JP2009224065A - Starting method of fuel cell power generation device, and fuel cell power generation device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starting method of a fuel cell power generation device, capable of recovering condensed water with a small amount of soot mixed therein in simple constitution, and to provide the fuel cell power generation device. <P>SOLUTION: The fuel cell power generation device includes a reformer 3, having a reforming catalyst layer 3a and a combustion part 3b, a fuel cell body 1, a combustion fuel line L12, a combustion air line L11, a gas-liquid separator 20, a combustion exhaust gas line L13 connecting the combustion part 3b and the gas-liquid separator 20, a water tank 4, a condensed water line L14 for introducing condensed water in the gas-liquid separator 20 and combustion exhaust gas after gas liquid separation into the water tank, and a drain line L15a draining condensed water in the gas-liquid separator 20 to the outside of a system. The gas-liquid separator 20 drains the condensed water, produced from combustion exhaust gas exhausted after the starting of combustion in the combustion part 3b from the drain line L15a to the outside of the system, and then stores the condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 in the water tank 4 from the condensed water line L14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、煤等の混入が少ない凝縮水を回収して、水処理装置にかかる負荷を低減する燃料電池発電装置の起動方法及び燃料電池発電装置に関する。   The present invention relates to a method for starting a fuel cell power generation device and a fuel cell power generation device that collects condensed water containing less soot and the like and reduces the load on the water treatment device.

燃料電池本体から排出される燃料電池排ガスや、改質装置の燃焼部から排出される燃焼排ガスは水分を含んでおり、燃料電池発電装置の系内での水自立(外部からの補給水を受けいれることなく運転を継続する状態)を維持するため、燃料電池排ガスや燃焼排ガスから凝縮水を回収して、再利用することが一般的に行われている。   Fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell main body and combustion exhaust gas discharged from the combustion section of the reformer contain moisture, and water self-sustained within the system of the fuel cell power generation device (accepts supplementary water from outside) In order to maintain a state in which the operation is continued without any trouble, it is generally performed to collect condensed water from fuel cell exhaust gas or combustion exhaust gas and reuse it.

しかしながら、燃料電池発電装置の起動時などにおいては、燃焼部における燃焼状態が安定せず、着火と失火が繰り返す状態になり易いので、燃焼用燃料が完全燃焼しないことがあった。このため、燃焼部から排出される燃焼排ガスには煤等が含まれていることがあり、燃焼排ガスから回収する凝縮水には、煤等の不純物が混入していることがあった。   However, when the fuel cell power generator is started, the combustion state in the combustion section is not stable, and ignition and misfire are likely to be repeated, so that the combustion fuel may not be completely burned. For this reason, soot etc. may be contained in the combustion exhaust gas discharged | emitted from a combustion part, and impurities, such as soot, may have mixed in the condensed water collect | recovered from combustion exhaust gas.

凝縮水中に混在する煤等の量を低減するにあたり、例えば、下記特許文献1には、燃焼部が炭化水素系の燃焼用燃料を燃焼しているときは、燃焼排ガスを系外へと排出することが開示されている。
特開2007−188842号公報
In reducing the amount of soot and the like mixed in the condensed water, for example, in Patent Document 1 below, when the combustion section is burning hydrocarbon-based combustion fuel, the combustion exhaust gas is discharged out of the system. It is disclosed.
JP 2007-188842 A

上記特許文献1では、燃焼部が炭化水素系の燃焼用燃料を燃焼しているときは、燃焼排ガスを全量系外に排出しているので、排ガス経路や排気口を別途設ける必要があり、装置構成が複雑になる問題があった。また、燃焼排ガスの流量は比較的大きいので、排ガス経路としては比較的口径の大きな配管を設置する必要があり、装置コストが嵩むばかりか、装置全体が大型化する問題があった。   In the above-mentioned Patent Document 1, when the combustion section is burning hydrocarbon-based combustion fuel, the entire amount of combustion exhaust gas is discharged out of the system, so it is necessary to provide an exhaust gas path and an exhaust port separately, There was a problem that the configuration was complicated. In addition, since the flow rate of the combustion exhaust gas is relatively large, it is necessary to install a pipe having a relatively large diameter as the exhaust gas path, which not only increases the cost of the apparatus but also increases the size of the entire apparatus.

したがって、本発明の目的は、簡易な装置構成で、煤の混入の少ない凝縮水を効率よく回収できる燃料電池発電装置の起動方法及び燃料電池発電装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for starting a fuel cell power generator and a fuel cell power generator capable of efficiently collecting condensed water with little soot contamination with a simple device configuration.

上記目的を達成するため、本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体とを備え、前記燃焼部に燃焼用燃料と燃焼用空気とを供給して前記反応熱を発生させ、前記燃焼部から排出される燃焼排ガスを気液分離して凝縮水を回収し、該凝縮水を再利用するように構成された燃料電池発電装置の起動方法であって、
前記燃焼部における燃焼開始後に、燃焼排ガスより生成される凝縮水を系外に排水する凝縮水排出工程を実施し、
前記凝縮水排水工程後に、燃焼排ガスより生成される凝縮水の回収を開始することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for starting a fuel cell power generator according to the present invention includes a reforming catalyst layer that steam-reforms a raw fuel containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, and a reaction heat in the reforming catalyst layer. And a fuel cell main body that generates power by reaction with the hydrogen-containing gas and the oxidant gas, and supplies combustion fuel and combustion air to the combustion unit. A method for starting a fuel cell power generation device configured to generate the reaction heat, gas-liquid separation of combustion exhaust gas discharged from the combustion section to collect condensed water, and reuse the condensed water ,
After starting combustion in the combustion section, a condensed water discharge step for draining condensed water generated from combustion exhaust gas to the outside of the system,
After the condensed water draining step, recovery of condensed water generated from the combustion exhaust gas is started.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法においては、燃焼部における燃焼開始後に燃焼部から排出される燃焼排ガスより生成される凝縮水を系外に排水するようにしたことで、未燃の燃焼用燃料や、煤等が多量に含まれる燃焼排ガスから生成される凝縮水を系外に排水できるので、回収される凝縮水には、煤等の混入が少ない。このため、煤等の除去に用いるフィルタの交換周期を長期化できる。更には、圧損や、後段の水処理装置などにかかる負荷などの上昇を抑制できる。また、燃焼排ガスに比べて凝縮水は排出量が少ないので、凝縮水の排出に用いる配管の口径を小さくでき、装置構成を簡略化できる。   In the starting method of the fuel cell power generation device of the present invention, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged from the combustion section after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system. Since condensed water generated from combustion exhaust gas containing a large amount of fuel, soot and the like can be drained out of the system, the collected condensed water is less contaminated with soot and the like. For this reason, the replacement period of the filter used for removing soot and the like can be extended. Furthermore, it is possible to suppress an increase in pressure loss and a load applied to a subsequent water treatment apparatus. In addition, since condensed water is less discharged than combustion exhaust gas, the diameter of the pipe used for discharging condensed water can be reduced, and the apparatus configuration can be simplified.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、少なくとも、前記燃焼部の燃焼状態が安定したことを検知するまで、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。燃焼部の燃焼状態が不安定であると、着火と失火を繰り返した状態となるので、燃焼用燃料が不完全燃焼になりやすく、燃焼排ガスに煤等が混在し易い。このため、少なくとも、燃焼部の燃焼状態が安定したことを検知するまで、前記凝縮水排出工程を実施するようにすることで、煤等の混入量のきわめて少ない凝縮水を燃焼排ガスから効率よく回収できる。   In the start-up method of the fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable to carry out the condensed water discharge step at least until it is detected that the combustion state of the combustion section is stable. If the combustion state of the combustion part is unstable, it will be in a state where ignition and misfire are repeated, so that the fuel for combustion tends to be incompletely combusted and soot and the like are likely to be mixed in the combustion exhaust gas. For this reason, the condensed water discharge step is carried out at least until it is detected that the combustion state of the combustion section is stable, so that the condensed water with a very small amount of contamination such as soot is efficiently recovered from the combustion exhaust gas. it can.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、燃焼用燃料として前記原燃料を供給している間は、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。   In the start-up method of the fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable that the condensed water discharge step is performed while the raw fuel is supplied as the combustion fuel.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、燃料電池発電装置の起動開始から所定時間経過するまで、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。   In the method for starting the fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable that the condensate draining step is performed until a predetermined time has elapsed since the start of starting the fuel cell power generator.

上記各態様によれば、煤等の混入量のきわめて少ない凝縮水を燃焼排ガスから効率よく回収できる。   According to each aspect described above, condensed water with a very small amount of soot and the like can be efficiently recovered from the combustion exhaust gas.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、燃焼用燃料、燃焼用空気及び燃焼排ガスから選ばれた1種以上のガスの圧力変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。燃焼部の燃焼状態が不安定であると、上記ガスの圧力が安定しないので、上記ガスの圧力変動幅が設定値を超えている間は、凝縮水を系外に排水することで、煤等の混在のきわめて少ない凝縮水を効率よく回収できる。   The start-up method of the fuel cell power generator according to the present invention includes the condensate discharge step while the pressure fluctuation range of one or more gases selected from combustion fuel, combustion air, and combustion exhaust gas exceeds a set value. It is preferable to implement. If the combustion state of the combustion section is unstable, the pressure of the gas will not be stable, so while the pressure fluctuation range of the gas exceeds the set value, draining the condensed water outside the system, etc. Condensate with very little mixing can be efficiently recovered.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、燃焼用燃料、燃焼用空気及び燃焼排ガスから選ばれた1種以上のガスの流量変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。燃焼部の燃焼状態が不安定であると、上記ガスの流量が安定しないので、上記ガスの流量変動幅が設定値を超えている間は、凝縮水を系外に排水することで、煤等の混在のきわめて少ない凝縮水を効率よく回収できる。   The start-up method of the fuel cell power generator of the present invention is the condensate draining step while the flow rate fluctuation range of one or more gases selected from combustion fuel, combustion air and combustion exhaust gas exceeds a set value. It is preferable to implement. If the combustion state of the combustion section is unstable, the flow rate of the gas will not be stable, so while the flow rate fluctuation range of the gas exceeds the set value, draining the condensed water outside the system, etc. Condensate with very little mixing can be efficiently recovered.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、前記燃焼部の温度変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。燃焼部の燃焼状態が不安定であると、燃焼部が安定しないので、燃焼部の温度変動幅が設定値を超えている間は、凝縮水を系外に排水することで、煤等の混在のきわめて少ない凝縮水を効率よく回収できる。   In the start-up method of the fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable that the condensed water discharge step is performed while the temperature fluctuation range of the combustion section exceeds a set value. If the combustion state of the combustion section is unstable, the combustion section will not be stable, so while the temperature fluctuation range of the combustion section exceeds the set value, condensate is drained outside the system, so Condensed water with very little can be efficiently recovered.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、前記燃焼部の温度上昇速度が設定値を下回る間は、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。燃焼部の燃焼状態が不安定であると、燃焼部の温度上昇速度が遅いので、燃焼部の温度変動幅が設定値を下回る間は、凝縮水を系外に排水することで、煤等の混在のきわめて少ない凝縮水を効率よく回収できる。   In the start-up method of the fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable that the condensed water discharge step is performed while the temperature rise rate of the combustion section is lower than a set value. If the combustion state of the combustion part is unstable, the temperature rise rate of the combustion part is slow, so while the temperature fluctuation range of the combustion part is below the set value, draining condensed water outside the system, Condensate with very little coexistence can be recovered efficiently.

本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、前記燃焼排ガスのパーティクルカウンターによる検出値が予め設定した値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施することが好ましい。この態様によれば、パーティクルカウンターによって燃焼排ガスに含まれる煤等の不純物量を直接的に検出するので、パーティクルカウンターによる検出値が予め設定した値を超えている間は、凝縮水を系外に排水することで、煤等の混在のきわめて少ない凝縮水を効率よく回収できる。   In the start-up method of the fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable that the condensed water discharge step is performed while the value detected by the particle counter of the combustion exhaust gas exceeds a preset value. According to this aspect, since the amount of impurities such as soot contained in the combustion exhaust gas is directly detected by the particle counter, while the detection value by the particle counter exceeds a preset value, the condensed water is removed from the system. By draining, it is possible to efficiently collect condensed water with very little mixture of soot and the like.

一方、本発明の燃料電池発電装置は、
炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、
前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体と、
前記燃焼部に燃焼用燃料を供給する燃焼用燃料ラインと、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気ラインと、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスを気液分離して凝縮水を回収する気液分離器と、
前記燃焼部と前記気液分離器とを接続する燃焼排ガスラインと、
脱炭酸装置と、
前記気液分離器内の凝縮水及び気液分離後の燃焼排ガスを前記脱炭酸装置に導入する凝縮水ラインと、
前記脱炭酸装置で脱炭酸された凝縮水を貯留する水タンクと、
前記気液分離器内の凝縮水を系外に排水する排水ラインとを備え、
燃料電池発電装置の起動時において、前記燃焼部での燃焼開始後に排出される、燃焼排ガスから生成される凝縮水を前記排水ラインから系外に排水させ、その後、前記燃焼排ガスから生成される凝縮水を前記凝縮水ラインから前記脱炭酸装置に供給するように構成されている、
ことを特徴とする。
On the other hand, the fuel cell power generator of the present invention is
A reforming catalyst layer that steam-reforms a raw fuel containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, and a reforming device having a combustion section that supplies reaction heat to the reforming catalyst layer;
A fuel cell body that generates power by reaction with the hydrogen-containing gas and the oxidant gas;
A combustion fuel line for supplying combustion fuel to the combustion section;
A combustion air line for supplying combustion air to the combustion section;
A gas-liquid separator that gas-liquid separates the flue gas discharged from the combustion section and collects condensed water; and
A combustion exhaust gas line connecting the combustion section and the gas-liquid separator;
A decarboxylation device;
A condensed water line for introducing condensed water in the gas-liquid separator and combustion exhaust gas after gas-liquid separation into the decarbonation device;
A water tank for storing condensed water decarboxylated by the decarboxylation device;
A drainage line for draining the condensed water in the gas-liquid separator to the outside of the system,
When starting the fuel cell power generator, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system from the drainage line, and then the condensation generated from the combustion exhaust gas Configured to supply water from the condensed water line to the decarbonator;
It is characterized by that.

また、本発明の燃料電池発電装置のもう一つは、
炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、
前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体と、
前記燃焼部に燃焼用燃料を供給する燃焼用燃料ラインと、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気ラインと、
脱炭酸装置と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスを前記脱炭酸装置に導く燃焼排ガスラインと、
前記脱炭酸装置で脱炭酸された凝縮水を貯留する水タンクと、
前記燃焼排ガスライン上に設けられた、前記燃焼排ガスを冷却する熱交換器と、
前記燃焼排ガスライン上の前記熱交換器の下流側に弁を介して接続され、前記燃焼排ガスから凝縮水を分離するドレントラップと、
前記ドレントラップ内の凝縮水を系外に排水する排水ラインとを備え、
燃料電池発電装置の起動時において、前記燃焼部での燃焼開始後に排出される、燃焼排ガスから生成される凝縮水を、前記弁を開いて系外に排水させ、その後、前記燃焼排ガスから生成される凝縮水を前記弁を閉じて前記脱炭酸装置に供給するように構成されている、
ことを特徴とする。
Another aspect of the fuel cell power generator of the present invention is
A reforming catalyst layer that steam-reforms a raw fuel containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, and a reforming device having a combustion section that supplies reaction heat to the reforming catalyst layer;
A fuel cell body that generates power by reaction with the hydrogen-containing gas and the oxidant gas;
A combustion fuel line for supplying combustion fuel to the combustion section;
A combustion air line for supplying combustion air to the combustion section;
A decarboxylation device;
A combustion exhaust gas line for guiding the combustion exhaust gas discharged from the combustion section to the decarbonation device;
A water tank for storing condensed water decarboxylated by the decarboxylation device;
A heat exchanger provided on the combustion exhaust gas line for cooling the combustion exhaust gas;
A drain trap connected to a downstream side of the heat exchanger on the combustion exhaust gas line via a valve, and separating condensed water from the combustion exhaust gas;
A drainage line for draining the condensed water in the drain trap to the outside of the system,
At the start of the fuel cell power generation device, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system by opening the valve, and then generated from the combustion exhaust gas. The condensed water is configured to be supplied to the decarboxylation device with the valve closed.
It is characterized by that.

本発明の燃料電池発電装置によれば、燃焼部における燃焼開始後に排出される燃焼排ガスから生成される凝縮水を排水ラインから系外に排水するように構成されているので、未燃の燃焼用燃料や、煤等が多量に含まれる燃焼排ガスから生成される凝縮水を排水ラインから系外に排水できる。このため、水タンクには、煤等の混入が少ない凝縮水を回収でき、煤等の除去に用いるフィルタの交換周期を長期化できる。更には、圧損や、後段の水処理装置などにかかる負荷などの上昇を抑制できる。また、燃焼排ガスに比べて凝縮水は排出量が少ないので、排水ラインは比較的口径の小さい配管で済み、装置構成を簡略化できる。   According to the fuel cell power generator of the present invention, the condensate generated from the combustion exhaust gas discharged after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system from the drain line, Condensed water generated from combustion exhaust gas containing a large amount of fuel, soot and the like can be drained out of the system from the drainage line. For this reason, condensed water with little mixing of soot and the like can be collected in the water tank, and the replacement cycle of the filter used for removing soot and the like can be prolonged. Furthermore, it is possible to suppress an increase in pressure loss and a load applied to a subsequent water treatment apparatus. In addition, since the condensed water is less discharged than the combustion exhaust gas, the drainage line may be a pipe having a relatively small diameter, and the apparatus configuration can be simplified.

本発明の燃料電池発電装置は、少なくとも前記燃焼部の燃焼状態が安定したことを検知するまで、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   The fuel cell power generator of the present invention is preferably configured to drain the condensed water out of the system from the drainage line at least until it is detected that the combustion state of the combustion section is stable.

本発明の燃料電池発電装置は、前記原燃料を燃焼用燃料として使用している間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   The fuel cell power generator of the present invention is preferably configured to drain the condensed water out of the system from the drain line while using the raw fuel as a combustion fuel.

本発明の燃料電池発電装置は、燃料電池発電装置の起動から所定時間経過するまで、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   The fuel cell power generator of the present invention is preferably configured to drain the condensed water out of the system from the drain line until a predetermined time has elapsed since the start of the fuel cell power generator.

本発明の燃料電池発電装置は、前記燃焼用燃料ライン、前記燃焼用空気ライン及び前記燃焼排ガスラインの少なくとも1箇所以上に圧力計が配置されており、前記圧力計の検出値の変動幅が予め設定した値を超えている間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   In the fuel cell power generator according to the present invention, a pressure gauge is disposed at least one of the combustion fuel line, the combustion air line, and the combustion exhaust gas line, and a fluctuation range of a detection value of the pressure gauge is previously set. While the set value is exceeded, the condensed water is preferably drained out of the system from the drainage line.

本発明の燃料電池発電装置は、前記燃焼用燃料ライン、前記燃焼用空気ライン及び前記燃焼排ガスラインの少なくとも1箇所以上に流量計が配置されており、前記流量計の検出値の変動幅が予め設定した値を超えている間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   In the fuel cell power generator according to the present invention, a flow meter is arranged at least one of the combustion fuel line, the combustion air line, and the combustion exhaust gas line, and a fluctuation range of a detection value of the flow meter is set in advance. While the set value is exceeded, the condensed water is preferably drained out of the system from the drainage line.

本発明の燃料電池発電装置は、前記燃焼部に温度計が配置されており、前記温度計の検出の変動幅があらかじめ設定した値を超えている間、及び/又は、あらかじめ設定値した昇温速度を下回る間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   In the fuel cell power generator according to the present invention, a thermometer is disposed in the combustion section, and a fluctuation range of detection of the thermometer exceeds a preset value and / or a preset temperature increase It is preferable that the condensed water is drained out of the system from the drainage line while the speed is lower.

本発明の燃料電池発電装置は、前記燃焼排ガスラインにパーティクルカウンターが配置されており、前記パーティクルカウンターの検出値が設定値を超えている間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されていることが好ましい。   In the fuel cell power generator according to the present invention, a particle counter is disposed in the combustion exhaust gas line, and the condensed water is drained out of the system from the drain line while the detection value of the particle counter exceeds a set value. It is preferable that it is comprised.

上記各態様によれば、煤等の混在のきわめて少ない凝縮水を効率よく水タンクに回収できる。   According to each aspect described above, condensed water with very little mixture of soot and the like can be efficiently collected in the water tank.

本発明によれば、燃焼部における燃焼開始後に燃焼部から排出される燃焼排ガスより生成される凝縮水を系外に排水するようにしたことで、未燃の燃焼用燃料や、煤等が多量に含まれる燃焼排ガスから生成される凝縮水を系外に排水でき、回収される凝縮水には、煤等の混入が少ない。このため、煤等の除去に用いるフィルタの交換周期を長期化できる。更には、圧損や、後段の水処理装置などにかかる負荷などの上昇を抑制できる。また、燃焼排ガスに比べて凝縮水は排出量が少ないので、凝縮水の排出に用いる配管の口径を小さくでき、装置構成を簡略化できる。   According to the present invention, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged from the combustion section after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system, so that a large amount of unburned combustion fuel, soot, etc. The condensed water generated from the combustion exhaust gas contained in can be drained out of the system, and the collected condensed water is less contaminated with soot and the like. For this reason, the replacement period of the filter used for removing soot and the like can be extended. Furthermore, it is possible to suppress an increase in pressure loss and a load applied to a subsequent water treatment apparatus. In addition, since condensed water is less discharged than combustion exhaust gas, the diameter of the pipe used for discharging condensed water can be reduced, and the apparatus configuration can be simplified.

以下、図面に基づいて本発明の燃料電池発電装置の実施形態を説明する。図1に、本発明の燃料電池発電装置の基本的な構成を示す第一の実施形態の概略構成図を示す。   Hereinafter, embodiments of a fuel cell power generator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a first embodiment showing a basic configuration of a fuel cell power generator of the present invention.

図中の1は、燃料電池本体であって、電解質1cを挟持するアノード電極1a及びカソード電極1bと、これらからなる単位セルの複数個を重ねる毎に配設される冷却管を有する冷却系1dとで構成されている。   In the figure, reference numeral 1 denotes a fuel cell body, which is a cooling system 1d having an anode electrode 1a and a cathode electrode 1b sandwiching an electrolyte 1c, and a cooling pipe disposed each time a plurality of unit cells made of these are stacked. It consists of and.

アノード電極1aの改質ガス供給側は、改質装置3から伸びた改質ガス供給ラインL1が連結している。この改質ガス供給ラインL1には、改質ガスドレントラップQ1が配置されており、改質ガスドレントラップQ1の凝縮水貯留部からは、改質ガス凝縮水供給ラインL2が伸びて、脱炭酸装置5に連結している。
アノード電極1aのアノードオフガス排出側からは、アノードオフガス排出ラインL3が伸びており、その先端側は、燃焼用燃料供給ラインL12に連結している。また、アノードオフガス排出ラインL3には、途中にアノードオフガスドレントラップQ2が配置されており、アノードオフガスドレントラップQ2の凝縮水貯留部からは、アノードオフガス凝縮水供給ラインL4が伸びて、脱炭酸装置5に連結している。
A reformed gas supply line L1 extending from the reformer 3 is connected to the reformed gas supply side of the anode electrode 1a. The reformed gas supply line L1 is provided with a reformed gas drain trap Q1, and the reformed gas condensate water supply line L2 extends from the condensate storage part of the reformed gas drain trap Q1 to decarboxylate. It is connected to the device 5.
An anode off-gas discharge line L3 extends from the anode off-gas discharge side of the anode electrode 1a, and the tip side thereof is connected to the combustion fuel supply line L12. Further, an anode offgas drain trap Q2 is disposed in the middle of the anode offgas discharge line L3, and the anode offgas condensed water supply line L4 extends from the condensate storage part of the anode offgas drain trap Q2. 5 is connected.

カソード電極1bの空気供給側は、空気供給源から伸びた空気供給ラインL5が連結している。この空気供給ラインL5には、加湿器2が配置されている。
カソード電極1bの排空気排出側からは、カソードオフガス排出ラインL6が伸びて、水タンク4に連結している。このカソードオフガス排出ラインL6には、カソードオフガス熱交換器Q3が配置されている。
An air supply line L5 extending from an air supply source is connected to the air supply side of the cathode electrode 1b. The humidifier 2 is disposed in the air supply line L5.
A cathode offgas discharge line L6 extends from the cathode air discharge side of the cathode electrode 1b and is connected to the water tank 4. A cathode offgas heat exchanger Q3 is disposed in the cathode offgas discharge line L6.

冷却系1dの冷却水供給側は、電池冷却水タンク12から伸びた電池冷却水供給ラインL7が連結している。
冷却系1dの冷却水排出側からは、電池冷却水排出ラインL8が伸びて、電池冷却水タンク12に接続している。
A battery coolant supply line L7 extending from the battery coolant tank 12 is connected to the coolant supply side of the cooling system 1d.
A battery cooling water discharge line L8 extends from the cooling water discharge side of the cooling system 1d and is connected to the battery cooling water tank 12.

改質装置3は、水蒸気改質触媒が充填された改質触媒層3aと、バーナが配置された燃焼部3bとを備え、バーナで燃焼用燃料を燃焼した際に発生する燃焼熱及び燃焼排ガスで前記改質触媒層3aを加熱するように構成されている。   The reformer 3 includes a reforming catalyst layer 3a filled with a steam reforming catalyst and a combustion section 3b in which a burner is disposed, and combustion heat and combustion exhaust gas generated when combustion fuel is burned by the burner. Thus, the reforming catalyst layer 3a is heated.

改質触媒層3aの改質原料の投入側は、原燃料源から伸びた原燃料供給ラインL9と、電池冷却水タンク12から伸びた改質水供給ラインL10が連結している。
改質触媒層3aの改質ガス吐出側からは、改質ガス供給ラインL1が伸びてアノード電極1aに連結している。
A raw material supply line L9 extending from the raw fuel source and a reforming water supply line L10 extending from the battery cooling water tank 12 are connected to the reforming raw material input side of the reforming catalyst layer 3a.
From the reformed gas discharge side of the reformed catalyst layer 3a, the reformed gas supply line L1 extends and is connected to the anode electrode 1a.

燃焼部3bの燃焼用燃料導入口側は、燃焼用燃料供給ラインL12と、燃焼空気供給ラインL11とが接続しており、燃焼部3bに配置されたバーナに燃料用燃料と燃焼用空気とを供給できるように構成されている。燃焼用燃料供給ラインL12の上流側は、アノードオフガス排出ラインL3及び原燃料供給ラインL9が接続している。
燃焼部3bの燃焼排ガス排出側からは、燃焼排ガスラインL13が伸びて、気液分離器20に連結している。
A combustion fuel supply line L12 and a combustion air supply line L11 are connected to the combustion fuel inlet side of the combustion section 3b, and fuel fuel and combustion air are supplied to a burner disposed in the combustion section 3b. It is configured so that it can be supplied. The anode offgas discharge line L3 and the raw fuel supply line L9 are connected to the upstream side of the combustion fuel supply line L12.
A combustion exhaust gas line L13 extends from the combustion exhaust gas exhaust side of the combustion unit 3b and is connected to the gas-liquid separator 20.

燃焼排ガスラインL13上には、燃焼排ガス熱交換器Q4が設けられており、燃焼排ガスの熱を回収すると共に、燃焼排ガス中の水分を凝縮させている。   A combustion exhaust gas heat exchanger Q4 is provided on the combustion exhaust gas line L13 to recover the heat of the combustion exhaust gas and to condense moisture in the combustion exhaust gas.

気液分離器20は、燃焼排ガスを、ガスと凝縮水とに気液分離する装置であれば特に限定はなく、従来公知のものを用いることができる。   The gas-liquid separator 20 is not particularly limited as long as it is a device that separates combustion exhaust gas into gas and condensed water, and a conventionally known one can be used.

気液分離器20の気相部からは、分離ガス排出ラインL14が伸びて脱炭酸装置5に接続している。「分離ガス排出ラインL14」が、本発明における「凝縮水ライン」である。そして、この分離ガス排出ラインL14には、後述する燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15bが接続している。   A separation gas discharge line L 14 extends from the gas phase portion of the gas-liquid separator 20 and is connected to the decarbonation device 5. The “separated gas discharge line L14” is the “condensate water line” in the present invention. A combustion exhaust gas condensate recovery line L15b described later is connected to the separation gas discharge line L14.

また、気液分離器20の凝縮水貯留部からは、燃焼排ガス凝縮水取り出しラインL15が伸びている。この燃焼排ガス凝縮水取り出しラインL15の先端は分岐しており、排水弁V1が介装された排水ラインL15aと、開閉弁V2が介装された燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15bに接続している。   Further, a combustion exhaust gas condensed water take-out line L15 extends from the condensed water storage part of the gas-liquid separator 20. The tip of this flue gas condensed water take-out line L15 is branched and connected to a drain line L15a in which a drain valve V1 is interposed and a flue gas condensed water recovery line L15b in which an on-off valve V2 is interposed.

脱炭酸装置5は、水タンク4の上部に隣接して配設されており、ドレン口6を介して連通している。脱炭酸装置5の上部には、上述した改質ガス凝縮水供給ラインL2、アノードオフガス凝縮水供給ラインL4、分離ガス排出ラインL14が接続している。また、脱炭酸装置5からは、排気ラインL17が伸びている。   The decarbonation device 5 is disposed adjacent to the upper portion of the water tank 4 and communicates via the drain port 6. The above-described reformed gas condensate supply line L2, the anode off-gas condensate supply line L4, and the separation gas discharge line L14 are connected to the upper portion of the decarboxylation device 5. Further, an exhaust line L17 extends from the decarboxylation device 5.

脱炭酸装置5としては特に限定はなく、凝縮水と脱炭酸用空気とを接触させて凝縮水中の炭酸ガスを気中拡散して脱気できるような構成のものが好ましく用いることができる。このような構成の脱気装置としては、SUS等のラッシヒリングが充填された脱気部を備え、該脱気部の上部に凝縮水を供給すると共に、脱気部の下部から脱炭酸用空気を供給し、凝縮水を重力落下させながら脱炭酸用空気と接触させて脱炭酸処理するような構成のものや、例えば、特開2007−323969号に開示されているような、多孔質材料で構成された傾斜板が配置された脱気部を備え、傾斜板の下部側から上部側へ脱炭酸用空気を流通させると共に、傾斜板の上部側から下部側へ向けて凝縮水を流下させて、凝縮水を脱炭酸処理するような構成のものなどが一例として挙げられる。   The decarbonation device 5 is not particularly limited, and a device that can degas by condensing condensed water and decarbonation air to diffuse carbon dioxide in the condensed water in the air can be preferably used. The deaeration device having such a configuration includes a deaeration part filled with a SUSCH ring or the like, supplies condensed water to the upper part of the deaeration part, and supplies decarbonation air from the lower part of the deaeration part. Supplying and condensing water by gravity falling, contacting with decarbonation air and decarboxylation treatment, for example, a porous material as disclosed in JP-A-2007-323969 The degassing part in which the inclined plate is arranged is provided, decarbonation air is circulated from the lower side of the inclined plate to the upper side, and condensed water is allowed to flow downward from the upper side of the inclined plate, An example of such a structure that decarboxylates the condensed water is given as an example.

水タンク4には、上述したカソードオフガス排出ラインL6と、電池冷却水タンク12から伸びた電池冷却水オーバフローラインL18が接続している。また、水タンク4の側壁には、タンク水オーバフローラインL19が伸びて、タンク内の水位が一定水位を超えないようにされている。また、水タンク4の下部からは、回収水供給ラインL20が伸びて、電池冷却水タンク12に接続している。この回収水供給ラインL20には、上流側から、回収水ポンプP1、入口フィルタ8、水処理装置10が配置されている。   Connected to the water tank 4 are the cathode offgas discharge line L6 described above and the battery cooling water overflow line L18 extending from the battery cooling water tank 12. A tank water overflow line L19 extends on the side wall of the water tank 4 so that the water level in the tank does not exceed a certain level. A recovered water supply line L <b> 20 extends from the lower part of the water tank 4 and is connected to the battery cooling water tank 12. The recovered water supply line L20 is provided with a recovered water pump P1, an inlet filter 8, and a water treatment device 10 from the upstream side.

入口フィルタ8としては、水タンク4で回収した回収水に含まれている煤や粉塵等の不純物を除去するものであれば特に限定はなく、金属除去フィルタ、微粒子除去フィルタ等が好ましく挙げられる。   The inlet filter 8 is not particularly limited as long as it removes impurities such as soot and dust contained in the recovered water collected in the water tank 4, and a metal removal filter, a particulate removal filter, and the like are preferable.

水処理装置10としては、水タンク4で回収した回収水を脱イオン処理する装置であれば特に限定はなく、電気式脱イオン装置、金属イオン除去装置、活性炭フィルタ、水処理樹脂などが挙げられる。これらを単独で使用してもよく、複数を併用してもよい。なかでも、ランニングコストやメンテナンスコストを低減できるという理由から電気式脱イオン装置を使用することが好ましく、電気式脱イオン装置の上流側に金属イオン除去装置を配置し、電気式脱イオン装置の下流側に水処理樹脂を配置することがより好ましい。なお、この実施形態では、水処理装置10として電気式脱イオン装置を用いている。   The water treatment device 10 is not particularly limited as long as it is a device that deionizes the recovered water collected in the water tank 4, and examples thereof include an electric deionization device, a metal ion removal device, an activated carbon filter, and a water treatment resin. . These may be used alone or in combination. Among these, it is preferable to use an electric deionization device because the running cost and the maintenance cost can be reduced. A metal ion removing device is arranged upstream of the electric deionization device, and the downstream of the electric deionization device. More preferably, a water treatment resin is disposed on the side. In this embodiment, an electric deionizer is used as the water treatment device 10.

ここで、電気式脱イオン装置とは、電極と、イオン交換膜によって区画された内部にイオン交換樹脂が充填された脱塩室と、脱塩室から移動してくるイオンを受け取る濃縮室と、を備える水処理装置であって、脱塩室に流入したイオンはその親和力、濃度及びイオン強度に基いてイオン交換樹脂と反応し、電位の傾きの方向に樹脂中を移動し、イオン交換膜まで達する。そして、カチオンはカチオン交換膜を透過し、アニオンはアニオン交換膜を透過して、それぞれ濃縮室に移動する。これによって回収水を、脱イオン水と濃縮水に分離することができ、電気式脱イオン装置の脱塩室からは、イオン濃度が低減された脱イオン水を回収でき、電池冷却水タンク12に供給できる。   Here, the electric deionization apparatus is an electrode, a demineralization chamber in which an ion exchange resin is filled in an interior partitioned by an ion exchange membrane, a concentration chamber that receives ions moving from the demineralization chamber, The ion that flows into the desalting chamber reacts with the ion exchange resin based on its affinity, concentration and ionic strength, moves through the resin in the direction of the potential gradient, and reaches the ion exchange membrane. Reach. The cations permeate the cation exchange membrane and the anions permeate the anion exchange membrane and move to the concentration chamber. As a result, the recovered water can be separated into deionized water and concentrated water, and deionized water with a reduced ion concentration can be recovered from the demineralization chamber of the electric deionization device. Can supply.

一方、電気式脱イオン装置の濃縮室から排出される濃縮水は、回収水中のイオンが濃縮されて多量に含んでおり、この実施形態では、電気式脱イオン装置の濃縮室から伸びた、濃縮水排出ラインL21は、脱炭酸装置5に連結して、濃縮水を水タンクの上流側に還流するように構成されている。   On the other hand, the concentrated water discharged from the concentration chamber of the electric deionizer contains a large amount of ions in the recovered water, and in this embodiment, the concentrated water extended from the concentration chamber of the electric deionizer. The water discharge line L21 is connected to the decarbonation device 5 and configured to return the concentrated water to the upstream side of the water tank.

次に、本発明の燃料電池発電装置の起動方法を含めた、燃料電池発電装置の動作について説明する。   Next, the operation of the fuel cell power generator including the method for starting the fuel cell power generator of the present invention will be described.

まず、改質装置3にて、原燃料供給ラインL9から供給される原燃料を、改質水供給ラインL10から供給される改質水と混合して、改質触媒層3aに供給し、水蒸気改質反応により水素に富む改質ガスを生成させる。水蒸気改質反応は、吸熱反応であることから、改質装置3の燃焼部3bに、燃焼用燃料供給ラインL12から燃焼用燃料と、燃焼空気供給ラインL11から燃焼空気を供給し、これらを燃焼して改質触媒層3aを加熱する。なお、燃料電池発電装置の起動時においては、燃焼用燃料としては、原燃料供給ラインL9から供給される原燃料が用いられる。そして、燃焼部3bでの燃焼状態が安定し、改質触媒層3aが十分加熱されたら、燃焼部3bへの原燃料の供給を停止して、アノードオフガスを燃焼部3bに供給し、アノードオフガスが燃焼用燃料として用いられる。   First, in the reformer 3, the raw fuel supplied from the raw fuel supply line L9 is mixed with the reformed water supplied from the reformed water supply line L10 and supplied to the reforming catalyst layer 3a. A reforming gas rich in hydrogen is generated by the reforming reaction. Since the steam reforming reaction is an endothermic reaction, combustion fuel is supplied from the combustion fuel supply line L12 and combustion air from the combustion air supply line L11 to the combustion unit 3b of the reformer 3, and these are combusted. Then, the reforming catalyst layer 3a is heated. At the time of starting the fuel cell power generator, the raw fuel supplied from the raw fuel supply line L9 is used as the combustion fuel. When the combustion state in the combustion unit 3b is stabilized and the reforming catalyst layer 3a is sufficiently heated, the supply of the raw fuel to the combustion unit 3b is stopped, the anode off gas is supplied to the combustion unit 3b, and the anode off gas Is used as a fuel for combustion.

そして、改質装置3で生成された改質ガスは、改質ガス供給ラインL1を通ってアノード電極1aに供給される。改質ガスに含まれる凝縮水は、改質ガス供給ラインL1の途中に配置された改質ガスドレントラップQ1にて回収され、改質ガス凝縮水供給ラインL2を通って脱炭酸装置5に供給される。   The reformed gas generated by the reformer 3 is supplied to the anode electrode 1a through the reformed gas supply line L1. Condensed water contained in the reformed gas is recovered by the reformed gas drain trap Q1 disposed in the middle of the reformed gas supply line L1, and supplied to the decarbonation device 5 through the reformed gas condensed water supply line L2. Is done.

燃料電池本体1では、アノード電極1aに供給された改質ガスと、カソード電極1bに供給された空気とを電解質1cの界面で電気化学反応させて発電し、この発電出力を電力系統に供給する。   In the fuel cell main body 1, the reformed gas supplied to the anode electrode 1a and the air supplied to the cathode electrode 1b are electrochemically reacted at the interface of the electrolyte 1c to generate power, and this generated output is supplied to the power system. .

カソード電極1bから排出されるカソードオフガスは、カソードオフガス熱交換器Q3で冷却されて、カソードオフガス凝縮水とカソードガスと共に、カソードオフガス排出ラインL6を通って水タンク4に供給される。   The cathode offgas discharged from the cathode electrode 1b is cooled by the cathode offgas heat exchanger Q3 and supplied to the water tank 4 through the cathode offgas discharge line L6 together with the cathode offgas condensed water and the cathode gas.

アノード電極1aから排出されるアノードオフガスは、アノードオフガス排出ラインL3を通って燃焼部3bへと供せられ、燃焼用燃料として用いられる。アノードオフガスに含まれる凝縮水は、アノードオフガス排出ラインL3の途中に配置されたアノードオフガスドレントラップQ2にて回収され、アノードオフガス凝縮水供給ラインL4を通って脱炭酸装置5に供給される。   The anode off gas discharged from the anode electrode 1a is supplied to the combustion unit 3b through the anode off gas discharge line L3 and used as a combustion fuel. The condensed water contained in the anode off gas is recovered by an anode off gas drain trap Q2 disposed in the middle of the anode off gas discharge line L3, and is supplied to the decarbonation device 5 through the anode off gas condensed water supply line L4.

また、改質装置3の燃焼部3bから排出される燃焼排ガスは、気液分離器20で気液分離処理して凝縮水を回収するが、本発明では、燃料電池発電装置の起動時において、燃焼部3bの燃焼開始後に排出される燃焼排ガスより生成される凝縮水を系外に排水する凝縮水排出工程を実施し、凝縮水排水工程後の燃焼部3bから排出される燃焼排ガスより生成される凝縮水の回収を開始することとする。   Further, the flue gas discharged from the combustion section 3b of the reformer 3 is subjected to gas-liquid separation processing by the gas-liquid separator 20 to collect condensed water. In the present invention, at the time of starting the fuel cell power generation device, A condensed water discharge step is performed for draining condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged after the combustion start of the combustion unit 3b to the outside of the system, and is generated from the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit 3b after the condensed water draining step. Recovery of condensed water will be started.

上記凝縮水排出工程では、開閉弁V2を閉じ、排水弁V1を開いて、気液分離器20の凝縮水貯留部に溜まった凝縮水を、排水ラインL15aから系外に排出する。   In the condensed water discharge step, the on-off valve V2 is closed and the drain valve V1 is opened, and the condensed water accumulated in the condensed water storage part of the gas-liquid separator 20 is discharged out of the system from the drain line L15a.

凝縮水排出工程は、少なくとも、燃焼部3bの燃焼状態が安定したことを検知するまで実施することが好ましい。燃焼状態の検知は、燃焼用燃料、燃焼用空気及び燃焼排ガスから選ばれた1種以上のガスの圧力変動幅や流量変動幅の測定や、燃焼部3dの温度変動幅や温度上昇速度の測定や、燃焼排ガスをパーティクルカウンターで検知する等の手段で行うことができる。   The condensed water discharge step is preferably performed at least until it is detected that the combustion state of the combustion unit 3b is stable. The combustion state is detected by measuring the pressure fluctuation range and flow rate fluctuation range of one or more gases selected from combustion fuel, combustion air and combustion exhaust gas, and measuring the temperature fluctuation range and temperature rise rate of the combustion part 3d. Alternatively, it can be performed by means such as detecting combustion exhaust gas with a particle counter.

燃料電池発電装置の起動時は、燃焼用燃料として原燃料を主体としたものが用いられており、また、燃焼部3bの燃焼状態が不安定で、着火と失火を繰り返した状態となる。このため、燃焼用燃料は不完全燃焼になり易く、燃料電池発電装置の起動時の燃焼部3bから排出される燃焼排ガスは、煤等の混在量が多い。しかし、上述したように、少なくとも、燃焼部の燃焼状態が安定したことを検知するまで、凝縮水排出工程を実施するようにすることで、燃焼排ガス中に未燃の燃焼用燃料が混入するのを防止でき、煤等の混入量のきわめて少ない凝縮水を水タンク4に供給できる。なお、燃焼排ガスのガス分は、気液分離器20で分離された後、分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に送られ、脱炭酸装置5に設けられた排気ラインL17から系外に排気される。   When the fuel cell power generator is started, a fuel mainly composed of raw fuel is used as a combustion fuel, and the combustion state of the combustion part 3b is unstable, and ignition and misfire are repeated. For this reason, the combustion fuel tends to be incompletely combusted, and the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit 3b at the time of starting the fuel cell power generation apparatus has a large amount of soot and the like. However, as described above, by performing the condensed water discharge process at least until it is detected that the combustion state of the combustion section is stable, unburned combustion fuel is mixed in the combustion exhaust gas. Condensed water with very little contamination such as soot can be supplied to the water tank 4. The gas content of the combustion exhaust gas is separated by the gas-liquid separator 20, then sent to the decarbonation device 5 through the separation gas discharge line L 14, and from the exhaust line L 17 provided in the decarbonation device 5. Exhausted.

また、凝縮水排出工程は、燃焼用燃料として原燃料を供給している間は実施するようにしてもよい。原燃料を燃焼した際に排出される燃焼排ガスには、煤等が混入している可能性が高いので、燃焼用燃料として原燃料を供給している間は、凝縮水排出工程を実施するようにすることで、煤等の混入量のきわめて少ない凝縮水を水タンク4に供給できる。   Moreover, you may make it implement a condensed water discharge process, while supplying raw fuel as a fuel for combustion. The combustion exhaust gas discharged when the raw fuel is burned is likely to contain soot etc., so the condensate discharge process should be performed while the raw fuel is supplied as the fuel for combustion. By doing so, condensed water with a very small amount of contamination such as soot can be supplied to the water tank 4.

また、凝縮水排出工程は、燃焼部の燃焼状態が安定するまでに要する時間や、燃焼用燃料として原燃料の供給を停止するのに要する時間などをあらかじめ求めて、燃料電池発電装置の起動から当該時間が経過するまで実施するようにしてもよい。この態様によれば、あらかじめ設定した時間に基づいて凝縮水排出工程を行うので、運転制御が容易になる。   In addition, the condensate draining process obtains in advance the time required for the combustion state of the combustion section to stabilize and the time required to stop the supply of raw fuel as a fuel for combustion. You may make it implement until the said time passes. According to this aspect, the condensate draining process is performed based on a preset time, so that operation control is facilitated.

そして、凝縮水排出工程を終えた後、開閉弁V2を開き、排水弁V1を閉じる。このようにすることで、気液分離器20の凝縮水貯留部に溜まった凝縮水は、燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15bを通って、分離ガス排出ラインL14に送られて、ガス分と共に脱炭酸装置5に送られる。凝縮水は、脱炭酸装置5にて脱炭酸処理された後、水タンク4に送られ、ガス分は、脱炭酸用空気と共に排気ラインL17から系外に排気される。   And after finishing the condensed water discharge process, the on-off valve V2 is opened and the drain valve V1 is closed. By doing in this way, the condensed water collected in the condensed water storage part of the gas-liquid separator 20 is sent to the separated gas discharge line L14 through the combustion exhaust gas condensed water recovery line L15b, and decarboxylated together with the gas content. Sent to the device 5. The condensed water is decarboxylated by the decarboxylation device 5 and then sent to the water tank 4, and the gas component is exhausted out of the system from the exhaust line L <b> 17 together with decarbonation air.

そして、水タンク4に回収された凝縮水は、入口フィルタ8にて煤や粉塵等の不純物除去が行われた後、水処理装置10に送られて脱イオン処理がなされ、処理水は、電池冷却水タンク12に送られ、電池冷却水、加湿水、改質水などに使用される。一方、濃縮水は濃縮水排出ラインL21を通って脱炭酸装置5に還流される。   The condensed water collected in the water tank 4 is subjected to removal of impurities such as soot and dust by the inlet filter 8 and then sent to the water treatment device 10 for deionization treatment. It is sent to the cooling water tank 12 and used for battery cooling water, humidified water, reformed water and the like. On the other hand, the concentrated water is refluxed to the decarboxylation device 5 through the concentrated water discharge line L21.

このように、本発明によれば、燃料電池発電装置の起動時において、燃焼部3bにおける燃焼開始後に燃焼部3bから排出される燃焼排ガスより生成される凝縮水を系外に排水するようにしたことで、未燃の燃焼用燃料や、煤等が多量に含まれる燃焼排ガスから生成される凝縮水を系外に排水でき、水タンク4に回収される凝縮水中に煤等の不純物が混入しにくくなる。その結果、煤等の除去に用いる入口フィルタ8の交換周期を長期化できる。更には、圧損や、後段の水処理装置10などにかかる負荷などの上昇を抑制でき、メンテナンスコストを低減できる。また、燃焼排ガスに比べて凝縮水は排出量が少ないので、排水ラインL15aに用いる配管は、口径に小さいものを用いることができ、小型化が可能である。そして、燃焼排ガス中のガス分は、脱炭酸装置5に設けられた排気ラインL17から、脱炭酸用空気と共に系外に排気できるので、排気口を別途設ける必要がなく、装置構成を簡略化できる。   As described above, according to the present invention, when the fuel cell power generator is started, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit 3b after the start of combustion in the combustion unit 3b is drained out of the system. Therefore, condensed water generated from unburned combustion fuel and combustion exhaust gas containing a large amount of soot can be drained out of the system, and impurities such as soot are mixed in the condensed water recovered in the water tank 4. It becomes difficult. As a result, the replacement cycle of the inlet filter 8 used for removing soot and the like can be extended. Furthermore, it is possible to suppress an increase in pressure loss and a load applied to the downstream water treatment apparatus 10 and the like, thereby reducing maintenance costs. Further, since condensed water is less discharged than combustion exhaust gas, the piping used for the drain line L15a can have a small diameter, and can be miniaturized. And since the gas component in the combustion exhaust gas can be exhausted out of the system together with the decarbonation air from the exhaust line L17 provided in the decarbonation device 5, it is not necessary to separately provide an exhaust port, and the device configuration can be simplified. .

次に、前記第一の実施形態において、燃焼部3bの燃焼状態の検知手段として、圧力計を用いた第二の実施形態について、図2を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, in the first embodiment, a second embodiment using a pressure gauge as a means for detecting the combustion state of the combustion section 3b will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この実施形態において、上記第一の実施形態との相違点は、燃焼空気供給ラインL11、燃焼用燃料供給ラインL12、燃焼排ガス排出ラインL13のそれぞれに、圧力計51〜53が配置されている点である。   In this embodiment, the difference from the first embodiment is that pressure gauges 51 to 53 are arranged in each of the combustion air supply line L11, the combustion fuel supply line L12, and the combustion exhaust gas discharge line L13. It is.

この実施形態では、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御は、圧力計51〜53の測定値に基づいて行われる。   In this embodiment, the opening / closing control of the drain valve V1 and the opening / closing valve V2 is performed based on the measured values of the pressure gauges 51-53.

燃焼部3bの燃焼状態が不安定であると、燃焼用燃料、燃焼空気及び燃焼排ガスの圧力が安定しないので、前記ガスの圧力の変動幅を指針とすることで、燃焼部3bの燃焼状態を把握することができる。   If the combustion state of the combustion part 3b is unstable, the pressure of the combustion fuel, combustion air and combustion exhaust gas will not be stable. Therefore, the combustion state of the combustion part 3b can be determined by using the fluctuation range of the pressure of the gas as a guideline. I can grasp it.

以下、図3に示すフローチャートを用いて説明する。   This will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS1では、燃焼部3bにて燃焼用燃料の燃焼を開始する。   First, in step S1, combustion of combustion fuel is started in the combustion section 3b.

次に、ステップS2にて、排水弁V1を開き、開閉弁V2を閉じる。そして、燃焼部3bから排出される燃焼排ガスを気液分離器20にて気液分離し、凝縮水は排水ラインL15aから系外に排水し、ガス分は分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, in step S2, the drain valve V1 is opened and the on-off valve V2 is closed. The combustion exhaust gas discharged from the combustion section 3b is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 20, the condensed water is drained out of the system from the drain line L15a, and the gas component is decarboxylated through the separated gas discharge line L14. Introduced into the device 5.

次に、ステップS3にて、圧力計51、52、53の測定値を検出し、圧力計51、52、53のいずれかの測定値の変動幅が所定範囲以内の状態で所定時間以上維持されているかどうか(この実施形態では、変動幅が±20%以内の状態で20秒以上維持されている)判断する。燃焼部3bの燃焼状態が不安定であると、燃焼用燃料、燃焼空気及び燃焼排ガスの圧力が安定しないので、前記ガスの圧力の変動幅が設定値を超えている間は、燃焼部3bの燃焼状態が不安定であると推測できる。前記状態を維持できない場合は、ステップS2に戻る。一方、前記状態を維持できている場合は、ステップS4に移り、凝縮水排水工程を一時的に終了させる。   Next, in step S3, the measured values of the pressure gauges 51, 52, and 53 are detected, and the fluctuation range of the measured values of the pressure gauges 51, 52, and 53 is maintained within a predetermined range for a predetermined time or more. (In this embodiment, the fluctuation range is maintained for 20 seconds or more in a state within ± 20%). If the combustion state of the combustion part 3b is unstable, the pressures of the combustion fuel, combustion air, and combustion exhaust gas are not stable. Therefore, while the fluctuation range of the pressure of the gas exceeds the set value, the combustion part 3b It can be assumed that the combustion state is unstable. If the state cannot be maintained, the process returns to step S2. On the other hand, when the said state can be maintained, it moves to step S4 and terminates a condensed water drainage process temporarily.

ステップS4では、排水弁V1を閉じ、開閉弁V2を開き、気液分離器20で回収した凝縮水を燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15a及び分離ガス排出ラインL14を通って脱気装置5に導入する。   In step S4, the drain valve V1 is closed, the open / close valve V2 is opened, and the condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 is introduced into the deaerator 5 through the combustion exhaust gas condensed water recovery line L15a and the separated gas discharge line L14. .

次に、ステップS5にて、圧力計51、52、53の測定値を検出し、圧力計51、52、53のいずれかの測定値の変動幅が所定範囲以内(この実施形態では±20%以内)であるかどうか判断する。前記測定値の変動幅が所定範囲以内でない場合は、ステップS2に戻る。一方、前記測定値の変動幅が所定範囲以内である場合は、ステップS6に移る。   Next, in step S5, the measured values of the pressure gauges 51, 52, 53 are detected, and the fluctuation range of the measured values of the pressure gauges 51, 52, 53 is within a predetermined range (± 20% in this embodiment). Or less). When the fluctuation range of the measured value is not within the predetermined range, the process returns to step S2. On the other hand, when the fluctuation range of the measured value is within the predetermined range, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、改質触媒層3aの温度が所定温度(この実施形態では540℃以上)を超えているか判断する。改質触媒層3aの温度が所定温度未満の場合はステップS5に戻り、改質触媒層3aの温度が所定温度を超えている場合は凝縮水排出工程を終了する。   In step S6, it is determined whether the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds a predetermined temperature (540 ° C. or higher in this embodiment). When the temperature of the reforming catalyst layer 3a is lower than the predetermined temperature, the process returns to step S5, and when the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds the predetermined temperature, the condensed water discharge process is terminated.

なお、ステップS4及びステップS5は省略してもよい。また、この実施形態では、燃焼空気供給ラインL11、燃焼用燃料供給ラインL12、燃焼排ガス排出ラインL13のぞれぞれのライン上に圧力計51、52、53を配置したが、圧力計は、前述したいずれかのラインに配置されていればよい。   Step S4 and step S5 may be omitted. Further, in this embodiment, the pressure gauges 51, 52, and 53 are disposed on the combustion air supply line L11, the combustion fuel supply line L12, and the combustion exhaust gas discharge line L13, respectively. It may be arranged in any of the lines described above.

次に、前記第一の実施形態において、燃焼部3bの燃焼状態の検知手段として、流量計を用いた第三の実施形態について、図4を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, in the first embodiment, a third embodiment using a flow meter as a means for detecting the combustion state of the combustion section 3b will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この実施形態において、上記第一の実施形態との相違点は、燃焼空気供給ラインL11、燃焼用燃料供給ラインL12、燃焼排ガス排出ラインL13のそれぞれに流量計61〜63が配置されている点である。   In this embodiment, the difference from the first embodiment is that flow meters 61 to 63 are arranged in the combustion air supply line L11, the combustion fuel supply line L12, and the combustion exhaust gas discharge line L13, respectively. is there.

この実施形態では、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御は、流量計61〜63の測定値に基づいて行われる。   In this embodiment, the opening / closing control of the drain valve V1 and the opening / closing valve V2 is performed based on the measured values of the flow meters 61-63.

燃焼部3bの燃焼状態が不安定であると、燃焼用燃料、燃焼空気及び燃焼排ガスの流量が安定しないので、前記ガスの流量の変動幅を指針とすることで、燃焼部3bの燃焼状態を把握することができる。   If the combustion state of the combustion unit 3b is unstable, the flow rates of the combustion fuel, combustion air, and combustion exhaust gas are not stable. Therefore, the combustion state of the combustion unit 3b is determined by using the fluctuation range of the gas flow rate as a guideline. I can grasp it.

以下、図5に示すフローチャートを用いて説明する。   Hereinafter, a description will be given with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS11では、燃焼部3bにて燃焼用燃料の燃焼を開始する。   First, in step S11, combustion of combustion fuel is started in the combustion section 3b.

次に、ステップS12にて、排水弁V1を開き、開閉弁V2を閉じる。そして、燃焼部3bから排出される燃焼排ガスを気液分離器20にて気液分離し、凝縮水は排水ラインL15aから系外に排水し、ガス分は分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, in step S12, the drain valve V1 is opened and the on-off valve V2 is closed. The combustion exhaust gas discharged from the combustion section 3b is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 20, the condensed water is drained out of the system from the drain line L15a, and the gas component is decarboxylated through the separated gas discharge line L14. Introduced into the device 5.

次に、ステップS13にて、流量計61、62、63の測定値を検出し、流量計61、62、63のいずれかの測定値の変動幅が所定範囲以内の状態で所定時間以上維持されているかどうか(この実施形態では、変動幅が±20%以内の状態で20秒以上維持されている)判断する。前記状態を維持できない場合は、ステップS12に戻る。一方、前記状態を維持できている場合は、ステップS14に移り、凝縮水排水工程を一時的に終了させる。   Next, in step S13, the measurement values of the flow meters 61, 62, 63 are detected, and the fluctuation range of any of the measurement values of the flow meters 61, 62, 63 is maintained within a predetermined range for a predetermined time or more. (In this embodiment, the fluctuation range is maintained for 20 seconds or more in a state within ± 20%). If the state cannot be maintained, the process returns to step S12. On the other hand, when the said state can be maintained, it moves to step S14 and terminates a condensed water drainage process temporarily.

ステップS14では、排水弁V1を閉じ、開閉弁V2を開き、気液分離器20で回収した凝縮水を燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15a及び分離ガス排出ラインL14を通って脱気装置5に導入する。   In step S14, the drain valve V1 is closed, the open / close valve V2 is opened, and the condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 is introduced into the deaeration device 5 through the combustion exhaust gas condensate recovery line L15a and the separation gas discharge line L14. .

次に、ステップS15にて、流量計61、62、63の測定値を検出し、流量計61、62、63のいずれかの測定値の変動幅が所定範囲以内(この実施形態では±20%以内)であるかどうか判断する。前記測定値の変動幅が所定範囲以内でない場合は、ステップS12に戻る。一方、前記測定値の変動幅が所定範囲以内である場合は、ステップS16に移る。   Next, in step S15, the measured values of the flow meters 61, 62, and 63 are detected, and the fluctuation range of the measured values of the flow meters 61, 62, and 63 is within a predetermined range (± 20% in this embodiment). Or less). When the fluctuation range of the measured value is not within the predetermined range, the process returns to step S12. On the other hand, when the fluctuation range of the measured value is within the predetermined range, the process proceeds to step S16.

ステップS16では、改質触媒層3aの温度が所定温度(この実施形態では540℃以上)を超えているか判断する。改質触媒層3aの温度が所定温度未満の場合はステップS15に戻り、改質触媒層3aの温度が所定温度を超えている場合は凝縮水排出工程を終了する。   In step S16, it is determined whether the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds a predetermined temperature (in this embodiment, 540 ° C. or higher). When the temperature of the reforming catalyst layer 3a is lower than the predetermined temperature, the process returns to step S15, and when the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds the predetermined temperature, the condensed water discharge step is terminated.

なお、ステップS14及びステップS15は省略してもよい。また、この実施形態では、燃焼空気供給ラインL11、燃焼用燃料供給ラインL12、燃焼排ガス排出ラインL13のぞれぞれのライン上に流量計61、62、63を配置したが、流量計は、前述したいずれかのラインに配置されていればよい。   Note that step S14 and step S15 may be omitted. In this embodiment, the flow meters 61, 62, and 63 are arranged on the combustion air supply line L11, the combustion fuel supply line L12, and the combustion exhaust gas discharge line L13, respectively. It may be arranged in any of the lines described above.

次に、前記第一の実施形態において、燃焼部3bの燃焼状態の検知手段として、温度計を用いた第四の実施形態について、図6を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, in the first embodiment, a fourth embodiment using a thermometer as a means for detecting the combustion state of the combustion section 3b will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この実施形態において、上記第一の実施形態との相違点は、燃焼部3bに温度計71が配置されている点である。   In this embodiment, the difference from the first embodiment is that a thermometer 71 is arranged in the combustion section 3b.

この実施形態では、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御は、温度計71の測定値に基づいて行われる。   In this embodiment, the opening / closing control of the drain valve V <b> 1 and the opening / closing valve V <b> 2 is performed based on the measured value of the thermometer 71.

燃焼部3bの燃焼状態が不安定であると、燃焼部3bが昇温し難く、また、温度にばらつきが生じるので、燃焼部3bの昇温速度や、燃焼部3bの温度変動幅を指針とすることで、燃焼部3bの燃焼状態を把握することができる。温度計71は燃焼部3bの温度を計測できる位置に配置されていればよく、バーナ室の内壁や、バーナで燃焼用燃料を燃焼した際に排出される燃焼排ガスの流路上に配置することが好ましい。   If the combustion state of the combustion unit 3b is unstable, the temperature of the combustion unit 3b is difficult to increase, and the temperature varies, so the temperature increase rate of the combustion unit 3b and the temperature fluctuation range of the combustion unit 3b are used as guidelines. By doing so, the combustion state of the combustion part 3b can be grasped | ascertained. The thermometer 71 is only required to be disposed at a position where the temperature of the combustion section 3b can be measured, and may be disposed on the inner wall of the burner chamber or on the flow path of the combustion exhaust gas discharged when the combustion fuel is burned by the burner. preferable.

まず、燃焼部3bの昇温速度を指針として、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御する例について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。   First, an example of controlling the opening and closing of the drain valve V1 and the on-off valve V2 using the temperature increase rate of the combustion unit 3b as a guide will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS21では、燃焼部3bにて燃焼用燃料の燃焼を開始する。   In step S21, combustion of the combustion fuel is started in the combustion section 3b.

次に、ステップS22にて、排水弁V1を開き、開閉弁V2を閉じる。そして、燃焼部3bから排出される燃焼排ガスを気液分離器20にて気液分離し、凝縮水は排水ラインL15aから系外に排水し、ガス分は分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, in step S22, the drain valve V1 is opened and the on-off valve V2 is closed. The combustion exhaust gas discharged from the combustion section 3b is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 20, the condensed water is drained out of the system from the drain line L15a, and the gas component is decarboxylated through the separated gas discharge line L14. Introduced into the device 5.

次に、ステップS23にて、温度計71の昇温速度が、所定値を超えた状態で所定時間以上維持されているかどうか(この実施形態では、(起動に必要な温度上昇値[例えば600℃]/設定起動時間[例えば120分])の1/3以上の値の昇温速度で、5分以上維持されている)判断する。前記状態を維持できない場合は、ステップS22に戻る。一方、前記状態を維持できている場合は、ステップS24に移り、凝縮水排水工程を一時的に終了させる。   Next, in step S23, whether or not the temperature increase rate of the thermometer 71 has been maintained for a predetermined time or more in a state of exceeding a predetermined value (in this embodiment, (temperature increase value necessary for activation [for example, 600 ° C. ] / Set start time [e.g. 120 minutes]) at a temperature increase rate of 1/3 or more, and is maintained for 5 minutes or more. If the state cannot be maintained, the process returns to step S22. On the other hand, when the said state can be maintained, it moves to step S24 and terminates a condensed water drainage process temporarily.

ステップS24では、排水弁V1を閉じ、開閉弁V2を開き、気液分離器20で回収した凝縮水を燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15a及び分離ガス排出ラインL14を通って脱気装置5に導入する。   In step S24, the drain valve V1 is closed, the on-off valve V2 is opened, and the condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 is introduced into the deaeration device 5 through the combustion exhaust gas condensate recovery line L15a and the separation gas discharge line L14. .

次に、ステップS25にて、温度計71の昇温速度が、所定値を超えているかどうか(この実施形態では、(起動に必要な温度上昇値[例えば600℃]/設定起動時間[例えば120分])の1/3以上の値の昇温速度)判断する。前記測定値の変動幅が所定範囲以内でない場合は、ステップS22に戻る。一方、前記測定値の変動幅が所定範囲以内である場合は、ステップS26に移る。   Next, in step S25, whether or not the temperature increase rate of the thermometer 71 exceeds a predetermined value (in this embodiment, (temperature increase value necessary for activation [eg 600 ° C.] / Set activation time [eg 120 Min))) or more. When the fluctuation range of the measured value is not within the predetermined range, the process returns to step S22. On the other hand, when the fluctuation range of the measured value is within the predetermined range, the process proceeds to step S26.

ステップS26では、改質触媒層3aの温度が所定温度(この実施形態では540℃以上)を超えているか判断する。改質触媒層3aの温度が所定温度未満の場合はステップS25に戻り、改質触媒層3aの温度が所定温度を超えている場合は凝縮水排出工程を終了する。   In step S26, it is determined whether the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds a predetermined temperature (540 ° C. or higher in this embodiment). When the temperature of the reforming catalyst layer 3a is lower than the predetermined temperature, the process returns to step S25, and when the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds the predetermined temperature, the condensed water discharge process is terminated.

なお、ステップS24及びステップS25は省略してもよい。   Note that step S24 and step S25 may be omitted.

次に、燃焼部3bの温度変動幅を指針として、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御する例について、図8に示すフローチャートを用いて説明する。   Next, an example in which the opening / closing control of the drain valve V1 and the opening / closing valve V2 is controlled using the temperature fluctuation range of the combustion section 3b as a guide will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS31では、燃焼部3bにて燃焼用燃料の燃焼を開始する。   In step S31, combustion of the combustion fuel is started in the combustion section 3b.

次に、ステップS32にて、排水弁V1を開き、開閉弁V2を閉じる。そして、燃焼部3bから排出される燃焼排ガスを気液分離器20にて気液分離し、凝縮水は排水ラインL15aから系外に排水し、ガス分は分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, in step S32, the drain valve V1 is opened and the on-off valve V2 is closed. The combustion exhaust gas discharged from the combustion section 3b is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 20, the condensed water is drained out of the system from the drain line L15a, and the gas component is decarboxylated through the separated gas discharge line L14. Introduced into the device 5.

次に、ステップS33にて、温度計71の測定値を検出し、温度計71の測定値の変動幅が所定範囲以内の状態で所定時間以上維持されているか(この実施形態では、変動幅が±20%以内の状態で20秒以上維持されている)どうか判断する。前記状態を維持できない場合は、ステップS32に戻る。一方、前記状態を維持できている場合は、ステップS34に移り、凝縮水排水工程を一時的に終了させる。   Next, in step S33, the measurement value of the thermometer 71 is detected, and whether or not the fluctuation range of the measurement value of the thermometer 71 is maintained within a predetermined range for a predetermined time or longer (in this embodiment, the fluctuation range is It is judged whether it is maintained for 20 seconds or more in a state within ± 20%). If the state cannot be maintained, the process returns to step S32. On the other hand, when the said state can be maintained, it moves to step S34 and terminates a condensed water drainage process temporarily.

ステップS34では、排水弁V1を閉じ、開閉弁V2を開き、気液分離器20で回収した凝縮水を燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15a及び分離ガス排出ラインL14を通って脱気装置5に導入する。   In step S34, the drain valve V1 is closed, the open / close valve V2 is opened, and the condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 is introduced into the deaerator 5 through the combustion exhaust gas condensed water recovery line L15a and the separated gas discharge line L14. .

次に、ステップS35にて、温度計71の測定値を検出し、温度計71の測定値の変動幅が所定範囲以内(この実施形態では、変動幅が±20%以内)であるかどうか判断する。前記測定値の変動幅が所定範囲以内でない場合は、ステップS32に戻る。一方、前記測定値の変動幅が所定範囲以内である場合は、ステップS36に移る。   Next, in step S35, the measurement value of the thermometer 71 is detected, and it is determined whether or not the fluctuation range of the measurement value of the thermometer 71 is within a predetermined range (in this embodiment, the fluctuation range is within ± 20%). To do. When the fluctuation range of the measured value is not within the predetermined range, the process returns to step S32. On the other hand, when the fluctuation range of the measured value is within the predetermined range, the process proceeds to step S36.

ステップS36では、改質触媒層3aの温度が所定温度(この実施形態では540℃以上)を超えているか判断する。改質触媒層3aの温度が所定温度未満の場合はステップS35に戻り、改質触媒層3aの温度が所定温度を超えている場合は凝縮水排出工程を終了する。   In step S36, it is determined whether the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds a predetermined temperature (540 ° C. or higher in this embodiment). When the temperature of the reforming catalyst layer 3a is lower than the predetermined temperature, the process returns to step S35, and when the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds the predetermined temperature, the condensed water discharge process is terminated.

なお、ステップS34及びステップS35は省略してもよい。   Note that step S34 and step S35 may be omitted.

次に、前記第一の実施形態において、燃焼部3bの燃焼状態の検知手段として、パーティクルカウンターを用いた第五の実施形態について、図9を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, in the first embodiment, a fifth embodiment using a particle counter as a means for detecting the combustion state of the combustion section 3b will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この実施形態において、上記第一の実施形態との相違点は、燃焼排ガス排出ラインL13に、パーティクルカウンター81が配置されている点である。   In this embodiment, the difference from the first embodiment is that a particle counter 81 is arranged in the combustion exhaust gas discharge line L13.

この実施形態では、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御は、パーティクルカウンター81の測定値に基づいて行われる。   In this embodiment, the opening / closing control of the drain valve V <b> 1 and the opening / closing valve V <b> 2 is performed based on the measured value of the particle counter 81.

燃焼部3bの燃焼状態が不安定であると、燃焼排ガスに煤等の混入量が多くなるので、パーティクルカウンター81の測定値を指針とすることで、燃焼部3bの燃焼状態を把握することができる。   If the combustion state of the combustion unit 3b is unstable, the amount of soot and the like mixed in the combustion exhaust gas increases, so that the combustion state of the combustion unit 3b can be grasped by using the measured value of the particle counter 81 as a guideline. it can.

以下、図10に示すフローチャートを用いて説明する。   Hereinafter, a description will be given using the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS41では、燃焼部3bにて燃焼用燃料の燃焼を開始する。   First, in step S41, combustion of combustion fuel is started in the combustion section 3b.

次に、ステップS42にて、排水弁V1を開き、開閉弁V2を閉じる。そして、燃焼部3bから排出される燃焼排ガスを気液分離器20にて気液分離し、凝縮水は排水ラインL15aから系外に排水し、ガス分は分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, in step S42, the drain valve V1 is opened and the on-off valve V2 is closed. The combustion exhaust gas discharged from the combustion section 3b is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 20, the condensed water is drained out of the system from the drain line L15a, and the gas component is decarboxylated through the separated gas discharge line L14. Introduced into the device 5.

次に、ステップS43にて、パーティクルカウンター81の測定値を検出し、測定値が所定値未満であるかどうか判断する。パーティクルカウンター81の測定値が所定値を超えている場合は、ステップS42に戻る。一方、パーティクルカウンター81の測定値が所定値未満の場合は、ステップS44に移り、凝縮水排水工程を一時的に終了させる。   Next, in step S43, the measurement value of the particle counter 81 is detected, and it is determined whether or not the measurement value is less than a predetermined value. If the measured value of the particle counter 81 exceeds the predetermined value, the process returns to step S42. On the other hand, when the measured value of the particle counter 81 is less than the predetermined value, the process proceeds to step S44, and the condensed water draining process is temporarily terminated.

ステップS44では、排水弁V1を閉じ、開閉弁V2を開き、気液分離器20で回収した凝縮水を燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15a及び分離ガス排出ラインL14を通って脱気装置5に導入する。   In step S44, the drain valve V1 is closed, the open / close valve V2 is opened, and the condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 is introduced into the deaerator 5 through the combustion exhaust gas condensed water recovery line L15a and the separated gas discharge line L14. .

次に、ステップS45にて、パーティクルカウンター81の測定値を検出し、測定値が所定値未満であるかどうか判断する。パーティクルカウンター81の測定値が所定値を超えている場合は、ステップS42に戻る。一方、パーティクルカウンター81の測定値が所定値未満の場合は、ステップS46に移る。   Next, in step S45, the measurement value of the particle counter 81 is detected, and it is determined whether or not the measurement value is less than a predetermined value. If the measured value of the particle counter 81 exceeds the predetermined value, the process returns to step S42. On the other hand, when the measured value of the particle counter 81 is less than the predetermined value, the process proceeds to step S46.

ステップS46では、改質触媒層3aの温度が所定温度(この実施形態では540℃以上)を超えているか判断する。改質触媒層3aの温度が所定温度未満の場合はステップS45に戻り、改質触媒層3aの温度が所定温度を超えている場合は凝縮水排出工程を終了する。   In step S46, it is determined whether the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds a predetermined temperature (540 ° C. or higher in this embodiment). When the temperature of the reforming catalyst layer 3a is lower than the predetermined temperature, the process returns to step S45, and when the temperature of the reforming catalyst layer 3a exceeds the predetermined temperature, the condensed water discharge step is ended.

なお、ステップS44及びステップS45は省略してもよい。   Step S44 and step S45 may be omitted.

次に、前記第一の実施形態において、凝縮水排出工程を燃焼部の燃焼用燃料として原燃料を供給している間実施するようにした、第六の実施形態について、図11を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, in the first embodiment, a sixth embodiment in which the condensed water discharge step is performed while supplying raw fuel as combustion fuel for the combustion section will be described with reference to FIG. To do. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この実施形態では、排水弁V1及び開閉弁V2の開閉制御は、原燃料供給ラインL9に介装された開閉弁V3,V4、改質ガス供給ラインL1に改装された開閉弁V5、改質ガス供給ラインL1とアノードオフガス排出ラインL3とを接続するバイパスラインL22に介装された開閉弁V6の開閉制御と共に、予め制御手段にプログラムされている点で第一の実施形態と相違している。
以下、弁V1〜V6の制御について説明する。
In this embodiment, the on-off control of the drain valve V1 and the on-off valve V2 is performed on the on-off valves V3 and V4 interposed in the raw fuel supply line L9, the on-off valve V5 renovated to the reformed gas supply line L1, and the reformed gas. It differs from the first embodiment in that it is programmed in advance in the control means together with the on / off control of the on / off valve V6 interposed in the bypass line L22 connecting the supply line L1 and the anode offgas discharge line L3.
Hereinafter, control of the valves V1 to V6 will be described.

まず、改質装置3の起動開始時には、開閉弁V3を開いて燃焼部3bに原燃料を供給し、燃焼用燃料の燃焼を開始する。この時、開閉弁V4〜6は閉じられている。   First, when starting the reformer 3, the on-off valve V3 is opened to supply raw fuel to the combustion unit 3b, and combustion of combustion fuel is started. At this time, the on-off valves V4 to V6 are closed.

次に、排水弁V1を開き、開閉弁V2を閉じる。そして、燃焼部3bから排出される燃焼排ガスを気液分離器20にて気液分離し、凝縮水は排水ラインL15aから系外に排水し、ガス分は分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, the drain valve V1 is opened and the on-off valve V2 is closed. The combustion exhaust gas discharged from the combustion section 3b is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 20, the condensed water is drained out of the system from the drain line L15a, and the gas component is decarboxylated through the separated gas discharge line L14. Introduced into the device 5.

次に、触媒温度が540℃に到達したことを検知した後、バイパスラインL22上の開閉弁V6を開き、これに続いて開閉弁V4を開いて改質触媒層3aへ原燃料を供給し、改質反応を開始する。   Next, after detecting that the catalyst temperature has reached 540 ° C., the on-off valve V6 on the bypass line L22 is opened, and subsequently the on-off valve V4 is opened to supply raw fuel to the reforming catalyst layer 3a. Start the reforming reaction.

改質ガスがバイパスラインL22を通って燃焼部3bに到達すると改質ガスを燃焼用燃料とすることができるので、次に開閉弁V3を閉じる。開閉弁V3を閉じるタイミングは、改質ガスが燃焼部3bに到達するのに要する時間を予め求めて設定(本実施例では開閉弁V4を開いてから2分後)されている。   When the reformed gas reaches the combustion section 3b through the bypass line L22, the reformed gas can be used as combustion fuel, and the on-off valve V3 is then closed. The timing for closing the on-off valve V3 is set by obtaining in advance the time required for the reformed gas to reach the combustion section 3b (in this embodiment, two minutes after opening the on-off valve V4).

次に、排水弁V1を閉じ、開閉弁V2を開いて凝縮水排出工程を終了し、気液分離器20で回収した凝縮水を、燃焼排ガス凝縮水回収ラインL15a及び分離ガス排出ラインL14を通って脱炭酸装置5に導入する。   Next, the drain valve V1 is closed and the on-off valve V2 is opened to complete the condensed water discharge process. The condensed water recovered by the gas-liquid separator 20 passes through the combustion exhaust gas condensed water recovery line L15a and the separated gas discharge line L14. And introduced into the decarboxylation device 5.

排水弁V1を閉じるタイミングは、開閉弁V3を閉じると同時に閉じるように制御してもよく、あるいは、原燃料が燃焼排ガスとなって燃焼部3bから排気されるのに要する時間をあらかじめ求めておき、開閉弁V3を閉じてから、前記設定時間経過後に閉じるように制御してもよい。   The timing for closing the drain valve V1 may be controlled so that it closes simultaneously with closing the on-off valve V3, or the time required for the raw fuel to become combustion exhaust gas and exhaust from the combustion section 3b is obtained in advance. The on-off valve V3 may be controlled to be closed after the set time has elapsed.

以上説明した第一〜六の実施形態では、気液分離器20から延出した分離ガス排出ラインL14及び燃焼排ガス凝縮水取り出しラインL15に設置された、排出弁V1及び開閉弁V2の開閉制御で凝縮水排出工程を行っているが、この構成に限られず、本発明の凝縮水排出工程が実現できるものであれば良く、例えば図12に示すような構成に替えることもできる。   In the first to sixth embodiments described above, the opening / closing control of the discharge valve V1 and the opening / closing valve V2 installed in the separation gas discharge line L14 and the combustion exhaust gas condensed water extraction line L15 extending from the gas-liquid separator 20 is performed. Although the condensed water discharge process is performed, the present invention is not limited to this configuration, and any structure that can realize the condensed water discharge process of the present invention may be used. For example, the structure shown in FIG.

すなわち、図12に示す構成では、燃焼排ガスラインL13の燃焼排ガス熱交換器Q4よりも下流側の部分が分岐して、脱炭酸装置5に接続する配管L23と、排水弁V1a及びドレントラップ25が配置された配管L24に接続している。また、ドレントラップ25の前段に、水タンクを設置して、水タンクを経由してドレントラップに凝縮水を含む燃焼排ガスを供給するようにしてもよい。   That is, in the configuration shown in FIG. 12, a portion of the combustion exhaust gas line L13 on the downstream side of the combustion exhaust gas heat exchanger Q4 is branched, and a pipe L23 connected to the decarbonation device 5, a drain valve V1a, and a drain trap 25 are provided. It is connected to the arranged pipe L24. Further, a water tank may be installed in the front stage of the drain trap 25, and combustion exhaust gas containing condensed water may be supplied to the drain trap via the water tank.

ドレントラップ25としては、従来公知のものを用いることができ、例えば、図13、14に示すドレントラップが一例として挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。   As the drain trap 25, a conventionally known one can be used. For example, the drain trap shown in FIGS. 13 and 14 is exemplified. These may be used alone or in combination.

図13に示すドレントラップは、U字状に屈曲した配管40からなり、配管40の始部41が燃焼排ガスラインL13に連通する配管L24が接続し、終端部42が下方に向かって伸びて、排水ラインL24aに接続しており、U字部分に凝縮水を貯めて、一定水量を超えたら系外に排水するように構成されている。   The drain trap shown in FIG. 13 is composed of a pipe 40 bent in a U-shape. A pipe L24 communicating with a combustion exhaust gas line L13 is connected to a start part 41 of the pipe 40, and a terminal part 42 extends downward. It is connected to the drainage line L24a, and is configured to store condensed water in the U-shaped portion and drain it outside the system when a certain amount of water is exceeded.

図14に示すドレントラップは、ハウジング45の上部に、配管L24が接続する燃焼排ガス入り口46が形成されている。また、ハウジング45の底部には、凝縮水出口48が形成されており、系外に続く排水ラインL24bが接続している。また、凝縮水出口48には、フロート49の作用によって機械的に開閉操作される弁50が配置されている。   In the drain trap shown in FIG. 14, a combustion exhaust gas inlet 46 connected to the pipe L <b> 24 is formed in the upper part of the housing 45. Further, a condensate outlet 48 is formed at the bottom of the housing 45, and a drain line L24b is connected to the outside of the system. A valve 50 that is mechanically opened and closed by the action of the float 49 is disposed at the condensed water outlet 48.

排水弁V1aは、凝縮水排出工程中は開き、凝縮水排出工程終了後は閉じるよう開閉制御される。このため、凝縮水排水工程中は、燃焼排ガス熱交換器Q4で凝縮された燃焼排ガス中の凝縮水が排出弁V1a及びドレントラップ25を経由して燃料電池発電装置外へ排水される。なお、燃焼排ガス中のガス分は、凝縮水排水工程中でも、配管L23を通って脱炭酸装置5に導入されて、排気ラインL17から系外に排気される。そして、凝縮水排出工程終了後は、排出弁V1aが閉じられるので、凝縮水および燃焼排ガスは共に配管L24を通って脱炭酸装置5へと送られる。   The drain valve V1a is controlled to be opened and closed during the condensed water discharge process and closed after the condensed water discharge process. For this reason, during the condensed water draining process, the condensed water in the combustion exhaust gas condensed by the combustion exhaust gas heat exchanger Q4 is drained out of the fuel cell power generation device via the discharge valve V1a and the drain trap 25. Note that the gas component in the combustion exhaust gas is introduced into the decarbonation device 5 through the pipe L23 and exhausted from the exhaust line L17 to the outside even during the condensed water drainage process. And after completion | finish of a condensed water discharge process, since the discharge valve V1a is closed, both condensed water and combustion exhaust gas are sent to the decarbonation apparatus 5 through the piping L24.

この態様によれば、弁体の個数を減らすことができるので、部品点数が少なくなり、装置コストを低減できる。   According to this aspect, since the number of valve bodies can be reduced, the number of parts is reduced, and the apparatus cost can be reduced.

本発明の燃料電池発電装置の第一の実施形態の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a fuel cell power generator of the present invention. 本発明の燃料電池発電装置の第二の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 2nd embodiment of the fuel cell electric power generating apparatus of this invention. 同燃料電池発電装置を用いた、開閉弁及び排水弁の開閉制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the opening / closing control of an on-off valve and a drain valve using the fuel cell power generation device. 本発明の燃料電池発電装置の第三の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 3rd embodiment of the fuel cell electric power generating apparatus of this invention. 同燃料電池発電装置を用いた、開閉弁及び排水弁の開閉制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the opening / closing control of an on-off valve and a drain valve using the fuel cell power generation device. 本発明の燃料電池発電装置の第四の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 4th embodiment of the fuel cell power generator of this invention. 同燃料電池発電装置を用いた、開閉弁及び排水弁の開閉制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the opening / closing control of an on-off valve and a drain valve using the fuel cell power generation device. 同燃料電池発電装置を用いた、開閉弁及び排水弁の開閉制御を示す他のフローチャート図である。It is another flowchart figure which shows the opening / closing control of an on-off valve and a drain valve using the fuel cell power generation device. 本発明の燃料電池発電装置の第五の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 5th embodiment of the fuel cell electric power generating apparatus of this invention. 同燃料電池発電装置を用いた、開閉弁及び排水弁の開閉制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the opening / closing control of an on-off valve and a drain valve using the fuel cell power generation device. 本発明の燃料電池発電装置の第六の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 6th embodiment of the fuel cell power generator of this invention. 本発明の凝縮水排出工程を実施するための装置構成の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the apparatus structure for implementing the condensed water discharge process of this invention. ドレントラップの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a drain trap. ドレントラップの他の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of a drain trap.

符号の説明Explanation of symbols

1:燃料電池本体
1a:アノード電極
1b:カソード電極
1c:電解質
1d:冷却系
2:加湿器
3:改質装置
3a:改質触媒層
3b:燃焼部
4:水タンク
5:脱炭酸装置
6:ドレン口
8:入口フィルタ
10:水処理装置
12:電池冷却水タンク
20:気液分離器
25:ドレントラップ
51〜53:圧力計
61〜63:流量計
71:温度計
81:パーティクルカウンター
L1:改質ガス供給ライン
L2:改質ガス凝縮水供給ライン
L3:アノードオフガス排出ライン
L4:アノードオフガス凝縮水供給ライン
L5:空気供給ライン
L6:カソードオフガス排出ライン
L7:電池冷却水供給ライン
L8:電池冷却水排出ライン
L9:原燃料供給ライン
L10:改質水供給ライン
L11:燃焼空気供給ライン
L12:燃焼用燃料供給ライン
L13:燃焼排ガスライン
L14:分離ガス排出ライン
L15:燃焼排ガス凝縮水取り出しライン
L15a:排水ライン
L15b:燃焼排ガス凝縮水回収ライン
L17:排気ライン
L18:電池冷却水オーバフローライン
L19:タンク水オーバフローライン
L20:回収水供給ライン
L21:濃縮水排出ライン
P1:回収水ポンプ
Q1:改質ガスドレントラップ
Q2:アノードオフガスドレントラップ
Q3:カソードオフガス熱交換器
Q4:燃焼排ガス熱交換器
V1:排水弁
V2〜V6:開閉弁
1: Fuel cell body 1a: Anode electrode 1b: Cathode electrode 1c: Electrolyte 1d: Cooling system 2: Humidifier 3: Reforming device 3a: Reforming catalyst layer 3b: Combustion unit 4: Water tank 5: Decarbonation device 6: Drain port 8: Inlet filter 10: Water treatment device 12: Battery cooling water tank 20: Gas-liquid separator 25: Drain traps 51-53: Pressure gauges 61-63: Flow meter 71: Thermometer 81: Particle counter L1: Modified Quality gas supply line L2: Reformed gas condensate supply line L3: Anode offgas discharge line L4: Anode offgas condensate supply line L5: Air supply line L6: Cathode offgas discharge line L7: Battery cooling water supply line L8: Battery cooling water Discharge line L9: Raw fuel supply line L10: Reformed water supply line L11: Combustion air supply line L12: Combustion fuel supply line L13: Burning exhaust gas line L14: Separation gas discharge line L15: Combustion exhaust gas condensed water take-out line L15a: Drainage line L15b: Combustion exhaust gas condensed water recovery line L17: Exhaust line L18: Battery cooling water overflow line L19: Tank water overflow line L20: Recovered water Supply line L21: Concentrated water discharge line P1: Recovered water pump Q1: Reformed gas drain trap Q2: Anode offgas drain trap Q3: Cathode offgas heat exchanger Q4: Combustion exhaust gas heat exchanger V1: Drain valve V2-V6: Open / close valve

Claims (18)

炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体とを備え、前記燃焼部に燃焼用燃料と燃焼用空気とを供給して前記反応熱を発生させ、前記燃焼部から排出される燃焼排ガスを気液分離して凝縮水を回収し、該凝縮水を再利用するように構成された燃料電池発電装置の起動方法であって、
燃料電池発電装置の起動時において、前記燃焼部における燃焼開始後に、燃焼排ガスより生成される凝縮水を系外に排水する凝縮水排出工程を実施し、
前記凝縮水排水工程後に、燃焼排ガスより生成される凝縮水の回収を開始する、
ことを特徴とする燃料電池発電装置の起動方法。
A reforming catalyst layer that steam-reforms a raw fuel containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a reforming device having a combustion section that supplies reaction heat to the reforming catalyst layer, and the hydrogen-containing gas and oxidant A fuel cell main body that generates power by reacting with gas, supplying combustion fuel and combustion air to the combustion section to generate the reaction heat, and the combustion exhaust gas discharged from the combustion section is gas-liquid A method for starting a fuel cell power generator configured to separate and collect condensed water and to reuse the condensed water,
At the start of the fuel cell power generation device, after starting combustion in the combustion section, a condensed water discharge step for draining condensed water generated from the combustion exhaust gas outside the system is performed,
After the condensed water draining step, start collecting condensed water generated from the combustion exhaust gas,
A starting method for a fuel cell power generator.
少なくとも前記燃焼部の燃焼状態が安定したことを検知するまで、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   The method for starting a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the condensate discharge step is performed at least until it is detected that the combustion state of the combustion section is stabilized. 燃焼用燃料として前記原燃料を供給している間は、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   The method for starting a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the condensed water discharge step is performed while the raw fuel is supplied as a combustion fuel. 燃料電池発電装置の起動開始から所定時間経過するまで、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   The method for starting a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the condensate draining step is performed until a predetermined time has elapsed from the start of starting the fuel cell power generator. 燃焼用燃料、燃焼用空気及び燃焼排ガスから選ばれた1種以上のガスの圧力変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the condensed water discharge step is performed while a pressure fluctuation range of one or more kinds of gases selected from combustion fuel, combustion air, and combustion exhaust gas exceeds a set value. How to start the power generator. 燃焼用燃料、燃焼用空気及び燃焼排ガスから選ばれた1種以上のガスの流量変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the condensed water discharge step is performed while a flow rate fluctuation range of one or more kinds of gases selected from combustion fuel, combustion air, and combustion exhaust gas exceeds a set value. How to start the power generator. 前記燃焼部の温度変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1又は2に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   The method for starting the fuel cell power generator according to claim 1 or 2, wherein the condensed water discharge step is performed while a temperature fluctuation range of the combustion section exceeds a set value. 前記燃焼部の温度上昇速度が設定値を下回る間は、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   The start method of the fuel cell power generator according to claim 1, wherein the condensed water discharge step is performed while the temperature rise rate of the combustion section is lower than a set value. 前記燃焼排ガスのパーティクルカウンターによる検出値が、設定値を超えている間は、前記凝縮水排出工程を実施する、請求項1に記載の燃料電池発電装置の起動方法。   The method for starting a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the condensed water discharge step is performed while a detected value of the combustion exhaust gas by a particle counter exceeds a set value. 炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、
前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体と、
前記燃焼部に燃焼用燃料を供給する燃焼用燃料ラインと、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気ラインと、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスを気液分離して凝縮水を回収する気液分離器と、
前記燃焼部と前記気液分離器とを接続する燃焼排ガスラインと、
脱炭酸装置と、
前記気液分離器内の凝縮水及び気液分離後の燃焼排ガスを前記脱炭酸装置に導入する凝縮水ラインと、
前記脱炭酸装置で脱炭酸された凝縮水を貯留する水タンクと、
前記気液分離器内の凝縮水を系外に排水する排水ラインとを備え、
燃料電池発電装置の起動時において、前記燃焼部での燃焼開始後に排出される、燃焼排ガスから生成される凝縮水を前記排水ラインから系外に排水させ、その後、前記燃焼排ガスから生成される凝縮水を前記凝縮水ラインから前記脱炭酸装置に供給するように構成されている、
ことを特徴とする燃料電池発電装置。
A reforming catalyst layer that steam-reforms a raw fuel containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, and a reforming device having a combustion section that supplies reaction heat to the reforming catalyst layer;
A fuel cell body that generates power by reaction with the hydrogen-containing gas and the oxidant gas;
A combustion fuel line for supplying combustion fuel to the combustion section;
A combustion air line for supplying combustion air to the combustion section;
A gas-liquid separator that gas-liquid separates the flue gas discharged from the combustion section and collects condensed water; and
A combustion exhaust gas line connecting the combustion section and the gas-liquid separator;
A decarboxylation device;
A condensed water line for introducing condensed water in the gas-liquid separator and combustion exhaust gas after gas-liquid separation into the decarbonation device;
A water tank for storing condensed water decarboxylated by the decarboxylation device;
A drainage line for draining the condensed water in the gas-liquid separator to the outside of the system,
When starting the fuel cell power generator, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system from the drainage line, and then the condensation generated from the combustion exhaust gas Configured to supply water from the condensed water line to the decarbonator;
A fuel cell power generator characterized by that.
炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、
前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体と、
前記燃焼部に燃焼用燃料を供給する燃焼用燃料ラインと、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気ラインと、
脱炭酸装置と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスを前記脱炭酸装置に導く燃焼排ガスラインと、
前記脱炭酸装置で脱炭酸された凝縮水を貯留する水タンクと、
前記燃焼排ガスライン上に設けられた、前記燃焼排ガスを冷却する熱交換器と、
前記燃焼排ガスライン上の前記熱交換器の下流側に弁を介して接続され、前記燃焼排ガスから凝縮水を分離するドレントラップと、
前記ドレントラップ内の凝縮水を系外に排水する排水ラインとを備え、
燃料電池発電装置の起動時において、前記燃焼部での燃焼開始後に排出される、燃焼排ガスから生成される凝縮水を、前記弁を開いて系外に排水させ、その後、前記燃焼排ガスから生成される凝縮水を前記弁を閉じて前記脱炭酸装置に供給するように構成されている、
ことを特徴とする燃料電池発電装置。
A reforming catalyst layer that steam-reforms a raw fuel containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, and a reforming device having a combustion section that supplies reaction heat to the reforming catalyst layer;
A fuel cell body that generates power by reaction with the hydrogen-containing gas and the oxidant gas;
A combustion fuel line for supplying combustion fuel to the combustion section;
A combustion air line for supplying combustion air to the combustion section;
A decarboxylation device;
A combustion exhaust gas line for guiding the combustion exhaust gas discharged from the combustion section to the decarbonation device;
A water tank for storing condensed water decarboxylated by the decarboxylation device;
A heat exchanger provided on the combustion exhaust gas line for cooling the combustion exhaust gas;
A drain trap connected to a downstream side of the heat exchanger on the combustion exhaust gas line via a valve, and separating condensed water from the combustion exhaust gas;
A drainage line for draining the condensed water in the drain trap to the outside of the system,
At the start of the fuel cell power generation device, the condensed water generated from the combustion exhaust gas discharged after the start of combustion in the combustion section is drained out of the system by opening the valve, and then generated from the combustion exhaust gas. The condensed water is configured to be supplied to the decarboxylation device with the valve closed.
A fuel cell power generator characterized by that.
少なくとも前記燃焼部の燃焼状態が安定したことを検知するまで、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。   The fuel cell power generator according to claim 10 or 11, wherein the condensed water is drained out of the system from the drainage line at least until it is detected that the combustion state of the combustion section is stabilized. 前記原燃料を燃焼用燃料として使用している間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。   The fuel cell power generator according to claim 10 or 11, wherein the condensed water is drained out of the system from the drainage line while the raw fuel is used as a combustion fuel. 燃料電池発電装置の起動から所定時間経過するまで、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。   The fuel cell power generator according to claim 10 or 11, wherein the condensate is drained out of the system from the drain line until a predetermined time has elapsed since the start of the fuel cell power generator. 前記燃焼用燃料ライン、前記燃焼用空気ライン及び前記燃焼排ガスラインの少なくとも1箇所以上に圧力計が配置されており、
前記圧力計の検出値の変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。
A pressure gauge is disposed in at least one of the combustion fuel line, the combustion air line, and the combustion exhaust gas line;
The fuel cell power generation according to claim 10 or 11, wherein the condensed water is drained out of the system from the drainage line while the fluctuation range of the detected value of the pressure gauge exceeds a set value. apparatus.
前記燃焼用燃料ライン、前記燃焼用空気ライン及び前記燃焼排ガスラインの少なくとも1箇所以上に流量計が配置されており、
前記流量計の検出値の変動幅が設定値を超えている間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。
A flow meter is disposed in at least one of the combustion fuel line, the combustion air line, and the combustion exhaust gas line;
The fuel cell power generation according to claim 10 or 11, wherein the condensed water is drained out of the system from the drainage line while the fluctuation range of the detection value of the flow meter exceeds a set value. apparatus.
前記燃焼部に温度計が配置されており、
前記温度計の検出値の変動幅が設定値を超えている間、及び/又は、あらかじめ設定した昇温速度を下回る間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。
A thermometer is arranged in the combustion part,
While the fluctuation range of the detected value of the thermometer exceeds the set value and / or while the temperature rises below the preset temperature increase rate, the condensed water is drained out of the system from the drain line. The fuel cell power generator according to claim 10 or 11.
前記燃焼排ガスラインにパーティクルカウンターが配置されており、
前記パーティクルカウンターの検出値が設定値を超えている間は、前記凝縮水を前記排水ラインから系外に排水するように構成されている、請求項10又は11に記載の燃料電池発電装置。
A particle counter is disposed in the combustion exhaust gas line,
The fuel cell power generator according to claim 10 or 11, wherein the condensed water is drained out of the system from the drainage line while the detection value of the particle counter exceeds a set value.
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