JP3139574B2 - Fuel cell generator - Google Patents

Fuel cell generator

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JP3139574B2
JP3139574B2 JP04160533A JP16053392A JP3139574B2 JP 3139574 B2 JP3139574 B2 JP 3139574B2 JP 04160533 A JP04160533 A JP 04160533A JP 16053392 A JP16053392 A JP 16053392A JP 3139574 B2 JP3139574 B2 JP 3139574B2
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Japan
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gas
cathode
fuel cell
exhaust gas
line
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一 斉藤
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電装置に関
し、更に詳しくは、燃料電池のアノード側からカソード
側に二酸化炭素を供給するラインを有する溶融炭酸塩型
燃料電池発電装置に関する。
The present invention relates to a fuel cell power generator, and more particularly, to a molten carbonate fuel cell power generator having a line for supplying carbon dioxide from the anode side to the cathode side of a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備は、都市部のビルやマンション
等に分散して設置し、都市ガスを燃料として発電と冷暖
房を行うことにより、従来の送電に伴うロスが大幅に低
減でき、かつ80%以上の熱効率を発揮できるシステム
として脚光を浴びている。
2. Description of the Related Art Molten carbonate fuel cells have features that are not found in conventional power generation devices, such as high efficiency and little impact on the environment, and have attracted attention as power generation systems following hydro, thermal and nuclear power. Are being researched and developed in various countries around the world. In particular, power generation facilities using molten carbonate fuel cells that use natural gas as fuel are distributed and installed in buildings and condominiums in urban areas. Has been spotlighted as a system that can greatly reduce the loss accompanying the above and can exhibit a thermal efficiency of 80% or more.

【0003】かかる発電設備は、改質器と燃料電池を備
え、改質器により天然ガスを水素を含むアノードガスに
改質し、このアノードガスと酸素を含むカソードガスと
から燃料電池により発電し、その余熱により温水を製造
するものである。この燃料電池内での主な電池反応は、 H2 +CO3 2-→H2 O+CO2 +2e のアノード反
応と、 1/2 O2 +CO2 +2e →CO3 2- のカソード反応
であり、全体としては水素(H2 )が水(H2 O)に変
わる反応である。従って、本質的に排ガスはクリーンで
あり、環境への影響は極めて少ない。
[0003] Such power generation equipment is provided with a reformer and a fuel cell. The reformer reforms natural gas into an anode gas containing hydrogen, and generates a power from the anode gas and a cathode gas containing oxygen by a fuel cell. The hot water is produced by the residual heat. The main cell reactions in this fuel cell are the anode reaction of H 2 + CO 3 2- → H 2 O + CO 2 + 2e and the cathode reaction of 1/2 O 2 + CO 2 + 2e → CO 3 2-. Is a reaction in which hydrogen (H 2 ) is changed to water (H 2 O). Thus, the exhaust gas is essentially clean and has very little impact on the environment.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記反応において、カ
ソード側では二酸化炭素(CO2 )を消費し、アノード
側ではこれを発生するので、発電設備内で二酸化炭素を
アノード側からカソード側へ循環させる必要がある。一
方、上記反応により発生した水蒸気を電池内で循環させ
ると、カソード側での水蒸気の分圧が上がり反応に寄与
する酸素や二酸化炭素の分圧が下がり、カソード反応が
阻害されるので、これを除去する必要がある。従来の発
電装置では、この水蒸気を除去するために、改質器の下
流に凝縮器と気液分離器を備え、改質器の排ガスを凝縮
器で凝縮し、次いで気液分離器で水滴を分離し、二酸化
炭素を含むガスのみをカソード側に循環させていた。
In the above reaction, carbon dioxide (CO 2 ) is consumed on the cathode side and generated on the anode side, so that carbon dioxide is circulated from the anode side to the cathode side in the power generation facility. There is a need. On the other hand, when the water vapor generated by the above reaction is circulated in the battery, the partial pressure of water vapor on the cathode side rises, and the partial pressure of oxygen and carbon dioxide contributing to the reaction decreases, so that the cathode reaction is hindered. Need to be removed. In order to remove the water vapor, a conventional power generator is provided with a condenser and a gas-liquid separator downstream of the reformer, and the exhaust gas of the reformer is condensed by the condenser, and then water droplets are formed by the gas-liquid separator. It was separated and only the gas containing carbon dioxide was circulated to the cathode side.

【0005】しかし、上述した従来の発電設備では、発
電出力の上昇に時間がかかる問題があった。すなわち、
発電設備は電力需要に対応して発電出力を変える必要が
あり、特に分散型の燃料電池発電では、この要望が強
く、例えば、10分間で出力を零から定格出力まで変え
られることが要望される。しかし、上述した従来の発電
設備では、前記二酸化炭素の循環によって発電に必要な
二酸化炭素の量を十分供給することができず、そのため
短時間に発電出力を上昇させることができない問題があ
った。
[0005] However, the above-described conventional power generation equipment has a problem that it takes time to increase the power generation output. That is,
The power generation equipment needs to change the power generation output in response to the power demand. In particular, in the case of the distributed fuel cell power generation, this demand is strong. For example, it is required that the output can be changed from zero to the rated output in 10 minutes. . However, the above-described conventional power generation equipment has a problem in that the amount of carbon dioxide required for power generation cannot be sufficiently supplied by the circulation of the carbon dioxide, and thus the power generation output cannot be increased in a short time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、水素を
含むアノードガス(2)と酸素を含むカソードガス
(3)から電気を発電する燃料電池(20)と、反応後
のアノードガス(2)を燃焼させ、燃料ガスをアノード
ガス(2)に改質する改質器(10)と、改質器(1
0)の燃焼排ガス(7)中の水分を分離する水分分離器
(18)と、水分を分離した排ガスをカソードガス
(3)に供給する排ガス循環ラインと、反応後のカソー
ドガスを燃料電池(20)の入口に戻すカソードガス循
環ライン(9)と、前記改質器(10)の燃焼室(C
o)側と空気予熱器(14)を結ぶラインの途中からカ
ソード循環ライン(9)までを連通させた排ガスバイパ
スライン(50)と、該排ガスバイパスライン(50)
に設けた流量調節弁(52)と、を備え、前記流量調節
弁(52)は、前記排ガスバイパスライン(50)にお
ける流量を発電出力に対応した二酸化炭素の濃度になる
ように調節するものである、ことを特徴とする燃料電池
発電装置が提供される。本発明の好ましい実施例によれ
ば、前記カソードガス循環ライン(9)の二酸化炭素濃
度を測定する濃度センサー(54)と、前記濃度センサ
(54)の測定値に応じて前記流量調節弁(52)
制御する制御装置(54)と、を更に備えている。
According to Means for Solving the Problems] The present invention, cathode gas containing oxygen and anode gas (2) containing hydrogen
(3) a fuel cell for generating electricity (20), the anode gas after reaction (2) is combusted, a reformer for reforming fuel gas to the anode gas (2) and (10), said reforming Vessel (1
0) Moisture separator for separating moisture in flue gas (7)
(18) and the exhaust gas from which water has been separated
(3) an exhaust gas circulation line, a cathode gas circulation line (9) for returning the reacted cathode gas to the inlet of the fuel cell (20) , and a combustion chamber (C) of the reformer (10).
o) From the middle of the line connecting the side and the air preheater (14),
Exhaust gas bypasser connected to the sword circulation line (9)
Sline (50) and the exhaust gas bypass line (50)
A flow control valve (52) provided at
The valve (52) is connected to the exhaust gas bypass line (50).
Flow rate is the concentration of carbon dioxide corresponding to the power output
The fuel cell power generator is characterized in that the fuel cell power generator is adjusted as described above . According to a preferred embodiment of the present invention, a concentration sensor (54) for measuring the concentration of carbon dioxide in the cathode gas circulation line (9) , and the flow control valve (52 ) according to the measurement value of the concentration sensor (54). ) and controls the control unit (54), further comprising a.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、水素を
含むアノードガスと酸素を含むカソードガスから電気を
発電する燃料電池と、反応後のアノードガスを燃焼さ
せ、燃料ガスをアノードガスに改質する改質器と、改質
器の燃焼排ガス中の水分を分離する水分分離器と、水分
を分離した排ガスをカソードガスに供給する排ガス循環
ラインと、反応後のカソードガスを燃料電池の入口に戻
すカソードガス循環ラインとを有する燃料電池発電装置
において、改質器の燃焼排ガスを水分を分離せずに前記
カソードガス循環ラインに供給する排ガスバイパスライ
ンを備えることを特徴とする燃料電池発電装置が提供さ
れる。
According to the present invention, a fuel cell for generating electricity from an anode gas containing hydrogen and a cathode gas containing oxygen, and burning the reacted anode gas to convert the fuel gas into anode gas A reformer for reforming, a moisture separator for separating moisture in the combustion exhaust gas of the reformer, an exhaust gas circulation line for supplying the exhaust gas from which moisture has been separated to the cathode gas, and a cathode gas for the fuel cell after the reaction. A fuel cell power generator having a cathode gas circulation line returning to an inlet, comprising a flue gas bypass line for supplying combustion gas from a reformer to the cathode gas circulation line without separating moisture. An apparatus is provided.

【0008】本発明の好ましい実施例によれば、排ガス
バイパスラインの流量を調節する流量調節弁と、カソー
ドガス循環ラインの二酸化炭素濃度を測定する濃度セン
サーと、前記濃度センサーの測定値に応じて前記流量調
節弁を制御する制御装置とを更に備えている。
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a flow control valve for controlling a flow rate of an exhaust gas bypass line, a concentration sensor for measuring a carbon dioxide concentration in a cathode gas circulation line, and a function of a measured value of the concentration sensor. A control device for controlling the flow control valve.

【0009】[0009]

【作用】燃料電池の発電出力が上昇すると、上述した燃
料電池内で、 H2 +CO3 2-→H2 O+CO2 +2e のアノード反
応と、 1/2 O2 +CO2 +2e →CO3 2- のカソード反応
が活発になる。すなわち、発電出力の上昇により、水素
(H2 )と酸素(O2 )の消費量が多くなるが、同時に
二酸化炭素(CO2 )の発生も多くなる。従って、発生
した二酸化炭素を短時間にカソード側に戻せば、二酸化
炭素の不足が生じず、短時間に発電出力を増加させるこ
とができる。本発明は、かかる知見に基づくものであ
る。
When the power generation output of the fuel cell rises, the anode reaction of H 2 + CO 3 2- → H 2 O + CO 2 + 2e and the reaction of 1/2 O 2 + CO 2 + 2e → CO 3 2- The cathode reaction becomes active. That is, as the power generation output increases, the consumption of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) increases, but the generation of carbon dioxide (CO 2 ) also increases. Therefore, if the generated carbon dioxide is returned to the cathode side in a short time, the shortage of the carbon dioxide does not occur, and the power generation output can be increased in a short time. The present invention is based on such findings.

【0010】すなわち、従来の発電装置の排ガス循環ラ
インによる循環手段、すなわち、改質器の排ガスを凝縮
器で凝縮し、気液分離器で水滴を分離し、次いで二酸化
炭素を含むガスのみをカソード側に循環させる循環手段
では、二酸化炭素の供給遅れが生じていることがわかっ
た。また、水蒸気を含む排ガスを電池内で循環させて
も、短時間であれば、カソード反応を阻害することなく
発電出力を高めることができることがわかった。
That is, a circulating means by an exhaust gas circulating line of a conventional power generation apparatus, that is, an exhaust gas of a reformer is condensed by a condenser, water droplets are separated by a gas-liquid separator, and then only a gas containing carbon dioxide is cathode. It was found that the supply of carbon dioxide was delayed in the circulating means circulating to the side. Further, it was found that even if exhaust gas containing water vapor was circulated in the battery, the power generation output could be increased without inhibiting the cathode reaction for a short time.

【0011】従って、本発明の構成によれば、改質器
(10)の燃焼排ガスを水分を分離せずにカソードガス
循環ライン(9)に直接供給する排ガスバイパスライン
(50)を備えているので、燃料電池(20)で発生し
た二酸化炭素を含むガスのみを短時間でカソード側に戻
すことができる。特に、カソードガス循環ライン(9)
の二酸化炭素濃度を測定し、この測定値に応じて流量調
節弁(52)を制御すれば、出力の上昇速度に応じた濃
度の二酸化炭素をカソードガスに供給することができ
る。
Therefore, according to the structure of the present invention, the reformer
Exhaust gas bypass line for directly supplying the combustion exhaust gas of (10) to the cathode gas circulation line (9) without separating water
Since (50) is provided, only the gas containing carbon dioxide generated in the fuel cell (20) can be returned to the cathode side in a short time. In particular, the cathode gas circulation line (9)
By measuring the carbon dioxide concentration and controlling the flow control valve (52) according to the measured value, carbon dioxide having a concentration corresponding to the rate of increase in output can be supplied to the cathode gas.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図1は、本発明による発電設備を示す全
体構成図である。この図において、発電設備は、燃料ガ
スを水素を含むアノードガスに改質する改質器10と、
前記アノードガスと酸素を含むカソードガスとから発電
する燃料電池20と、反応後のアノードガスすなわちア
ノード排ガスを燃焼させる触媒燃焼器30と、改質器1
0を出た高温のアノードガスと改質器10に供給する低
温の燃料ガスとの間で熱を交換する熱交換器すなわち燃
料予熱器40とを備える。更に、本発電設備は、燃料ガ
ス中に含まれる硫黄分を除去する脱硫器12と、空気を
予熱する空気予熱器14と、排ガス中の水分を凝縮する
凝縮器16と、凝縮した水分を分離する気液分離器18
とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a power generation facility according to the present invention. In this figure, a power generation facility includes a reformer 10 for reforming a fuel gas into an anode gas containing hydrogen,
A fuel cell 20 for generating electricity from the anode gas and a cathode gas containing oxygen, a catalytic combustor 30 for burning the reacted anode gas, that is, an anode exhaust gas, and a reformer 1
A heat exchanger, that is, a fuel preheater 40 for exchanging heat between a high-temperature anode gas that has exited 0 and a low-temperature fuel gas supplied to the reformer 10 is provided. Further, the power generation equipment includes a desulfurizer 12 for removing sulfur contained in the fuel gas, an air preheater 14 for preheating air, a condenser 16 for condensing moisture in exhaust gas, and a separator for separating condensed moisture. Gas-liquid separator 18
And

【0013】硫黄分を含む天然ガス等の燃料ガスは脱硫
器12により脱硫された後、ライン1を通って燃料加熱
器40に供給され、この燃料予熱器40で加熱されて改
質器10に供給される。
A fuel gas such as a natural gas containing sulfur is desulfurized by a desulfurizer 12, supplied to a fuel heater 40 through a line 1, heated by the fuel preheater 40 and sent to a reformer 10. Supplied.

【0014】改質器10は、触媒燃焼器30から燃焼ガ
スライン6を介して供給される高温の燃焼ガスが完全燃
焼する燃焼室Coと、燃焼室からの伝熱により燃料ガス
を改質する改質室Reとからなる。改質器10は、燃焼
室Coと改質室Reを平面状にし、これを複数積層させ
たプレート型改質器であるのが良い。改質室Re内には
改質触媒が充填され、燃焼室Coで発生した高温の燃焼
ガスにより燃料ガスを水素を含む高温のアノードガスに
改質する。放熱により温度が下がった燃焼排ガスは、燃
焼排ガスライン7を介して空気予熱器14に供給されて
空気を加熱し、次いで、凝縮器16と気液分離器18に
より水分が分離される。一方、改質器10を出た高温の
アノードガスは、アノードガスライン2を介して燃料予
熱器40に供給され、この燃料予熱器40で冷却され、
燃料電池20に供給される。
The reformer 10 reforms the fuel gas by heat transfer from the combustion chamber Co in which the high-temperature combustion gas supplied from the catalytic combustor 30 via the combustion gas line 6 completely burns. And a reforming chamber Re. The reformer 10 is preferably a plate-type reformer in which the combustion chamber Co and the reforming chamber Re have a planar shape, and a plurality of the chambers are stacked. The reforming chamber Re is filled with a reforming catalyst, and the fuel gas is reformed into a high-temperature anode gas containing hydrogen by the high-temperature combustion gas generated in the combustion chamber Co. The combustion exhaust gas whose temperature has been lowered by the heat release is supplied to the air preheater 14 through the combustion exhaust gas line 7 to heat the air, and then the moisture is separated by the condenser 16 and the gas-liquid separator 18. On the other hand, the high-temperature anode gas that has exited the reformer 10 is supplied to the fuel preheater 40 via the anode gas line 2 and is cooled by the fuel preheater 40.
It is supplied to the fuel cell 20.

【0015】燃料電池20は、アノードガスが通過する
アノード側Aと、カソードガスが通過するカソード側C
とからなり、アノードガス中の水素、一酸化炭素と、カ
ソードガス中の酸素、二酸化炭素とから化学反応により
電気を発生するようになっている。燃料電池20は、溶
融炭酸塩型燃料電池であるのが良い。
The fuel cell 20 has an anode side A through which anode gas passes and a cathode side C through which cathode gas passes.
The hydrogen and carbon monoxide in the anode gas and the oxygen and carbon dioxide in the cathode gas generate electricity by a chemical reaction. The fuel cell 20 is preferably a molten carbonate fuel cell.

【0016】燃料電池20を出たアノード排ガスとカソ
ード排ガス(反応後のカソードガス)はアノード排ガス
ライン4及びカソード排ガスライン5を介して触媒燃焼
器30に供給される。この触媒燃焼器30内には、ハニ
カム状のニッケルを主成分とする燃焼触媒が充填されて
おり、アノード排ガスに含まれる未燃分をカソード排ガ
スに含まれる酸素により燃焼させるようになっている。
この触媒燃焼器30で発生した高温の燃焼ガスはライン
6を介して改質器10の燃焼室Coに供給される。
The anode exhaust gas and the cathode exhaust gas (the cathode gas after the reaction) exiting the fuel cell 20 are supplied to the catalytic combustor 30 via the anode exhaust gas line 4 and the cathode exhaust gas line 5. The catalyst combustor 30 is filled with a honeycomb-shaped combustion catalyst containing nickel as a main component, so that unburned components contained in the anode exhaust gas are burned by oxygen contained in the cathode exhaust gas.
The high-temperature combustion gas generated in the catalytic combustor 30 is supplied to the combustion chamber Co of the reformer 10 via the line 6.

【0017】なお、触媒燃焼器30を設けず、改質器1
0の燃焼室Coでアノード排ガスに含まれる未燃分をカ
ソード排ガスに含まれる酸素により燃焼させる場合もあ
る。
The reformer 1 is not provided with the catalytic combustor 30.
In some cases, the unburned portion contained in the anode exhaust gas is burned by the oxygen contained in the cathode exhaust gas in the combustion chamber Co of zero.

【0018】燃料電池20のカソードガスライン3には
空気源(図示せず)から空気ライン8、空気予熱器14
を介して空気が供給される。この空気ライン8には気液
分離器18により水分が分離された燃焼排ガスが供給さ
れ、電池の反応に必要な二酸化炭素を供給するようにな
っている。
The cathode gas line 3 of the fuel cell 20 is connected to an air line 8 and an air preheater 14 from an air source (not shown).
The air is supplied via. The flue gas from which water has been separated by the gas-liquid separator 18 is supplied to the air line 8 to supply carbon dioxide necessary for the reaction of the battery.

【0019】更に、燃料電池のカソード側Cを通過した
カソード排ガスの一部はカソード循環ライン9を介して
カソードライン3に循環される。このカソード循環ライ
ン9には通常、熱交換器(図示せず)、ブロア22が設
けられ、循環するカソードガスの温度、流量を制御でき
るようになっている。
Further, a part of the cathode exhaust gas passing through the cathode side C of the fuel cell is circulated to the cathode line 3 via the cathode circulation line 9. The cathode circulation line 9 is usually provided with a heat exchanger (not shown) and a blower 22 so that the temperature and flow rate of the circulating cathode gas can be controlled.

【0020】本発電装置は更に、改質器10の燃焼排ガ
ス7を水分を分離せずに前記カソードガス循環ライン9
に供給する排ガスバイパスライン50を備えている。こ
の排ガスバイパスライン50には排ガスバイパスライン
の流量を調節する流量調節弁52と、カソードガス循環
ラインの二酸化炭素濃度を測定する濃度センサー54
と、濃度センサー54の測定値に応じて流量調節弁52
を制御する制御装置56とが設けられる。
The power generation apparatus further includes the flue gas 7 from the reformer 10 and the cathode gas circulation line 9 without separating moisture.
An exhaust gas bypass line 50 for supplying the exhaust gas to the exhaust gas. The exhaust gas bypass line 50 has a flow control valve 52 for adjusting the flow rate of the exhaust gas bypass line, and a concentration sensor 54 for measuring the carbon dioxide concentration in the cathode gas circulation line.
And the flow control valve 52 according to the measurement value of the concentration sensor 54.
And a control device 56 for controlling the

【0021】排ガスバイパスライン50は、改質器10
と空気予熱器14を結ぶラインの途中から、カソード循
環ライン9のブロア22の上流側(カソード排ガスライ
ン5の側)までを連通させており、その途中に流量調節
弁52が設けられる。この流量調節弁52は、発電出力
に対応した二酸化炭素の濃度になるように調節するのが
良い。これにより、短時間でカソードガス中の二酸化炭
素の濃度を高め、かつ凝縮器16及び気液分離器18を
通って循環されるガスの二酸化炭素濃度が高まるにつ
れ、流量調節弁52を徐々に閉じることができ、水分を
含むガスが長時間循環されるのを防ぐことができる。
The exhaust gas bypass line 50 is connected to the reformer 10
From the middle of the line connecting the air preheater 14 to the upstream of the blower 22 of the cathode circulation line 9 (on the side of the cathode exhaust gas line 5), a flow control valve 52 is provided in the middle. The flow control valve 52 is preferably adjusted so as to have a carbon dioxide concentration corresponding to the power generation output. Thereby, the concentration of carbon dioxide in the cathode gas is increased in a short time, and the flow control valve 52 is gradually closed as the concentration of carbon dioxide in the gas circulated through the condenser 16 and the gas-liquid separator 18 increases. It is possible to prevent the gas containing water from being circulated for a long time.

【0022】上述した本発明の構成によれば、改質器の
燃焼排ガスを水分を分離せずにカソードガス循環ライン
に直接供給する排ガスバイパスラインを備えることによ
り、燃料電池で発生した二酸化炭素を短時間でカソード
側に戻すことができる。また、カソードガス循環ライン
の二酸化炭素濃度を測定し、この測定値に応じて前記流
量調節弁を制御すれば、出力の上昇速度に応じた濃度の
二酸化炭素をカソードガスに供給することができる。
According to the configuration of the present invention described above, by providing the exhaust gas bypass line for directly supplying the combustion exhaust gas of the reformer to the cathode gas circulation line without separating moisture, the carbon dioxide generated in the fuel cell can be reduced. It can be returned to the cathode side in a short time. Further, if the concentration of carbon dioxide in the cathode gas circulation line is measured and the flow rate control valve is controlled according to the measured value, carbon dioxide having a concentration corresponding to the rate of increase in output can be supplied to the cathode gas.

【0023】[0023]

【発明の効果】従って、本発明によれば、簡単な構造
で、かつ、二酸化炭素の貯蔵タンク等を備えることな
く、短時間に発電出力を増加させることができる。
Therefore, according to the present invention, the power generation output can be increased in a short time with a simple structure and without providing a carbon dioxide storage tank or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による発電装置を示す全体構成図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a power generator according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料ガスライン 2 アノードガスライン 3 カソードガスライン 4 アノード排ガスライン 5 カソード排ガスライン 6 燃焼ガスライン 7 燃焼排ガスライン 8 カソードガスライン 9 カソードガス循環ライン 10 改質器 12 脱硫器 14 空気予熱器 16 凝縮器 18 気液分離器 20 燃料電池 30 触媒燃焼器 40 燃料予熱器 50 排ガスバイパスライン 52 流量調節弁 54 濃度センサー 56 制御装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel gas line 2 Anode gas line 3 Cathode gas line 4 Anode exhaust gas line 5 Cathode exhaust gas line 6 Combustion gas line 7 Combustion exhaust gas line 8 Cathode gas line 9 Cathode gas circulation line 10 Reformer 12 Desulfurizer 14 Air preheater 16 Condensation Device 18 gas-liquid separator 20 fuel cell 30 catalytic combustor 40 fuel preheater 50 exhaust gas bypass line 52 flow control valve 54 concentration sensor 56 controller

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水素を含むアノードガス(2)と酸素を
含むカソードガス(3)から電気を発電する燃料電池
(20)と、 反応後のアノードガス(2)を燃焼させ、燃料ガスをア
ノードガス(2)に改質する改質器(10)と、 改質器(10)の燃焼排ガス(7)中の水分を分離す
る水分分離器(18)と、 水分を分離した排ガスをカソードガス(3)に供給する
排ガス循環ラインと、 反応後のカソードガスを燃料電池(20)の入口に戻す
カソードガス循環ライン(9)と、前記改質器(10)の燃焼室(Co)側と空気予熱器
(14)を結ぶラインの途中からカソード循環ライン
(9)までを連通させた排ガスバイパスライン(50)
と、該排ガスバイパスライン(50)に設けた流量調節
弁(52)と、を備え、 前記流量調節弁(52)は、前記排ガスバイパスライン
(50)における流量を発電出力に対応した二酸化炭素
の濃度になるように調節するものである、 ことを特徴と
する燃料電池発電装置。
1. A fuel cell for generating electricity from an anode gas (2) containing hydrogen and a cathode gas (3) containing oxygen.
And (20), is burned anode gas (2) after the reaction, reformer for reforming fuel gas to the anode gas (2) and (10), said reformer (10) of the flue gas (7) A water separator (18) for separating water therein, an exhaust gas circulation line for supplying exhaust gas from which water has been separated to the cathode gas (3) , and a cathode gas for returning the reacted cathode gas to the inlet of the fuel cell (20) A circulation line (9) , a combustion chamber (Co) side of the reformer (10) and an air preheater.
Cathode circulation line from the middle of the line connecting (14)
Exhaust gas bypass line communicating with (9) (50)
And a flow control provided in the exhaust gas bypass line (50).
A valve (52), wherein the flow control valve (52) is connected to the exhaust gas bypass line.
Carbon dioxide corresponding to the power generation output at the flow rate in (50)
A fuel cell power generator, wherein the fuel cell power is adjusted so as to have a concentration of 0.1 %.
【請求項2】 前記カソードガス循環ライン(9)の二
酸化炭素濃度を測定する濃度センサー(54)と、 前記濃度センサー(54)の測定値に応じて前記流量調
節弁(52)を制御する制御装置(54)と、を更に
える、ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電
装置。
2. A concentration sensor (54) for measuring the concentration of carbon dioxide in the cathode gas circulation line (9) , and a control for controlling the flow control valve (52) in accordance with a measurement value of the concentration sensor (54). The fuel cell power generator according to claim 1, further comprising a device (54) .
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