JPH03236166A - Power generating method for molten carbonate fuel cell - Google Patents

Power generating method for molten carbonate fuel cell

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JPH03236166A
JPH03236166A JP2029981A JP2998190A JPH03236166A JP H03236166 A JPH03236166 A JP H03236166A JP 2029981 A JP2029981 A JP 2029981A JP 2998190 A JP2998190 A JP 2998190A JP H03236166 A JPH03236166 A JP H03236166A
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Japan
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gas
steam
anode
fuel cell
water vapor
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JP2029981A
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Noboru Kinoshita
木之下 登
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IHI Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To decrease the steam quantity generated for reformation, miniaturize a steam generator, and reduce consumed energy by using the steam separated from anode gas as part of the steam for reforming the reform raw material gas. CONSTITUTION:Part of the steam in the anode gas AG cooled and discharged from the anode 3 of a fuel cell 1 via heat exchangers 24, 26 and a shift reactor 25 is permeated and separated by a separation film type steam separating device 27 and recovered to the permeation side 27a. Carbon dioxide and moisture S are further removed from the remainder by an absorption liquid type carbon dioxide separating device 28, and it is fed to the device 27 as purge gas PG to accelerate permeation and separation. The gas containing moisture S is fed to a reformer 8 via a compressor 29 as part of the steam required for reforming natural gas NG. The quantity of the steam S generated by a steam generator and mixed with natural gas NG via a steam line 17 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルキ一部門で用いる溶融炭酸塩型
燃料電池の発電方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a power generation method using a molten carbonate fuel cell used in the energy sector, which directly converts the chemical energy of fuel into electrical energy.

[従来の技術] 現在までに提案されている溶融炭酸塩型燃料電池は、溶
融炭酸塩を多孔買物質に浸み込ませてなる電解質板(タ
イル)を、カソード(酸素極)と7ノード(燃料極)で
両面から挾み、カソード側に酸化ガスを供給すると共に
アノード側に燃料ガスを供給することによりカソードと
アノードとの間で発生する電位差により発電が行われる
ようにしたものを1セルとし、各セルをヒバレータを介
して多層に積層した構成のものとしである。
[Prior Art] Molten carbonate fuel cells that have been proposed to date include an electrolyte plate (tile) made by impregnating a porous material with molten carbonate, and a cathode (oxygen electrode) and seven nodes ( One cell is one in which electricity is generated by the potential difference generated between the cathode and the anode by sandwiching them between both sides with fuel electrodes, supplying oxidizing gas to the cathode side and supplying fuel gas to the anode side. The structure is such that each cell is stacked in multiple layers via a hibernate.

上記溶融炭酸塩型燃料電池の燃料として用いる燃料ガス
は、改質器で製造されたものを用いるか、たとえば、天
然ガス改質を行う従来の天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料
電池の発電システムの一例としては、第2図に示す如き
構成としである。すなわち、燃料電池1のカソード2に
は酸化ガスOGを供給するため、空気Aを空気供給ライ
ン6上の圧縮機4て圧縮させた後、空気予熱器5て予熱
してカソード2に供給すると共に、一部を改質器8に分
岐ライン7により供給し、カソード2から排出されたガ
スは、ライン9を経てタービン10に導き、更に、上記
空気予熱器5を通して排出されるようにしである。
The fuel gas used as the fuel for the molten carbonate fuel cell may be one produced in a reformer, or, for example, in a conventional natural gas reforming molten carbonate fuel cell power generation system that reformes natural gas. An example of this is a configuration as shown in FIG. That is, in order to supply oxidizing gas OG to the cathode 2 of the fuel cell 1, air A is compressed by the compressor 4 on the air supply line 6, preheated by the air preheater 5, and supplied to the cathode 2. , a part is supplied to the reformer 8 by a branch line 7, and the gas discharged from the cathode 2 is led to a turbine 10 via a line 9 and further discharged through the air preheater 5.

一方、燃料電池1のアノード3に供給される改質原料ガ
スとしての天然ガス(たとえば、メタン)NGは、天然
ガス導入ライン22上のブロワ18により加圧されて天
然ガス予熱器11、脱硫器23を経て改質器8に導入さ
れ、ここて燃料ガスFGとして改質すれて燃料ガスライ
ン19を経てアノード3に供給されるようにし、該アノ
ード3から排出された7ノードガスAGには水分か含ま
れているため、このアノードガスAG中の水分を一部ガ
スと分離した後に、分離した水は蒸気として改質器8人
口側で天然ガスNGと混ぜるようにしている。そのため
に、従来ては、燃料電池1のアノード3から排出された
アノードガスAGは、アノード出ロガスライン20によ
り天然ガス予熱器11を通し、凝縮器12で冷却して凝
縮した後、気液分離器14にてガスと水とに分離し、ガ
スGはブロワ13にて改質器8に導いて燃焼用ガスとし
て使用すると共に、水(H2O)はポンプ15で加圧さ
れて蒸気発生器16へ送られ、ここで加熱されて水蒸気
Sとして蒸気ライン17を経て改質器8の入口側で天然
ガス導入ライン22に供給され該天然ガス導入ライン2
2内の天然ガスNGと混ぜられるようにしてあり、改質
器8から排出された炭酸ガスを含む燃焼排ガスは、排ガ
スライン21を通って上記空気供給ライン6を流れる空
気と共に燃料電池1のカソード2に供給されるようにし
である。
On the other hand, natural gas (for example, methane) NG as a reforming raw material gas supplied to the anode 3 of the fuel cell 1 is pressurized by the blower 18 on the natural gas introduction line 22, and is sent to the natural gas preheater 11 and the desulfurizer. 23 to the reformer 8, where it is reformed as fuel gas FG and supplied to the anode 3 via the fuel gas line 19, and the 7 node gas AG discharged from the anode 3 contains moisture. Therefore, after part of the moisture in this anode gas AG is separated from the gas, the separated water is mixed with natural gas NG on the input side of the reformer 8 as steam. For this purpose, conventionally, the anode gas AG discharged from the anode 3 of the fuel cell 1 is passed through the natural gas preheater 11 via the anode output log gas line 20, cooled and condensed in the condenser 12, and then passed through the gas-liquid separator. 14, the gas G is guided to the reformer 8 by the blower 13 and used as a combustion gas, and the water (H2O) is pressurized by the pump 15 and sent to the steam generator 16. It is heated here and supplied to the natural gas introduction line 22 at the inlet side of the reformer 8 via the steam line 17 as steam S.
The combustion exhaust gas containing carbon dioxide discharged from the reformer 8 passes through the exhaust gas line 21 and is mixed with the natural gas NG in the fuel cell 1 along with the air flowing through the air supply line 6. It is intended to be supplied to 2.

[発明か解決しようとする問題点] ところが、上記従来の溶融炭酸塩型燃料電池の発電シス
テムの場合、改質反応に必要な水蒸気をすべて水から得
るようにしているので、水蒸気発生のための大型の蒸気
発生器16が必要てあり、又、水蒸気を発生させるため
に、大量のエネルギーを消費する問題がある。
[Problem to be solved by the invention] However, in the case of the above-mentioned conventional molten carbonate fuel cell power generation system, all the steam necessary for the reforming reaction is obtained from water. A large steam generator 16 is required, and a large amount of energy is consumed to generate the steam.

そこで、本発明は、改質原料ガスの改質に必要な水蒸気
の一部を蒸気発生器に依らずに得られるようにして、蒸
気発生器を小型化し、水蒸気を発生させるために必要な
消費エネルギーの低減化を図ることができるような溶融
炭酸塩型燃料電池の発電方法を提供しようとするもので
ある。
Therefore, the present invention makes it possible to obtain part of the steam necessary for reforming raw material gas without relying on a steam generator, thereby reducing the size of the steam generator and reducing the consumption required to generate steam. The present invention aims to provide a power generation method using a molten carbonate fuel cell that can reduce energy consumption.

[課題を解決するための手段1 本発明は、上記課題を解決するために、改質原料ガスを
水蒸気とともに改質器に導入して改質させ、改質された
燃料ガスを燃料電池のアノードに供給し、一方、燃料電
池のカソードに酸化ガスを供給し、アノード、カソード
間で電気化学反応を行わせて発電を行わせるようにして
ある溶融炭酸塩型燃料電池の発電方法において、上記燃
料電池のアノードから排出されたアノードガス中の水蒸
気の一部を分離膜式水蒸気分離装置によって透過分離し
、分離により得られた水蒸気を、改質原料ガスの改質に
必要な水蒸気の一部として上記改質器に導入することを
特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池の発電方法とする。
[Means for Solving the Problems 1] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention introduces reforming raw material gas together with water vapor into a reformer to reform the reformed fuel gas, and supplies the reformed fuel gas to the anode of a fuel cell. In a power generation method for a molten carbonate fuel cell, the oxidizing gas is supplied to the cathode of the fuel cell, and an electrochemical reaction is caused between the anode and the cathode to generate electricity. Part of the water vapor in the anode gas discharged from the battery anode is permeated and separated by a separation membrane type water vapor separator, and the water vapor obtained by separation is used as part of the water vapor necessary for reforming the reforming raw material gas. A power generation method using a molten carbonate fuel cell is characterized in that the fuel cell is introduced into the reformer.

又、水蒸気の透過を促進させるために、アノードガスを
処理して炭酸ガス及び水蒸気の一部を除去したガスを、
分離膜式水蒸気分離装置の一部を除去したガスを、分離
膜式水蒸気分離装置の透過側にパージガスとして供給す
るようにするとよい。
In addition, in order to promote the permeation of water vapor, the anode gas is treated to remove some of the carbon dioxide gas and water vapor.
It is preferable that the gas from which a portion of the membrane-type steam separator is removed is supplied as a purge gas to the permeation side of the membrane-type steam separator.

更に、パージガスとして、改質原料ガスの一部を利用す
るようにしてもよい。
Furthermore, a part of the reformed raw material gas may be used as the purge gas.

[作  用] アノードガスか分離膜式水蒸気分離装置に導かれると、
アノードガス中に含まれる水蒸気の一部か透過させられ
るので、この透過した水蒸気を改質器に導いて、改質原
料ガスの改質に必要な水蒸気の一部として利用すること
かでき、これにより改質に必要な水蒸気を1qるため水
から発生させる水蒸気の量を減少させることかでき、こ
れに伴い水蒸気を発生させるための蒸気発生器の小型化
及び水を蒸発させるために必要な消費エネルキーの低減
化を図ることかできることになる。
[Function] When the anode gas is guided to the separation membrane type steam separator,
Since some of the water vapor contained in the anode gas is permeated, this permeated water vapor can be led to the reformer and used as part of the water vapor necessary for reforming the reforming raw material gas. This reduces the amount of steam required for reforming by 1 q, making it possible to reduce the amount of steam generated from water, thereby reducing the size of the steam generator and the consumption required to evaporate the water. This means that it is possible to reduce energy consumption.

上記において、アノードガスを処理して炭酸ガス及び水
の一部を除去したガス、あるいは、改質原料ガスの一部
を、パージガスとして分離膜式水蒸気分離装置の透過側
に供給すると、水蒸気の透過を促進させることかでき、
又、分離膜を透過した水蒸気をこのパージガスに含ませ
て改質器に供給させることかでき、このとき水蒸気濃度
を高めることかできる。
In the above, if the anode gas is treated to remove part of carbon dioxide and water, or part of the reformed raw material gas is supplied as a purge gas to the permeation side of the separation membrane type steam separator, the water vapor permeates. can be promoted,
Further, the water vapor that has passed through the separation membrane can be included in the purge gas and supplied to the reformer, and at this time, the water vapor concentration can be increased.

[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の方法を実施するための発電システムの
要部を示すもので、第2図に示す溶融炭酸塩型燃料電池
の発電システムと同様な構成において、燃料電池1のア
ノード3から排出される高温のアノードガスAGを導く
アノード出口ガスライン20に、熱交換器24、シフト
反応器25、熱交換器26、分離膜式水蒸気分離装置2
7、吸収液式炭酸ガス分離装置28を上流側より順次設
置し、上記分離膜式水蒸気分離装置27により7ノード
ガスAG中の水蒸気Sの一部を透過分離して回収させら
れるようにすると共に、上記吸収液式炭酸ガス分離装置
28により、分離膜式水蒸気分離装置27によって水蒸
気Sの一部を除去した後のアノードガスAG中に含まれ
る炭酸ガス及び水分の一部を除去させられるようにし、
且つ上記分離膜式水蒸気分離装置27の透過側27aと
改質器8の改質側との間を、圧縮機29を具備した蒸気
ライン30にて接続し、上記分離膜式水蒸気分離装置2
7によってアノードガスAGから分離させた水蒸気Sを
改質器8に供給させるようにして、天然ガスライン22
を通して改質器8に導入される改質原料ガスとしての天
然ガスNGの改質のために必要な水蒸気Sの一部として
利用するようにし、更に、上記吸収液式炭酸ガス分離装
置28の処理側と分離膜式水蒸気分離装置27の透過側
27aとの間にパージガスライン31を接続し、吸収液
式炭酸ガス分離装置28により処理して炭酸ガス及び水
分の一部を除去したガスを、水蒸気Sの透過を促進させ
るためのパージガスPGとして上記分離膜式水蒸気分離
装置27の透過側27aに供給させられるようにする。
FIG. 1 shows the main parts of a power generation system for carrying out the method of the present invention. A heat exchanger 24, a shift reactor 25, a heat exchanger 26, and a separation membrane steam separation device 2 are connected to the anode outlet gas line 20 that guides the high temperature anode gas AG to be discharged.
7. The absorption liquid type carbon dioxide gas separation device 28 is installed sequentially from the upstream side, so that a part of the water vapor S in the 7-node gas AG can be permeated and recovered by the separation membrane type water vapor separation device 27, and The absorption liquid type carbon dioxide gas separation device 28 can remove a portion of carbon dioxide and water contained in the anode gas AG after a portion of the water vapor S has been removed by the separation membrane type water vapor separation device 27,
In addition, the permeation side 27a of the separation membrane type steam separation device 27 and the reforming side of the reformer 8 are connected by a steam line 30 equipped with a compressor 29, and the separation membrane type steam separation device 2
7 supplies the water vapor S separated from the anode gas AG to the reformer 8, and the natural gas line 22
It is used as a part of the steam S necessary for reforming the natural gas NG as a reforming raw material gas introduced into the reformer 8 through A purge gas line 31 is connected between the side and the permeation side 27a of the separation membrane type water vapor separator 27, and the gas from which carbon dioxide and a portion of water have been removed by being processed by the absorption liquid type carbon dioxide gas separator 28 is converted into water vapor. The purge gas PG for promoting the permeation of S is supplied to the permeation side 27a of the separation membrane type steam separator 27.

溶融炭酸塩型燃料電池1のアノード3から排出されたア
ノード出口ガスライン20中の7ノードガスAGを、熱
交換器24により冷却し、更にシフト反応器25を経て
熱交換器26で冷却した後、分離膜式水蒸気分離装置2
7に導入し、ここで水蒸気Sの一部を分離膜を透過させ
ることにより分離して透過側27aに回収させるように
する。
The 7-node gas AG in the anode outlet gas line 20 discharged from the anode 3 of the molten carbonate fuel cell 1 is cooled by the heat exchanger 24, and further cooled by the heat exchanger 26 via the shift reactor 25, and then Separation membrane type steam separator 2
7, where a part of the water vapor S is separated by passing through a separation membrane and collected on the permeation side 27a.

上記水蒸気Sの一部か除去された後のアノードガスAG
は更に吸収液式炭酸ガス分離装置28に導入し、ここで
アノードガスAG中に含まれる炭酸ガス及び水の一部を
除去する処理を行わせ、この処理により炭酸ガス及び水
分の濃度が低くなったガスを、パージガスPGとしてパ
ージガスライン31を通して分離膜式水蒸気分離装置2
7の透過側27aに供給する。したがって、このパージ
ガスPGにより上記分離膜式水蒸気分離装置27での水
蒸気Sの透過分離か促進されることになり、パージガス
ラインに水蒸気Sを含ませられる。この水蒸気Sを含ん
だガスを、圧縮機29で圧縮してから蒸気ライン30に
より改質器8の改質側27aに供給すると、このガスに
含まれた水蒸気が天然ガスNGの改質のために必要な水
蒸気Sの一部として改質器8の改質側に導入されること
(なる。これにより、改質器8では、このガスに含まれ
る水素や水蒸気等と、天然ガス導入ライン22を通して
導入される改質原料ガスとしての天然ガスNGと、蒸気
ライン17からの水蒸気Sとの混合気体によって改質反
応か行われ、天然ガスNGは燃料ガス(改質ガス)FG
として改質され、改質された燃料ガスFGは燃料電池1
のアノード3側に供給されることになる。
Anode gas AG after some of the water vapor S has been removed
is further introduced into the absorption liquid type carbon dioxide gas separation device 28, where a process is performed to remove part of the carbon dioxide gas and water contained in the anode gas AG, and this process lowers the concentration of carbon dioxide gas and water. The gas is passed through the purge gas line 31 as purge gas PG to the separation membrane type steam separator 2.
7 to the transmission side 27a. Therefore, the purge gas PG promotes the permeation and separation of the water vapor S in the separation membrane type water vapor separator 27, so that the purge gas line contains the water vapor S. When this gas containing water vapor S is compressed by the compressor 29 and then supplied to the reforming side 27a of the reformer 8 through the steam line 30, the water vapor contained in this gas is used to reform the natural gas NG. This gas is introduced into the reforming side of the reformer 8 as part of the water vapor S necessary for A reforming reaction is performed by a gas mixture of natural gas NG as a reforming raw material gas introduced through the steam line 17 and steam S from the steam line 17, and the natural gas NG is converted into fuel gas (reformed gas) FG.
The reformed fuel gas FG is reformed as fuel cell 1.
It will be supplied to the anode 3 side of.

本発明においては、上述した如く、改質器8て改質原料
ガスとしての天然ガスNGの改質のために必要な水蒸気
の一部として、アノードガスAGを分離膜式水蒸気分離
装置27て透過分離することにより得られ水蒸気Sを利
用するようにするので、蒸気発生器16で発生させて蒸
気ライン17を通して天然ガスNGに混入させる水蒸気
Sの早を減少させることかでき、このため、蒸気発生器
16の小型化か可能となり、これに伴い水を水蒸気にす
るための消費エネルキーを低減させることかできる。
In the present invention, as described above, the anode gas AG is permeated through the separation membrane type steam separator 27 as part of the steam necessary for reforming the natural gas NG as the reforming raw material gas in the reformer 8. Since the steam S obtained by the separation is used, it is possible to reduce the rate of steam S generated in the steam generator 16 and mixed into the natural gas NG through the steam line 17. The size of the container 16 can be reduced, and the energy consumption for turning water into steam can be reduced accordingly.

次に、上述した工程を具体的な実験結果に基づいて詳述
する。
Next, the above-mentioned steps will be explained in detail based on specific experimental results.

燃料電池1を加圧型とした場合において、圧力2.9K
g/cfflA 、温度680 ’Cて、水分を39%
含むアノードガスAGを、熱交換器24て190’Cま
て冷却した後、シフト反応器25で低温シフト反1;i
5させ、更に熱交換器26て110℃まで冷却した。
When the fuel cell 1 is a pressurized type, the pressure is 2.9K.
g/cfflA, temperature 680'C, moisture 39%
After cooling the anode gas AG to 190'C in the heat exchanger 24, it is subjected to low temperature shift reaction 1;i in the shift reactor 25.
5 and further cooled to 110° C. using a heat exchanger 26.

このとき、冷却後のアノードガスAGは、圧力が2.7
に’J/criAで36%の水分を含んでいた。次に、
このアノードガスAGを分離膜式水蒸気分離装置27に
供給し、水分(水蒸気)の25%を透過させて分離した
。この水分の一部を分離した後のアノードガスAGを更
に吸収液式炭酸ガス分離装置28に供給し、炭酸ガス及
び水分の一部を除去したところ、圧力が2.66Ng/
Cl1A、温度か80℃で水分17%を含むガスが得ら
れた。このガスをパージガスPGとして上記分離膜式水
蒸気分離装置27の透過側27aに供給すると、このガ
スは、上記分離膜式水蒸気分離装置27で透過してきた
水蒸気Sを含有して水蒸気濃度が32%まで上昇した。
At this time, the pressure of the anode gas AG after cooling is 2.7
It contained 36% water in 'J/criA. next,
This anode gas AG was supplied to a separation membrane type water vapor separator 27, and 25% of water (steam) was passed through and separated. The anode gas AG from which a portion of the moisture has been separated is further supplied to the absorption liquid type carbon dioxide gas separation device 28 to remove a portion of the carbon dioxide gas and moisture, resulting in a pressure of 2.66 Ng/
A gas containing 17% water at a temperature of 80° C. was obtained. When this gas is supplied as purge gas PG to the permeation side 27a of the separation membrane type water vapor separator 27, this gas contains the water vapor S that has permeated through the separation membrane type water vapor separator 27, and the water vapor concentration reaches 32%. Rose.

次いで、かかる水蒸気S度の高くなったガスを圧縮機2
9て2.8Kl/criAまで昇圧させてから改質器8
に供給した。このとき、蒸気ライン30より供給した水
蒸気Sと、改質蒸気として蒸気ライン17より供給した
水蒸気Sとはほぼ同量であった。すなわち、分離膜式水
蒸気分離装置27で水蒸気Sを分離回収させるようにす
ることによって、改質のために蒸気発生器16で発生さ
せて供給する水蒸気Sの量を半分に削減することができ
た。
Next, the gas with the increased water vapor S degree is transferred to the compressor 2.
9 to raise the pressure to 2.8 Kl/criA, then reformer 8
supplied. At this time, the steam S supplied from the steam line 30 and the steam S supplied from the steam line 17 as reformed steam were approximately the same amount. That is, by separating and recovering the steam S in the separation membrane type steam separator 27, the amount of steam S generated and supplied by the steam generator 16 for reforming could be reduced by half. .

なあ、上記実施例においては、分離膜式水蒸気分離装置
27の透過側27aに、吸収4呉炭酸ガス分離装置28
で得られたガスをパージガスPGとしてパージガスライ
ン31を通して供給するようにした場合を示したが、た
とえば、第1図の二点鎖線で示す如く、天然ガス導入ラ
イン22の途中から分岐させたパージガスライン32を
上記分離膜式水蒸気分離装置27の透過側に接続して、
改質原料ガスとしての天然ガスNGの一部をパージガス
PGとして単独で、あるいは併用させて用いるようにし
てもよく、その池水発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
Incidentally, in the above embodiment, an absorption 4 carbon dioxide gas separation device 28 is installed on the permeation side 27a of the separation membrane type water vapor separation device 27.
Although the case is shown in which the gas obtained in the above is supplied as purge gas PG through the purge gas line 31, for example, as shown by the two-dot chain line in FIG. 32 is connected to the permeation side of the separation membrane type steam separator 27,
A part of the natural gas NG as the reforming raw material gas may be used alone or in combination as the purge gas PG, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the invention. be.

[発明の効果] 以上述べた如く、本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の発電
方法によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
[Effects of the Invention] As described above, the power generation method using a molten carbonate fuel cell of the present invention exhibits the following excellent effects.

(1)7ノードガスから分離回収した水蒸気を、改質原
料ガスの改質のために必要な水蒸気の一部として用いる
ようにしたので、改質のために水蒸気を発生させて供給
ざぜる量を減少させることができて蒸気発生器を小型化
することができる。
(1) The steam separated and recovered from the 7-node gas is used as part of the steam necessary for reforming the reforming raw material gas, so the amount of steam generated and supplied for reforming is reduced. This allows the steam generator to be made smaller.

(11)  又、上記(1)により水蒸気を発生させて
供給する量を少なくできることから、水蒸気を発生させ
るために消費するエネルギーを低減することができる。
(11) Moreover, since the amount of water vapor generated and supplied can be reduced according to the above (1), the energy consumed to generate water vapor can be reduced.

(iii)  アノードガスを処理して炭酸ガス及び水
の一部を除去したガス、あるいは、改質原料ガスの一部
を、分離膜式水蒸気分離装置の透過側にパージガスとし
て導くことにより、水蒸気の透過を促進させることがで
きる。
(iii) By introducing the gas obtained by treating the anode gas to remove a portion of carbon dioxide gas and water, or a portion of the reformed raw material gas, as a purge gas to the permeation side of the separation membrane type steam separator, water vapor can be removed. Permeation can be promoted.

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

第1図は本発明の溶融炭酸塩型燃料電池の発電方法を実
施するためのシステムの一例を示す部分図、第2図は従
来システムの一例の概略を示す系統図である。 1・・−燃料電池、2・・・カソード、3・・・アノー
ド、8・・・改質器、17・・・蒸気ライン、19・・
−改質ガスライン、20・・・アノード出口ガスライン
、22・・・天然ガス導入ライン、27・・・分離膜式
水蒸気分離装置、27a・・・透過側、30・・・蒸気
ライン、NG・・・天然ガス(改質原料ガス)、FG・
・・燃料ガス、OG・・・酸化ガス、AG・・・アノー
ドガス、S・・・水蒸気、PG・・・パージガス。
FIG. 1 is a partial diagram showing an example of a system for implementing the power generation method using a molten carbonate fuel cell of the present invention, and FIG. 2 is a system diagram showing an outline of an example of a conventional system. 1...-fuel cell, 2... cathode, 3... anode, 8... reformer, 17... steam line, 19...
- Reformed gas line, 20... Anode outlet gas line, 22... Natural gas introduction line, 27... Separation membrane steam separation device, 27a... Permeation side, 30... Steam line, NG・・・Natural gas (reformed raw material gas), FG・
...fuel gas, OG...oxidizing gas, AG...anode gas, S...steam, PG...purge gas.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)改質原料ガスを水蒸気とともに改質器に導入して
改質させ、改質された燃料ガスを燃料電池のアノードに
供給し、一方、燃料電池のカソードに酸化ガスを供給し
、アノード、カソード間で電気化学反応を行わせて発電
を行わせるようにしてある溶融炭酸塩型燃料電池の発電
方法において、上記燃料電池のアノードから排出された
アノードガス中の水蒸気の一部を分離膜式水蒸気分離装
置によって透過分離し、分離により得られた水蒸気を、
改質原料ガスの改質に必要な水蒸気の一部として上記改
質器に導入することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池
の発電方法。
(1) Reforming raw material gas is introduced into the reformer together with water vapor to be reformed, and the reformed fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell. On the other hand, oxidizing gas is supplied to the cathode of the fuel cell, and the anode In a power generation method using a molten carbonate fuel cell, which generates power by causing an electrochemical reaction between the cathodes, a part of the water vapor in the anode gas discharged from the anode of the fuel cell is removed using a separation membrane. The water vapor obtained by the separation is permeated and separated using a type steam separator.
A power generation method using a molten carbonate fuel cell, characterized in that the steam is introduced into the reformer as part of the steam necessary for reforming the reforming raw material gas.
(2)アノードガスを処理して炭酸ガス及び水の一部を
除去したガスを、水蒸気の透過を促進するパージガスと
して上記分離膜式水蒸気分離装置の透過側に供給する請
求項(1)に記載の溶融炭酸塩型燃料電池の発電方法。
(2) A gas obtained by treating the anode gas to remove a portion of carbon dioxide and water is supplied to the permeation side of the separation membrane type steam separator as a purge gas that promotes water vapor permeation. A method of generating electricity using a molten carbonate fuel cell.
(3)分離膜式水蒸気分離装置の透過側に、改質原料ガ
スの一部を、水蒸気の透過を促進するパージガスとして
供給する請求項(1)又は(2)記載の溶融炭酸塩型燃
料電池の発電方法。
(3) The molten carbonate fuel cell according to claim (1) or (2), wherein a part of the reformed raw material gas is supplied to the permeation side of the separation membrane type steam separation device as a purge gas that promotes water vapor permeation. How to generate electricity.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001143733A (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Daikin Ind Ltd Humidifier of fuel cell system
JP2003272682A (en) * 2002-03-14 2003-09-26 Nissan Motor Co Ltd Fuel reform type fuel cell system
JP2019179707A (en) * 2018-03-30 2019-10-17 東京瓦斯株式会社 Fuel cell system

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