JPH06283189A - 燃料電池発電システム - Google Patents

燃料電池発電システム

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JPH06283189A
JPH06283189A JP5070612A JP7061293A JPH06283189A JP H06283189 A JPH06283189 A JP H06283189A JP 5070612 A JP5070612 A JP 5070612A JP 7061293 A JP7061293 A JP 7061293A JP H06283189 A JPH06283189 A JP H06283189A
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JP
Japan
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gas
fuel cell
carbon dioxide
power generation
carbon monoxide
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Application number
JP5070612A
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English (en)
Inventor
Yoshinaga Nakayama
宜長 中山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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

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  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改質ガスの中から、ほぼ完全にCOとCO2
除去して、アルカリ型と固体高分子型の燃料電池にも安
価な炭化水素とメタノールなどを燃料に使えるようにす
る。 【構成】 メタノールなどの低温改質の場合には改質器
と燃料電池との間に、メタンなどの高温改質の場合には
低温変成器と燃料電池との間に、分離・除去の容易なC
2 を80〜90%除去する装置とメタネーター7を設ける
ことにより、COと残っているCO2 をメタンに変え
て、COとCO2 を結果としてほぼ完全にとりのぞく。
改質器を通過したメタンとメタネーターで生成したメタ
ンは、電池通過後に改質器のバーナーへ導いて燃やし、
無駄なく使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、天然ガス等の炭化水
素、メタノール等のアルコール、ナフサや灯油などの燃
料を改質し、白金系触媒を用いている燃料電池に改質ガ
スを導き発電を行う燃料電池発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】白金系触媒を用いるアルカリ型燃料電池
発電システムにおいては、天然ガス等の炭化水素や、メ
タノール等のアルコール類の改質ガスを燃料とすること
なく、純水素、あるいは苛性ソーダ工業などの副生水素
などの炭酸ガスと一酸化炭素の含まれていない燃料を使
っている。
【0003】同じく、白金系触媒を用いる固体高分子型
燃料電池発電システムにおいても、天然ガス等の炭化水
素や、メタノール等のアルコール類の改質ガスを燃料と
することなく、純水素などの一酸化炭素の含まれていな
い燃料を使っている。
【0004】また同様に、白金系触媒を用いるリン酸型
燃料電池の発電システムにおいて、天然ガス等の炭化水
素、ナフサ、灯油などの燃料は高温で改質し、改質ガス
を一酸化炭素変成器に導いて、一酸化炭素を炭酸ガスと
水素に変成し、一酸化炭素濃度が0.1 %台のまま燃料電
池に導いて、発電を行っている。メタノール等のアルコ
ール類を燃料とする場合は低温で改質し、改質器の出口
の一酸化炭素濃度は0.1 %台となり、このまま燃料電池
に導いて発電を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アルカリ型
燃料電池はアルカリ水溶液を電解質としており、炭酸ガ
スが燃料の中に含まれていると、アルカリ水溶液の電解
質が炭酸ガスを吸収し、中和して電解質の機能を果たさ
なくなる問題があった。また、燃料の中に一酸化炭素が
含まれていると、白金系触媒が被毒し、燃料電池の寿命
を短くする問題もあった。このため、天然ガス等の炭化
水素や、メタノール等のアルコール類の改質ガスを燃料
とすることができなかった。
【0006】同様に、固体高分子型燃料電池も、燃料の
中に一酸化炭素が含まれていると、白金系触媒が被毒
し、燃料電池の寿命を短くする問題があった。固体高分
子型燃料電池の動作温度はとくに低いので、ごくわずか
一酸化炭素が含まれていても白金触媒に化合するため、
天然ガス等の炭化水素や、メタノール等のアルコール類
の改質ガスを燃料とすることができなかった。
【0007】さらに、リン酸型燃料電池についても、一
酸化炭素は白金系触媒を被毒させ、寿命制約要因の一つ
になっており、時間経過とともに性能劣化を引き起こし
ていた。
【0008】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、天然ガス等の炭化水素や、メタノー
ル等のアルコール類の改質ガスを燃料とするアルカリ型
燃料電池または固体高分子型燃料電池の発電システムを
提供することを目的とし、さらに時間経過とともに性能
劣化を引き起こさないリン酸型燃料電池の発電システム
を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、以下の第1、第2、第3、第4、第
5、第6、第7、および第8の手段を講ずる。第1の手
段では、メタノールなどのアルコールを主成分とする燃
料を改質器に導いて改質ガスとし、この改質ガスを燃料
電池に導いて発電を行う燃料電池発電システムにおい
て、改質器と燃料電池の間に、複数の熱交換器、炭酸ガ
ス吸着塔およびメタネーターを配し、改質ガスをいった
ん常温に冷却し、これを炭酸ガス吸着塔に導いて改質ガ
ス中の炭酸ガスを分離・除去し、しかる後再加熱し、こ
れをメタネーターに導いて改質ガス中の一酸化炭素と分
離・除去されずに通過してきた炭酸ガスをメタンに変え
ることにより、燃料電池に導かれる改質ガスの中の一酸
化炭素と炭酸ガスを除去する。
【0010】第2の手段では、天然ガスなどの炭化水素
を主成分とする燃料を改質器と一酸化炭素変成器、ある
いは改質器、高温一酸化炭素変成器と低温一酸化炭素変
成器に導いて改質ガスとし、この改質ガスを燃料電池に
導いて発電を行う燃料電池発電システムにおいて、改質
器と燃料電池の間に、複数の熱交換器、炭酸ガス吸着塔
およびメタネーターを配し、改質ガスをいったん常温に
冷却し、これを炭酸ガス吸着塔に導いて改質ガス中の炭
酸ガスを分離・除去し、しかる後再加熱し、これをメタ
ネーターに導いて改質ガス中の一酸化炭素と分離・除去
されずに通過してきた炭酸ガスをメタンに変えることに
より、燃料電池に導かれる改質ガスの中の一酸化炭素と
炭酸ガスを除去する。
【0011】第3の手段では、第1の手段、または第2
の手段を講ずるとともに、前記の炭酸ガス吸着塔を炭酸
ガス吸収塔に代えて改質ガス中の炭酸ガスを分離・除去
し、これを再加熱してメタネーターに導き、改質ガス中
の一酸化炭素と分離・除去されずに通過してきた炭酸ガ
スをメタンに変えることにより燃料電池に導かれる改質
ガス中の一酸化炭素と炭酸ガスを除去する。
【0012】第4の手段では、第1の手段、または第2
の手段を講ずるとともに、前記の炭酸ガス吸着塔をガス
分離膜を用いたガス分離器に代えて、改質ガスをガス分
離器に導き、分離器の高圧力側を通過する炭酸ガスと一
部の水素、一酸化炭素および水蒸気、さらに第2手段を
講じたシステムにおいてはメタンから、大部分の水素と
水蒸気、および一酸化炭素の一部を分離器の低圧力側に
透過させて分離し、透過ガスを加圧システムでは再加圧
した後再加熱し、常圧システムではそのまま加圧してメ
タネーターに導き、分離器を透過した改質ガス中の一酸
化炭素をメタンに変えることにより燃料電池に導き、改
質ガスの中の一酸化炭素を除去し、炭酸ガスをも燃料電
池に供給しないようにする。
【0013】第5手段では、第4の手段を講ずるとと
に、分離器の高圧力側を通過したガスを改質燃焼部に導
き、通過ガス中の水素、一酸化炭素およびメタンを改質
器燃焼部の燃料の一部として活用する、またはメタノー
ル等のアルコール類を燃料とするシステムではアルコー
ル類燃料の蒸発器の熱源として燃焼することによりシス
テム効率を上げる。
【0014】第6の手段では、第1、第3、第4、また
は第5の手段を講ずるとともに、メタノール等のアルコ
ール類を燃料とするシステムの改質器出口ラインと、炭
酸ガス吸着塔あるいは炭酸ガス吸収塔の出口ライン、あ
るいは膜分離器透過・再加圧ガスラインとを熱交換器に
導いて熱交換させ、熱の有効利用を行う。
【0015】第7の手段では、第2、第3、第4、また
は第5の手段を講ずるとともに、天然ガス等の炭化水素
燃料とするシステムの改質器出口ライン、高温一酸化炭
素変成器出口ライン、あるいは低温一酸化炭素変成器出
口ラインと、炭酸ガス吸着塔あるいは炭酸ガス吸収塔の
出口ライン、あるいは膜分離透過・ 再加圧ガスラインと
を熱交換器に導いて熱交換させ、熱の有効利用を行う。
【0016】第8の手段では、第1、第2、第3、第
4、または第5の手段を講ずるとともに、炭酸ガス吸着
塔あるいは炭酸ガス吸収塔の出口ライン、あるいは膜分
離器透器・再加圧ガスラインと、メタネーター出口ライ
ンとを熱交換器に導いて熱交換させ、熱の有効利用を行
う。
【0017】
【作用】本発明の燃料電池発電システムにおいては、天
然ガスなどの炭化水素燃料が高温で改質され変成器を経
た改質ガス、またはメタノールなどを天然ガスなとの炭
化水素燃料を改質するときに比べれば低い温度で改質し
た改質ガスをまず常温まで冷却し、続いて炭酸ガス吸収
塔、炭酸ガス吸着塔またはガス分離膜の炭酸ガス分離・
除去装置に導いて、その中に含まれる炭酸ガスの大部分
を分離・除去している。このことにより改質ガスの中の
大部分を占め燃料電池の発電に与える水素が、次に続く
メタネーターの中で、炭酸ガスと反応してメタンに戻る
ことを防ぐことが可能になる。
【0018】さらに、炭酸ガス分離・除去装置を通過し
た改質ガスを再加熱し、ガス分離膜を透過した改質ガス
は再加圧後に再加熱して、メタネーターに導いている。
炭酸ガス分離・除去装置を通過した一部の炭酸ガスと一
酸化炭素を、このメタネーターの中で、水素と反応させ
てメタンに変え、その結果として改質ガスの中の一酸化
炭素、さらに炭酸ガスもほぼゼロにすることができる。
【0019】また、本発明の燃料電池発電システムのメ
タノール等のアルコール類を燃料とするシステムにおい
ては、改質器の出口ラインと、炭酸ガス吸着塔あるいは
炭酸ガス吸収塔の出口ライン、あるいは膜分離器透過・
再加圧ガスラインとを熱交換器に導いて熱交換させる、
天然ガス等の炭化水素を燃料とするシステムでは、改質
器の出口ライン、高温一酸化炭素変成器出口ライン、あ
るいは低温一酸化炭素変成器出口ラインと、炭酸ガス吸
着塔あるいは炭酸ガス吸収塔の出口ライン、あるいは膜
分離器透過・再加圧ガスラインとを熱交換器に導いて熱
交換させることにより熱の有効利用を行うことができ
る。
【0020】さらに、本発明の燃料電池発電システムに
おいては、炭酸ガス吸着塔あるいは炭酸ガス吸収塔の出
口ライン、あるいは分離膜を用いたガス分離器の透過・
再加圧ガスラインと、メタネーター出口ラインとを熱交
換器に導いて熱交換させ、熱の有効利用を行うことがで
きる。また、分離膜を用いたガス分離器を用いたシステ
ムでは、ガス分離器の高圧力側を通過したガスを改質器
燃焼部に導き、通過ガス中の水素、一酸化炭素およびメ
タンを改質器燃焼部の燃料の一部として活用する、ある
いはメタノール等のアルコール類を燃料とするシステム
ではアルコール類燃料の蒸発器の熱源として燃焼するこ
とによりシステム効率を上げることができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の燃料電池発電システムの実施
例について、図面を参照して説明する。図1は、本発明
の第1の実施例の燃料電池発電システムの構成を示す。
メタノールを主成分とする燃料1が改質器2に導かれ
る。燃料1は、図には示されなかったポンプにより3kg
f /cm2 に加圧され、蒸発器により予め気化されてい
る。燃料1には改質反応に必要な水蒸気が加えられ、改
質器2で350 ℃の改質反応とシフト反応が行われる。生
成された高温の改質ガスは改質器の出口から熱交換器3
と熱交換器4に導かれて45℃にまで冷却され、さらに気
水分離器5を経てゼオライト等の充填された炭酸ガス吸
着塔6に導かれ、改質ガスの中の大部分の炭酸ガスが分
離・除去される。炭酸ガスがわずかとなった45℃の改質
ガスは、炭酸ガス吸着塔の出口から熱交換器3の低温側
に導かれ、改質器出口の高温の改質ガスと熱交換して約
300 ℃まで再加熱された後メタネーター7に導かれる。
メタネーターにはNi系触媒が充填されており、メタネ
ータション反応により一酸化炭素と炭酸ガスを水素と反
応させてメタンに変える。
【0022】この実施例では、一酸化炭素と炭酸ガスを
除去された改質ガスは固体高分子型燃料電池8に供給さ
れて発電が行われる。メタネーター7と固体高分子型燃
料電池8との間には熱交換器9を配し、熱交換器9の低
温側に熱交換器4を経た冷却水10を流し、一酸化炭素と
炭酸ガスが除去された改質ガスを固体高分子型燃料電池
8の動作温度の80℃まで冷却している。熱交換器9はボ
イラーの役割を果たし、低温側の冷却水を加熱して水蒸
気とし、改質反応に必要な水蒸気として改質器の入口に
供給される。固体高分子型燃料電池8の燃料極を通過し
た残りのガスは改質器燃焼部11に導かれ、発電に与えら
れなかった水素、固体高分子型燃料電池8を通過したメ
タンを改質器燃焼部11で燃焼させ、改質反応熱を与え
る。
【0023】図2は、図1に示した実施例の燃料電池発
電システムで、固体高分子型燃料電池8に供給される改
質ガス中の一酸化炭素と炭酸ガスの濃度を示す。横軸の
炭酸ガス残留比は、炭酸ガス吸着塔6で除去されずに通
過した炭酸ガス量と炭酸ガス吸着塔入口の炭酸ガス量の
割合をあらわし、この割合を変えて運転したときの固体
高分子型燃料電池8に供給される改質ガス中の一酸化炭
素と炭酸ガスの濃度を縦軸のモル分率で示した。一酸化
炭素も炭酸ガスとともに1×10-8以下となり、非常に良
く除去された。炭酸ガス吸着塔で10%の炭酸ガスが分離
・除去されないで残留し、メタネーター7にまで供給さ
れたとき、メタネーター出口の燃料電池に供給される改
質ガスのその他の組成は、水素82.7%、メタン4.8 %、
水蒸気12.5%であった。
【0024】図3は、本発明の第2の実施例の燃料電池
発電システムの構成を示す。メタンを主成分とする燃料
1が改質器2に導かれる。燃料1は、図には示さなかっ
たポンプにより3atm に予め加圧されている。燃料1に
は改質反応に必要な水蒸気が加えられ、改質器2で750
℃の改質反応とシフト反応が行われる。生成された高温
の改質ガスは改質器の出口から熱交換器12に導かれて、
熱交換器12の低温側を流れる燃料1を予熱する。熱交換
器12を経て350 ℃となった改質ガスは高温一酸化炭素変
成器13に導かれる。高温シフト反応によりふたたび温度
が上がった改質ガスはさらに熱交換器14を経て350 ℃に
冷却され、続いて熱交換器4を経て200℃まで冷却さ
れ、低温一酸化炭素変成器15に導かれる。熱交換器14の
低温側には燃料1の改質反応に必要な水蒸気19が流れて
予熱される。熱交換器3の低温側には、第1の実施例と
同じく、炭酸ガス吸着塔6経た低温の改質ガスを流して
メタネーター7へ導く前の予熱を行う。
【0025】低温一酸化炭素変成器をへて215 ℃となっ
た改質ガスは熱交換4に導かれて45℃にまで冷却され、
さらに気水分離器5を経てゼオライト等の充填された炭
酸ガス吸着塔6に導かれ、改質ガスの中の大部分の炭酸
ガスが分離・除去される。炭酸ガスがわずかとなった45
℃の改質ガスは、炭酸ガス吸着塔6の出口から熱交換器
3の低温側に導かれ、高温一酸化炭素変成器13と熱交換
器14を経て350 ℃となった改質ガスと熱交換して約300
℃まで再加熱された後メタネーター7に導かれる。メタ
ネーター7にはNi系触媒が充填されており、メタネー
ション反応により一酸化炭素と炭酸ガスを水素と反応さ
せてメタンに変える。
【0026】この実施例では、一酸化炭素と炭酸ガスを
除去された改質ガスはリン酸型燃料電池16に供給されて
発電が行われる。メタネーター7とリン酸型燃料電池16
との間には熱交換器17を配し、熱交換器17の低温側に酸
化剤の空気18を流して空気を予熱し、一酸化炭素と炭酸
ガスを除去された改質ガスをリン酸型燃料電池16の動作
温度近くの190 ℃まで冷却している。リン酸型燃料電池
16は図には記載しなかった冷却水の循環系により冷却さ
れ、加熱された冷却水から水蒸気を取りだし、改質反応
に必要な水蒸気19として熱交換器14を経て改質器の入口
に供給される。熱交換器4の低温側を流れる冷却水10
は、この実施例では、そのまま図には記載しなかった空
冷式の冷却塔にポンプを経て戻される。リン酸型燃料電
池16の燃料極の通過したガスは改質器燃焼部11に導か
れ、発電に与えられなかった水素、リン酸型燃料電池18
を通過したメタンを改質器燃焼部で燃焼させ、改質反応
熱を与える。
【0027】図4は、図3に示した実施例の燃料電池発
電システムで、リン酸型燃料電池16に供給される改質ガ
ス中の一酸化炭素と炭酸ガスの濃度を示す。横軸の炭酸
ガス残留比は、炭酸ガス吸着塔6で除去されずに通過し
た炭酸ガス量と炭酸ガス吸着塔入口の炭酸ガス量の割合
をあらわし、この割合を変えて運転したときのリン酸型
燃料電池16に供給される改質ガス中の一酸化炭素と炭酸
ガスの濃度を縦軸のモル分率で示した。一酸化炭素も炭
酸ガスとともに1×10-8以下となり、非常に良く除去さ
れた。炭酸ガス吸着塔6で10%の炭酸ガスが分離・除去
されないで残留し、メタネーター7にまで供給されたと
き、メタネータ出口の燃料電池に供給される改質ガスの
その他の組成は、水素87.2%、メタン3.7 %、水蒸気9.
1 %であった。
【0028】また、本発明の第3の実施例では、第2の
実施例の炭酸ガス吸着塔6をアミンー非水溶媒を吸収剤
とする炭酸ガス吸収塔に置き換え、第2の実施例の図4
に示したと同様の一酸化炭素と炭酸ガスの除去性能が得
られた。
【0029】図5に、本発明の第4の実施例の発電シス
テムを示す。この実施例では、第1の実施例の炭酸ガス
吸着塔6をポリイミドの中空糸ガス分離膜のガス分離器
20に置き換え、さらに固体高分子型燃料電池8を常圧で
動作するアルカリ型燃料電池21に置き換えている。ガス
分離器20の低圧力側に透過した改質ガスの中の大部分の
水素とわずかな一酸化炭素を含むガスは常圧のまま、第
1の実施例と同様に、熱交換器3の低温側に導かれ、改
質器出口の高温の改質ガスと熱交換して約300℃まで再
加熱された後メタネーター7に導かれる。メタネーター
にはNi系触媒が充填されており、メタネーション反応
により透過してきた一酸化炭素を水素と反応させてメタ
ンに変える。
【0030】この実施例では、一酸化炭素と炭酸ガスを
除去された改質ガスはアルカリ型燃料電池21に供給され
て発電が行われる。アルカリ型燃料電池21は、電解質の
アルカリ水溶液を循環して冷却されており、熱交換器22
によりアルカリ水溶液が冷却される。アルカリ水溶液の
循環は、アルカリ水溶液タンク23を介し、ポンプ23によ
り行われる。
【0031】メタネーター7とアルカリ型燃料電池21と
の間には熱交換器9を配し、第1の実施例と同様に、熱
交換器9の低温側に熱交換器4を経て、さらに熱交換器
22を経た冷却水を流し、一酸化炭素と炭酸ガスが除去さ
れた改質ガスをアルカリ型燃料電池21の動作温度の70℃
まで冷却している。熱交換器9はボイラーの役割を果た
し、低温側の冷却水を加熱して水蒸気とし、改質反応に
必要な水蒸気として改質器の入口に供給されることも同
様である。ガス分離器20の高圧力側を通過した水素、一
酸化炭素、メタン及び炭酸ガスからなる高圧のガスはそ
のまま改質器燃焼部11に導かれて燃焼され、改質反応熱
を与える。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
体高分子型燃料電池とアルカリ型燃料電池にも、天然ガ
ス等の炭化水素や、メタノール等のアルコール類を燃料
とすることができる効果があり、これらの燃料電池発電
システムを広い用途の民生用電源に使えるようにする効
果がある。また、リン酸型燃料電池の寿命を長くし、時
間経過とともに起こる性能劣化を少なくするのに効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の燃料電池発電システム
の構成を示す主管系統図
【図2】本発明の第1の実施例の燃料電池発電システム
の性能を説明するために、固体高分子型燃料電池16に供
給される改質ガス中の一酸化炭素と炭酸ガスの濃度を示
す図
【図3】本発明の第2の実施例の燃料電池発電システム
の構成を示す主管系統図
【図4】本発明の第2の実施例の燃料電池発電システム
の性能を説明するために、リン酸型燃料電池16に供給さ
れる改質ガス中の一酸化炭素と炭酸ガスの濃度を示す図
【図5】本発明の第4の実施例の燃料電池発電システム
の構成を示す主管系統図
【符号の説明】
1…燃料 2…改質器 3…熱交換器 4…熱交換器 5…気水分離器 6…炭酸ガス吸着器 7…メタネーター 8…固体高分子型燃料電池 9…熱交換器 10…冷却水 11…改質器燃焼部 12…熱交換器 13…高温一酸化炭素変成器 14…熱交換器 15…低温一酸化炭素変成器 16…リン酸型燃料電池 17…熱交換器 18…空気 19…水蒸気 20…ガス分離器 21…アルカリ型燃料電池 22…熱交換器 23…アルカリ水溶液タンク 24…ポンプ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタノールなどのアルコールを主成分と
    する燃料を改質器に導いて改質ガスとし、この改質ガス
    を燃料電池に導いて発電を行う燃料電池発電システムに
    おいて、改質器と燃料電池の間に、複数の熱交換器、炭
    酸ガス吸着塔およびメタネーターを配し、改質ガスをい
    ったん常温に冷却し、これを炭酸ガス吸着塔に導いて改
    質ガス中の炭酸ガスを分離・除去し、しかる後再加熱
    し、これをメタネーターに導いて改質ガス中の一酸化炭
    素と分離・除去されずに通過してきた炭酸ガスをメタン
    に変えることにより、燃料電池に導かれる改質ガスの中
    の一酸化炭素と炭酸ガスを除去することを特徴とする燃
    料電池発電システム。
  2. 【請求項2】 天然ガスなどの炭化水素を主成分とする
    燃料を改質器と一酸化炭素変成器、あるいは改質器、高
    温一酸化炭素変成器と低温一酸化炭素変成器に導いて改
    質ガスとし、この改質ガスを燃料電池に導いて発電を行
    う燃料電池発電システムにおいて、改質器と燃料電池の
    間に、複数の熱交換器、炭酸ガス吸着塔およびメタネー
    ターを配し、改質ガスをいったん常温に冷却し、これを
    炭酸ガス吸着塔に導いて改質ガス中の炭酸ガスを分離・
    除去し、しかる後再加熱し、これをメタネーターに導い
    て改質ガス中の一酸化炭素と分離・除去されずに通過し
    てきた炭酸ガスをメタンに変えることにより、燃料電池
    に導かれる改質ガスの中の一酸化炭素と炭酸ガスを除去
    することを特徴とする燃料電池発電システム。
  3. 【請求項3】 請求項1、または請求項2に記載の燃料
    電池発電システムにおいて、前記の炭酸ガス吸着塔を炭
    酸ガス吸収塔に代えて改質ガス中の炭酸ガスを分離・除
    去し、これを再加熱してメタネーターに導き、改質ガス
    中の一酸化炭素と分離・除去されずに通過してきた炭酸
    ガスをメタンに変えることにより燃料電池に導かれる改
    質ガスの中の一酸化炭素と炭酸ガスを除去することを特
    徴とする燃料電池発電システム。
  4. 【請求項4】 請求項1、または請求項2に記載の燃料
    電池発電システムにおいて、前記の炭酸ガス吸着塔をガ
    ス分離膜を用いたガス分離器に代えて、改質ガスをガス
    分離器に導き、分離器の高圧力側を通過する炭酸ガスと
    一部の水素、一酸化炭素および水蒸気、あるいはメタン
    から、大部分の水素と水蒸気、および一酸化炭素の一部
    を分離器の低圧力側に透過させて分離し、透過ガスを加
    圧システムでは再加圧した後再加熱し、常圧システムで
    はそのまま再加熱してメタネーターに導き、分離器を透
    過した改質ガス中の一酸化炭素をメタンに変えることに
    より燃料電池に導き、改質ガスの中の一酸化炭素を除去
    することを特徴とする燃料電池発電システム。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の燃料電池において、分
    離器の高圧力側を通過したガスを改質器燃焼部に導き、
    通過ガス中の水素、一酸化炭素およびメタンを改質器燃
    焼部の燃料の一部として活用する、またはメタノール等
    のアルコール類を燃料とするシステムではアルコール類
    燃料の蒸発器の熱源として燃焼することによりシステム
    効率を上げることを特徴とする燃料電池発電システム。
  6. 【請求項6】 請求項1、請求項3、請求項4、または
    請求項5に記載の燃料電池発電システムにおいて、メタ
    ノール等のアルコール類を燃料とするシステムの改質器
    出口ラインと、炭酸ガス吸着塔あるいは炭酸ガス吸収塔
    の出口ライン、あるいは膜分離器透過・再加圧ガスライ
    ンとを熱交換器に導いて熱交換させ、熱の有効利用を行
    うことを特徴とする燃料電池発電システム。
  7. 【請求項7】 請求項2、請求項3、請求項4、または
    請求項5に記載の燃料電池発電システムにおいて、天然
    ガス等の炭化水素を燃料とするシステムの改質器出口ラ
    イン、高温一酸化炭素変成器出口ライン、あるいは低温
    一酸化炭素変成器出口ラインと、炭酸ガス吸着塔あるい
    は炭酸ガス吸収塔の出口ライン、あるいは膜分離器透過
    ・再加圧ガスラインとを熱交換器に導いて熱交換させ、
    熱の有効利用を行うことを特徴とする燃料電池発電シス
    テム。
  8. 【請求項8】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
    4、または請求項5に記載の燃料電池発電システムにお
    いて、炭酸ガス吸着塔あるいは炭酸ガス吸収塔の出口ラ
    イン、あるいは膜分離器透過・再加圧ガスラインと、メ
    タネーター出口ラインとを熱交換器に導いて熱交換さ
    せ、熱の有効利用を行うことを特徴とする燃料電池発電
    システム。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997043796A1 (de) * 1996-05-10 1997-11-20 Forschungszentrum Jülich GmbH Membranreaktor zur erzeugung von co- und co2-freiem wasserstoff
WO2001004046A1 (fr) * 1999-07-13 2001-01-18 Ebara Corporation Procede de production d'energie electrique a l'aide d'une pile a combustible et systeme de production d'energie electrique utilisant une pile a combustible
WO2001004045A1 (fr) * 1999-07-09 2001-01-18 Ebara Corporation Procede et appareil de production d'hydrogene par gazeification de matiere combustible, procede de generation electrique utilisant des piles a combustible, et systeme de generation electrique utilisant des piles a combustible
WO2001028916A1 (fr) * 1999-10-21 2001-04-26 Ebara Corporation Procede de production d'hydrogene par gazeification de combustibles et production d'energie electrique a l'aide d'une pile a combustible
JP2002544113A (ja) * 1999-05-14 2002-12-24 テキサコ デベロプメント コーポレーション 膜を使用した水素の再生利用及び酸性ガスの除去
JP2005512771A (ja) * 2001-12-18 2005-05-12 フルオー・コーポレイシヨン 圧力スイング式吸着装置(psa)の共用
JP2007246333A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Ngk Insulators Ltd 選択透過膜型反応器及びそれを用いた水素製造方法
JP2007254238A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Toshiba Corp 水素の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997043796A1 (de) * 1996-05-10 1997-11-20 Forschungszentrum Jülich GmbH Membranreaktor zur erzeugung von co- und co2-freiem wasserstoff
JP2002544113A (ja) * 1999-05-14 2002-12-24 テキサコ デベロプメント コーポレーション 膜を使用した水素の再生利用及び酸性ガスの除去
WO2001004045A1 (fr) * 1999-07-09 2001-01-18 Ebara Corporation Procede et appareil de production d'hydrogene par gazeification de matiere combustible, procede de generation electrique utilisant des piles a combustible, et systeme de generation electrique utilisant des piles a combustible
WO2001004046A1 (fr) * 1999-07-13 2001-01-18 Ebara Corporation Procede de production d'energie electrique a l'aide d'une pile a combustible et systeme de production d'energie electrique utilisant une pile a combustible
WO2001028916A1 (fr) * 1999-10-21 2001-04-26 Ebara Corporation Procede de production d'hydrogene par gazeification de combustibles et production d'energie electrique a l'aide d'une pile a combustible
JP2005512771A (ja) * 2001-12-18 2005-05-12 フルオー・コーポレイシヨン 圧力スイング式吸着装置(psa)の共用
JP2007246333A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Ngk Insulators Ltd 選択透過膜型反応器及びそれを用いた水素製造方法
JP2007254238A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Toshiba Corp 水素の製造方法

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