JP2005158661A - 燃料電池発電システム - Google Patents
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Abstract
バイオガスを主とする原燃料を改質して水素に富む改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料として発電を行う燃料電池においては、原燃料のメタン濃度が大きく低下した場合、改質ガスの流量の制御だけでは限界があり、発電出力低下のみならず余剰バイオガスの大気放出等をしばしば余儀なくされ、対策が求められていた。
【解決手段】
原燃料のメタン濃度が低下した際、ガス流量制御で調整不能の場合に、発電出力の低減を行う前に、改質器に原燃料と水蒸気とを送りこむエゼクターの駆動蒸気量を制御するか、あるいは原燃料の昇圧ブロアの吐出圧力を制御することで、一段階の余裕を持たせる。
【選択図】
図1
Description
この改質ガスはCO変成器4にて一酸化炭素含有量を大幅に減らされたのち、燃料電池5のアノード極側に供給され、そこで水素を消費した後、いわゆるオフガスとなって前記のとおり改質器2において燃料ガスとして燃焼させられる。
1/2O2十2H+÷2e―→H2O ………(2)
H2+1/2O2→H2O ………(3)
燃料電池発電装置は、使用する電解質の種類により分類されるが、これらの燃料電池の中で、固体高分子型燃料電池、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池等では、その電解質の性質から、二酸化炭素を含んだ酸化ガスや炭酸ガスを使用することが可能である。
式(4)に示される通り、メタンの改質反応は吸熱反応であるため、メタンに水蒸気を添加したうえで、例えば燃料電池からの燃料オフガスを燃焼させた燃焼排ガスにて粒状改質触媒を600〜700℃に保つことにより、水素に富む(以下では「水素リッチ」と称することがある。)改質ガスを生成する。
式(5)に示されるとおり、―酸化炭素の変成反応は発熱反応であるので、変成反応温度である160〜250℃に保つためには冷却が必要となる。
2 改質器
3 脱硫器
4 CO変成器
5 燃料電池
15 昇圧ブロア
21 調節器
22 エゼクタ
Claims (4)
- バイオガスを主とする原燃料を改質して水素に富む改質ガスを生成する改質器と、前記改質器に改質用の水蒸気と共に原燃料を圧送するエゼクタと、前記改質ガスと酸化剤とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池とを備えた燃料電池発電システムにおいて、
バイオガス中のメタン濃度の変化に応じて、前記エゼクタの蒸気流量を増減させることを特徴とする燃料電池発電システム。 - バイオガス中のメタン濃度の変化に応じて、まずは原燃料流量の増減を優先して行い、次にエゼクタの蒸気流量を増減し、次いで燃料電池出力を増減させることを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。
- バイオガスを主とする原燃料を改質して水素に富む改質ガスを生成する改質器と、前記改質器に改質用の水蒸気と共に原燃料を圧送するエゼクタと、前記改質ガスと酸化剤とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池とを備えた燃料電池発電システムにおいて、バイオガス中のメタン濃度の変化に応じて、昇圧ブロアの吐出圧力を増減させることを特徴とする燃料電池発電システム。
- バイオガス中のメタン濃度の変化に応じて、まずは原燃料流量の増減を優先して行い、次に昇圧ブロアの吐出圧力を増減し、次いで燃料電池出力を増減させることを特徴とする請求項3記載の燃料電池発電システム。
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