JPH05144459A - Fuel cell power generating system of molten carbonate type - Google Patents

Fuel cell power generating system of molten carbonate type

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JPH05144459A
JPH05144459A JP3308684A JP30868491A JPH05144459A JP H05144459 A JPH05144459 A JP H05144459A JP 3308684 A JP3308684 A JP 3308684A JP 30868491 A JP30868491 A JP 30868491A JP H05144459 A JPH05144459 A JP H05144459A
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fuel cell
cathode
molten carbonate
anode
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芳浩 赤坂
Hideyuki Ozu
秀行 大図
Hiroshi Tateishi
浩史 立石
Kazuaki Nakagawa
和明 中川
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Abstract

PURPOSE:To collect a gas including detrimental components with bad smell without releasing to the outside. CONSTITUTION:A fuel cell power generating system consists of a molten carbonate type fuel cell 10, in which a plurality of unitary cells each consisting of an anode, cathode and electrolyte plate installed between them are atacked with separators interposed, and gas component collecting devices 30, 31 which are coupled with the exhaust side of the fuel cell 10 and which cool and solidify the gas generated with decomposition of a molding aid agent included in the anode, cathode, and electrolyte plate.

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、溶融炭酸塩型燃料電池
発電システムに関し、特に単位セルを構成するアノー
ド、カソードおよび電解質板に含まれる成形助剤の分解
により発生するガス中の有害成分を冷却固化する機構を
有する溶融炭酸塩型燃料電池発電システムに係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten carbonate fuel cell power generation system, and more particularly, to a harmful component in a gas generated by decomposition of a forming aid contained in an anode, a cathode and an electrolyte plate constituting a unit cell. The present invention relates to a molten carbonate fuel cell power generation system having a cooling and solidifying mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池の基本構造を図1
に示す。導電性を有する一対の電極であるアノ―ド(燃
料極)1及びカソ―ド(空気極)2間には、アルカリ炭
酸塩からなる電解質を保持した電解質板3が挟まれて配
置されている。前記電解質板3の両面周縁には、2つの
ハウジング4a、4bが当接され、これらハウジング4
a、4b内に前記アノ―ド1及びカソ―ド2をそれぞれ
収納している。前記一方のハウジング4a内面と前記ア
ノ―ド1の間及び前記他方のハウジング4b内面と前記
カソ―ド2の間には、それぞれ波形の集電板5a、5b
が配置されている。前記アノ―ド1が位置する一方の前
記ハウジング4aには、燃料ガス(H2 、CO2 )を前
記アノ―ド1に供給するための供給口6及び排出ガス
(CO2 、H2 O)を排気するための排気口7がそれぞ
れ開口されている。前記カソ―ド2が位置する他方の前
記ハウジング4bには、酸化剤ガス(空気、CO2 )を
前記カソ―ド2に供給するための供給口8及び排出ガス
(N2 )を排気するための排気口9がそれぞれ開口され
ている。
2. Description of the Related Art The basic structure of a molten carbonate fuel cell is shown in FIG.
Shown in. Between an anode (fuel electrode) 1 and a cathode (air electrode) 2 which are a pair of electrodes having conductivity, an electrolyte plate 3 holding an electrolyte composed of an alkali carbonate is sandwiched and arranged. .. Two housings 4a and 4b are brought into contact with the peripheral edges of both surfaces of the electrolyte plate 3,
The anode 1 and the cathode 2 are housed in a and b, respectively. Corrugated current collecting plates 5a and 5b are provided between the inner surface of the one housing 4a and the anode 1 and between the inner surface of the other housing 4b and the cathode 2, respectively.
Are arranged. A supply port 6 for supplying fuel gas (H 2 , CO 2 ) to the anode 1 and exhaust gas (CO 2 , H 2 O) are provided in the one housing 4 a in which the anode 1 is located. The exhaust ports 7 for exhausting the air are opened respectively. In the other housing 4b in which the cathode 2 is located, a supply port 8 for supplying an oxidant gas (air, CO 2 ) to the cathode 2 and an exhaust gas (N 2 ) are exhausted. The respective exhaust ports 9 are opened.

【0003】上述した図1に示す溶融炭酸塩型料電池
は、高温下で電解質板3中の混合アルカリ炭酸塩を溶融
させ、アノ―ド1にハウジング4aの供給口6を通して
燃料ガス(H2 、CO2 )を、カソ―ド2にハウジング
4bの供給口8を通して酸化剤ガス(空気、CO2 )を
それぞれ供給し、アノ―ド1で下記(1) 式の反応を、カ
ソ―ド2で下記(2) 式の反応を起こさせて運転するもの
である。 H2 +CO3 2-→H 2O+CO2+2e- …(1) 1/2 O2 +CO2 +2e- →CO3 2- …(2)
[0003] molten carbonate charge battery shown in FIG. 1 described above, to melt the mixed alkali carbonate electrolyte plate 3 at a high temperature, anode - fuel gas through the supply port 6 of the housing 4a to de 1 (H 2 , CO 2 ) and oxidant gas (air, CO 2 ) are supplied to the cathode 2 through the supply port 8 of the housing 4b, and the reaction of the formula (1) below is performed by the anode 1 to the cathode 2 The operation is performed by causing the reaction of the following equation (2). H 2 + CO 3 2- → H 2 O + CO 2 + 2e - … (1) 1/2 O 2 + CO 2 + 2e → CO 3 2- … (2)

【0004】ところで、前記溶融炭酸塩型燃料電池の前
記セル構成部材であるアノ―ド、カソ―ドおよび電解質
板を成形するには成形助剤が含まれているため、前記燃
料電池を組み込んだ発電システムでは運転前の立ち上げ
時に、前記成形助剤を除去する必要がある。
By the way, since the molding aid is included in the molding of the anode, cathode and electrolyte plate which are the cell constituent members of the molten carbonate fuel cell, the fuel cell was incorporated. In the power generation system, it is necessary to remove the molding aid at the time of startup before operation.

【0005】従来より前記成形助剤を除去する方法とし
ては、前記各セル構成部材を加熱して前記成形助剤をガ
ス化し、外部に排出するか、燃焼することが行われてい
る。しかしながら、前記成形助剤は一般に有機系結合
剤、可塑剤からなり、前記各セル構成部材に20〜40
重量%配合されているため、前記加熱処理に際して莫大
な量のガスが発生する。前記ガス中には、有害成分が含
まれいるため、そのまま排気すると環境汚染の問題が生
じる。また、前記ガスを燃焼する方式では、システムが
大掛かりとなり、処理コストが高騰化するばかりか、ガ
スの処理自体も非常に困難を伴う。
Conventionally, as a method of removing the molding aid, it has been practiced to heat each of the cell constituent members to gasify the molding aid, and then discharge the gas to the outside or burn it. However, the molding aid is generally composed of an organic binder and a plasticizer, and is added to each of the cell constituent members in an amount of 20 to 40.
Since it is blended by weight, a huge amount of gas is generated during the heat treatment. Since the gas contains harmful components, if exhausted as it is, there arises a problem of environmental pollution. Further, in the method of burning the gas, the system becomes large in size, the processing cost rises, and the gas processing itself is very difficult.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異臭
を伴う有害成分を含むガスを外部に排気せずに回収する
装置を備えた溶融炭酸塩型燃料電池発電システムを提供
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a molten carbonate fuel cell power generation system equipped with a device for collecting a gas containing a harmful component accompanied by an offensive odor without exhausting it to the outside. ..

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、アノード、カ
ソードおよびこれらの間に配置された電解質板からなる
単位セルをセパレータを介して複数積層した溶融炭酸塩
型燃料電池と、前記燃料電池の排気側に連結され、前記
アノード、カソードおよび電解質板に含まれる成形助剤
の分解により発生するガスを冷却固化するためのガス成
分回収装置とを具備したことを特徴とする溶融炭酸塩型
燃料電池発電システムである。
The present invention relates to a molten carbonate fuel cell in which a plurality of unit cells each consisting of an anode, a cathode and an electrolyte plate arranged between them are laminated with a separator interposed therebetween, and A molten carbonate fuel cell, comprising: a gas component recovery device connected to the exhaust side, the gas component recovery device for cooling and solidifying a gas generated by decomposition of the forming aid contained in the anode, the cathode and the electrolyte plate. It is a power generation system.

【0008】前記ガス成分回収装置は、例えば物理吸
着、化学吸着または両者の機能を有するフィルタを複数
枚所望の距離をあけて配置した構造のものを用いること
が望ましい。
The gas component recovery device preferably has a structure in which a plurality of filters having physical adsorption, chemical adsorption, or both functions are arranged at a desired distance.

【0009】前記フィルタ材料としては、例えば粒状濾
過材(アンスライト、砂、粒状活性炭、磁鉄鉱)、焼結
金属、セラミックス、天然繊維、合成繊維、金属繊維、
または炭素吸着剤、ゼオライト系吸着剤、シリカアルミ
ナ系吸着剤等を用いることができる。
Examples of the filter material include granular filter material (anthrite, sand, granular activated carbon, magnetite), sintered metal, ceramics, natural fiber, synthetic fiber, metal fiber,
Alternatively, a carbon adsorbent, a zeolite adsorbent, a silica alumina adsorbent, or the like can be used.

【0010】前記フィルタは、ガスの分子径に応じて使
い分けることが望ましい。例えば、分子の大きいガスを
回収する場合には、焼結金属、セラミックス、天然繊
維、合成繊維、金属繊維からなるフィルタを使用し、分
子の小さいガスを回収する場合には炭素吸着剤、ゼオラ
イト系吸着剤、シリカアルミナ系吸着剤からなるフィル
タを用いる。
It is desirable that the filter be used properly according to the molecular diameter of the gas. For example, a filter made of sintered metal, ceramics, natural fiber, synthetic fiber, or metal fiber is used to recover a gas with a large molecule, and a carbon adsorbent or a zeolite-based filter is used to recover a gas with a small molecule. A filter composed of an adsorbent and a silica-alumina adsorbent is used.

【0011】前記複数枚のフィルタを配置するに際して
は、孔径の異なるフィルタをガス入口側からガス出口に
向けて前記入口程、孔径が大きなフィルタが位置するよ
うに配置することが望ましい。
When arranging the plurality of filters, it is desirable that the filters having different pore diameters are arranged such that the filter having a larger pore diameter is located from the gas inlet side toward the gas outlet toward the inlet.

【0012】本発明に係わる発電システムは、前記燃料
電池と前記ガス成分回収装置を相互に連結するための配
管を保温するための加熱手段を配置することを許容す
る。前記加熱手段としては、例えば前記配管の外周に配
置されるヒータまたは前記配管に巻き付けられた高温ガ
スが流通される管等を採用することができる。
In the power generation system according to the present invention, it is possible to dispose the heating means for keeping the temperature of the pipe for connecting the fuel cell and the gas component recovery device with each other. As the heating means, for example, a heater arranged on the outer periphery of the pipe or a pipe through which a high temperature gas wound around the pipe flows can be adopted.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、燃料電池の排気側にガス成分
回収装置を設け、前記燃料電池のセル構成部材に含まれ
る成形助剤の分解により発生するガスを前記回収装置に
導入し、ここで冷却固化することによって、有害成分を
含む大量のガスが外部に排出されるのを防止できる。し
かも、ガスを燃焼する従来法に比べて大掛かりな設備が
不要となり、システム自体を簡素化できると共に、ラン
ニングコストも著しく低減できる。
According to the present invention, the gas component recovery device is provided on the exhaust side of the fuel cell, and the gas generated by the decomposition of the molding aid contained in the cell constituent member of the fuel cell is introduced into the recovery device. By solidifying by cooling with, it is possible to prevent a large amount of gas containing harmful components from being discharged to the outside. Moreover, large-scale equipment is not required as compared with the conventional method of burning gas, the system itself can be simplified, and the running cost can be remarkably reduced.

【0014】さらに、前記燃料電池と前記回収装置を相
互に連結するための配管に加熱手段を設ければ、前記配
管を前記加熱手段により保温することが可能となる。そ
の結果、ガス状態で前記回収装置に導入できると共に、
前記配管内面にガス中の成分が析出して配管の閉塞原因
となるスラグ、タール等の付着を防止することができ
る。
Further, if a heating means is provided in the pipe for connecting the fuel cell and the recovery device to each other, it becomes possible to keep the temperature of the pipe by the heating means. As a result, it can be introduced into the recovery device in a gas state,
It is possible to prevent the adhesion of slag, tar, etc., which causes the components in the gas to be deposited on the inner surface of the pipe and causes the pipe to be blocked.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0016】図2は、本実施例の発電システムの要部を
示す概略図、図3は図2の発電システムに組み込まれた
溶融炭酸塩型燃料電池を示す斜視図、図4は図3の燃料
電池の要部拡大斜視図、図5は回収装置を示す斜視図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view showing a main part of the power generation system of this embodiment, FIG. 3 is a perspective view showing a molten carbonate fuel cell incorporated in the power generation system of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part of the fuel cell, and FIG. 5 is a perspective view showing a recovery device.

【0017】図2の発電システムに組み込まれた溶融炭
酸塩型燃料電池10は、図3および図4に示すようにア
ノ―ド(燃料極)11、カソ―ド(空気極)12及びこ
れら電極11、12間に配置され、電解質を保持した電
解質板13を備えている。これらアノ―ド11、カソ―
ド12及び電解質板13を単位セルとし、複数の単位セ
ルがセパレ―タ4を挟んで積層されている。前記電解質
板13上面に配置された前記アノ―ド11の対向する一
対の縁部は、前記電解質板13の縁部から所望距離へだ
てて内側に位置し、かつ前記アノ―ド11が存在しない
前記電解質板13の両縁部と前記セパレ―タ14の間に
はエッジシ―ル板15aが配置されている。前記電解質
板13下面に配置された前記カソ―ド12の前記エッジ
シ―ル板15aと直交する一対の縁部は、前記電解質板
13の縁部から所望距離へだてて内側に位置し、かつ前
記カソ―ド12が存在しない前記電解質板13の両縁部
と前記セパレ―タ14の間には、エッジシ―ル板15b
が配置されている。前記アノ―ド11、セパレ―タ14
及びエッジシ―ル板15aで区画された空間(燃料ガス
流通空間)には、集電板としての導電性を有する孔開き
板16a、波板17aが前記アノ―ド11側から順次積
層されている。前記カソ―ド12、セパレ―タ14及び
エッジシ―ル板15bで区画された空間(酸化剤ガス流
通空間)には、集電板としての導電性を有する孔開き板
16b、波板17bが前記カソ―ド12側から順次積層
されている。
The molten carbonate fuel cell 10 incorporated in the power generation system of FIG. 2 has an anode (fuel electrode) 11, a cathode (air electrode) 12 and these electrodes as shown in FIGS. 3 and 4. An electrolyte plate 13 that holds the electrolyte and is disposed between 11 and 12 is provided. These Anode 11, Casso
The battery 12 and the electrolyte plate 13 are used as a unit cell, and a plurality of unit cells are stacked with the separator 4 interposed therebetween. The pair of opposite edges of the anode 11 arranged on the upper surface of the electrolyte plate 13 are positioned inside the edge of the electrolyte plate 13 to a desired distance, and the anode 11 is not present. Edge seal plates 15 a are arranged between both edges of the electrolyte plate 13 and the separator 14. A pair of edge portions of the cathode 12 disposed on the lower surface of the electrolyte plate 13 orthogonal to the edge seal plate 15a are located inside the cathode plate 13 at a desired distance from the edge portion of the electrolyte plate 13. Between the both edges of the electrolyte plate 13 where the cathode 12 does not exist and the separator 14, an edge seal plate 15b is provided.
Are arranged. The node 11 and the separator 14
In the space defined by the edge seal plate 15a (fuel gas distribution space), a perforated plate 16a having conductivity as a current collector plate and a corrugated plate 17a are sequentially laminated from the anode 11 side. .. In the space (oxidant gas distribution space) defined by the cathode 12, the separator 14 and the edge seal plate 15b, a perforated plate 16b having conductivity and a corrugated plate 17b as a current collecting plate are provided. The layers are sequentially stacked from the side of the cathode 12.

【0018】このような複数の単位セルがセパレ―タ1
4を挟んで積層されたスタック発電要素の4つの側面に
は、枠状のフランジ18を有するマニホ―ルド19がそ
れぞれ配置されている。また、前記スタック発電要素の
4つの側面と前記マニホ―ルド19のフランジ18との
間にはそれぞれ枠状のマニホ―ルドシ―ル板20が介在
されている。前記燃料ガス流通空間が表出する前記発電
要素の側面に対応するのマニホ―ルド(図示せず)に
は、燃料ガス21を供給するための供給管22が取り付
けられている。この供給管22と反対側のマニホ―ルド
19には、ガス排出管23が取着されている。また、前
記酸化剤ガス流通空間が表出する前記発電要素の側面に
対応するのマニホ―ルド(図示せず)には、酸化剤ガス
24を供給するための供給管25が取り付けられてい
る。この供給管25と反対側のマニホ―ルド19には、
ガス排出管26が取着されている。前記燃料電池10に
は、直交変換装置27が接続されている。
A plurality of such unit cells are used in the separator 1.
Manifolds 19 each having a frame-shaped flange 18 are arranged on the four side surfaces of the stacked power generation elements that are stacked with four sandwiched therebetween. Further, frame-shaped manifold seal plates 20 are respectively interposed between the four side surfaces of the stack power generation element and the flange 18 of the manifold 19. A supply pipe 22 for supplying the fuel gas 21 is attached to a manifold (not shown) corresponding to the side surface of the power generation element where the fuel gas flow space is exposed. A gas exhaust pipe 23 is attached to the manifold 19 on the side opposite to the supply pipe 22. A supply pipe 25 for supplying the oxidant gas 24 is attached to a manifold (not shown) corresponding to the side surface of the power generating element where the oxidant gas flow space is exposed. In the manifold 19 on the opposite side of the supply pipe 25,
The gas exhaust pipe 26 is attached. An orthogonal transformation device 27 is connected to the fuel cell 10.

【0019】前記ガス排出管23、26には、バルブ2
8、29がそれぞれ介装されている。前記各バルブ2
8、29には、ガス成分回収装置30、31が配管3
2、33を介してそれぞれ連結され、かつ前記各回収装
置30、31には排気管34、35が連結されている。
なお、前記ガス排出管23、26の前記三方バルブ2
8、29までの箇所および前記配管32、33には、図
示しない空気管がそれぞれ巻装され、かつ該空気管内に
は高温空気が流通される。
The gas discharge pipes 23 and 26 are provided with a valve 2
8 and 29 are respectively interposed. Each valve 2
Gas component recovery devices 30 and 31 are provided in the pipes 8 and 29, respectively.
2, 33, and exhaust pipes 34, 35 are connected to the recovery devices 30, 31, respectively.
The three-way valve 2 of the gas exhaust pipes 23 and 26
Air pipes (not shown) are respectively wound around the points 8 and 29 and the pipes 32 and 33, and high-temperature air is circulated in the air pipes.

【0020】前記ガス成分回収装置30、31は、図5
に示すように底部を開口した箱型容器36を備えいる。
前記容器36の前面および背面を除く周囲には、面状ヒ
ータ37が設けられている。前記容器36の前面には、
前記配管32が連結され、かつ背面には前記排気管34
が連結されている。前記容器36内には、例えば4枚の
フィルタ381 〜384 が等間隔で、かつ前記容器36
の前面と平行となるように配列されている。前記各フィ
ルタ381 〜384 は、焼結ニッケルから形成されてい
る。前記配管32に近い側に位置する前記フィルタ38
1 は、孔径が5000オングストロームで72%の空隙
率を有する。前記排気管34に近い側に位置する前記フ
ィルタ384 は、孔径が1000オングストロームで3
0%の空隙率を有する。前記フィルタ381 、384
に位置する前記フィルタ382 、383 は、孔径が30
00オングストロームで50%の空隙率を有する。前記
容器36の下方には、タール等を溜める液溜部材39が
着脱自在に設けられている。
The gas component recovery devices 30 and 31 are shown in FIG.
The box-shaped container 36 having an open bottom as shown in FIG.
A sheet heater 37 is provided around the periphery of the container 36 except the front surface and the back surface. On the front surface of the container 36,
The pipe 32 is connected and the exhaust pipe 34 is provided on the back side.
Are connected. Within the container 36, for example, four filter 38 1-38 4 equidistant, and the container 36
Are arranged parallel to the front surface of the. Each filter 38 1-38 4 is formed of sintered nickel. The filter 38 located on the side close to the pipe 32
1 has a pore size of 5000 Å and a porosity of 72%. The filter 38 4 located on the side closer to the exhaust pipe 34 has a pore size of 1000 angstroms
It has a porosity of 0%. The filters 38 2 and 38 3 located between the filters 38 1 and 38 4 have a hole diameter of 30.
It has a porosity of 50% at 00 angstroms. A liquid storage member 39 that stores tar and the like is detachably provided below the container 36.

【0021】以上のような発電システムにおいて、例え
ば水素(H2 )と二酸化炭素(CO2 )との混合ガスか
らなる燃料ガス21は供給管22を通して燃料電池10
のアノード11側に、例えば空気と二酸化炭素(C
2 )との混合ガスからなる酸化剤ガス24は供給管2
5を通して前記燃料電池10のカソード12側にそれぞ
れ供給され、セル構成部材であるカソード11、アノー
ド12および電解質板13に含まれる成形助剤は揮散さ
れてガス化される。前記ガスは、ガス排出管23、26
に介装されたバルブ28、29をそれぞれ操作すること
により前記ガス排出管23、26、配管32、33を通
してガス成分回収装置30、31にそれぞれ導入され
る。かかるガスの前記各ガス成分回収装置30、31へ
の導入に際し、前記ガス排出管23、26、配管32、
33には300℃〜500℃に加熱した空気を流通させ
た空気管(図示せず)が巻装されているため、前記各管
は保温されてスラグ等がそれらの管内面に付着するのを
防止される。
In the power generation system as described above, the fuel gas 21 consisting of a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ) is supplied through the supply pipe 22 to the fuel cell 10
On the anode 11 side of, for example, air and carbon dioxide (C
Oxide gas 24 consisting of a mixed gas with O 2 ) is supplied to the supply pipe 2
The forming aids supplied to the cathode 12 side of the fuel cell 10 through 5 and contained in the cell constituent members cathode 11, anode 12 and electrolyte plate 13 are vaporized and gasified. The gas is discharged through the gas discharge pipes 23, 26.
By operating the valves 28 and 29, respectively, which are installed in the gas component recovery devices 30 and 31, they are introduced through the gas discharge pipes 23 and 26 and the pipes 32 and 33, respectively. When introducing such a gas into the respective gas component recovery devices 30, 31, the gas discharge pipes 23, 26, the pipe 32,
Since 33 is wound with an air pipe (not shown) in which air heated to 300 ° C to 500 ° C is circulated, each of the pipes is kept warm and slag and the like are prevented from adhering to the inner surface thereof. To be prevented.

【0022】前記各ガス成分回収装置30、31に導入
されたガスは、図5に示すように容器36内に配列され
た例えば4枚のフィルタ381 〜384 を通過する過程
でガス中に含まれる成分がトラップされ、クリーンなガ
スは前記回収装置30、31の排気管34、35を通し
て排気される。前記ガス成分を前記フィルタ381 〜3
4 にトラップした後は、前記容器36の外周に配置し
た面状ヒータ37により前記各フィルタ381 〜384
全体を加熱することによりそれらにトラップされたスラ
グおよびタールは液化され、前記容器36下方の液溜部
材39に集められ、室温まで冷却固化されて回収され
る。
The gas introduced into each of the gas component recovery devices 30 and 31 is introduced into the gas while passing through, for example, four filters 38 1 to 38 4 arranged in a container 36 as shown in FIG. The contained components are trapped and the clean gas is exhausted through the exhaust pipes 34, 35 of the recovery devices 30, 31. The gas components are added to the filters 38 1 to 3
8 After trap 4, each filter 38 1-38 4 by the planar heater 37 arranged on the outer periphery of the container 36
By heating the whole, the slag and tar trapped in them are liquefied, collected in the liquid storage member 39 below the container 36, cooled and solidified to room temperature, and collected.

【0023】従って、本実施例によれば燃料電池10の
セル構成部材に含まれる成形助剤をガス化し、前記燃料
電池10のカソード、11アノードガス12に対応する
ガス排出管23、26、バルブ28、29および配管3
2、33を通してガス成分回収装置30、31に導入す
ることによって、前記各ガス成分回収装置30、31の
出口部である排気管34、35から有害成分を含まない
クリーンなガスを排気できると共に、前記有害成分をフ
ィルタ381 〜384 でトラップでき、ヒータ37によ
る液化、液溜部材38での冷却固化により前記有害成分
をスラッジ、タールとして回収することができる。事
実、回収した物質の成分を分析した結果、前記セル構成
部材に添加した成形助剤と同成分であることが確認され
た。
Therefore, according to the present embodiment, the forming aid contained in the cell constituent members of the fuel cell 10 is gasified, and the gas discharge pipes 23, 26 and valves corresponding to the cathode 11 and the anode gas 12 of the fuel cell 10 are gasified. 28, 29 and piping 3
By introducing the gas component recovery devices 30, 31 through 2, 33, it is possible to exhaust a clean gas containing no harmful component from the exhaust pipes 34, 35 which are the outlets of the gas component recovery devices 30, 31. the harmful components can be trapped by the filter 38 1-38 4, liquefied by the heater 37, the harmful components by cooling and solidifying in the liquid reservoir member 38 sludge can be recovered as a tar. In fact, as a result of analyzing the components of the recovered substance, it was confirmed that the substance was the same as the molding aid added to the cell constituent member.

【0024】また、前記燃料電池10から前記各ガス成
分回収装置30、31への導入経路である前記ガス排出
管23、26、配管32、33に300℃〜500℃に
加熱した空気が流通された空気管(図示せず)を巻装す
れば、前記ガス排出管23、26、配管32、33前記
各管を保温できため、スラグ等がそれらの管内面に付着
して閉塞するのを防止することができる。
Further, the air heated to 300 ° C. to 500 ° C. is circulated through the gas discharge pipes 23, 26 and the pipes 32, 33 which are introduction paths from the fuel cell 10 to the gas component recovery devices 30, 31. By winding an air pipe (not shown), the gas exhaust pipes 23, 26, the pipes 32, 33 can be kept warm, preventing slag and the like from adhering to and blocking the inner surfaces of the pipes. can do.

【0025】さらに、前記各ガス成分回収装置30、3
1の容器36内にガス入口側に最も孔径の大きなフィル
タ381 を、それより出口側に向かって小さい孔径を有
するフィルタ382 、383 、384 を順次配列させれ
ば、ガス中の有害成分をより効率よくトラップすること
が可能となる。
Furthermore, the respective gas component recovery devices 30, 3
If the filter 38 1 having the largest pore size on the gas inlet side and the filters 38 2 , 38 3 , 38 4 having smaller pore sizes toward the outlet side are sequentially arranged in the container 36 of No. 1 , the harmful gas It becomes possible to trap the components more efficiently.

【0026】なお、前記実施例では燃料電池から各ガス
成分回収装置への導入経路であるガス排出管等に加熱し
た空気が流通された空気管(図示せず)を巻装したが、
前記空気管の代わりに、例えばリボン状ヒータを巻装し
ても実施例と同様に各管を保温することができる。
In the above-mentioned embodiment, an air pipe (not shown) in which heated air is circulated is wound around a gas exhaust pipe or the like which is an introduction path from the fuel cell to each gas component recovery device.
Instead of the air tube, for example, a ribbon heater may be wound to keep each tube warm as in the embodiment.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係わる溶融
炭酸塩型燃料電池発電システムによれば異臭を伴う有害
成分を含むガスを外部に排気せずに回収でき、環境汚染
を防止できると共に、ガスを燃焼する従来法に比べて大
掛かりな設備が不要となり、システム自体を簡素化でき
ると共に、ランニングコストも著しく低減できる等顕著
な効果を奏する。
As described above in detail, according to the molten carbonate fuel cell power generation system of the present invention, a gas containing a harmful component having an offensive odor can be collected without being discharged to the outside, and environmental pollution can be prevented. As compared with the conventional method of burning gas, large-scale equipment is not required, the system itself can be simplified, and running costs can be remarkably reduced.

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

【図1】溶融炭酸塩型燃料電池の基本構造を示す概略
図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic structure of a molten carbonate fuel cell.

【図2】本実施例の発電システムの要部を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of the power generation system of the present embodiment.

【図3】図2の発電システムに組み込まれた溶融炭酸塩
型燃料電池を示す斜視図。
3 is a perspective view showing a molten carbonate fuel cell incorporated in the power generation system of FIG.

【図4】図3の燃料電池の要部拡大斜視図。FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of the fuel cell of FIG.

【図5】図2の発電システムに組み込まれるガス成分回
収装置を示す斜視図。
5 is a perspective view showing a gas component recovery device incorporated in the power generation system of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…溶融炭酸塩型燃料電池、11…アノード、12…
カソード、13…電解質板、14…セパレータ、19…
マニホ―ルド、21…燃料ガス、22、25…供給管、
24…酸化剤ガス、23、26…ガス排出管、28、2
9…バルブ、30、31…ガス成分回収装置、37…面
状ヒータ、381 〜384…フィルタ、39…液溜部
材。
10 ... Molten carbonate fuel cell, 11 ... Anode, 12 ...
Cathode, 13 ... Electrolyte plate, 14 ... Separator, 19 ...
Manifold, 21 ... Fuel gas, 22, 25 ... Supply pipe,
24 ... Oxidizing gas, 23, 26 ... Gas exhaust pipe, 28, 2
9 ... valve, 30 and 31 ... gas component recovery device, 37 ... plane heater, 38 1-38 4 ... filter, 39 ... liquid reservoir member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 和明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuaki Nakagawa 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research Laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アノード、カソードおよびこれらの間に
配置された電解質板からなる単位セルをセパレータを介
して複数積層した溶融炭酸塩型燃料電池と、前記燃料電
池の排気側に連結され、前記アノード、カソードおよび
電解質板に含まれる成形助剤の分解により発生するガス
を冷却固化するためのガス成分回収装置とを具備したこ
とを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池発電システム。
1. A molten carbonate fuel cell in which a plurality of unit cells composed of an anode, a cathode and an electrolyte plate arranged between them are laminated with a separator interposed between the molten carbonate fuel cell and the exhaust side of the fuel cell. A molten carbonate fuel cell power generation system, comprising: a cathode, and a gas component recovery device for cooling and solidifying a gas generated by decomposition of a molding aid contained in the electrolyte plate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102148377B1 (en) * 2019-07-19 2020-08-26 (주)에프씨아이 A convergence system including molten carbonate fuel cell and solid oxide electrolysis cell

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