generated at low cost.
【００４６】また、都市ガスのように硫黄が含まれてい
ないので、脱硫器を備える必要がなく、リン酸型燃料電
池システム１の構成を単純化することができる。Further, since sulfur is not contained unlike city gas, it is not necessary to provide a desulfurizer, and the configuration of the phosphoric acid type fuel cell system 1 can be simplified.
【００４７】また、廃アルコールを使用するので、都市
ガスより低い温度で改質させることができる。Since waste alcohol is used, it can be reformed at a lower temperature than city gas.
【００４８】さらに、本実施の形態では、イオン交換樹
脂塔１４を配設しているので、確実に廃アルコールから
イオンを取り除くことができる。Further, in this embodiment, since the ion exchange resin tower 14 is provided, the ions can be reliably removed from the waste alcohol.
【００４９】（第２の実施の形態）以下、本発明の第２
の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電システム１に
ついて説明する。なお、以下本実施の形態以降の実施の
形態のうち先行する実施の形態と重複する内容について
は説明を省略する。本実施の形態では、改質器１１から
排出される燃焼排ガスを蒸発器１０に供給する構成とし
た。(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
A phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the embodiment will be described. In the following description, among the embodiments after this embodiment, description of contents which are the same as those of the preceding embodiment will be omitted. In the present embodiment, the configuration is such that the combustion exhaust gas discharged from the reformer 11 is supplied to the evaporator 10.
【００５０】図３は、本実施の形態に係るリン酸型燃料
電池発電システム１の構成を模式的に示した図である。
図３に示すように、蒸発器１０及び改質器１１には、排
出ガス供給系としての配管４０が接続されており、改質
器１１から排出された燃焼排ガスを蒸発器１０の熱源と
して使用できるようになっている。なお、熱源として使
用された燃焼排ガスは、配管４１を介して蒸発器１０か
ら排出されるようになっている。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of the phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, a pipe 40 as an exhaust gas supply system is connected to the evaporator 10 and the reformer 11, and the combustion exhaust gas discharged from the reformer 11 is used as a heat source of the evaporator 10. I can do it. The combustion exhaust gas used as the heat source is discharged from the evaporator 10 via the pipe 41.
【００５１】このように、本実施の形態では、蒸発器１
０及び改質器１１に接続された配管４０を備えるので、
燃焼排ガスを蒸発器１０に供給することができ、コスト
の低減を図ることができる。As described above, in the present embodiment, the evaporator 1
0 and a pipe 40 connected to the reformer 11,
The combustion exhaust gas can be supplied to the evaporator 10, and the cost can be reduced.
【００５２】即ち、改質器１１内では、燃料極５から排
出した排出ガスを燃焼させているので、燃焼させた燃焼
排ガスは、高温状態になっている。従って、この燃焼排
ガスを蒸発器１０の熱源として使用することができ、廃
アルコールを蒸発させることができる。よって、蒸発器
１０における熱源のコストを低減させることができる。That is, since the exhaust gas discharged from the fuel electrode 5 is burned in the reformer 11, the burned flue gas is in a high temperature state. Therefore, this combustion exhaust gas can be used as a heat source of the evaporator 10, and the waste alcohol can be evaporated. Therefore, the cost of the heat source in the evaporator 10 can be reduced.
【００５３】（第３の実施の形態）以下、本発明の第３
の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電システム１に
ついて説明する。本実施の形態では、リン酸型燃料電池
２を冷却する水を第２の冷却媒体で冷却するとともに、
使用済みの第２の冷却媒体を蒸発器１０に供給する構成
とした。(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
A phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the embodiment will be described. In the present embodiment, while the water for cooling the phosphoric acid type fuel cell 2 is cooled by the second cooling medium,
The used second cooling medium was supplied to the evaporator 10.
【００５４】図４は、本実施の形態に係るリン酸型燃料
電池発電システム１の構成を模式的に示した図である。
図４に示すように、循環配管３２には、第２の冷却系５
０が介在している。この第２の冷却系５０は、具体的に
は例えば、熱交換器５１と、例えば水のような第２の冷
却媒体を熱交換器５１に供給する第２の冷却媒体供給源
５２と、熱交換器５１を介して第２の冷却媒体供給源５
２と蒸発器１０とを接続する配管５３と、配管５３に介
在した、第２の冷却媒体供給源５２から第２の冷却媒体
を汲み出すポンプ５４と、から構成されている。FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the circulation pipe 32 includes a second cooling system 5.
0 intervenes. Specifically, the second cooling system 50 includes, for example, a heat exchanger 51, a second cooling medium supply source 52 that supplies a second cooling medium such as water to the heat exchanger 51, The second cooling medium supply source 5 via the exchanger 51
A pipe 53 for connecting the evaporator 10 to the evaporator 10, and a pump 54 for pumping the second cooling medium from the second cooling medium supply source 52 interposed in the pipe 53.
【００５５】このように、本実施の形態では、リン酸型
燃料電池２を冷却する第２の冷却系５０を備えるので、
リン酸型燃料電池２の温度上昇を確実に抑制することが
できる。即ち、水は、循環配管３２内を循環しているの
で、リン酸型燃料電池２を発電させるにつれて水の温度
が上昇して、リン酸型燃料電池２の温度が上昇してしま
うが、第２の冷却系５０を備えて、リン酸型燃料電池２
を冷却する水を冷却することにより、リン酸型燃料電池
２の温度上昇を確実に抑制することができる。As described above, in this embodiment, since the second cooling system 50 for cooling the phosphoric acid type fuel cell 2 is provided,
The temperature rise of the phosphoric acid fuel cell 2 can be reliably suppressed. That is, since the water circulates through the circulation pipe 32, the temperature of the water increases as the phosphoric acid fuel cell 2 generates power, and the temperature of the phosphoric acid fuel cell 2 increases. 2 cooling system 50, and the phosphoric acid fuel cell 2
By cooling the cooling water, the temperature rise of the phosphoric acid type fuel cell 2 can be suppressed reliably.
【００５６】また、本実施の形態では、配管５３が蒸発
器１０に接続しているので、第２の冷却媒体を蒸発器１
０の熱源として使用でき、コストの低減を図ることでき
る。即ち、第２の冷却媒体は、リン酸型燃料電池２を冷
却する水を冷却することにより、温度が上昇する。温度
が上昇した第２の冷却媒体は、配管５３を介して蒸発器
１０に供給されるので、第２の冷却媒体の熱により、蒸
発器１０内の廃アルコールを加熱することができ、廃ア
ルコールを蒸発させることができる。従って、廃アルコ
ールを蒸発させる燃料が起動時のみで済むので、コスト
の低減を図ることできる。In this embodiment, since the pipe 53 is connected to the evaporator 10, the second cooling medium is supplied to the evaporator 1.
0 can be used as a heat source, and cost can be reduced. That is, the temperature of the second cooling medium rises by cooling the water for cooling the phosphoric acid type fuel cell 2. Since the second cooling medium whose temperature has risen is supplied to the evaporator 10 via the pipe 53, the waste alcohol in the evaporator 10 can be heated by the heat of the second cooling medium, Can be evaporated. Therefore, since the fuel for evaporating the waste alcohol is required only at the time of starting, the cost can be reduced.
【００５７】なお、熱源として使用された第２の冷却媒
体は、配管５５を介して蒸発器１０から排出されるよう
になっている。The second cooling medium used as a heat source is discharged from the evaporator 10 through the pipe 55.
【００５８】（第４の実施の形態）以下、本発明の第４
の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電システム１に
ついて説明する。本実施の形態では、廃アルコールにア
ルコール純度が廃アルコールより高い純アルコールを加
える構成とした。(Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described.
A phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the embodiment will be described. In the present embodiment, pure alcohol having a higher alcohol purity than the waste alcohol is added to the waste alcohol.
【００５９】図５は、本実施の形態に係るリン酸型燃料
電池発電システム１の構成を模式的に示した図である。
図５に示すように、還元性ガス供給系３には、例えばメ
タノール、イソプロピルアルコール、或いはエタノール
のような純アルコールを収容した純アルコールタンク６
０が配設されている。この純アルコールタンク６０及び
配管１３には、ポンプ６１が介在した配管６２が接続さ
れており、純アルコールタンク６０に収容されている純
アルコールをポンプ６１で汲み出して、廃アルコールに
純アルコールを加えることができるようになっている。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of the phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the reducing gas supply system 3 includes a pure alcohol tank 6 containing pure alcohol such as methanol, isopropyl alcohol, or ethanol.
0 is provided. The pure alcohol tank 60 and the pipe 13 are connected to a pipe 62 having a pump 61 interposed therebetween. The pure alcohol contained in the pure alcohol tank 60 is pumped out by the pump 61 and pure alcohol is added to the waste alcohol. Is available.
【００６０】このように、本実施の形態では、純アルコ
ールタンク６０及びポンプ６１が介在した配管６２を備
えるので、廃アルコールに純アルコールを加えることが
でき、廃アルコール中のアルコール濃度を高くすること
ができる。従って、廃アルコール中の水分濃度を低減さ
せることができ、容易に廃アルコールを蒸発させること
ができる。As described above, in this embodiment, since the pure alcohol tank 60 and the pipe 61 having the pump 61 are provided, pure alcohol can be added to the waste alcohol, and the alcohol concentration in the waste alcohol can be increased. Can be. Therefore, the water concentration in the waste alcohol can be reduced, and the waste alcohol can be easily evaporated.
【００６１】（第５の実施の形態）以下、本発明の第５
の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電システム１に
ついて説明する。本実施の形態では、廃アルコールタン
ク９中の水分を測定し、その測定結果に基づいて廃アル
コールに純アルコールを加える構成とした。(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described.
A phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the embodiment will be described. In the present embodiment, the water content in the waste alcohol tank 9 is measured, and pure alcohol is added to the waste alcohol based on the measurement result.
【００６２】図６は、本実施の形態に係るリン酸型燃料
電池発電システム１の構成を模式的に示した図である。
図６に示すように、廃アルコールタンク９には、例え
ば、比重計のような水分測定器７０が配設されており、
廃アルコールタンク９に収容されている廃アルコールの
水分を測定できるようになっている。FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 6, the waste alcohol tank 9 is provided with, for example, a moisture meter 70 such as a hydrometer.
The water content of the waste alcohol stored in the waste alcohol tank 9 can be measured.
【００６３】また、水分測定器７０及びポンプ６１に
は、水分測定器７０の測定結果に基づいてポンプ６１の
汲み出し量を制御する純アルコール制御装置７１が電気
的に接続されている。Further, a pure alcohol controller 71 for controlling the pumping amount of the pump 61 based on the measurement result of the moisture meter 70 is electrically connected to the moisture meter 70 and the pump 61.
【００６４】このように、本実施の形態では、水分測定
器７０及び純アルコール制御装置７１を備えるので、廃
アルコールタンク９中の水分を測定して、その測定結果
に基づいて純アルコールを加えることができ、コスト上
昇を抑えながら水蒸気分離器３１から供給する水蒸気量
を低減させることができる。即ち、例えば上記式（１）
では、１ｍｏｌのメタノールに対して、最低１ｍｏｌの
水が必要になる。また、廃アルコールに含まれる水分が
多すぎると、蒸発させるのに多大な時間を要する。従っ
て、廃アルコールタンク９中の水分を測定し、その測定
結果に基づいて廃アルコールに純アルコールを加えるこ
とにより、アルコール成分と水分との比率を最適化する
ことができる。よって、純アルコールが過剰に供給され
ることによるコスト上昇を抑えることができるととも
に、水蒸気分離器３１から供給される水蒸気量を低減さ
せることができる。As described above, in this embodiment, since the water measuring device 70 and the pure alcohol control device 71 are provided, the water in the waste alcohol tank 9 is measured, and pure alcohol is added based on the measurement result. Accordingly, the amount of steam supplied from the steam separator 31 can be reduced while suppressing an increase in cost. That is, for example, the above equation (1)
Then, at least 1 mol of water is required for 1 mol of methanol. In addition, when the amount of water contained in the waste alcohol is too large, it takes a long time to evaporate. Therefore, by measuring the water content in the waste alcohol tank 9 and adding pure alcohol to the waste alcohol based on the measurement result, it is possible to optimize the ratio between the alcohol component and the water content. Therefore, it is possible to suppress an increase in cost due to excessive supply of pure alcohol, and to reduce the amount of steam supplied from the steam separator 31.
【００６５】（第６の実施の形態）以下、本発明の第６
の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電システム１に
ついて説明する。本実施の形態では、起動時における改
質器１１のバーナ１６の燃料として、純アルコールを使
用する構成とした。(Sixth Embodiment) Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described.
A phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the embodiment will be described. In the present embodiment, pure alcohol is used as fuel for the burner 16 of the reformer 11 at the time of startup.
【００６６】図７は、本実施の形態に係るリン酸型燃料
電池発電システム１の構成を模式的に示した図である。
図７に示すように、純アルコールタンク６０及び改質器
１１には、ポンプ８０を介在させた配管８１が接続され
ている。このポンプ８０を作動させて、純アルコールタ
ンク６０中の純アルコールを汲み出すことにより、起動
時に改質器１１のバーナ１６の燃料として使用すること
ができるようになっている。FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of the phosphoric acid fuel cell power generation system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7, a pipe 81 with a pump 80 interposed is connected to the pure alcohol tank 60 and the reformer 11. By operating this pump 80 to pump out the pure alcohol in the pure alcohol tank 60, it can be used as fuel for the burner 16 of the reformer 11 at the time of startup.
【００６７】このように、本実施の形態では、ポンプ８
０を介在させた配管８１を備えるので、起動時における
改質器１１のバーナ１６の燃料として純アルコールを使
用ことができ、改質器１１のバーナの点火及び昇温が容
易になる。As described above, in the present embodiment, the pump 8
Since the pipe 81 interposed between the reformers 11 is provided, pure alcohol can be used as fuel for the burners 16 of the reformer 11 at the time of startup, and ignition and temperature rise of the burners of the reformer 11 are facilitated.
【００６８】なお、本発明は上記第１〜第６の実施の形
態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、
各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適
宜変更可能である。The present invention is not limited to the contents described in the first to sixth embodiments.
The arrangement and the like of each member can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
【００６９】例えば、上記第１〜第６の実施の形態で
は、蒸発器１０の上流側にイオン交換樹脂塔１４を配設
しているが、蒸発器１０と改質器１１との間、或いは改
質器１１と一酸化炭素変成器１２との間にイオン交換樹
脂塔を配設することも可能である。For example, in the first to sixth embodiments, the ion-exchange resin tower 14 is provided on the upstream side of the evaporator 10, but between the evaporator 10 and the reformer 11, or It is also possible to dispose an ion exchange resin tower between the reformer 11 and the carbon monoxide converter 12.
【００７０】また、上記第１〜第６の実施の形態では、
脱イオン装置として、イオン交換樹脂塔１４を使用して
いるが、電気式脱イオン装置を使用することも可能であ
る。電気式脱イオン装置は、主に、２枚の電極と、電極
間に配設された陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜と、
陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との間に充填された陽
イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂と、から構成され
ている。この電気式脱イオン装置は、廃アルコールを陽
イオン交換膜と陰イオン交換膜との間に供給するととも
に電極間に電圧を印加することにより、陽イオン及び陰
イオンが陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜をそれぞれ
通過して、廃アルコールからイオンを取り除くことがで
きるようになっている。電気脱イオン装置を使用した場
合には、イオン交換樹脂塔のように再生処理する必要が
無くなるので、ランニングコスト及びメンテナンスの頻
度を低減させることができる。In the first to sixth embodiments,
Although the ion exchange resin tower 14 is used as the deionization device, an electric deionization device can be used. The electric deionizer mainly includes two electrodes, a cation exchange membrane and an anion exchange membrane disposed between the electrodes,
A cation exchange resin and an anion exchange resin filled between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. This electric deionization apparatus supplies waste alcohol between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane and applies a voltage between the electrodes, whereby the cations and anions are converted into the cation exchange membrane and the anion. The ions can be removed from the waste alcohol by passing through the respective exchange membranes. When an electrodeionization apparatus is used, there is no need to perform a regeneration treatment as in the case of an ion exchange resin tower, so that the running cost and the frequency of maintenance can be reduced.
【００７１】また、上記第１〜第６の実施の形態では、
イオン交換樹脂塔１４を配設して、イオンを取り除いて
いるが、その他の不純物が廃アルコールに多く含まれて
いる場合には、イオン交換樹脂塔１４の他、例えばメカ
ニカルフィルタ或いは活性炭塔のような不純物除去装置
を配設することも可能である。In the first to sixth embodiments,
An ion exchange resin tower 14 is provided to remove ions, but when other impurities are contained in a large amount in the waste alcohol, other than the ion exchange resin tower 14, for example, a mechanical filter or an activated carbon tower may be used. It is also possible to provide a simple impurity removing device.
【００７２】また、上記第１〜第６の実施の形態では、
燃料電池発電システムとしてリン酸型燃料電池発電シス
テム１を用いて説明しているが、例えば固体高分子型燃
料電池発電システムのようなその他の燃料電池発電シス
テムにも用いることができる。In the first to sixth embodiments,
Although the description has been made using the phosphoric acid type fuel cell power generation system 1 as the fuel cell power generation system, the present invention can also be used for other fuel cell power generation systems such as a polymer electrolyte fuel cell power generation system.
【００７３】さらに、上記第２の実施の形態では、蒸発
器１０の熱源として排出ガスを燃焼させた燃焼排ガスを
使用しているが、燃料極５からの排出ガスを直接使用す
ることも可能である。Further, in the second embodiment, the combustion exhaust gas obtained by burning the exhaust gas is used as the heat source of the evaporator 10, but the exhaust gas from the fuel electrode 5 can be used directly. is there.
【００７４】[0074]
【発明の効果】以上、詳説したように、本発明の燃料電
池発電システム及び燃料電池発電方法によれば、低コス
トで発電させることができる。また、構成を単純化する
ことができる。As described above, according to the fuel cell power generation system and the fuel cell power generation method of the present invention, power can be generated at low cost. Further, the configuration can be simplified.
【図１】第１の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to a first embodiment.
【図２】第１の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システム全体のフローを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a flow of the entire phosphoric acid fuel cell power generation system according to the first embodiment.
【図３】第２の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to a second embodiment.
【図４】第３の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to a third embodiment.
【図５】第４の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to a fourth embodiment.
【図６】第５の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to a fifth embodiment.
【図７】第６の実施の形態に係るリン酸型燃料電池発電
システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generation system according to a sixth embodiment.
１…リン酸型燃料電池発電システム ２…リン酸型燃
料電池 ３…還元性ガス供給系 ４…酸化性ガス
供給系 ５…燃料極 ６…空気極 ９…廃アルコールタンク １０…蒸発器 １１…改質器 １２…一酸化炭
素変成器 １４…イオン交換樹脂塔 １６…バーナ ３０…第１の冷却系 ４０…配管 ５０…第２の冷却系 ６０…純アルコ
ールタンク ７０…水分測定器 ７１…純アルコ
ール制御装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Phosphoric acid type fuel cell power generation system 2 ... Phosphoric acid type fuel cell 3 ... Reducing gas supply system 4 ... Oxidizing gas supply system 5 ... Fuel electrode 6 ... Air electrode 9 ... Waste alcohol tank 10 ... Evaporator 11 ... Revision Porcelain 12 ... Carbon monoxide converter 14 ... Ion exchange resin tower 16 ... Burner 30 ... First cooling system 40 ... Piping 50 ... Second cooling system 60 ... Pure alcohol tank 70 ... Moisture meter 71 ... Pure alcohol control apparatus
Claims (12)
前記燃料電池の燃料極に還元性ガスを供給する還元性ガ
ス供給系と、前記燃料電池の空気極に酸化性ガスを供給
する酸化性ガス供給系と、を具備する燃料電池発電シス
テムであって、 前記還元性ガス供給系は、廃アルコールを貯留する廃ア
ルコールタンクと、前記廃アルコールタンクから供給さ
れる廃アルコールを蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で
蒸発させた廃アルコールから前記還元性ガスを生成させ
る改質器と、を具備することを特徴とする燃料電池発電
システム。1. A fuel cell comprising a fuel electrode and an air electrode,
A fuel cell power generation system comprising: a reducing gas supply system that supplies a reducing gas to a fuel electrode of the fuel cell; and an oxidizing gas supply system that supplies an oxidizing gas to an air electrode of the fuel cell. The reducing gas supply system includes: a waste alcohol tank for storing waste alcohol; an evaporator for evaporating waste alcohol supplied from the waste alcohol tank; and a reducing gas from the waste alcohol evaporated by the evaporator. A fuel cell power generation system, comprising:
あって、前記還元性ガス供給系は、前記改質器の下流側
に、前記還元性ガスから一酸化炭素を取り除く一酸化炭
素変成器をさらに具備することを特徴とする燃料電池発
電システム。2. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the reducing gas supply system removes carbon monoxide from the reducing gas downstream of the reformer. A fuel cell power generation system, further comprising:
テムであって、前記還元性ガス供給系は、前記改質器の
上流側に、前記廃アルコールからイオンを取り除く脱イ
オン装置をさらに具備していることを特徴とする燃料電
池発電システム。3. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the reducing gas supply system further includes a deionization device upstream of the reformer for removing ions from the waste alcohol. A fuel cell power generation system comprising:
あって、前記脱イオン装置は、イオン交換樹脂塔である
ことを特徴とする燃料電池発電システム。4. The fuel cell power generation system according to claim 3, wherein the deionization device is an ion exchange resin tower.
あって、前記脱イオン装置は、電気式脱イオン装置であ
ることを特徴とする燃料電池発電システム。5. The fuel cell power generation system according to claim 3, wherein said deionization device is an electric deionization device.
燃料電池発電システムであって、前記燃料電池の前記燃
料極から排出される排出ガスを前記蒸発器の熱源として
供給する排出ガス供給系をさらに具備することを特徴す
る燃料電池発電システム。6. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein an exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell is supplied as a heat source of the evaporator. A fuel cell power generation system, further comprising a supply system.
燃料電池発電システムであって、前記燃料電池を冷却す
る第１の冷却媒体が流れる第１の冷却系と、前記燃料電
池の冷却により昇温した前記第１の冷却媒体を熱交換し
て冷却するとともに前記熱交換により得た熱を前記蒸発
器に熱源として供給する第２の冷却媒体が流れる第２の
冷却系と、を具備することを特徴とする燃料電池発電シ
ステム。7. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein a first cooling system through which a first cooling medium that cools the fuel cell flows is provided. A second cooling system in which a second cooling medium flows, which supplies heat as a heat source to the evaporator as a heat source while cooling the first cooling medium heated by cooling by heat exchange with the first cooling medium. A fuel cell power generation system, comprising:
燃料電池発電システムであって、前記還元性ガス供給系
は、純アルコールを貯留する純アルコールタンクをさら
に具備することを特徴とする燃料電池発電システム。8. The fuel cell power generation system according to claim 1, wherein the reducing gas supply system further includes a pure alcohol tank for storing pure alcohol. Fuel cell power generation system.
あって、前記廃アルコールタンク中の水分を測定する水
分測定器と、前記水分測定器の測定結果に基づいて前記
純アルコールの供給量を制御する純アルコール制御装置
と、をさらに具備することを特徴とする燃料電池発電シ
ステム。9. The fuel cell power generation system according to claim 8, wherein a moisture meter for measuring moisture in the waste alcohol tank, and a supply amount of the pure alcohol based on a measurement result of the moisture meter. A fuel cell power generation system, further comprising: a pure alcohol control device for controlling.
ステムであって、前記改質器は、前記改質器内部を昇温
するバーナを備えており、 前記純アルコールを起動時に前記改質器に前記バーナの
燃料として供給する改質器用純アルコール供給系をさら
に具備することを特徴とする燃料電池発電システム。10. The fuel cell power generation system according to claim 8, wherein the reformer includes a burner that raises a temperature inside the reformer, and the reformer starts the pure alcohol when the pure alcohol is started. A fuel cell power generation system, further comprising a pure alcohol supply system for a reformer for supplying the burner with fuel as a fuel for the burner.
せる還元性ガス生成工程と、 前記還元性ガスを燃料電池の燃料極に供給するととも
に、酸化性ガスを前記燃料電池の空気極に供給して発電
させる燃料電池発電工程と、 を具備することを特徴とする燃料電池発電方法。11. A reducing gas generating step of generating a reducing gas from waste alcohol, supplying the reducing gas to a fuel electrode of a fuel cell, and supplying an oxidizing gas to an air electrode of the fuel cell. A fuel cell power generation method, comprising: a fuel cell power generation step of generating power.
あって、前記還元性ガス生成工程は、廃アルコールから
イオンを取り除きながら行う工程であることを特徴とす
る燃料電池発電方法。12. The fuel cell power generation method according to claim 11, wherein the reducing gas generation step is a step performed while removing ions from waste alcohol.
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