JP2007053093A - 燃料電池システムの始動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】改質装置10の第1バーナ15で燃料を燃焼させて改質装置10を加熱し、第1バーナ15の排ガスをシフト反応器20に通過させる(a)ステップを含むことを特徴とする、燃料電池システムの始動方法が提供される。これにより、簡単な装置で迅速に燃料電池システムの正常運転を開始することができるために、燃料電池システムの実用性を顕著に向上させた効果がある。また、燃料電池システムに内蔵されたバーナの排ガス及び廃熱を利用するために経済的にも有利な効果がある。
【選択図】図1B
Description
CO+H2O→CO2+H2
CO+3H2→CH4+H2O
CO+1/2 O2→CO2
(第1排ガス)を直接シフト反応器20に通過させる((a)ステップ)。すなわち、バーナの排ガスを直接利用するために、シフト反応器の温度をはるかに速かに上昇させることができる。
15 第1バーナ
20 シフト反応器
30 燃料電池スタック
35 第2バーナ
Claims (18)
- (a)改質装置の第1バーナで燃料を燃焼させて前記改質装置を加熱し、前記第1バーナの排ガスをシフト反応器に通過させるステップを含むことを特徴とする、燃料電池システムの始動方法。
- 前記(a)ステップにおいて、前記シフト反応器の排出物を第2バーナで燃焼させ、前記第2バーナでの酸素の炭化水素に対する化学量論モル比が1:1より大きいことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記第2バーナで発生した熱を燃料電池スタックのカソードに供給することを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記シフト反応器に流れ込む前記第1バーナの排ガスの温度が150℃〜500℃であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池システムの始動方法。
- (b−1)前記改質装置の前記第1バーナで燃料を燃焼させて前記改質装置を加熱し、前記第1バーナの排ガスを水または水蒸気と共に前記改質装置に投入し、前記改質装置の排出物を前記シフト反応器に通過させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記(a)ステップ及び前記(b−1)ステップにおいて、前記第1バーナでの酸素の炭化水素に対する化学量論モル比が1:1より小さいことを特徴とする、請求項5に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記第1バーナの排ガスまたは前記改質装置の排出物の熱を利用して水を蒸発させることによって、前記水蒸気を発生させることを特徴とする、請求項5または6に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記(b−1)ステップにおいて、前記シフト反応器の排出物を第2バーナで燃焼させ、前記第2バーナでの酸素の炭化水素に対する化学量論モル比が1:1より大きいことを特徴とする、請求項5〜7のいずれかに記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記第2バーナで発生した熱を燃料電池スタックのカソードに供給することを特徴とする、請求項8に記載の燃料電池システムの始動方法。
- (b−2)前記改質装置の前記第1バーナで燃料を燃焼させて前記改質装置を加熱し、水または水蒸気を前記改質装置に投入し、前記改質装置の排出物を前記シフト反応器に通過させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記(a)ステップ及び前記(b−2)ステップにおいて、前記第1バーナでの酸素の炭化水素に対する化学量論モル比が1:1より小さいことを特徴とする、請求項10に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記(b−2)ステップにおいて、前記第1バーナの排ガスを前記シフト反応器に通過させることを特徴とする、請求項11に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記(b−2)ステップにおいて、前記シフト反応器の排出物を第2バーナで燃焼させ、前記第2バーナでの酸素の炭化水素に対する化学量論モル比が1:1より大きいことを特徴とする、請求項12に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記第2バーナで発生した熱を燃料電池スタックのカソードに供給することを特徴とする、請求項13に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記第1バーナの排ガスまたは前記改質装置の排出物の熱を利用して水を蒸発させることによって、前記水蒸気を発生させることを特徴とする、請求項10〜14のいずれかに記載の燃料電池システムの始動方法。
- (c)前記改質装置の前記第1バーナで燃料を燃焼させて前記改質装置を加熱し、燃料と、水または水蒸気とを前記改質装置に投入し、前記改質装置から出る改質された燃料と水蒸気との混合物を前記シフト反応器に投入し、前記シフト反応器から出る混合物を排出させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1〜15のいずれかに記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記(c)ステップにおいて、前記シフト反応器の排出物を第2バーナで燃焼させ、前記第2バーナでの酸素の炭化水素に対する化学量論モル比が1:1より大きいことを特徴とする、請求項16に記載の燃料電池システムの始動方法。
- 前記第2バーナで発生した熱を燃料電池スタックのカソードに供給することを特徴とする、請求項17に記載の燃料電池システムの始動方法。
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