JP2010198920A - Fuel cell power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水汚泥や生ごみ等のバイオマス資源を嫌気性発酵させて得られるバイオガスを原燃料として発電を行う燃料電池発電システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell power generation system that generates power using biogas obtained by anaerobic fermentation of biomass resources such as sewage sludge and garbage.
燃料電池発電システムは、燃料電池本体、燃料改質装置、電池冷却系機器、水回収系機器、これらの機器を制御する制御装置、直交変換装置等から構成されている。燃料電池本体での発電反応のために、燃料電池本体のカソード電極に空気が、アノード電極には水素を主成分とする燃料ガスが供給される。この燃料ガスは、燃料改質装置において、都市ガスやバイオガスなどの原燃料を水素に変える改質反応を行うことにより生成している。 The fuel cell power generation system includes a fuel cell body, a fuel reformer, a battery cooling system device, a water recovery system device, a control device that controls these devices, an orthogonal transformation device, and the like. For power generation reaction in the fuel cell main body, air is supplied to the cathode electrode of the fuel cell main body, and fuel gas containing hydrogen as a main component is supplied to the anode electrode. This fuel gas is generated in a fuel reformer by performing a reforming reaction that changes raw fuel such as city gas or biogas into hydrogen.
下水汚泥や生ゴミなどの有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより得られるメタンガスを主成分とするバイオガスは、飽和水蒸気を含有し、大気圧におけるバイオガスの水蒸気の含有率は、中温（約３７℃）発酵のバイオガスが６．２％、高温（約５５℃）発酵のバイオガスで１５．６％である。
バイオガスを原燃料とする燃料電池発電システムでは、発酵槽で発生したバイオガスを一旦ガスタンクに貯留した後、配管を介して脱硫器や燃料改質装置へ供給するが、その際、ガスタンクおよび配管における放熱によってバイオガスの温度は低下し、バイオガス中に含まれる飽和水蒸気の一部は凝縮水となる。
Biogas mainly composed of methane gas obtained by anaerobic fermentation of organic waste such as sewage sludge and raw garbage contains saturated water vapor, and the biogas water vapor content at atmospheric pressure is medium temperature ( The biogas for fermentation (about 37 ° C.) is 6.2%, and the biogas for high temperature (about 55 ° C.) fermentation is 15.6%.
In a fuel cell power generation system using biogas as a raw fuel, the biogas generated in the fermenter is temporarily stored in a gas tank and then supplied to a desulfurizer and a fuel reformer via a pipe. The temperature of the biogas decreases due to the heat release in, and a part of the saturated water vapor contained in the biogas becomes condensed water.
生成した凝縮水は、原燃料供給配管中でバイオガスの通流を阻害し、原燃料の供給が不安定となって、燃料電池本体の発電出力に見合った原燃料の供給が行われなくなった場合には、燃料電池発電システムの非常停止を引き起こす恐れがある。また、原燃料を供給する経路上に配置された昇圧ブロワ、脱硫塔、前処理装置および配管等において生じた凝縮水が各機器や装置の故障の原因にもなる。 The generated condensate hinders the flow of biogas in the raw fuel supply piping, the supply of raw fuel becomes unstable, and the supply of raw fuel commensurate with the power generation output of the fuel cell body is not performed. In some cases, it may cause an emergency stop of the fuel cell power generation system. In addition, condensed water generated in a booster blower, a desulfurization tower, a pretreatment device, piping, and the like disposed on a path for supplying raw fuel may cause failure of each device or device.
バイオガスを原燃料とする燃料電池発電システムとして、特許文献１には、有機物の発酵により生じたメタン及び硫黄分を含むバイオガスから上記硫黄分を除去するための脱硫装置と、燃料電池とを備え、前記脱硫装置と燃料電池との間に、硫化メチルとメチルメルカプタンを除去するための高度脱硫装置を設けた構成が記載されており、高度脱硫装置の上流にバイオガスに含まれる水分を取り除く脱水装置を設けることが記載されている。 As a fuel cell power generation system using biogas as a raw fuel, Patent Document 1 discloses a desulfurization apparatus for removing the sulfur content from a biogas containing methane and sulfur content produced by fermentation of organic matter, and a fuel cell. And a configuration in which an advanced desulfurization device for removing methyl sulfide and methyl mercaptan is provided between the desulfurization device and the fuel cell is described, and water contained in biogas is removed upstream of the advanced desulfurization device. It is described that a dehydrator is provided.
また、特許文献２には、バイオガスに含まれる水分が乾式脱硫塔内で凝縮することによる脱硫性能の低下を防ぐため、脱硫器に至るまでの配管および脱硫器をバイオガスの露点以上に加熱することが記載されている。 Further, in Patent Document 2, in order to prevent the desulfurization performance from deteriorating due to condensation of moisture contained in biogas in the dry desulfurization tower, the pipe and desulfurizer leading to the desulfurizer are heated above the dew point of the biogas. It is described to do.
しかしながら、燃料電池発電システムは、外部からの補給水を不要とする水自立を実現していると共に熱を発生するものであり、従来技術においては、バイオガスに含まれる水蒸気を凝縮させるための具体的な冷却手段は提供されていなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、バイオガスを原燃料とする燃料電池発電システムにおいて、バイオガス中に含まれる水分を凝縮、除去するためのバイオガスの冷却が効率的に行われる冷却手段を備えた燃料電池発電システムを提供することを目的とする。
However, the fuel cell power generation system realizes water self-sustainment that eliminates the need for external makeup water and generates heat. In the prior art, a specific method for condensing water vapor contained in biogas is used. No cooling means were provided.
The present invention has been made in view of the above points, and in a fuel cell power generation system using biogas as a raw fuel, the cooling of the biogas for condensing and removing the water contained in the biogas is efficient. It aims at providing the fuel cell power generation system provided with the cooling means performed.
本発明の燃料電池発電システムは、バイオガスを脱硫する脱硫器と、脱硫後のバイオガスから水素を主成分とする燃料ガスを生成する改質器と、前記燃料ガスと空気とが供給されて発電反応を行う燃料電池本体と、前記発電反応により生じた熱を取り除く電池冷却水を燃料電池本体の冷却板に循環させる冷却水循環経路とを備えた燃料電池発電システムにおいて、前記燃料電池発電システムの排熱を熱源とする吸収式冷温水機と前記バイオガスを冷却することにより除湿する冷却器とを備え、前記吸収式冷温水機で生成した冷水を前記冷却器に供給して前記バイオガスを冷却するものとした。 The fuel cell power generation system of the present invention is supplied with a desulfurizer that desulfurizes biogas, a reformer that generates a fuel gas mainly composed of hydrogen from the biogas after desulfurization, and the fuel gas and air. A fuel cell power generation system comprising: a fuel cell main body that performs a power generation reaction; and a cooling water circulation path that circulates battery cooling water that removes heat generated by the power generation reaction to a cooling plate of the fuel cell main body. An absorption chiller / heater using exhaust heat as a heat source and a cooler that dehumidifies by cooling the biogas, and supplying the chilled water generated by the absorption chiller / heater to the cooler It was supposed to be cooled.
燃料電池発電システムの排熱としては、りん酸形燃料電池では、燃料電池本体の発電により生じる熱を取り除くための冷却水の供給温度が１５０℃であり、これを温水または水蒸気で前記吸収式冷温水機に供給して熱源として用いることができる。また、溶融炭酸塩形，固体電解質形燃料電池発電システムの排熱により水蒸気を発生させて、その水蒸気により前記吸収式冷温水機を駆動させることもできる。 As the exhaust heat of the fuel cell power generation system, in the phosphoric acid fuel cell, the supply temperature of the cooling water for removing the heat generated by the power generation of the fuel cell main body is 150 ° C., and this is absorbed by the absorption cold temperature with hot water or steam. It can be supplied to a water machine and used as a heat source. It is also possible to generate water vapor by exhaust heat of the molten carbonate type and solid oxide fuel cell power generation system and drive the absorption chiller / heater by the water vapor.
本発明の構成によれば、燃料電池発電システムで発生する排熱が吸収式冷温水機にて有効利用できると共に、バイオガスを冷却するための冷水を安定供給することが可能となる。
上記構成において、前記吸収式冷温水機は、前記電池冷却水の熱を熱源とする温水焚吸収式冷温水機とすることができる。
According to the configuration of the present invention, exhaust heat generated in the fuel cell power generation system can be effectively used in the absorption chiller / heater, and chilled water for cooling the biogas can be stably supplied.
The said structure WHEREIN: The said absorption-type cold / hot water machine can be used as the hot water tank absorption-type cold / hot water machine which uses the heat | fever of the said battery cooling water as a heat source.
さらに、前記冷却器で除湿した後のバイオガスを加熱する加熱器を備え、前記加熱器に燃料電池発電システムで発生した熱を供給することとすれば、含有する水蒸気の一部を凝縮して除去した後のバイオガス中に残留する水蒸気が、後段の配管や脱硫器等において、結露することをより確実に防ぐことが可能となる。
また、前記加熱器に供給する熱として、燃料電池本体のカソードオフガスおよび/または改質器のバーナ燃焼排ガス中の水分を凝縮して得た回収水の熱を利用することができる。
Furthermore, if a heater for heating the biogas after dehumidification by the cooler is provided and the heat generated in the fuel cell power generation system is supplied to the heater, a part of the contained water vapor is condensed. It is possible to more reliably prevent water vapor remaining in the removed biogas from being condensed in the downstream piping or desulfurizer.
Further, as the heat supplied to the heater, the heat of recovered water obtained by condensing moisture in the cathode offgas of the fuel cell main body and / or the burner combustion exhaust gas of the reformer can be used.
あるいは、前記加熱器に供給する熱として、前記温水式冷温水機から排出され前記電池冷却水の熱を受け取る熱交換器へと向かう温水の熱を利用することとしても良い。 Or it is good also as utilizing the heat of the warm water which goes out to the heat exchanger which is discharged | emitted from the said warm water type | mold cold / hot water machine and receives the heat of the said battery cooling water as the heat supplied to the said heater.
本発明によれば、バイオガスを原燃料とする燃料電池発電システムにおいて、バイオガス中に含まれる水分を凝縮、除去するための冷却が効率的に行われると共に、燃料電池発電システム内でバイオガス中の水分が凝縮して装置に悪影響を及ぼすことを確実に防ぐことができる。 According to the present invention, in a fuel cell power generation system using biogas as a raw fuel, cooling for condensing and removing water contained in the biogas is efficiently performed, and the biogas is generated in the fuel cell power generation system. It is possible to reliably prevent the moisture inside from condensing and adversely affecting the apparatus.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図1は本発明の第１の実施形態に係る燃料電池発電システムの構成を示す概略系統図である。
燃料電池発電システムは、燃料電池本体１と、燃料電池本体１のアノード１ｂに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統、燃料電池本体１の発電により生じる熱を取り除くために燃料電池本体１の冷却板１ｃに冷却水を循環させる冷却水循環系統、燃料電池本体１のカソード１ａから排出されたカソードオフガスと改質器２のバーナ２ａの燃焼により生じた燃焼ガスとを排ガス冷却器７で冷却して凝縮水を回収する回収水系統とを備えており、さらに、本発明においては、燃料電池発電システムの排熱を熱源とする吸収式冷温水機６と、バイオガス中の水蒸気を凝縮除去するためのバイオガス冷却器１１を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing the configuration of the fuel cell power generation system according to the first embodiment of the present invention.
The fuel cell power generation system includes a fuel cell main body 1, a fuel gas supply system for supplying fuel gas to the anode 1b of the fuel cell main body 1, and the fuel cell main body 1 to remove heat generated by power generation of the fuel cell main body 1. A cooling water circulation system that circulates cooling water through the cooling plate 1c, the cathode off-gas discharged from the cathode 1a of the fuel cell body 1 and the combustion gas generated by the combustion of the burner 2a of the reformer 2 are cooled by the exhaust gas cooler 7. In addition, in the present invention, the absorption chiller / heater 6 using the exhaust heat of the fuel cell power generation system as a heat source and the water vapor in the biogas are condensed and removed. A biogas cooler 11 is provided.
一方、発酵槽１０において、下水汚泥または生ゴミを嫌気性発酵させることにより得られるメタン濃度が約６０％、二酸化炭素濃度が約４０％のバイオガスは、ガスタンク（図示せず）に一旦貯留される。
ガスタンクから燃料電池発電システムに供給されるバイオガスは、まずバイオガス冷却器１１で冷却することにより含有する水分を凝縮したのち、脱硫塔１２に供給する。一般にバイオガスは数百ｐｐｍもしくはそれ以上の硫化水素を含んでいるが、脱硫塔１２で硫化水素を除去して硫化水素濃度を３ｐｐｍ程度にする。
On the other hand, in the
The biogas supplied from the gas tank to the fuel cell power generation system is first cooled by the biogas cooler 11 to condense the moisture contained therein, and then supplied to the desulfurization tower 12. In general, biogas contains several hundred ppm or more of hydrogen sulfide, but the hydrogen sulfide concentration is reduced to about 3 ppm by removing hydrogen sulfide in the desulfurization tower 12.
脱硫後のバイオガスは、昇圧ブロワ１３により７〜８ｋＰａに昇圧したのち、前処理装置１４に供給する。前処理装置１４においては、活性炭による吸着除去により、バイオガスに含まれるシロキサン、アンモニア、塩素を始めとした微量不純物が除去される。
このようにして、硫化水素および微量不純物を除去したバイオガスは、燃料電池発電システムの燃料ガス供給系へ原燃料として導入され、図示しない脱硫器でさらに硫化水素をｐｐｂオーダーまで除去したのち、水蒸気と共に改質器２へ供給される。
The desulfurized biogas is boosted to 7 to 8 kPa by the booster blower 13 and then supplied to the pretreatment device 14. In the pretreatment device 14, trace impurities such as siloxane, ammonia and chlorine contained in the biogas are removed by adsorption removal with activated carbon.
Thus, the biogas from which hydrogen sulfide and trace impurities have been removed is introduced as a raw fuel into the fuel gas supply system of the fuel cell power generation system, and after removing hydrogen sulfide to the ppb order with a desulfurizer (not shown), At the same time, it is supplied to the reformer 2.
この水蒸気は、燃料電池本体１の発電に伴って発生する熱を除去する冷却水循環系の冷却水が燃料電池本体１の冷却板１ｃを通流したのち、水蒸気分離器３に導入して気水分離させることにより得ている。
改質器２は触媒を充填した反応管２ｂとバーナ２ａを主要部として構成されており、バーナ２ａの燃焼排ガスにより加熱される反応管２ｂ中で、バイオガスに含まれるメタンと水蒸気を触媒反応によって水素に富んだ改質ガスに変換する。バーナ２ａの燃焼用燃料には、燃料電池本体１のアノード１ｂから排出されるアノードオフガスを用いている。
This water vapor is introduced into the water vapor separator 3 after the cooling water in the cooling water circulation system that removes the heat generated by the power generation of the fuel cell main body 1 flows through the cooling plate 1c of the fuel cell main body 1, and is introduced into the steam water. It is obtained by separating.
The reformer 2 is composed mainly of a reaction tube 2b filled with a catalyst and a burner 2a. In the reaction tube 2b heated by the combustion exhaust gas of the burner 2a, methane and water vapor contained in the biogas are catalyzed. To reformed gas rich in hydrogen. An anode off gas discharged from the anode 1b of the fuel cell main body 1 is used as the combustion fuel for the burner 2a.
燃料ガス供給系統は、改質器２の後段に改質ガス中に約１０％含まれる一酸化炭素を１％以下まで低減させる一酸化炭素変成器（図示せず）を備え、一酸化炭素変成後の改質ガスを燃料電池本体１のアノード１ｂに供給する。
燃料電池本体１においては、アノード１ｂに燃料ガスとして供給された改質ガスと、カソード１ａに酸化剤ガスとして供給された空気中の酸素を利用し、発電を行う。
The fuel gas supply system includes a carbon monoxide converter (not shown) that reduces carbon monoxide contained in the reformed gas to about 1% or less at the rear stage of the reformer 2, and converts the carbon monoxide. The later reformed gas is supplied to the anode 1b of the fuel cell body 1.
In the fuel cell body 1, power generation is performed using the reformed gas supplied as fuel gas to the anode 1 b and oxygen in the air supplied as oxidant gas to the cathode 1 a.
アノード１ｂから、発電反応に利用されず未反応のまま排出された水素、発電反応に寄与しないメタンおよび一酸化炭素は、前述のように改質器２のバーナ２ａに供給して燃焼させ、改質反応の熱を供給している。
改質器２のバーナ２ａの燃焼排ガスおよび燃料電池本体１のカソード１ａから排出された空気（カソードオフガス）は、排ガス冷却器７に導入する。
The hydrogen discharged from the anode 1b without being used in the power generation reaction and left unreacted, methane and carbon monoxide that do not contribute to the power generation reaction are supplied to the burner 2a of the reformer 2 as described above, and burned to improve The heat of quality reaction is supplied.
The combustion exhaust gas from the burner 2a of the reformer 2 and the air (cathode off-gas) discharged from the cathode 1a of the fuel cell body 1 are introduced into the exhaust gas cooler 7.
排ガス冷却器７は、導入された燃焼排ガスおよびカソードオフガスと散水される水とを接触させることで冷却し、排ガス中の水蒸気を凝縮して回収している。回収した凝縮水を回収水循環ポンプ８により冷却塔９に循環させて放熱処理した後に排ガス冷却器７の散水に利用している。
排ガス冷却器７で回収した水の一部は、図示しない水処理装置によって水質を調整した後、水蒸気分離器３への給水に利用する。
The exhaust gas cooler 7 is cooled by bringing the introduced combustion exhaust gas and cathode off gas into contact with water to be sprinkled, and condenses and collects water vapor in the exhaust gas. The recovered condensed water is circulated to the cooling tower 9 by the recovered water circulation pump 8 and subjected to heat dissipation treatment, and then used for watering the exhaust gas cooler 7.
A part of the water recovered by the exhaust gas cooler 7 is used for water supply to the steam separator 3 after adjusting the water quality by a water treatment device (not shown).
燃料電池本体１の冷却板１ｃに循環させる冷却水系統の冷却水は水蒸気分離器３に貯留し、電池冷却水循環ポンプ４で冷却板１ｃに循環させる。燃料電池１の冷却で得た熱の一部を使って水蒸気分離器３で飽和蒸気を発生させて、前述のように改質器２における改質反応に利用する。
燃料電池本体１の冷却で得られる残りの熱は、電池冷却水冷却器５で熱交換を行い、温水式冷温水機６の駆動熱源として利用する。電池冷却水冷却器５から温水式冷温水機６に循環させる温水温度は、一例として電池冷却水冷却器５から９０℃で温水式冷温水機６へ入り、８５℃で電池冷却水冷却器５へ戻る。
The cooling water of the cooling water system circulated to the cooling plate 1c of the fuel cell main body 1 is stored in the water vapor separator 3 and circulated to the cooling plate 1c by the battery cooling water circulation pump 4. Saturated steam is generated in the steam separator 3 using a part of the heat obtained by cooling the fuel cell 1 and used for the reforming reaction in the reformer 2 as described above.
The remaining heat obtained by cooling the fuel cell body 1 is exchanged by the battery cooling water cooler 5 and used as a driving heat source for the hot water chiller / heater 6. As an example, the temperature of the hot water circulated from the battery cooling water cooler 5 to the hot water cooling / heating machine 6 enters the hot water cooling / heating machine 6 at 90 ° C. from the battery cooling water cooler 5, and the battery cooling water cooler 5 at 85 ° C. Return to.
温水式冷温水機６で製造した冷水は、バイオガス冷却器１１に供給して、バイオガスを冷却しバイオガスが含有する水蒸気を凝縮除去する。温水式冷温水機６からバイオガス冷却器１１に循環させる冷水温度は、一例として温水式冷温水機６からバイオガス冷却器１１へ７℃で入り、１２℃で温水式冷温水機６へ戻る。これにより、バイオガス冷却器１１でバイオガスを１５℃まで冷却すれば、ガス中の水蒸気含有率は１．７％まで下げることができる。 The cold water produced by the hot water chiller / heater 6 is supplied to the biogas cooler 11 to cool the biogas and condense and remove the water vapor contained in the biogas. As an example, the temperature of the chilled water circulated from the hot water chiller / heater 6 to the biogas cooler 11 enters the biogas cooler 11 from the hot water chiller / heater 6 at 7 ° C., and returns to the hot water chiller / heater 6 at 12 ° C. . Thereby, if biogas is cooled to 15 degreeC with the biogas cooler 11, the water vapor | steam content rate in gas can be reduced to 1.7%.
具体的には、本実施形態の燃料電池発電システムとして定格発電容量１００ｋＷのりん酸形燃料電池発電システムを用いた場合、バイオガス冷却器を通流後のバイオガス中の水蒸気の量は次の通りである。
１００ｋＷ発電するのに要するバイオガス量：
４５Ｎｍ3／ｈ（ＣＨ4：６０％，ＣＯ2：４０％）
高温発酵（５５℃）のバイオガスに含まれる水蒸気量：
４５／（１−０．１５６）＝５３．３ Ｎｍ3／ｈ
（５３．３−４５）／２２．４×１８＝６．７ ｋｇ／ｈ
１５℃まで冷却したバイオガスに含まれる水蒸気量：
４５／（１−０．０１７）＝４５．８ Ｎｍ3／ｈ
（４５．８−４５）／２２．４×１８＝０．６ ｋｇ／ｈ
上記の計算例のように、本発明によってバイオガスに含まれる水蒸気の量は約1/10まで減少させることができる。
Specifically, when a phosphoric acid fuel cell power generation system with a rated power generation capacity of 100 kW is used as the fuel cell power generation system of this embodiment, the amount of water vapor in the biogas after flowing through the biogas cooler is as follows: Street.
Biogas amount required to generate 100 kW:
45 Nm 3 / h (CH 4 : 60%, CO 2 : 40%)
Amount of water vapor contained in biogas of high-temperature fermentation (55 ° C):
45 / (1-0.156) = 53.3 Nm 3 / h
(53.3-45) /22.4×18=6.7 kg / h
Amount of water vapor contained in biogas cooled to 15 ° C:
45 / (1-0.017) = 45.8 Nm 3 / h
(45.8-45) /22.4×18=0.6 kg / h
As in the above calculation example, the amount of water vapor contained in the biogas can be reduced to about 1/10 according to the present invention.
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池発電システムの構成を示す概略系統図である。第１の実施形態との相違点は、バイオガス冷却器１１で水蒸気を凝縮除去した後のバイオガスをバイオガス加熱器１５で加熱して脱硫搭１２に供給している点である。
バイオガス冷却器１１において、温水式冷温水機６から供給される７℃の冷水で冷却して水蒸気を凝縮除去しても、水蒸気を完全に除去することはできず、若干の水蒸気を含む。燃料電池発電システムの設置場所または季節によっては、脱硫搭１２、昇圧ブロワ１３、前処理装置１４および配管を通流する間に、バイオガス中に残留した水分により凝縮水が発生する可能性がある。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic system diagram showing the configuration of the fuel cell power generation system according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the biogas after the water vapor is condensed and removed by the biogas cooler 11 is heated by the
Even if the biogas cooler 11 is cooled with 7 ° C. cold water supplied from the hot water chiller / heater 6 to condense and remove the water vapor, the water vapor cannot be completely removed and contains some water vapor. Depending on the installation location or season of the fuel cell power generation system, condensed water may be generated due to water remaining in the biogas while flowing through the desulfurization tower 12, the booster blower 13, the pretreatment device 14, and the piping. .
そこで、本実施形態においては、僅かに残る水蒸気が凝縮する可能性を低下させるために、バイオガス加熱器１５でバイオガスを加熱する。バイオガス加熱器１５において、バイオガスを加熱する熱源として、排ガス冷却器７で回収される温水を利用する。排ガス冷却器７で回収される温水は約５０℃であり、この温水をバイオガス加熱器１５においてバイオガスと熱交換させることにより、バイオガスを４０℃まで加熱したのち、脱硫搭１２に供給する。
Therefore, in the present embodiment, the biogas is heated by the
その他の構成については第１の実施形態と同様に構成しているので、説明は省略する。
［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池発電システムの構成を示す概略系統図である。第１の実施形態との相違点は、バイオガス冷却器１１で水蒸気を凝縮除去した後のバイオガスをバイオガス加熱器１５で加熱して脱硫搭１２に供給している点であり、さらに、前記バイオガス加熱器１５において、バイオガスを加熱する熱源として、温水式冷温水機６から電池冷却水冷却器５へと戻る冷却水を用いた点で、第２の実施形態と相違している。
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a schematic system diagram showing the configuration of the fuel cell power generation system according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the biogas after the water vapor is condensed and removed by the biogas cooler 11 is heated by the
本実施形態によれば、バイオガス加熱器１５において、第２の実施形態に比べ、より高い温度にまでバイオガスを加熱することができる。
According to the present embodiment, the
１・・・燃料電池本体
１ａ・・・カソード
１ｂ・・・アノード
２・・・改質器
２ａ・・・バーナ
２ｂ・・・反応管
３・・・水蒸気分離器
４・・・電池冷却水循環ポンプ
５・・・電池冷却水冷却器
６・・・温水式冷温水機
７・・・排ガス冷却器
８・・・回収水循環ポンプ
９・・・冷却塔
１０・・・発酵槽
１１・・・バイオガス冷却器
１２・・・脱硫搭
１３・・・昇圧ブロワ
１４・・・前処理装置
１５・・・バイオガス加熱器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body 1a ... Cathode 1b ... Anode 2 ... Reformer 2a ... Burner 2b ... Reaction tube 3 ... Steam separator 4 ... Battery cooling water circulation pump DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Battery cooling water cooler 6 ... Hot water type cold water heater 7 ... Exhaust gas cooler 8 ... Recovery water circulation pump 9 ... Cooling
Claims (5)
前記燃料電池発電システムの排熱を熱源とする吸収式冷温水機と
前記バイオガスを冷却することにより除湿する冷却器とを備え、
前記吸収式冷温水機で生成した冷水を前記冷却器に供給して前記バイオガスを冷却することを特徴とする燃料電池発電システム。 A desulfurizer that desulfurizes biogas, a reformer that generates a fuel gas mainly composed of hydrogen from the biogas after desulfurization, a fuel cell body that is supplied with the fuel gas and air to perform a power generation reaction, In a fuel cell power generation system comprising a cooling water circulation path for circulating battery cooling water that removes heat generated by the power generation reaction to a cooling plate of a fuel cell main body,
An absorption chiller / heater that uses exhaust heat of the fuel cell power generation system as a heat source, and a cooler that dehumidifies by cooling the biogas,
A fuel cell power generation system, wherein the biogas is cooled by supplying cold water generated by the absorption chiller / heater to the cooler.
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