JP2009245702A - Water processing unit for fuel cell power generation system - Google Patents
Water processing unit for fuel cell power generation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009245702A JP2009245702A JP2008089853A JP2008089853A JP2009245702A JP 2009245702 A JP2009245702 A JP 2009245702A JP 2008089853 A JP2008089853 A JP 2008089853A JP 2008089853 A JP2008089853 A JP 2008089853A JP 2009245702 A JP2009245702 A JP 2009245702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- fuel cell
- water
- gas
- cell power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電気式脱イオン装置を備えた燃料電池発電装置用水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment device for a fuel cell power generation device including an electric deionization device.
燃料電池本体のカソード出口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いる。そして、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入れることなく運転を継続する状態)を維持するため、これらの排ガスから凝縮水を回収し、脱イオン処理を行っ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 cathode outlet of the fuel cell body and combustion exhaust gas discharged from the combustion section of the reformer contain moisture. And in order to maintain the water self-supporting in the system of the fuel cell power generation system (the state where the operation is continued without accepting the makeup water from the outside), the condensed water is recovered from these exhaust gases and subjected to deionization treatment. Reuse is generally done.
凝縮水の脱イオン処理方法としては、下記特許文献1に開示されているように、電気式脱イオン装置を用いて凝縮水を脱イオン処理する試みが近年行われている。
電気式脱イオン装置から排出される濃縮水には、凝縮水中の二酸化炭素がイオン化され、分離濃縮された状態で含まれている。そして、過飽和となった炭酸イオンあるいは重炭酸イオンは、気体状の二酸化炭素として解離している。このため、電気式脱イオン装置の濃縮水排出側からは、気体状の二酸化炭素が濃縮水と混在した状態で排出される。この濃縮水と混在した状態で排出される二酸化炭素は、水中の炭酸イオンや重炭酸イオンが飽和して解離する純度の高い気体の二酸化炭素であるので、不活性ガスとしての利用価値が高い。 The concentrated water discharged from the electric deionizer contains carbon dioxide in the condensed water that has been ionized and separated and concentrated. The supersaturated carbonate ions or bicarbonate ions are dissociated as gaseous carbon dioxide. For this reason, gaseous carbon dioxide is discharged from the concentrated water discharge side of the electric deionizer while being mixed with the concentrated water. The carbon dioxide discharged in a state of being mixed with the concentrated water is a high-purity gaseous carbon dioxide that is saturated and dissociated by carbonate ions and bicarbonate ions in the water, and therefore has high utility value as an inert gas.
しかしながら、従来は、濃縮水に含まれる二酸化炭素は、大気中に排気しており、これらの二酸化炭素を回収するといった試みはこれまで行われていなかった。 However, conventionally, carbon dioxide contained in the concentrated water has been exhausted into the atmosphere, and no attempt has been made to recover these carbon dioxide.
したがって、本発明の目的は、燃料電池発電装置のシステム内で生成した凝縮水を電気式脱イオン装置で脱イオン処理する共に、その際生成した濃縮水から不活性ガスとして利用価値の高い二酸化炭素を回収できる、燃料電池発電装置用水処理装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to decondense the condensed water generated in the fuel cell power generation system with an electric deionization device, and to use carbon dioxide, which has a high utility value as an inert gas, from the generated concentrated water. Is to provide a water treatment device for a fuel cell power generator.
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池発電装置用水処理装置は、燃料電池本体及び/又は改質装置から排出される排ガスから回収された凝縮水を脱イオン処理する電気式脱イオン装置を備えた燃料電池発電装置用水処理装置であって、
前記電気式脱イオン装置の濃縮水排出側の流路に二酸化炭素回収手段を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a water treatment device for a fuel cell power generator according to the present invention is an electric deionization device for deionizing condensed water recovered from exhaust gas discharged from a fuel cell main body and / or reforming device. A water treatment device for a fuel cell power generator, comprising:
Carbon dioxide recovery means is provided in the flow path on the concentrated water discharge side of the electric deionizer.
本発明では、電気式脱イオン装置の濃縮水排出側の流路に二酸化炭素回収手段を設けたことで、燃料電池本体や改質装置のパージガスなどとして有効利用可能な、純度の高い二酸化炭素を回収することができる。 In the present invention, carbon dioxide collecting means is provided in the flow path on the concentrated water discharge side of the electric deionizer, so that high-purity carbon dioxide that can be effectively used as a purge gas for the fuel cell main body or reformer is obtained. It can be recovered.
本発明の燃料電池発電装置用水処理装置は、前記電気式脱イオン装置と前記二酸化炭素回収手段との間に加熱手段が配置されていることが好ましい。濃縮水を加熱することで、二酸化炭素の溶存量が小さくなって濃縮水中に溶存している二酸化炭素がガス化して放散されるので、二酸化炭素の回収効率が向上する。 In the water treatment apparatus for a fuel cell power generator according to the present invention, it is preferable that a heating means is disposed between the electric deionization apparatus and the carbon dioxide recovery means. By heating the concentrated water, the dissolved amount of carbon dioxide is reduced and the carbon dioxide dissolved in the concentrated water is gasified and released, so that the carbon dioxide recovery efficiency is improved.
本発明の燃料電池発電装置用水処理装置の前記二酸化炭素回収手段は、気液分離器と、該気液分離器で気液分離された二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収容器とで構成されていることが好ましい。 The carbon dioxide recovery means of the water treatment device for a fuel cell power generator according to the present invention includes a gas-liquid separator and a carbon dioxide recovery container that recovers the carbon dioxide gas-liquid separated by the gas-liquid separator. It is preferable.
本発明の燃料電池発電装置用水処理装置の前記二酸化炭素回収容器は、内圧に応じて容積が変動しうるものであることが好ましい。この態様によれば、二酸化炭素を回収する過程で、二酸化炭素回収容器内に、空気などの気体が混入しにくくなり、より純度の高い二酸化炭素を回収することができる。 It is preferable that the volume of the carbon dioxide recovery container of the water treatment device for a fuel cell power generator according to the present invention can vary depending on the internal pressure. According to this aspect, in the process of recovering carbon dioxide, gas such as air is less likely to be mixed in the carbon dioxide recovery container, and carbon dioxide with higher purity can be recovered.
本発明によれば、電気式脱イオン装置の濃縮水排出側の流路に二酸化炭素回収手段を設けたことで、燃料電池本体や改質装置のパージガスなどとして有効利用可能な、純度の高い二酸化炭素を回収することができる。 According to the present invention, by providing the carbon dioxide recovery means in the flow path on the concentrated water discharge side of the electric deionizer, high purity dioxide that can be effectively used as the purge gas for the fuel cell main body or reformer. Carbon can be recovered.
以下、図面に基づいて、本発明の燃料電池発電装置用水処理装置の第一の実施形態について説明する。図1は、同燃料電池発電装置用水処理装置を組み込んだ燃料電池発電装置の概略構成図である。 Hereinafter, a first embodiment of a water treatment apparatus for a fuel cell power generator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell power generator incorporating the water treatment device for the fuel cell power generator.
図1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 FIG. 1,
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
An anode off-gas discharge line L3 extends from the anode off-gas discharge side of the
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
A cathode offgas discharge line L6 extends from the cathode air discharge side of the
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
A battery cooling water discharge line L8 extends from the cooling water discharge side of the
改質装置3は、水蒸気改質触媒をはじめとする改質系触媒が充填された改質系触媒層群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系触媒層群3aを加熱するように構成されている。なお、本形態において改質装置とは複数の改質系触媒が充填された一体型改質装置を意図しているが、発明の形態としては複数の反応器から構成される改質装置を使用されることを妨げない。
The
改質系触媒層群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。
改質系触媒層群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。
The raw material supply line L9 extending from the raw fuel source and the reforming water supply line L10 extending from the battery
A reformed gas supply line L1 extends from the reformed gas discharge side of the reformed
燃焼部3bの燃焼燃料導入口側は、燃焼用燃料供給ラインL12と、燃焼空気供給ラインL11とが連結しており、燃焼部3bに配置されたバーナに燃焼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、脱炭酸装置5に接続している。燃焼排ガスラインL13には、途中燃焼排ガス熱交換器Q4が配置されている。
A combustion fuel supply line L12 and a combustion air supply line L11 are connected to the combustion fuel introduction port side of the
A combustion exhaust gas line L13 extends from the combustion exhaust gas exhaust side of the
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、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、燃焼排ガスラインL13及び後述する濃縮水排出ラインL26が連結している。また、脱炭酸装置5からは、排気ラインL17が伸びている。
The
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
水タンク4には、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、回収水取出しラインL20が伸びて、電池冷却水タンク12に接続している。この回収水取出しラインL20には、本発明の水処理装置30が配置されている。また回収水取り出しラインL20には、水処理装置30の前段に回収水の取り出しを行うためのポンプが接続されている場合がある。
The
この水処理装置30は、電気式脱イオン装置31と、気液分離器32と、二酸化炭素回収容器33とで主に構成されている。
This
電気式脱イオン装置31は、陽極と陰極との間に、イオン交換膜によって区画された脱塩室と濃縮室とを有し、脱塩室にはイオン交換樹脂が充填された装置であって、従来公知の電気式脱イオン装置を用いることができる。
The
そして、回収水取出しラインL20の先端は、電気式脱イオン装置31の脱塩室に接続する被処理水供給ラインL21と、電気式脱イオン装置31の濃縮室に接続する濃縮水供給ラインL22とに分岐している。
And the front-end | tip of the recovery water extraction line L20 is the to-be-processed water supply line L21 connected to the demineralization chamber of the
本発明において、電気式脱イオン装置31と、回収タンク4との間には、フィルタや金属イオン除去装置などを配置してもよく、上流側からフィルタ、金属イオン除去装置を配置することがより好ましい。
フィルタを配置することで、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でき、電気式脱イオン装置31に煤などが付着するのを防止できる。フィルタとしては、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。
金属イオン除去装置を配置することで、配管などから溶出した金属イオンを除去できるので、電気式脱イオン装置31にかかる負荷をより低減でき、装置寿命を長期化できる。金属イオン除去装置としては、特に限定はなく、キレート樹脂などが好ましく挙げられる。
In the present invention, a filter, a metal ion removal device, or the like may be disposed between the
By disposing the filter, impurities such as soot and dust contained in the recovered water collected in the
By disposing the metal ion removing device, the metal ions eluted from the piping and the like can be removed, so that the load on the
電気式脱イオン装置31の脱イオン水排出側からは、脱イオン水供給ラインL23が伸びて、電池冷却水タンク12に接続している。脱イオン水供給ラインL23には、イオン交換樹脂などの水処理樹脂が配置されていてもよい。水処理樹脂を配置することで、電気式脱イオン装置31で処理しきれなかったイオンを除去できるので、よりイオンが低減された脱イオン水を電池冷却水タンク12に供給できる。
電気式脱イオン装置31の濃縮水排出側からは、濃縮水引き抜きラインL24が伸びて、気液分離器32に接続している。
A deionized water supply line L23 extends from the deionized water discharge side of the
A concentrated water extraction line L24 extends from the concentrated water discharge side of the
気液分離器32としては、濃縮水と混在している気体状の二酸化炭素や、濃縮水に溶解している二酸化炭素を気液分離して、ガス成分を回収する装置であれば特に限定はない。例えば、図2に示すような、濃縮水引き抜きラインL24の先端が、気液分離器32内に貯められた水中まで伸び、液体成分とガス成分との混成物を水中に投下してバブリングすることで、該混成物に含まれる液体成分を水中に落とし、液体成分を含まない気体状の二酸化炭素を回収する装置や、図3に示すような、液体成分とガス成分との混成物をデミスタに接触させて、該混成物に含まれる液体成分を凝縮させて、液体成分を含まない気体状の二酸化炭素を回収する装置などが挙げられる。
The gas-
気液分離器32の下部からは、濃縮水排出ラインL26が伸びて、脱炭酸装置5に接続している。濃縮水排出ラインL26には、気液分離器32内の水位が一定範囲を維持するように、電磁弁やドレントラップなどが配置されていることが好ましい。
気液分離器32の上部からは、二酸化炭素回収ラインL25が伸びて二酸化炭素回収容器33に接続している。二酸化炭素回収容器33には、図示しない二酸化炭素の取り出しラインが設けられている。
A concentrated water discharge line L26 extends from the lower part of the gas-
A carbon dioxide recovery line L25 extends from the upper part of the gas-
二酸化炭素回収容器33としては、二酸化炭素を回収できる容器であれば特に限定はないが、例えば、図4,5に示すような、内圧に応じて容積が変動しうる容器が好ましく用いられる。
The carbon
図4に示す二酸化炭素回収容器33aは、シリンダ40内にピストン41が配置された容器であって、二酸化炭素導入口42から、シリンダ40内に二酸化炭素が供給されると、ピストン41を押し上げて、その内容積を変化させるように構成されている。なお、この実施形態では、二酸化炭素導入口42が二酸化炭素の取り出し口と共通する構成をなしているが、シリンダ40の側壁に、二酸化炭素の取り出し口と導入口とをそれぞれ別個設けるようにしてもよい。
A carbon
図5に示す二酸化炭素回収容器33bは、ハウジング50内に、気体不透過性の素材からなる袋51が配置された容器であって、二酸化炭素導入口52から袋51内に二酸化炭素が供給されると、ハウジング50の容積内で自由にその内容積を変化させるように構成されている。なお、この実施形態では、二酸化炭素導入口52が二酸化炭素の取り出し口と共通する構成をなしているが、ハウジング50側壁に、二酸化炭素の取り出し口と導入口とをそれぞれ別個設けるようにしてもよい。 このような、内圧に応じて容積が変動しうる容器を用い、濃縮水に含まれる気体状の二酸化炭素を回収する前の容積をゼロとしてから、二酸化炭素の回収を行うようにすることで、二酸化炭素を回収する過程で空気等の気体が混入しにくくなり、より純度の高い二酸化炭素を回収することができる。
A carbon
なお、この実施形態では、気液分離器32と、二酸化炭素回収容器33とを、それぞれ別個に設けているが、気液分離器32の上部に、二酸化炭素回収容器33を連設して、気液分離器32と二酸化炭素回収容器33とが一体となった装置を用いてもよい。このような装置としては、例えば図6に示すものが一例として挙げられる。
In this embodiment, the gas-
図6は、ハウジング60の下部は濃縮水の貯留部61をなしており、該貯留部61の側壁には、濃縮水引き抜きラインL24が接続している。また、貯留部61の側壁であって、濃縮水引き抜きラインL24よりも上方には、濃縮水排出ラインL26が接続している。この濃縮水排出ラインL26には、電磁弁V1が配置されており、貯留部61に配置されたフロートスイッチ65からの出力に応じて、電磁弁V1を開閉させ、貯留部61内の水位が一定範囲を維持するように構成されている。貯留部61の上部には、ピストン62が配置されており、ピストン62が配置された位置よりも下方側の側壁には、二酸化炭素取り出し口64が設けられている。濃縮水引き抜きラインL24から、気体状の二酸化炭素を含む濃縮水が供給されると、貯留部61でバブリングされ、液体成分である濃縮水は、貯留部61で回収される。また、気体状の二酸化炭素は、ピストン62を押し上げつつ、貯留部61の上部の空間63に回収される。すなわち、貯留部61が「気液分離器」をなしており、貯留部61の上部の空間63が、「二酸化炭素回収容器」をなしている。
In FIG. 6, the lower portion of the
次に、上記構成の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 configured as described above will be described.
改質装置3では、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、改質系触媒層群3aに供給し、水蒸気改質反応をはじめとする化学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系触媒層群3aを加熱する。なお、燃料電池発電装置の起動開始時においては、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を主体として用いられ、燃焼部3bでの燃焼状態が安定し、改質系触媒層群3aが十分加熱されたら、アノードオフガスが主体として用いられる。
In the
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
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
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
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
改質装置3の燃焼部3bから排出される燃焼排ガスは、燃焼排ガス熱交換器Q4で冷却されて、燃焼排ガスと共に脱炭酸装置5に供給される。
The combustion exhaust gas discharged from the
水タンク4に回収された凝縮水は、水処理装置30に送られ、電気式脱イオン装置31にて脱イオン処理された後、脱塩室から排出される脱イオン水は、脱イオン水供給ラインL23を通って電池冷却水タンク12に送られて、電池冷却水、加湿水、改質水などに使用される。
The condensed water collected in the
一方、電気式脱イオン装置31の濃縮室から排出される濃縮水は、凝縮水中の二酸化炭素がイオン化され、分離濃縮された状態で含まれている。そして、過飽和となった炭酸イオンあるいは重炭酸イオンは、気体の二酸化炭素として解離している。
On the other hand, the concentrated water discharged from the concentration chamber of the
従来は、濃縮水を脱炭酸装置に還流したりするなどして、濃縮水と混在している二酸化炭素や、濃縮水に溶解している二酸化炭素をそのまま大気に排気していたが、本発明では、電気式脱イオン装置31の濃縮室から排出される濃縮水を、気液分離器32に導入して、濃縮水と混在している二酸化炭素や、濃縮水に溶解している二酸化炭素を、二酸化炭素回収容器33で回収する。
Conventionally, carbon dioxide mixed with concentrated water or carbon dioxide dissolved in concentrated water is exhausted to the atmosphere as it is, for example, by refluxing concentrated water to a decarboxylation device. Then, the concentrated water discharged from the concentration chamber of the
濃縮水と混在した状態で排出される二酸化炭素は、水中の炭酸イオンや重炭酸イオンが飽和して解離する純度の高い気体の二酸化炭素であるので、二酸化炭素回収容器33で回収した二酸化炭素は、燃料電池本体1や改質装置3のパージガスなどとして有効利用可能である。
Since carbon dioxide discharged in a state of being mixed with concentrated water is high-purity gaseous carbon dioxide that is saturated and dissociated with carbonate ions and bicarbonate ions in water, the carbon dioxide recovered in the carbon
図7には、本発明の第二の実施形態の燃料電池発電装置用水処理装置を組み込んだ燃料電池発電装置の概略構成図を示す。なお、上記第一の実施形態と実質的に同じ個所には、同一符号を付してその説明を省略する。 In FIG. 7, the schematic block diagram of the fuel cell power generator incorporating the water treatment apparatus for fuel cell power generators of 2nd embodiment of this invention is shown. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location substantially the same as said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
この実施形態の水処理装置30’は、電気式脱イオン装置31と、気液分離器32と、二酸化炭素回収容器33と、加熱手段34とで主に構成されている。そして、濃縮水引き抜きラインL24上に、前記加熱手段34が配置されている。加熱手段34としては、濃縮水を加熱できるものであれば特に限定はなく、ヒータなどが好ましくあげられる。
The
この実施形態では、気液分離器32の前段に、加熱手段34を配置したので、濃縮水を加熱して気液分離器32に導入することができる。濃縮水を加熱することで、二酸化炭素の溶存量が小さくなって濃縮水中に溶存している二酸化炭素がガス化して放散されるので、二酸化炭素回収容器33での二酸化炭素の回収効率が向上する。
In this embodiment, since the heating means 34 is disposed in front of the gas-
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:改質系触媒層群
3b:燃焼部
4:水タンク
5:脱炭酸装置
6:ドレン口
12:電池冷却水タンク
30,30’:水処理装置
31:電気式脱イオン装置
32:気液分離器
33,33a,33b:二酸化炭素回収容器
34:加熱手段
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
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:回収水取出しライン
L21:被処理水供給ライン
L22:濃縮水供給ライン
L23:脱イオン水供給ライン
L24:濃縮水引き抜きライン
L25:二酸化炭素回収ライン
L26:濃縮水排出ライン
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
1: Fuel cell body 1a: Anode electrode 1b: Cathode electrode 1c: Electrolyte 1d: Cooling system 2: Humidifier 3: Reforming device 3a: Reforming system catalyst layer group 3b: Combustion unit 4: Water tank 5: Decarbonation device 6: Drain port 12: Battery cooling water tank 30, 30 ': Water treatment device 31: Electric deionization device 32: Gas-liquid separators 33, 33a, 33b: Carbon dioxide recovery vessel 34: Heating means L1: Reformed 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: Combustion exhaust gas line L17: Exhaust line L18: battery cooling water overflow line L19: tank water overflow line L20: recovered water extraction line L21: treated water supply line L22: concentrated water supply line L23: deionized water supply line L24: concentrated water extraction line L25: dioxide Carbon recovery line L26: concentrated water discharge line Q1: reformed gas drain trap Q2: anode offgas drain trap Q3: cathode offgas heat exchanger Q4: combustion exhaust gas heat exchanger
Claims (4)
前記電気式脱イオン装置の濃縮水排出側の流路に二酸化炭素回収手段を設けたことを特徴とする燃料電池発電装置用水処理装置。 A water treatment device for a fuel cell power generator comprising an electric deionization device for deionizing condensed water recovered from exhaust gas discharged from a fuel cell main body and / or reformer,
A water treatment device for a fuel cell power generator, wherein carbon dioxide recovery means is provided in a flow path on the concentrated water discharge side of the electric deionizer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008089853A JP2009245702A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Water processing unit for fuel cell power generation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008089853A JP2009245702A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Water processing unit for fuel cell power generation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009245702A true JP2009245702A (en) | 2009-10-22 |
Family
ID=41307375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008089853A Pending JP2009245702A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Water processing unit for fuel cell power generation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009245702A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101352521B1 (en) | 2012-12-31 | 2014-01-17 | 두산중공업 주식회사 | Forward osmosis type complex system producing fresh water |
KR101489895B1 (en) * | 2012-04-30 | 2015-02-05 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus for collecting product water generated in fuel cell stack in fuel cell system |
JP2015122251A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | アイシン精機株式会社 | Fuel battery system |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0410360A (en) * | 1990-04-25 | 1992-01-14 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell power generating device |
JPH06203865A (en) * | 1993-01-06 | 1994-07-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Fuel cell system |
JPH11128949A (en) * | 1997-11-05 | 1999-05-18 | Nomura Micro Sci Co Ltd | Desalting apparatus |
JP2001176535A (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-29 | Fuji Electric Co Ltd | Water treatment device of fuel cell power generator and its operating method |
JP2001232394A (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-28 | Tokyo Gas Co Ltd | Water treatment equipment for fuel cell |
JP2003170169A (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-17 | Japan Organo Co Ltd | Electrically operated deionized water producing system and method |
JP2004127817A (en) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2006272160A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Control equipment of biogas plant, and control process of biogas plant |
JP2006286259A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Casio Comput Co Ltd | Generator and humidification device |
JP2007134247A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Sanyo Electric Co Ltd | Fuel cell device |
JP2008027587A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Fuel cell power generator |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008089853A patent/JP2009245702A/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0410360A (en) * | 1990-04-25 | 1992-01-14 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell power generating device |
JPH06203865A (en) * | 1993-01-06 | 1994-07-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Fuel cell system |
JPH11128949A (en) * | 1997-11-05 | 1999-05-18 | Nomura Micro Sci Co Ltd | Desalting apparatus |
JP2001176535A (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-29 | Fuji Electric Co Ltd | Water treatment device of fuel cell power generator and its operating method |
JP2001232394A (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-28 | Tokyo Gas Co Ltd | Water treatment equipment for fuel cell |
JP2003170169A (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-17 | Japan Organo Co Ltd | Electrically operated deionized water producing system and method |
JP2004127817A (en) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2006272160A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Control equipment of biogas plant, and control process of biogas plant |
JP2006286259A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Casio Comput Co Ltd | Generator and humidification device |
JP2007134247A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Sanyo Electric Co Ltd | Fuel cell device |
JP2008027587A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Fuel cell power generator |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101489895B1 (en) * | 2012-04-30 | 2015-02-05 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus for collecting product water generated in fuel cell stack in fuel cell system |
KR101352521B1 (en) | 2012-12-31 | 2014-01-17 | 두산중공업 주식회사 | Forward osmosis type complex system producing fresh water |
WO2014104613A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-07-03 | 두산중공업 주식회사 | Forward osmosis-type fresh water composite system |
US10053378B2 (en) | 2012-12-31 | 2018-08-21 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. | Forward osmosis-type fresh water composite system |
JP2015122251A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | アイシン精機株式会社 | Fuel battery system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5040200B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP4592265B2 (en) | Fuel cell system | |
US20240218543A1 (en) | Method for operating water electrolysis system capable of stably maintaining quality of hydrogen | |
JP2005505103A (en) | Integration of the functions of many components of a fuel cell power plant | |
KR102032676B1 (en) | Carbon dioxide utilization system | |
KR20070081285A (en) | Air and liquid separator using fuel cell | |
JP2009245702A (en) | Water processing unit for fuel cell power generation system | |
JP5353034B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP2001232394A (en) | Water treatment equipment for fuel cell | |
CN1921199A (en) | Fuel cell system | |
JP5292865B2 (en) | Water recovery method for fuel cell power generator and fuel cell power generator | |
JP2009245769A (en) | Fuel cell power generating apparatus | |
KR101986642B1 (en) | Fuel cell systme having hydrogen generation apparatus using carbon dioxide | |
JP5286851B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP3769366B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP2009140726A (en) | Fuel cell power generation device | |
JP5163204B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP5228575B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP2009245741A (en) | Method for stopping fuel cell power generator, and fuel cell power generator | |
JP5380868B2 (en) | Condensed water decay prevention method and fuel cell power generator | |
KR20140142586A (en) | Fuel cell system | |
JP2012155979A (en) | Fuel cell system | |
JP2012115784A (en) | Water treatment system, and fuel cell electric power system using the same | |
JP2009123445A (en) | Circulation water treatment device of fuel cell power generating device | |
JP2005032600A (en) | Gas liquid separation system and gas liquid separation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20101115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121120 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130121 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130219 |