JPH05347159A - Water treatment system in fuel cell power generation plant - Google Patents

Water treatment system in fuel cell power generation plant

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Publication number
JPH05347159A
JPH05347159A JP4177730A JP17773092A JPH05347159A JP H05347159 A JPH05347159 A JP H05347159A JP 4177730 A JP4177730 A JP 4177730A JP 17773092 A JP17773092 A JP 17773092A JP H05347159 A JPH05347159 A JP H05347159A
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JP
Japan
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water
fuel cell
heat
cooling
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP4177730A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Tanaka
祐介 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP4177730A priority Critical patent/JPH05347159A/en
Publication of JPH05347159A publication Critical patent/JPH05347159A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To utilize much heat without ion exchange resin treatment and to eliminate generation of pollusion, by applying heat-exchange to recycled water with generated remaining heat so that it may make re-condensation through vaporization in a cell power generation plant. CONSTITUTION:A point of this water treatment system different from that of a conventional plant is that a means to refine recycled water and a secondary hydrogen are prepared. Concretely, water recycled by means of an exhaust gas treatment system 500 is sent to an evaporating refiner (h) to be vaporized with heat generated by means of a fuel cell body A instead of an ion exchange resin and at the same time to be re-condensed by means of cooling water of a secondary hydrogen 200 to make pure water. Water refined by means of re-condensation is used for cooling the body A and/or mixed with raw fuel to be used for reforming or denaturation. By these process, as ion exchange resin is not used as a refining means for recycled water in the secondary hydrogen 200 to cool the first hydrogen 100, its temperature is allowed to high level and a cooling tower is not necessary for the secondary hydrogen 200, and it is possible to recycle much energy in exchanging area after cooling the first hydrogen 100.

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、原燃料の改質用原料水
および燃料電池本体の冷却用水を得る第1水系と、当該
第1水系および排ガス系から熱交換して得られたエネル
ギーを利用する設備を備えた第2水系とを有する燃料電
池発電プラントにおける水系処理システムに関するもの
である。また、本発明は、前記燃料電池発電プラントに
おける第1水系および第2水系以外の別系統である第3
水系を利用することができるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a first water system for obtaining raw water for reforming raw fuel and cooling water for a fuel cell main body, and energy obtained by heat exchange from the first water system and exhaust gas system. The present invention relates to a water treatment system in a fuel cell power plant having a second water system provided with equipment to be used. Further, the present invention provides a third system which is a separate system other than the first water system and the second water system in the fuel cell power plant.
The water system can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池システムで水を回収して、再利
用することは、たとえば特開平2−169089号公
報、および特開平3−77278号公報等によって公知
である。上記従来例における燃料電池において、燃料ガ
ス系および/または酸化剤ガス系から回収される水は、
イオン交換樹脂の耐熱温度、たとえば45℃以下に十分
に冷却した後、イオン交換樹脂により精製処理を行って
いる。イオン交換樹脂による回収水の精製処理では、カ
オチンが除去されると共に、脱気処理が行われる。ま
た、再びイオン交換樹脂により精製処理を行って、アニ
オンおよびカチオンや有機物が除去される。イオン交換
樹脂による処理が終わった水は、原燃料の改質用水と燃
料電池本体の化学反応熱を冷却するための冷却水として
再使用される。
2. Description of the Related Art It is known to collect and reuse water in a fuel cell system, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 2-169089 and 3-77278. In the fuel cell in the above-mentioned conventional example, the water recovered from the fuel gas system and / or the oxidant gas system is
After sufficiently cooling to a heat resistant temperature of the ion exchange resin, for example, 45 ° C. or lower, purification treatment is performed with the ion exchange resin. In the purification process of the recovered water by the ion exchange resin, the deoxidation process is performed while removing the kaothin. Further, anion and cations and organic substances are removed by performing purification treatment with an ion exchange resin again. The water treated by the ion exchange resin is reused as reforming water for raw fuel and cooling water for cooling the heat of chemical reaction of the fuel cell body.

【0003】図2は従来例における燃料電池発電プラン
トにおける水系処理システムの概略説明図である。図2
において、燃料電池発電プラントは、燃料電池本体A
と、当該燃料電池本体Aを冷却すると共に、原燃料を改
質する水蒸気を供給する第1水系100と、当該第1水
系100を冷却すると共に、余剰熱を利用する設備を有
する第2水系200と、前記原燃料を前記燃料電池本体
の燃料に改質する燃料系300と、前記改質された燃料
と共に電池反応を起こす空気系400と、前記燃料系3
00および空気系400から排ガス処理系500とから
構成されている。また、燃料電池発電プラントには、図
示されていないが、燃料電池本体Aにおける水素と酸素
との化学反応によって発生する直流電力を交流電力に変
換する直交変換装置、および燃料電池発電プラントを安
全かつ効率良く運転するための運転制御装置が配設され
ている。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a water treatment system in a conventional fuel cell power plant. Figure 2
In the fuel cell power plant, the fuel cell main body A
And a first water system 100 for cooling the fuel cell main body A and supplying steam for reforming raw fuel, and a second water system 200 for cooling the first water system 100 and having a facility for utilizing surplus heat. A fuel system 300 that reforms the raw fuel into fuel for the fuel cell body, an air system 400 that causes a cell reaction with the reformed fuel, and the fuel system 3
00 and an air system 400 to an exhaust gas treatment system 500. Although not shown in the figure, the fuel cell power plant is provided with a quadrature conversion device for converting direct current power generated by a chemical reaction between hydrogen and oxygen in the fuel cell body A into alternating current power, and a fuel cell power plant safely and safely. An operation control device for operating efficiently is provided.

【0004】燃料電池を構成する燃料電池本体Aは、原
燃料を改質した水素リッチな混合ガスが通過するアノー
ドA1と、空気が通過するカソードA2と、水素と酸素
との化学反応熱を冷却する冷却水路A3と、アノードA
1とカソードA2との間に設けられた図示されていない
電解質とから構成される。燃料系300は、原燃料を供
給するパイプライン1と、原燃料を改質する水蒸気を供
給するパイプライン2と、原燃料および水蒸気の供給に
より、原燃料を改質する改質設備Bと、改質設備Bによ
って改質された燃料を燃料電池本体Aに供給するパイプ
ライン3と、燃料電池本体Aにおいて、電池反応後余剰
になった水素ガスや未反応の原燃料を燃焼し改質反応の
加熱源とするため、再び改質設備Bに供給するパイプラ
イン4と、助燃用空気を供給するパイプライン8とから
構成されている。また、空気系400は、空気を燃料電
池本体Aに供給するパイプライン6と、電池反応後の水
等を回収するパイプライン7とから構成される。また、
改質設備Bでは、パイプライン5から燃焼排ガスが放出
される。
The fuel cell body A constituting the fuel cell cools the anode A1 through which the hydrogen-rich mixed gas obtained by reforming the raw fuel passes, the cathode A2 through which air passes, and the heat of chemical reaction between hydrogen and oxygen. Cooling water passage A3 and anode A
1 and an electrolyte (not shown) provided between the cathode A2. The fuel system 300 includes a pipeline 1 for supplying raw fuel, a pipeline 2 for supplying steam for reforming raw fuel, a reforming facility B for reforming raw fuel by supplying raw fuel and steam, In the pipeline 3 for supplying the fuel reformed by the reforming facility B to the fuel cell main body A, in the fuel cell main body A, the excess hydrogen gas after the cell reaction and unreacted raw fuel are burned to carry out the reforming reaction. In order to serve as a heating source for the reforming equipment B, the pipeline 4 is again supplied to the reforming equipment B, and the pipeline 8 is supplied with auxiliary combustion air. The air system 400 includes a pipeline 6 that supplies air to the fuel cell main body A and a pipeline 7 that collects water and the like after the cell reaction. Also,
In the reforming facility B, combustion exhaust gas is released from the pipeline 5.

【0005】パイプライン1から供給される原燃料は、
パイプライン2から供給される水蒸気と混合され、改質
設備Bによって、熱交換器B1で加熱された後、改質お
よび変成されて、水素、炭酸ガス、一酸化炭素および水
蒸気等の混合ガスとなる。そして、これらの混合ガス
は、前記熱交換器B1を通って、パイプライン3から燃
料電池本体AのアノードA1に供給される。燃料電池本
体Aでは、前記パイプライン3によって供給された前記
混合ガスと空気系400からパイプライン6を介して供
給される空気とが反応して、電力に変換される。燃料電
池本体Aおよび改質設備Bで反応されなかった未反応の
燃料、たとえば水素、あるいは原燃料のメタンは、改質
設備Bにおいて、パイプライン8の空気によって燃焼し
て、パイプライン5から排出される。燃料電池本体Aの
カソードA2からは、電池反応によってできた水は、カ
ソード排ガス中に排出され、パイプライン7を介して回
収される。
The raw fuel supplied from the pipeline 1 is
After being mixed with steam supplied from the pipeline 2 and heated in the heat exchanger B1 by the reforming facility B, it is reformed and metamorphosed to be mixed gas of hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, steam and the like. Become. Then, these mixed gases pass through the heat exchanger B1 and are supplied from the pipeline 3 to the anode A1 of the fuel cell main body A. In the fuel cell main body A, the mixed gas supplied by the pipeline 3 reacts with the air supplied from the air system 400 through the pipeline 6 to be converted into electric power. Unreacted fuel that has not been reacted in the fuel cell main body A and the reforming equipment B, for example, hydrogen or methane as a raw fuel is burned by the air in the pipeline 8 in the reforming equipment B and discharged from the pipeline 5. To be done. From the cathode A2 of the fuel cell main body A, the water produced by the cell reaction is discharged into the cathode exhaust gas and recovered via the pipeline 7.

【0006】第1水系100は、燃料電池本体Aを冷却
する冷却水路A3と、熱水を水蒸気と熱水とに分離する
気水分離器bと、第1水系100を循環させる循環ポン
プcと、熱水の温度を下げる熱交換器dと、回収された
水を精製するイオン交換樹脂からなる水精製器g、g′
と、当該水精製器g、g′によって精製された精製水を
前記気水分離器bに供給する給水ポンプeと、これらを
繋ぐパイプライン11、12、13、24、25とから
構成されている。また、前記第1水系100および後述
の排ガス処理系500を冷却する第2水系200は、排
熱回収熱交換器aおよびdと、排熱利用設備Cと、第2
水系200を冷却する冷水塔Dと、循環ポンプfと、こ
れらを繋ぐパイプライン35、36、37、38とから
構成される。
The first water system 100 includes a cooling water passage A3 for cooling the fuel cell main body A, a steam separator b for separating hot water into steam and hot water, and a circulation pump c for circulating the first water system 100. , A heat exchanger d for lowering the temperature of hot water, and water purifiers g, g'comprising ion exchange resins for purifying the recovered water
And a water supply pump e for supplying the purified water purified by the water purifiers g, g'to the steam separator b, and pipelines 11, 12, 13, 24, 25 connecting them. There is. A second water system 200 that cools the first water system 100 and an exhaust gas treatment system 500 described below includes exhaust heat recovery heat exchangers a and d, an exhaust heat utilization facility C, and a second heat recovery facility.
It comprises a cold water tower D for cooling the water system 200, a circulation pump f, and pipelines 35, 36, 37, 38 connecting these.

【0007】排ガス処理系500は、改質設備Bから排
出された燃焼排ガスを回収するパイプライン5と、燃料
電池本体Aの電池反応によってできた水を含む排ガスを
回収するパイプライン7と、パイプライン5および7と
が合流したパイプライン9と、これらの排ガスを冷却す
る排熱回収熱交換器aとから構成されている。排熱回収
熱交換器aによって冷却された余剰の廃ガスは、放圧し
てパイプライン10から、また、余剰の水は、パイプラ
イン26から放出される。排熱回収熱交換器aによっ
て、凝縮分離した回収水は、パイプライン24からイオ
ン交換樹脂を用いた水精製器gを通る際に、回収水中に
含まれる不純物が樹脂に吸着して精製される。水精製器
gは、イオン交換吸着によって樹脂の吸着能力が劣化し
て取り替える必要があるため、予備の水精製器g′が設
置されている。なお、排熱回収熱交換器aによって得ら
れる水は、イオン交換樹脂における耐熱性の限度を考慮
して、常に40℃以下になるように設定されている。そ
の後、水精製器によって精製された回収水は、給水ポン
プeによってパイプライン25から気水分離器bに供給
され、燃料電池本体Aの冷却水および/または原燃料の
改質用反応水として利用される。
The exhaust gas treatment system 500 includes a pipeline 5 for collecting combustion exhaust gas discharged from the reforming facility B, a pipeline 7 for collecting exhaust gas containing water produced by the cell reaction of the fuel cell main body A, and a pipe. It is composed of a pipeline 9 where the lines 5 and 7 join, and an exhaust heat recovery heat exchanger a for cooling these exhaust gases. The excess waste gas cooled by the exhaust heat recovery heat exchanger a is released to release the pressure from the pipeline 10, and the excess water is released from the pipeline 26. When the recovered water condensed and separated by the exhaust heat recovery heat exchanger a passes from the pipeline 24 to the water purifier g using the ion exchange resin, impurities contained in the recovered water are adsorbed on the resin to be purified. .. The water purifier g is provided with a spare water purifier g ′ because the adsorption capacity of the resin deteriorates due to ion exchange adsorption and needs to be replaced. The water obtained by the exhaust heat recovery heat exchanger a is always set to 40 ° C. or lower in consideration of the heat resistance limit of the ion exchange resin. After that, the recovered water purified by the water purifier is supplied from the pipeline 25 to the steam separator b by the water supply pump e and used as cooling water for the fuel cell main body A and / or reaction water for reforming raw fuel. To be done.

【0008】排熱回収熱交換器aにおいて、排ガスを冷
却した水は、パイプライン36を通って熱交換器dによ
って燃料電池本体Aを冷却するための水を冷却する。熱
交換器dによって得られた熱は、パイプライン37から
排熱利用設備Cに供給される。排熱利用設備Cは、たと
えば吸収式冷水製造器が用いられる。燃料電池の一例と
して、原燃料としてメタンガスを48.5NM3 /時、
水蒸気を160Kg/時、空気を508NM3 /時で供
給する場合、通常、1000A、200Vの直流電力が
発生する。このような規模の燃料電池における吸収式冷
水製造器では、7℃の冷水71000kcal/時を製
造して、第1水系のパイプライン38を流れる熱媒の水
を80°Cとしている。しかし、80°Cでもイオン交
換樹脂にとっては、劣化するほどの高温であるため、イ
オン交換樹脂を保護するため、パイプライン38は、さ
らに冷水塔Dを通して、熱を大気へ放熱して熱媒の水の
温度を40°Cにまで低下させている。
In the exhaust heat recovery heat exchanger a, the water that has cooled the exhaust gas passes through the pipeline 36 and cools the water for cooling the fuel cell main body A by the heat exchanger d. The heat obtained by the heat exchanger d is supplied to the waste heat utilization equipment C from the pipeline 37. As the waste heat utilization facility C, for example, an absorption type cold water producing device is used. As an example of the fuel cell, methane gas as a raw fuel is 48.5 NM 3 / hour,
When steam is supplied at 160 kg / hr and air is supplied at 508 NM 3 / hr, DC power of 1000 A and 200 V is usually generated. In the absorption-type cold water producing device in the fuel cell of such a scale, cold water at 7 ° C. is produced at 71,000 kcal / hour, and the heat medium water flowing through the first water system pipeline 38 is set to 80 ° C. However, even at 80 ° C., the ion-exchange resin is so high that it deteriorates. Therefore, in order to protect the ion-exchange resin, the pipeline 38 further radiates heat to the atmosphere through the cold water tower D to release the heat medium. The water temperature is lowered to 40 ° C.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、電池反
応等によって生成された回収水は、イオン交換樹脂を高
温で処理することによるイオン交換樹脂の劣化を防ぐた
め、燃料電池発電プラント中で最も低い温度、たとえば
40°Cが要求される。したがって、イオン交換樹脂処
理を行う回収水は、冷水塔を設けたり、あるいは外部か
ら新たに低温度の冷却水を導入して冷却していた。ま
た、イオン交換樹脂は、処理に際し低温の処理原水が必
要なだけでなく、回収水に含まれているカチオンやアニ
オンを吸着することによって、樹脂のイオン交換能力を
消費し、ついにはその処理効果がなくなる。イオン交換
樹脂の水処理能力を回復させるためには、イオン交換樹
脂の交換や、酸またはアルカリによる再活性化処理、あ
るいは電流による再活性化処理が必要であった。そのた
め、イオン交換樹脂処理を有する燃料電池発電プラント
は、前記再生作業や再生経費が嵩むと共に、予備のイオ
ン交換樹脂および冷却塔等の設備が必要なため高価とな
っている。
As described above, the recovered water produced by the cell reaction or the like is used in the fuel cell power plant in order to prevent deterioration of the ion exchange resin due to the high temperature treatment of the ion exchange resin. The lowest temperature is required, for example 40 ° C. Therefore, the recovered water to be treated with the ion exchange resin has been cooled by providing a cold water tower or by newly introducing cooling water of a low temperature from the outside. In addition, the ion-exchange resin not only requires low-temperature raw water for treatment, but also consumes the ion-exchange capacity of the resin by adsorbing cations and anions contained in the recovered water. Disappears. In order to recover the water treatment capacity of the ion exchange resin, it was necessary to replace the ion exchange resin, reactivate it with an acid or alkali, or reactivate it with an electric current. Therefore, the fuel cell power generation plant having the ion exchange resin treatment is expensive because the above-mentioned regeneration work and regeneration cost are increased and a spare ion exchange resin and equipment such as a cooling tower are required.

【0010】さらに、燃料電池発電本体の冷却水あるい
は反応のための水蒸気を得るための水が、たとえば水道
水のような燃料電池系以外の他の系から導入しなければ
ならない場合がある。このような場合、前記イオン交換
樹脂は、塩素あるいはカルシウム等が吸着し、寿命が短
くなるという問題を有する。
Further, cooling water of the fuel cell power generation body or water for obtaining steam for reaction may have to be introduced from a system other than the fuel cell system such as tap water. In such a case, the ion exchange resin has a problem that chlorine, calcium, or the like is adsorbed and the life is shortened.

【0011】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、イオン交換樹脂処理を行わずに、安価な回
収水の精製手段を備えた燃料電池発電プラントにおける
水系処理システムを提供することを目的とする。また、
本発明は、回収水を精製した際に、多くの熱が利用でき
る燃料電池発電プラントにおける水系処理システムを提
供することを目的とする。さらに、本発明は、燃料電池
発電プラント以外の水系から水を導入することができる
燃料電池発電プラントにおける水系処理システムを提供
することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above problems, and provides an aqueous treatment system in a fuel cell power plant equipped with an inexpensive means for purifying recovered water without performing ion exchange resin treatment. The purpose is to Also,
It is an object of the present invention to provide a water treatment system in a fuel cell power plant that can utilize a large amount of heat when purified recovered water. A further object of the present invention is to provide a water treatment system in a fuel cell power plant that can introduce water from a water system other than the fuel cell power plant.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】(第1発明)本発明にお
ける燃料電池発電プラントにおける水系処理システム
は、燃料電池本体(図1のA)と、原燃料を前記燃料電
池本体(A)の燃料に改質して、燃料電池本体(A)に
供給する燃料系(図1の300)と、当該燃料系(30
0)における燃焼排ガスおよび燃料電池のカソード排ガ
スを処理する排ガス処理系(図1の500)と、前記燃
料電池本体(A)を冷却する水と反応用水蒸気とを生成
する第1水系(図1の100)と、当該第1水系(10
0)を冷却する第2水系(図1の200)とからなり、
前記第1水系(100)では、排ガス処理系(500)
によって回収された水を、燃料電池発電プラントで発生
した余剰の熱と熱交換して、気化し再凝縮することによ
り精製していることを特徴とする。
(First Invention) A water treatment system in a fuel cell power plant according to the present invention comprises a fuel cell main body (A in FIG. 1) and raw fuel as fuel of the fuel cell main body (A). And a fuel system (300 in FIG. 1) that is supplied to the fuel cell body (A).
0) for treating the combustion exhaust gas and the cathode exhaust gas of the fuel cell (500 in FIG. 1), and a first water system (FIG. 1 for generating water for cooling the fuel cell body (A) and reaction steam). 100) and the first water system (10
0) and a second water system (200 in FIG. 1) for cooling,
In the first water system (100), the exhaust gas treatment system (500)
The water recovered by is heat-exchanged with the surplus heat generated in the fuel cell power plant, and is vaporized and re-condensed to be purified.

【0013】(第2発明)本発明における燃料電池発電
プラントにおける水系処理システムは、前記第1水系
(100)から熱交換器(図1のh′、d)によって回
収されたエネルギーを駆動源として作動する冷熱発生設
備を有する第2水系(200)とを備えている。
(Second invention) The water treatment system in the fuel cell power plant according to the present invention uses the energy recovered from the first water system (100) by the heat exchanger (h ', d in FIG. 1) as a drive source. A second water system (200) having an operating cold heat generating facility.

【0014】(第3発明)本発明の燃料電池発電プラン
トにおける水系処理システムは、前記第2水系(20
0)によって得られるエネルギーを他の熱利用設備の熱
原とすることを特徴とする。
(Third Invention) A water treatment system in a fuel cell power plant of the present invention is the second water treatment system (20).
It is characterized in that the energy obtained in 0) is used as the heat source of other heat utilization equipment.

【0015】(第4発明)本発明における燃料電池発電
プラントにおける水系処理システムは、前記第1水系
(100)によって精製された水を前記燃料電池本体
(A)の冷却水および/または燃料改質用原料水とする
ことを特徴とする。
(Fourth Invention) In a water treatment system for a fuel cell power plant according to the present invention, the water purified by the first water system (100) is used as cooling water for the fuel cell body (A) and / or fuel reforming. It is characterized by being used as raw material water.

【0016】(第5発明)本発明における燃料電池発電
プラントにおける水系処理システムの回収水は、冷熱発
生設備を作動させた後の70℃以上の冷却水を用いて再
凝縮されることを特徴とする。
(Fifth invention) The recovered water of the water treatment system in the fuel cell power plant according to the present invention is characterized in that it is re-condensed by using the cooling water at 70 ° C. or higher after operating the cold heat generating facility. To do.

【0017】(第6発明)本発明の燃料電池発電プラン
トにおける水系処理システムで、気化し再凝縮する水
は、燃料電池系以外の第3水系から導入することを特徴
とする。
(Sixth Invention) In the water treatment system for a fuel cell power plant of the present invention, the water vaporized and recondensed is introduced from a third water system other than the fuel cell system.

【0018】[0018]

【作 用】(第1発明)燃料電池本体等によって生成
された水は、排ガス処理系によって回収される。この回
収された水は、第1水系において、燃料電池発電プラン
トで発生した余剰の熱によって気化される。この気化さ
れた水蒸気は、第2水系の冷却水によって再凝縮され
る。第2水系の冷却水で再凝縮された精製水は、燃料電
池本体の冷却水となると共に、改質設備へ反応用水蒸気
として供給される。さらに、余剰の熱を、他の熱利用熱
媒として水蒸気または熱水として供給される。燃料電池
本体の冷却と水蒸気に使用される水は、気化と再凝縮と
によって得られるため、イオン交換樹脂の交換、再生処
理等の手間がかからないだけでなく安価な設備となる。
また、イオン交換樹脂を使用しないため、第2水系にお
ける水の温度が高く設定できるため、冷却塔等の設備が
不要となる。
[Operation] (First invention) Water produced by the fuel cell body or the like is collected by the exhaust gas treatment system. The recovered water is vaporized by the excess heat generated in the fuel cell power plant in the first water system. The vaporized water vapor is recondensed by the cooling water of the second water system. The purified water recondensed with the cooling water of the second water system serves as cooling water for the fuel cell main body and is supplied to the reforming facility as reaction steam. Further, the surplus heat is supplied as steam or hot water as another heat utilization heat medium. Since the water used for cooling the fuel cell main body and steam is obtained by vaporization and recondensation, not only is there no need to replace the ion-exchange resin, regeneration treatment, and the like, and the equipment is inexpensive.
Further, since the ion exchange resin is not used, the temperature of the water in the second water system can be set high, so that equipment such as a cooling tower is unnecessary.

【0019】(第2発明)第2水系には、前記第1水系
から熱交換器によって回収されたエネルギーを駆動源と
して作動する冷熱発生設備が備えられている。第1水系
における水の精製に、イオン交換樹脂が使用されていな
いため、第2水系における水の温度を高く設定できる。
したがって、排熱利用設備は、高い温度域の多くの熱水
が利用できる。
(Second Invention) The second water system is provided with cold heat generating equipment which operates by using the energy recovered from the first water system by the heat exchanger as a drive source. Since the ion exchange resin is not used for the purification of water in the first water system, the temperature of water in the second water system can be set high.
Therefore, the waste heat utilization equipment can use a lot of hot water in a high temperature range.

【0020】(第3発明)第2水系の温度は、高く設定
されているため、第1水系と熱交換が行われた後の高い
温度域の多くの熱水が、他の熱利用設備に利用できる。
(Third invention) Since the temperature of the second water system is set high, a large amount of hot water in a high temperature range after heat exchange with the first water system is transferred to other heat utilization equipment. Available.

【0021】(第4発明)前記第1水系において、気化
された後に再凝縮された精製水は、前記燃料電池本体を
冷却する冷却水となる。また、前記第1水系の精製水
は、たとえば気水分離器によって水蒸気が取り出され、
原燃料と共に改質設備に供給される。
(Fourth Invention) In the first water system, the purified water re-condensed after being vaporized becomes cooling water for cooling the fuel cell body. In the purified water of the first water system, for example, steam is taken out by a steam separator.
It is supplied to the reforming equipment together with the raw fuel.

【0022】(第5発明)第1水系から熱交換によって
熱エネルギーを回収した第2水系の水は、冷熱発生設備
を作動させた後に、イオン交換樹脂に使用された温度よ
り高い、70℃以上の冷却水を用いて冷却再凝縮され
る。したがって、第2水系は、高い温度の冷却水を循環
させることができ、冷却塔によって温度を下げずに高温
のエネルギーが利用できる。
(Fifth Invention) The water of the second water system, which has recovered heat energy from the first water system by heat exchange, is higher than the temperature used for the ion exchange resin at 70 ° C. or higher after the cold heat generating equipment is operated. It is recondensed with cooling water. Therefore, the second water system can circulate high-temperature cooling water, and high-temperature energy can be used without lowering the temperature by the cooling tower.

【0023】(第6発明)燃料電池本体を冷却する水お
よび改質反応に使用される水蒸気は、気化した後凝縮し
ているため、燃料電池系の中の水を必ずしも使用する必
要がない。たとえば、水道水を導入し、この水を気化し
た後、凝縮して精製水を得ることができる。そして、こ
の方式は、所望の純度の水が得られる。
(Sixth Invention) Since the water for cooling the fuel cell main body and the steam used for the reforming reaction are condensed after being vaporized, it is not always necessary to use the water in the fuel cell system. For example, tap water can be introduced, this water can be vaporized, and then condensed to obtain purified water. And this system can obtain water of desired purity.

【0024】[0024]

【実 施 例】図1を参照しつつ本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例に係る燃料電池発電プ
ラントにおける水系処理システムの概略説明図である。
図1において、図2における従来例と相違する所は、回
収された水の精製手段と第2水系とにある。図1におい
て、燃料電池発電プラントは、燃料電池本体Aと、当該
燃料電池本体Aを冷却すると共に、原燃料を改質する水
蒸気を供給する第1水系100と、当該第1水系100
を冷却すると共に、余剰熱を利用する設備を有する第2
水系200と、前記原燃料を前記燃料電池本体Aの燃料
に改質する燃料系300と、前記改質された燃料と共に
電池反応を起こす空気系400と、前記燃料系300お
よび空気系400から排出するガスを処理する排ガス処
理系500とから構成されている。また、燃料電池発電
プラントには、図示されていないが、燃料電池本体Aに
おける水素と酸素との化学反応によって発生する直流電
力を交流電力に変換する直交変換装置、および燃料電池
発電プラントを安全かつ効率良く運転するための運転制
御装置が配設されている。
EXAMPLE An example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a water treatment system in a fuel cell power plant according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the difference from the conventional example in FIG. 2 lies in the means for purifying the recovered water and the second water system. In FIG. 1, the fuel cell power generation plant includes a fuel cell main body A, a first water system 100 that cools the fuel cell main body A, and supplies steam that reforms raw fuel, and the first water system 100.
Second, which has equipment for cooling excess heat and utilizing excess heat
A water system 200, a fuel system 300 that reforms the raw fuel into the fuel of the fuel cell main body A, an air system 400 that causes a cell reaction with the reformed fuel, and an exhaust from the fuel system 300 and the air system 400. And an exhaust gas treatment system 500 for treating the gas. Although not shown in the figure, the fuel cell power plant is provided with a quadrature conversion device for converting direct current power generated by a chemical reaction between hydrogen and oxygen in the fuel cell body A into alternating current power, and a fuel cell power plant safely and safely. An operation control device for operating efficiently is provided.

【0025】本実施例において、第1水系100は、燃
料電池本体Aの冷却水路A3と、回収水を気化する熱交
換器h″と、その後再凝縮する熱交換器h′と、前記冷
却水路A3および気化精製器hからの冷却水を分離する
気水分離器bと、循環ポンプc、給水ポンプeとから構
成され、パイプライン11−12−13−23−11か
らなる閉回路と、パイプライン21からの回収水の気化
−再凝縮−パイプライン22の系とがある。
In this embodiment, the first water system 100 includes a cooling water passage A3 for the fuel cell main body A, a heat exchanger h "for vaporizing the recovered water, a heat exchanger h'for recondensing thereafter, and the cooling water passage. A3 and a vapor-water separator b for separating the cooling water from the vaporizer / refiner h, a circulation pump c, a water supply pump e, and a closed circuit composed of a pipeline 11-12-13-23-13-11, and a pipe. There is a system of vaporization-recondensation-pipeline 22 of recovered water from the line 21.

【0026】また、第2水系200は、排熱回収熱交換
器aと、気化精製器hの熱交換器h′と、第1水系10
0を冷却する熱交換器dと、排熱利用設備Cとの閉回路
とから構成され、パイプライン31、32、33、34
によって接続されている。
The second water system 200 includes an exhaust heat recovery heat exchanger a, a heat exchanger h'of a vaporization and refiner h, and a first water system 10.
It is composed of a heat exchanger d for cooling 0 and a closed circuit of the exhaust heat utilization equipment C, and has pipelines 31, 32, 33, 34.
Connected by.

【0027】すなわち、排ガス処理系500によって回
収された水は、気化精製器hにおいて、イオン交換樹脂
の代わりに燃料電池本体Aによって発生した熱により気
化されると共に、第2水系200の冷却水によって再凝
縮され、純水となる。再凝縮によって精製された水は、
燃料電池本体Aの冷却および/または原燃料と混合され
て改質または変成に使用される。第1水系100を冷却
する第2水系200は、回収された水の精製手段にイオ
ン交換樹脂を使用していないため、高い温度にすること
ができる。したがって、第2水系200は、たとえば冷
却塔を設ける必要がなく、第1水系100を冷却した後
の高い温度域の多くのエネルギーを再利用できる。
That is, the water recovered by the exhaust gas treatment system 500 is vaporized by the heat generated by the fuel cell main body A instead of the ion exchange resin in the vaporizer / refiner h, and by the cooling water of the second water system 200. It is re-condensed and becomes pure water. The water purified by recondensation is
The fuel cell body A is cooled and / or mixed with raw fuel and used for reforming or transformation. The second water system 200 that cools the first water system 100 does not use an ion exchange resin in the means for purifying the recovered water, and thus can be at a high temperature. Therefore, the second water system 200 does not need to provide a cooling tower, for example, and can reuse a large amount of energy in the high temperature range after cooling the first water system 100.

【0028】前記気化精製器hによる蒸発操作は、必要
に応じて蒸留操作としてもよい。気化精製器hにおい
て、再凝縮のために用いた第2水系200の熱媒の水
は、イオン交換樹脂を使用しないため、たとえば125
℃から85℃の比較的高温にすることができる。また、
第1水系100の冷却によって得られた回収熱は、給湯
や吸収式冷水器の熱源として利用される。吸収式冷水器
は、熱源が高温であるほど有効に利用出来、低温になる
に従って急激に利用効率が下がるため、利用効率の下が
る70℃以下の熱源は利用できない。気化精製器hにお
いて、回収水を蒸発させる蒸発器は、熱交換伝熱の表面
を鏡面仕上げとすることによりスケールの付着がなく安
定な処理が出来、特別な再生処理を必要としない。回収
水の蒸発方法は、通常の一段の蒸発方法でもよいが、多
重蒸発缶方法を採ると、蒸発に必要な熱量を節減するこ
とも可能である。さらに、蒸発した水蒸気を加圧して、
回収水を蒸発させるための熱源の一部に利用してもよ
い。
The evaporation operation by the vaporizing and refining device h may be a distillation operation if necessary. In the vaporizer / refiner h, the water of the heat medium of the second water system 200 used for recondensation does not use an ion exchange resin, and therefore, for example, 125
C. to 85.degree. C. can be relatively high. Also,
The recovered heat obtained by cooling the first water system 100 is used as a heat source for hot water supply or an absorption chiller. The higher the temperature of the heat source, the more effectively the absorption type water cooler can be used, and the lower the temperature is, the more the utilization efficiency is drastically decreased. In the vaporizer / refiner h, the evaporator for evaporating the recovered water has a mirror-finished surface for heat exchange heat transfer, which enables stable treatment without adhesion of scale and does not require special regeneration treatment. The method for evaporating the recovered water may be an ordinary one-step evaporation method, but if a multiple evaporator method is adopted, it is possible to reduce the amount of heat required for evaporation. Furthermore, pressurizing the vaporized water vapor,
It may be used as a part of a heat source for evaporating the recovered water.

【0029】次に、本発明の一実施例における具体例を
挙げて説明する。燃料電池の原燃料であるメタンガス
は、パイプライン1から48.5NM3 /時を供給され
る。原燃料と混合する水蒸気は、パイプライン2から1
60kg/時で供給される。原燃料と水蒸気からなる混
合ガスは、改質設備Bの中で熱交換され、昇温した後、
さらに図示されていない加熱バーナーによって加熱され
る。また、改質設備Bにおいて、前記混合ガスは、ニッ
ケルを主とする改質触媒、および鉄と銅を主とする変成
触媒上で水素、および二酸化炭素を主とする燃料電池用
の燃料ガスに改質し変成される。燃料電池用に改質およ
び変成された燃料ガスは、パイプライン3から燃料電池
本体AのアノードA1に供給される。
Next, a specific example in one embodiment of the present invention will be described. Methane gas, which is the raw fuel of the fuel cell, is supplied from pipeline 1 at 48.5 NM 3 / hour. The water vapor mixed with the raw fuel is from pipeline 2 to 1
It is supplied at 60 kg / hour. The mixed gas composed of the raw fuel and steam is heat-exchanged in the reforming facility B to raise the temperature,
Further, it is heated by a heating burner (not shown). In the reforming facility B, the mixed gas is used as a fuel gas for a fuel cell mainly containing hydrogen and carbon dioxide on a reforming catalyst mainly containing nickel and a shift catalyst mainly containing iron and copper. It is modified and transformed. The fuel gas reformed and metamorphosed for the fuel cell is supplied from the pipeline 3 to the anode A1 of the fuel cell main body A.

【0030】燃料電池本体Aにおける酸化剤ガスは、5
08NM3 /時の空気をパイプライン6から燃料電池本
体AのカソードA2に供給される。燃料電池本体Aで
は、アノードA1とカソードA2との間に介在された図
示されていない電解質を通して反応が進み、その結果と
して、1000A、200Vの直流電力が発生する。ア
ノードA1に供給された改質ガスは、電池反応によって
水素を消費した後に、反応されなかった余剰のメタンガ
ス、水素ガス、あるいは炭酸ガスがパイプライン4から
改質設備Bの図示されていない加熱バーナーに送られ
る。また、これらの余剰ガスは、パイプライン8から助
燃用空気を得て燃焼される。改質設備Bによって燃焼さ
れた後の燃焼排ガスは、助燃用空気を予熱して熱回収さ
れた後、パイプライン5から排出される。パイプライン
6から燃料電池本体AのカソードA2に供給された空気
は、水素と酸素との電池反応によって酸素を消費し、水
蒸気が生成される。そして、この水蒸気は、カソード排
ガスとしてパイプライン7から排出され、排熱回収熱交
換器aによって燃焼生成水や余剰水蒸気と共に回収され
る。
The oxidant gas in the fuel cell body A is 5
Air of 08 NM 3 / hr is supplied from the pipeline 6 to the cathode A2 of the fuel cell main body A. In the fuel cell main body A, the reaction proceeds through an electrolyte (not shown) interposed between the anode A1 and the cathode A2, and as a result, DC power of 1000 A and 200 V is generated. The reformed gas supplied to the anode A1 consumes hydrogen due to a cell reaction, and then excess unreacted methane gas, hydrogen gas, or carbon dioxide gas is supplied from the pipeline 4 to the heating burner (not shown) of the reforming facility B. Sent to. Further, these surplus gases are burned by obtaining auxiliary combustion air from the pipeline 8. The combustion exhaust gas after being burned by the reforming facility B is discharged from the pipeline 5 after preheating the auxiliary combustion air to recover heat. The air supplied from the pipeline 6 to the cathode A2 of the fuel cell main body A consumes oxygen by the cell reaction between hydrogen and oxygen, and steam is generated. Then, this steam is discharged from the pipeline 7 as cathode exhaust gas, and is recovered by the exhaust heat recovery heat exchanger a together with the combustion product water and excess steam.

【0031】パイプライン7から排出される排ガスは、
パイプライン5から排出される排ガスと合流して、パイ
プライン9から排熱回収熱交換器aに送られる。排熱回
収熱交換器aは、7ataに保持され、96℃まで冷却
される。排熱回収熱交換器aの冷却によって、改質、変
成反応において、余剰に供給された水蒸気、電池反応に
よって生成された水蒸気、および改質設備Bにおける燃
焼反応で生成された水蒸気は、凝縮分離されて、パイプ
ライン21から回収される。排熱回収熱交換器aにおい
て、水蒸気以外の排ガスは、放圧してパイプライン10
から大気に開放される。
The exhaust gas discharged from the pipeline 7 is
It joins the exhaust gas discharged from the pipeline 5 and is sent from the pipeline 9 to the exhaust heat recovery heat exchanger a. The exhaust heat recovery heat exchanger a is held at 7ata and cooled to 96 ° C. By cooling the exhaust heat recovery heat exchanger a, excess steam supplied in the reforming and shift reaction, steam generated by the cell reaction, and steam generated by the combustion reaction in the reforming facility B are condensed and separated. Then, it is recovered from the pipeline 21. In the exhaust heat recovery heat exchanger a, exhaust gases other than water vapor are released to release the pipeline 10
Open to the atmosphere.

【0032】排熱回収熱交換器aにおいて、凝縮分離さ
れた回収水は、パイプライン21から気化精製器hに導
入される。燃料電池本体Aによって発生した熱量は、パ
イプライン11から冷却水路A3を循環する冷却水によ
って回収される。燃料電池本体Aによって加熱された冷
却水は、パイプライン12から気水分離器bに供給され
る。気水分離器bでは、水蒸気となってパイプライン2
から改質設備Bに送られ、残りがパイプライン13から
熱水として第1水系100に分離される。上記パイプラ
イン13に分離された熱水の持つ熱量は、気化精製器h
の蒸発伝熱面h″を通して気化精製器hに導入された回
収水を蒸発させるために用いられる。気化精製器hの蒸
発伝熱面h″は、12.5μm以下の鏡面仕上げが施さ
れている。そして、気化精製器hの蒸発伝熱面h″で加
熱され気化された回収水は、第2水系200のパイプラ
イン32から熱媒の水が供給されて、前記凝縮伝熱面
h′を介して、100℃に冷却され、再凝縮される。再
凝縮された精製回収水は、給水ポンプeによってパイプ
ライン22から気水分離器bに送られ、燃料電池本体A
の冷却水および改質反応用水蒸気として利用される。
In the exhaust heat recovery heat exchanger a, the recovered water condensed and separated is introduced from the pipeline 21 into the vaporization and refiner h. The amount of heat generated by the fuel cell main body A is recovered from the pipeline 11 by the cooling water circulating in the cooling water passage A3. The cooling water heated by the fuel cell body A is supplied from the pipeline 12 to the steam separator b. In the steam separator b, it becomes steam and the pipeline 2
To the reforming equipment B, and the rest is separated from the pipeline 13 into the first water system 100 as hot water. The amount of heat that the hot water separated in the pipeline 13 has is
Used for evaporating the recovered water introduced into the vaporizing and purifying device h through the evaporative heat conducting surface h ″ of the vaporizing and purifying device h. The evaporative heat conducting surface h ″ of the vaporizing and purifying device h has a mirror finish of 12.5 μm or less. There is. The recovered water that has been heated and vaporized on the evaporation heat transfer surface h ″ of the vaporization and refining device h is supplied with the heat medium water from the pipeline 32 of the second water system 200 and passes through the condensation heat transfer surface h ′. Then, it is cooled to 100 ° C. and re-condensed.The re-condensed purified and recovered water is sent from the pipeline 22 to the steam separator b by the feed water pump e, and the fuel cell main body A
Used as cooling water and steam for reforming reaction.

【0033】回収水の冷却再凝縮のために気化精製器h
に導入された第2水系200のパイプライン32からの
熱媒の水は、気化精製器hで受熱され、パイプライン3
3より熱交換器dを介して、パイプライン33の水は、
パイプライン11の温度を172℃に冷却調節して、熱
媒の水自らは100℃となる。パイプライン33から供
給された熱媒の水は、100°Cとなってパイプライン
34から排熱利用設備Cに供給される。排熱利用設備C
としては、吸収式冷水製造器がある。吸収式冷水製造器
は、7℃の冷水を234000kcal/時を製造す
る。この時の熱媒の水は、熱量を放出して80℃とな
り、再び循環ポンプfによって排熱回収熱交換器aに送
られ循環する。この時の循環ポンプfの流量は、117
00kg/時である
A vaporizer / refiner h for cooling and recondensing the recovered water.
The water of the heat medium from the pipeline 32 of the second water system 200 introduced into the pipeline is received by the vaporizing and refining device h, and the pipeline 3
3 through the heat exchanger d, the water in the pipeline 33 is
By controlling the temperature of the pipeline 11 to 172 ° C., the heat medium water itself becomes 100 ° C. The heat medium water supplied from the pipeline 33 becomes 100 ° C. and is supplied from the pipeline 34 to the waste heat utilization facility C. Waste heat utilization equipment C
There is an absorption type cold water producing device. The absorption chilled water maker produces 234,000 kcal / hr of cold water at 7 ° C. At this time, the heat medium water releases the amount of heat to 80 ° C., and is again sent to the exhaust heat recovery heat exchanger a by the circulation pump f and circulated. The flow rate of the circulation pump f at this time is 117
00 kg / hour

【0034】従来例において、排熱回収熱交換器aの入
口におけるパイプライン35の冷却水は、4000kg
/時で40°C、熱交換器dの出口におけるパイプライ
ン34の冷却水は、100°Cであった。本実施例にお
いて、排熱回収熱交換器aの入口におけるパイプライン
35の冷却水は、11720kg/時で80°C、熱交
換器dの出口におけるパイプライン34の冷却水は、1
00°Cであった。本実施例は、イオン交換樹脂を使用
しないため、排熱回収熱交換器aの熱交換用に80°C
の熱媒が使用できる。また、本実施例は、従来例より熱
媒の水量が3倍になっている。したがって、排熱利用設
備Cにおいて、使用できる熱量は、従来例の3倍にな
る。
In the conventional example, the cooling water of the pipeline 35 at the inlet of the exhaust heat recovery heat exchanger a is 4000 kg.
40 ° C./hour, and the cooling water of the pipeline 34 at the outlet of the heat exchanger d was 100 ° C. In this embodiment, the cooling water of the pipeline 35 at the inlet of the exhaust heat recovery heat exchanger a is 80 ° C. at 11720 kg / hour, and the cooling water of the pipeline 34 at the outlet of the heat exchanger d is 1
It was 00 ° C. In this embodiment, since no ion exchange resin is used, 80 ° C. is used for heat exchange of the exhaust heat recovery heat exchanger a.
The heat medium can be used. In addition, in this embodiment, the amount of water in the heat medium is three times that of the conventional example. Therefore, the amount of heat that can be used in the waste heat utilization facility C is three times that of the conventional example.

【0035】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、
特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することがな
ければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たと
えば、燃料電池発電プラントは、リン酸型燃料電池発電
プラントを始め、他の形式のものに適用することができ
ることはいうまでもない。また、本実施例の水処理系
は、第1水系と第2水系とから構成されているが、従来
のようにイオン交換樹脂を使用しないため、上記第1お
よび第2水系以外の第3水系、たとえば水道水等を導入
することができる。当該第3水系の水は、塩素、カルシ
ウム等が混入されていても、燃料電池発電プラントの第
1水系の場合と全く同様に、気化し凝縮することによっ
て精製することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments. And
Various design changes can be made without departing from the invention as set forth in the claims. Needless to say, the fuel cell power plant can be applied to other types such as a phosphoric acid fuel cell power plant. Further, the water treatment system of this example is composed of a first water system and a second water system, but since an ion exchange resin is not used as in the conventional case, a third water system other than the first and second water systems is used. For example, tap water or the like can be introduced. Even if chlorine, calcium, etc. are mixed, the water of the third water system can be purified by vaporizing and condensing, just as in the case of the first water system of the fuel cell power plant.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、燃
料電池発電プラントにおいて、回収水は、発生した余剰
の熱と熱交換されて気化し再凝縮することにより精製さ
れる。したがって、本発明の燃料電池発電プラントにお
ける水系処理システムでは、イオン交換樹脂を使用しな
いため、回収水の冷却をイオン交換樹脂に合わせた低温
度の冷却水が不要であると共に、イオン交換樹脂を再生
するための処理、その際に必要な薬品、あるいは再生の
ための電力が不必要である。また、イオン交換樹脂を再
生する際に使用した薬品から出る廃水の流出がないた
め、公害が発生しない。
As described above, according to the present invention, in the fuel cell power plant, the recovered water is purified by being heat-exchanged with the generated excess heat, vaporized and recondensed. Therefore, in the water treatment system in the fuel cell power plant of the present invention, since the ion exchange resin is not used, it is not necessary to use low-temperature cooling water that matches the cooling of the recovered water with the ion exchange resin, and the ion exchange resin is regenerated. It is unnecessary to carry out the process for carrying out the process, the chemicals required at that time, or the electric power for regeneration. Further, since there is no outflow of waste water from the chemicals used when regenerating the ion exchange resin, no pollution will occur.

【0037】本発明によれば、再凝縮の熱を熱媒の水に
回収すれば、冷熱発生設備の駆動源として回収熱量のほ
とんど全量を使用でき、燃料電池の一つの目的である電
熱併給設備として、特に建物などの需要の多い冷房のた
めの冷水の製造に有効となる。さらに従来、電池回収水
の処理に必要であったイオン交換樹脂の再生や取替交換
が不要であり、設備の保全が簡単となった。上記のよう
に、本発明の燃料電池発電プラントにおける水系処理シ
ステムは、イオン交換樹脂を使用しないため、回収され
た水を比較的高温度のまま、燃料電池発電システムの排
熱を用いて、蒸発処理、あるいは蒸留処理を行ってい
る。すなわち、回収水の蒸発処理、あるいは蒸留処理に
は、回収水中から軽質分と重量分との除去処理が同時に
行われる。さらに、利用価値の高い高温熱水を多く回収
して、再利用することが出来る。また、本発明によれ
ば、燃料電池本体の冷却水および/または水蒸気用の水
を気化し凝縮しているため、上記水は、燃料電池発電シ
ステム以外の水系のものでも導入できる。
According to the present invention, if the heat of recondensation is recovered in the water of the heat medium, almost all of the recovered heat amount can be used as the drive source of the cold heat generating equipment, and the combined heat and power equipment which is one of the purposes of the fuel cell. As a result, it is particularly effective in producing cold water for cooling of buildings, which is in high demand. Furthermore, it is no longer necessary to regenerate or replace the ion-exchange resin, which was conventionally required for the treatment of battery recovery water, and the maintenance of the equipment has been simplified. As described above, since the water treatment system in the fuel cell power generation plant of the present invention does not use the ion exchange resin, the recovered water remains at a relatively high temperature and is evaporated by using the exhaust heat of the fuel cell power generation system. Treatment or distillation treatment is performed. That is, in the evaporation process or the distillation process of the recovered water, the removal process of the light component and the weight component from the recovered water is simultaneously performed. Furthermore, a large amount of high-temperature hot water with high utility value can be recovered and reused. Further, according to the present invention, since the cooling water for the fuel cell main body and / or the water for steam is vaporized and condensed, the above water can be introduced into a water system other than the fuel cell power generation system.

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

【図1】本発明の一実施例に係る燃料電池発電プラント
における水系処理システムの概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a water treatment system in a fuel cell power plant according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来例における燃料電池発電プラントにおける
水系処理システムの概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a water treatment system in a fuel cell power plant according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A・・・燃料電池本体 B・・・改質設備 C・・・排熱利用設備 a・・・排熱回収熱交換器 b・・・気水分離器 c・・・循環ポンプ d・・・熱交換器 e・・・給水ポンプ f・・・循環ポンプ g・・・水精製器 h・・・気化精製器 h′・・・熱交換器(凝縮伝熱面) h″・・・熱交換器(蒸発伝熱面) 100・・・第1水系 200・・・第2水系 300・・・燃料系 400・・・空気系 500・・・排ガス処理系 A ... Fuel cell main body B ... Reforming equipment C ... Exhaust heat utilization equipment a ... Exhaust heat recovery heat exchanger b ... Steam / water separator c ... Circulation pump d ... Heat exchanger e ... Water supply pump f ... Circulation pump g ... Water purifier h ... Vaporizer / refiner h '... Heat exchanger (condensation heat transfer surface) h "... Heat exchange Container (evaporation heat transfer surface) 100 ... First water system 200 ... Second water system 300 ... Fuel system 400 ... Air system 500 ... Exhaust gas treatment system

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池本体と、 原燃料を前記燃料電池本体の燃料に改質して、空気と共
に燃料電池本体に供給する燃料系と、 当該燃料系における排ガス処理系と、 前記燃料電池本体を冷却する水と水蒸気とを生成する第
1水系と、 当該第1水系を冷却する第2水系と、 からなる燃料電池発電プラントにおける水系処理システ
ムにおいて、 前記第1水系では、排ガス処理系によって回収された水
を、燃料電池発電プラントで発生した余剰の熱と熱交換
して、気化し再凝縮することにより精製していることを
特徴とする燃料電池発電プラントにおける水系処理シス
テム。
1. A fuel cell main body, a fuel system that reforms raw fuel into fuel for the fuel cell main body and supplies the fuel to the fuel cell main body together with air, an exhaust gas treatment system in the fuel system, and the fuel cell main body. A first water system for producing water and steam for cooling water, and a second water system for cooling the first water system; and a second water system for cooling the first water system, wherein the first water system collects by an exhaust gas treatment system. A water-based treatment system in a fuel cell power plant, characterized in that the purified water is purified by exchanging heat with excess heat generated in the fuel cell power plant, vaporizing and recondensing.
【請求項2】 前記第1水系から熱交換器によって回収
されたエネルギーを駆動源として作動する冷熱発生設備
を有する第2水系とを備えたことを特徴とする請求項1
記載の燃料電池発電プラントにおける水系処理システ
ム。
2. A second water system having a cold heat generation facility that operates by using energy recovered by a heat exchanger from the first water system as a drive source.
A water treatment system in the fuel cell power plant described.
【請求項3】 前記第2水系によって得られるエネルギ
ーを他の熱利用設備の熱原とすることを特徴とする請求
項1または請求項2記載の燃料電池発電プラントにおけ
る水系処理システム。
3. The water treatment system in a fuel cell power plant according to claim 1, wherein the energy obtained by the second water system is used as a heat source of another heat utilization facility.
【請求項4】 前記第1水系によって精製された水を前
記燃料電池本体の冷却水および/または燃料改質用原料
水とすることを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電
プラントにおける水系処理システム。
4. The water system treatment in a fuel cell power plant according to claim 1, wherein the water purified by the first water system is used as cooling water for the fuel cell body and / or raw water for fuel reforming. system.
【請求項5】 前記第1水系から熱交換によってエネル
ギーを回収した第2水系の水は、冷熱発生設備を作動さ
せた後の70℃以上の冷却水を用いて再凝縮されること
を特徴とする請求項1ないし請求項4記載の燃料電池発
電プラントにおける水系処理システム。
5. The water of the second water system, which has recovered energy from the first water system by heat exchange, is re-condensed by using cooling water of 70 ° C. or higher after operating the cold heat generating facility. The water treatment system in the fuel cell power plant according to claim 1.
【請求項6】 前記気化し再凝縮する水は、燃料電池系
以外の第3水系から導入することを特徴とする請求項1
ないし請求項5記載の燃料電池発電プラントにおける水
系処理システム。
6. The water vaporized and recondensed is introduced from a third water system other than the fuel cell system.
A water treatment system in a fuel cell power plant according to claim 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007132693A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Method for treatment of drain in hydrogen production and hydrogen production system
JP2014096207A (en) * 2012-11-07 2014-05-22 Honda Motor Co Ltd Fuel cell module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007132693A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Method for treatment of drain in hydrogen production and hydrogen production system
US8048177B2 (en) 2006-05-11 2011-11-01 Sumitomo Seiko Chemicals Co., Ltd. Method for treatment of drain in hydrogen production and hydrogen production system
JP5199076B2 (en) * 2006-05-11 2013-05-15 住友精化株式会社 Drain water treatment method and hydrogen production system in hydrogen production
KR101310174B1 (en) * 2006-05-11 2013-09-23 스미토모 세이카 가부시키가이샤 Method for treatment of drain in hydrogen production and hydrogen production system
JP2014096207A (en) * 2012-11-07 2014-05-22 Honda Motor Co Ltd Fuel cell module

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