JP5183931B2 - 燃料電池システム及びその運転方法 - Google Patents
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- 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、
前記発電用改質器と改質ガス流路を介して接続され、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路、前記燃料電池スタックの下流ガス流路の少なくとも1つを加熱する加熱手段と、
前記発電用改質器の入力側に接続され、原燃料を改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成する起動・停止用改質器とを備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記加熱手段は、前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路及び前記下流ガス流路の少なくとも1つに設けられた燃焼触媒と、前記燃焼触媒に空気を供給する手段とを有することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。
- 前記加熱手段は、前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック及び前記下流ガス流路の少なくとも1つの近傍に配置されたヒータまたはバーナであることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。
- 前記改質ガス流路及び前記下流ガス流路の少なくとも1つは、重力加速度の方向に対して上向きに曲がるように形成された曲がり流路部を有し、
前記加熱手段は、前記曲がり流路部を含む領域を加熱することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の燃料電池システム。 - 前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路及び前記下流ガス流路の少なくとも1つの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出信号に基づいて、前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路及び前記下流ガス流路の少なくとも1つの温度が水の沸点以上となるように、前記加熱手段を制御する制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の燃料電池システム。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、
前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックを収容する容器と、
前記容器内の少なくとも底部を加熱する加熱手段と、
前記発電用改質器の入力側に接続され、原燃料を改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成する起動・停止用改質器とを備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、
前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
前記発電用改質器に向けて水蒸気を供給するための水蒸気流路と、
前記発電用改質器に向けて原燃料を供給するための原燃料流路と、
前記水蒸気流路及び前記原燃料流路と接続され、原燃料及び水蒸気が混合された改質原料を前記発電用改質器に導入するための改質原料流路と、
前記水蒸気流路、前記原燃料流路及び前記改質原料流路のうち少なくとも前記水蒸気流路または少なくとも前記改質原料流路を加熱する加熱手段と、
前記改質原料流路に接続され、原燃料を改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成する起動・停止用改質器とを備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器と改質ガス流路を介して接続され、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックとを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを起動させる際に、前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路、前記燃料電池スタックの下流ガス流路の少なくとも1つを水の沸点以上の温度まで昇温し、その状態で、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記発電用改質器及び前記改質ガス流路を介して前記燃料電池スタックに供給し、前記発電用改質器で生成された改質ガスを前記燃料電池スタックに供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器と改質ガス流路を介して接続され、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックとを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路、前記燃料電池スタックの下流ガス流路の少なくとも1つに燃焼触媒を予め充填させておき、
前記燃料電池システムを起動させる際に、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記発電用改質器及び前記改質ガス流路を介して前記燃料電池スタックに供給すると共に前記燃焼触媒に空気を供給して、前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路及び前記下流ガス流路の少なくとも1つを水の沸点以上の温度に昇温保持し、前記発電用改質器で生成された改質ガスを前記燃料電池スタックに供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器と改質ガス流路を介して接続され、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックとを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを停止させる際に、前記改質ガス流路、前記燃料電池スタック内のガス流路、前記燃料電池スタックの下流ガス流路の少なくとも1つを水の沸点以上の温度に保持するように降温し、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記発電用改質器及び前記改質ガス流路を介して前記燃料電池スタックに供給し、その状態で前記燃料電池スタックへの改質ガスの供給を停止することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを収容する容器とを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを起動させる際に、前記容器内の少なくとも底部を水の沸点以上の温度まで昇温し、その状態で、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記発電用改質器及び前記改質ガス流路を介して前記燃料電池スタックに供給し、前記発電用改質器で生成された改質ガスを前記燃料電池スタックに供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを収容する容器とを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを停止させる際に、前記容器内の少なくとも底部を水の沸点以上の温度に保持するように降温し、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記発電用改質器及び前記改質ガス流路を介して前記燃料電池スタックに供給し、その状態で前記燃料電池スタックへの改質ガスの供給を停止することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記発電用改質器に向けて水蒸気を供給するための水蒸気流路と、前記発電用改質器に向けて原燃料を供給するための原燃料流路と、前記水蒸気流路及び前記原燃料流路と接続され、原燃料及び水蒸気が混合された改質原料を前記発電用改質器に導入するための改質原料流路とを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを起動させる際に、前記水蒸気流路、前記原燃料流路及び前記改質原料流路のうち少なくとも前記水蒸気流路を水の沸点以上の温度まで昇温し、その状態で、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記改質原料流路に供給し、水蒸気及び原燃料を前記発電用改質器に向けて順次供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記発電用改質器に向けて水蒸気を供給するための水蒸気流路と、前記発電用改質器に向けて原燃料を供給するための原燃料流路と、前記水蒸気流路及び前記原燃料流路と接続され、原燃料及び水蒸気が混合された改質原料を前記発電用改質器に導入するための改質原料流路とを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを停止させる際に、前記水蒸気流路、前記原燃料流路及び前記改質原料流路のうち少なくとも前記水蒸気流路を水の沸点以上の温度に保持し、その状態で、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記改質原料流路に供給し、前記燃料電池スタックへの原燃料及び水蒸気の供給を順次停止することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記発電用改質器に向けて水蒸気を供給するための水蒸気流路と、前記発電用改質器に向けて原燃料を供給するための原燃料流路と、前記水蒸気流路及び前記原燃料流路と接続され、原燃料及び水蒸気が混合された改質原料を前記発電用改質器に導入するための改質原料流路とを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを起動させる際に、前記水蒸気流路、前記原燃料流路及び前記改質原料流路のうち少なくとも前記改質原料流路を水及び原燃料の沸点のうち高い方の温度以上の温度まで昇温し、その状態で、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記改質原料流路に供給し、水蒸気及び原燃料を前記発電用改質器に向けて順次供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 原燃料を改質して改質ガスを生成する発電用改質器と、前記発電用改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記発電用改質器に向けて水蒸気を供給するための水蒸気流路と、前記発電用改質器に向けて原燃料を供給するための原燃料流路と、前記水蒸気流路及び前記原燃料流路と接続され、原燃料及び水蒸気が混合された改質原料を前記発電用改質器に導入するための改質原料流路とを備える燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池システムを停止させる際に、前記水蒸気流路、前記原燃料流路及び前記改質原料流路のうち少なくとも前記改質原料流路を水及び原燃料の沸点のうち高い方の温度以上の温度に保持し、その状態で、原燃料を起動・停止用改質器により改質して還元性を有する水素を含有する改質ガスを生成し、前記起動・停止用改質器で生成された改質ガスを、前記改質原料流路に供給し、前記燃料電池スタックへの原燃料及び水蒸気の供給を順次停止することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 前記燃料電池スタックは、固体酸化物形燃料電池スタックであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックとして、固体酸化物形燃料電池スタックを用いることを特徴とする請求項8〜16のいずれか一項記載の燃料電池システムの運転方法。
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