JPH076781A - Phosphoric acid fuel cell power generating device - Google Patents

Phosphoric acid fuel cell power generating device

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JPH076781A
JPH076781A JP5146626A JP14662693A JPH076781A JP H076781 A JPH076781 A JP H076781A JP 5146626 A JP5146626 A JP 5146626A JP 14662693 A JP14662693 A JP 14662693A JP H076781 A JPH076781 A JP H076781A
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JP
Japan
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ammonia
fuel cell
fuel
phosphoric acid
fuel gas
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Application number
JP5146626A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Sudo
業 須藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
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Abstract

PURPOSE:To obtain a fuel cell power generating device, which can reduce the lowering of the voltage due to ammonia included in the fuel gas and which can reduce shortening of the lifetime. CONSTITUTION:A phosphoric acid fuel cell generating device 1 is provided with an ammonia eliminating device 2, and also provided with a supply passage 91a for supplying the fuel gas from a fuel reforming unit 6 to the ammonia eliminating device 2 and a supply passage 91b for supplying the fuel gas from the ammonia eliminating device 2 to a fuel cell main body 5. The ammonia eliminating device 2 houses acid group such as phosphoric acid, sulfuric acid, and hydrochloric acid as the ammonia eliminating agent, and the fuel gas is passed through this ammonia eliminating agent, and the ammonia included in the fuel gas is neutralized by the acid as the ammonia eliminating agent, and eliminated selectively. The fuel gas, which is passed through the ammonia eliminating device 2 to reduce the ammonia density thereof, is supplied to a fuel electrode of the fuel electrode main body 5 through the supplying passage 91b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、りん酸型燃料電池発
電装置に係わり、燃料ガス中に存在するアンモニアの含
有度を低減するよう改良した構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phosphoric acid fuel cell power generator, and to an improved structure for reducing the content of ammonia present in fuel gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】りん酸型燃料電池発電装置は、りん酸を
担持したマトリックスと、このマトリックスを挟持し燃
料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて直流電気を発生
させる燃料電極および酸化剤電極からなる単位セルを、
複数積層した単位セルの積層体を備える燃料電池本体
と、この燃料電池本体に燃料ガスと酸化剤ガスとを供給
する装置を備えた発電装置である。りん酸型燃料電池発
電装置では、燃料ガスとして例えば天然ガス,ナフサな
どの炭化水素系燃料を水蒸気改質して得たところの水素
を高濃度に含有するガスを用い、また、酸化剤ガスとし
ては空気供給手段により供給される反応用空気を用いる
装置が広く知られている。
2. Description of the Related Art A phosphoric acid fuel cell power generator comprises a matrix supporting phosphoric acid, and a fuel electrode and an oxidant electrode sandwiching this matrix to generate direct current electricity by receiving supply of fuel gas and oxidant gas. Unit cell
It is a power generation device including a fuel cell main body including a laminate of a plurality of laminated unit cells, and a device that supplies fuel gas and oxidant gas to the fuel cell main body. In a phosphoric acid fuel cell power generator, a gas containing a high concentration of hydrogen obtained by steam reforming a hydrocarbon-based fuel such as natural gas or naphtha is used as the fuel gas, and the oxidant gas is used as the oxidant gas. An apparatus using reaction air supplied by an air supply means is widely known.

【0003】図4は、このようなりん酸型燃料電池発電
装置の従来例の要部のシステム構成を示すシステム構成
図である。図4において、9は、燃料電池本体5、燃料
改質器6、空気供給手段8とを備えたりん酸型燃料電池
発電装置である。燃料電池本体5は、電解質であるりん
酸を担持したマトリックスと、このマトリックスを挟持
し燃料ガスおよび酸化剤ガスがそれぞれ通流する燃料ガ
ス流通路および酸化剤ガス流通路を有する一対の多孔性
のガス拡散電極である燃料電極および酸化剤電極からな
る単位セルを複数積層した単位セルの積層体を備えてい
る。この燃料電池本体5の備える単位セルは、装置を高
効率で作動させるためにその温度を200〔℃〕程度に
維持して運転するのが一般である。
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a conventional example of such a phosphoric acid fuel cell power generator. In FIG. 4, 9 is a phosphoric acid fuel cell power generator including a fuel cell main body 5, a fuel reformer 6, and an air supply means 8. The fuel cell main body 5 has a pair of porous matrixes having a matrix supporting phosphoric acid as an electrolyte, and a fuel gas flow passage and an oxidant gas flow passage that sandwich the matrix and through which the fuel gas and the oxidant gas flow, respectively. It is provided with a unit cell stack in which a plurality of unit cells including a fuel electrode and an oxidizer electrode, which are gas diffusion electrodes, are stacked. The unit cell of the fuel cell main body 5 is generally operated while maintaining its temperature at about 200 ° C. in order to operate the device with high efficiency.

【0004】燃料改質器6は、天然ガス,ナフサなどの
炭化水素系の原料燃料を燃料供給手段7から供給され
て、水素を高濃度に含有する燃料ガスに改質する装置で
ある。燃料改質器6で得られた燃料ガスは、燃料ガスの
供給路91を経て燃料電池本体5の有する燃料電極に供
給される。一方、酸化剤ガスである反応用空気は、例え
ば空気圧縮機である空気供給手段8から反応用空気の供
給路92を経て燃料電池本体5の有する酸化剤電極に供
給される。燃料ガスと反応用空気は、燃料電池本体5で
互いに既に知られている化学反応を行って直流電気の発
電に寄与し、水素あるいは酸素が消費されたいわゆるオ
フガスとなって燃料電池本体5から排出される。
The fuel reformer 6 is a device that is supplied with a hydrocarbon-based raw material fuel such as natural gas or naphtha from the fuel supply means 7 and reforms hydrogen into a fuel gas containing a high concentration of hydrogen. The fuel gas obtained in the fuel reformer 6 is supplied to the fuel electrode of the fuel cell body 5 via the fuel gas supply passage 91. On the other hand, the reaction air, which is an oxidant gas, is supplied to the oxidant electrode of the fuel cell main body 5 from the air supply means 8 which is an air compressor, for example, through the reaction air supply passage 92. The fuel gas and the reaction air contribute to the generation of direct current electricity by performing the already known chemical reactions in the fuel cell main body 5, and become the so-called off-gas in which hydrogen or oxygen is consumed and are discharged from the fuel cell main body 5. To be done.

【0005】りん酸型燃料電池発電装置9は、その運転
開始に当たりまず燃料改質器6を不活性な窒素でパージ
しつつその反応温度にまで昇温する。所定の反応温度に
まで昇温された時点で窒素パージを止めて、燃料改質器
6に水蒸気の供給を開始し、これから一定時間経過後
に、原料燃料の供給を開始する。水蒸気が混合された原
料燃料(以降、改質原料と略称することがある。)は、
燃料改質器6に収納されている燃料改質用の触媒の働き
により、水素を高濃度に含有する燃料ガスに改質され
る。この燃料ガスと反応用空気の供給を受けて、燃料電
池本体5は直流電力を発生するのである。
When starting the operation of the phosphoric acid fuel cell power generator 9, the temperature of the fuel reformer 6 is raised to its reaction temperature while purging the fuel reformer 6 with inert nitrogen. When the temperature is raised to a predetermined reaction temperature, the nitrogen purge is stopped, the supply of steam to the fuel reformer 6 is started, and the supply of the raw material fuel is started after a lapse of a certain time. The raw material fuel mixed with water vapor (hereinafter sometimes abbreviated as reforming raw material) is
Due to the function of the fuel reforming catalyst housed in the fuel reformer 6, hydrogen is reformed into a fuel gas containing a high concentration. The fuel cell main body 5 generates direct current power in response to the supply of the fuel gas and the reaction air.

【0006】なお、燃料電池本体5で発電された直流電
力は、そのまま、あるいは必要に応じて図示しない直流
/交流変換装置により交流電力に変換されたうえで、図
示しない電気負荷装置に供給される。
The DC power generated by the fuel cell body 5 is supplied to an electric load device (not shown) as it is or after being converted into AC power by a DC / AC converter (not shown) as necessary. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
るりん酸型燃料電池発電装置においては、炭化水素系の
原料燃料と空気から直流電力を発生することが可能であ
るが、次記する問題が存在している。すなわち燃料改質
器6に収納されている燃料改質用の触媒中にはその製造
工程において微量のアンモニアが含まれていることがあ
る。この触媒中に含まれるアンモニアは、改質器用触媒
に熱処理等を加えることで除去するようにしてはいる
が、必ずしもこのアンモニアを完全に除去することはで
きていない。この触媒中に含まれているアンモニアは、
燃料改質器6から供給される燃料ガス中に混入されるこ
ととなる。また、燃料改質器6への原料燃料の供給開始
直後には、パージに用いた窒素がまだ残留しており、改
質原料が改質されることで生成された水素と反応し、数
〔ppm〕から数十〔ppm〕程度の濃度のアンモニア
が生成されて燃料ガスに含有されることがある。さら
に、改質原料中に不純物として窒素が含有されている場
合には、その窒素の含有度に応じた濃度のアンモニアが
燃料ガスに含まれることとなる。
In the phosphoric acid fuel cell power generator according to the above-mentioned conventional technique, it is possible to generate DC power from the hydrocarbon-based raw material fuel and air, but the following problems occur. Existing. That is, the catalyst for fuel reforming contained in the fuel reformer 6 may contain a small amount of ammonia in the manufacturing process. Ammonia contained in this catalyst is removed by applying heat treatment or the like to the reformer catalyst, but it is not always possible to completely remove this ammonia. The ammonia contained in this catalyst is
It will be mixed in the fuel gas supplied from the fuel reformer 6. Immediately after starting the supply of the raw material fuel to the fuel reformer 6, the nitrogen used for purging still remains, reacting with the hydrogen generated by reforming the reforming raw material, and Ammonia having a concentration of about [ppm] to several tens [ppm] may be generated and contained in the fuel gas. Further, when nitrogen is contained as an impurity in the reforming raw material, the fuel gas contains ammonia having a concentration according to the content of the nitrogen.

【0008】このようにして燃料ガスに含有されたアン
モニアが、りん酸型燃料電池発電装置9の運転時に、燃
料電池本体5に一時的あるいは継続的に供給される。こ
のアンモニアは、燃料電極,酸化剤電極,およびマトリ
ックス中に存在する電解質であるりん酸と反応してりん
酸アンモニウムを生成する。このりん酸アンモニウムの
生成に電解質であるりん酸が消費されるために、燃料電
池本体5中のりん酸量が不足することとなり、このため
に、燃料電池本体5の発生電圧の低下,あるいは寿命の
短縮等が引き起こされることがある。
Ammonia contained in the fuel gas in this manner is temporarily or continuously supplied to the fuel cell main body 5 during operation of the phosphoric acid fuel cell power generator 9. This ammonia reacts with the phosphoric acid, which is the electrolyte present in the fuel electrode, the oxidizer electrode, and the matrix, to form ammonium phosphate. Since phosphoric acid, which is an electrolyte, is consumed in the production of ammonium phosphate, the amount of phosphoric acid in the fuel cell main body 5 becomes insufficient, which lowers the generated voltage of the fuel cell main body 5 or shortens its life. May be shortened.

【0009】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、燃料ガス中に含有
されるアンモニアによるその発生電圧の低下,寿命の短
縮等の被毒の度合いを低減することの可能な燃料電池発
電装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is a degree of poisoning such as reduction of generated voltage and shortening of life due to ammonia contained in fuel gas. It is to provide a fuel cell power generation device capable of reducing

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、1)燃料電極および酸化剤電極にそれぞれ燃料ガス
および酸化剤ガスの供給を受けて直流電力を発電する燃
料電池本体と、燃料電池本体の備える燃料電極に水素を
高濃度に含有する燃料ガスを供給する燃料改質器とを備
えたりん酸型燃料電池発電装置において、燃料改質器と
燃料電池本体との間の燃料ガスの供給路にアンモニア除
去装置を備えた構成とすること、また2)前記1項記載
の手段において、アンモニア除去装置は、アンモニアを
除去する除去剤として酸を用いる構成とすること、また
3)前記1項記載の手段において、アンモニア除去装置
は、アンモニアを除去する除去剤として水を用いる構成
とすること、また4)前記1項から3項までのいずれか
に記載の手段において、アンモニア除去装置と燃料電池
本体との間の燃料ガスの供給路に加熱装置を備えた構成
とすること、さらにまた5)前記1項から2項までのい
ずれかに記載の手段において、アンモニア除去装置は、
アンモニアを除去する除去剤を加熱する加熱手段を一体
に設置した構成とすること、により達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the above-mentioned objects are: 1) a fuel cell main body for generating direct-current power by supplying fuel gas and oxidant gas to a fuel electrode and an oxidant electrode, respectively; In a phosphoric acid fuel cell power generator including a fuel reformer for supplying a fuel gas containing hydrogen at a high concentration to a fuel electrode provided in the main body, the fuel gas between the fuel reformer and the fuel cell main body 2) The ammonia removal device is provided in the supply path, and 2) in the means described in 1 above, the ammonia removal device is configured to use an acid as a remover for removing ammonia, and 3) the 1) above. In the means described in the paragraph 1, the ammonia removing device is configured to use water as a remover for removing ammonia, and 4) in the means described in any one of 1 to 3 above. And a heating device is provided in the fuel gas supply path between the ammonia removing device and the fuel cell body, and 5) in the means described in any one of 1 to 2 above, The removal device is
This is achieved by a configuration in which a heating means for heating a removing agent for removing ammonia is installed integrally.

【0011】[0011]

【作用】この発明においては、 燃料改質器と燃料電池本体との間の燃料ガスの供給路
に、例えば、アンモニアを除去する除去剤として酸を用
いるアンモニア除去装置を備えた構成とすることによ
り、燃料ガス中に含有されたアンモニアは、吸収剤であ
る酸と中和反応を行うことにより選択的に燃料ガス中か
ら除去される。これにより、燃料電池本体に供給される
燃料ガスに含有されるアンモニア濃度が低減される。
In the present invention, the fuel gas supply passage between the fuel reformer and the fuel cell main body is provided with an ammonia removing device using an acid as a removing agent for removing ammonia. The ammonia contained in the fuel gas is selectively removed from the fuel gas by performing a neutralization reaction with the acid as the absorbent. As a result, the concentration of ammonia contained in the fuel gas supplied to the fuel cell body is reduced.

【0012】また、除去剤として水を用いるアンモニ
ア除去装置を備えた構成とすることにより、燃料ガス中
に含有されたアンモニアは、除去剤である水との間で解
離反応を起こして水に溶解される。ところが、水素は、
水との間で解離反応をほとんど起こさないのでほとんど
水に溶解されない。したがって、燃料ガス中に含有され
たアンモニアは除去剤である水により選択的に除去され
る。これにより、燃料電池本体に供給される燃料ガスに
含有されるアンモニア濃度が低減される。
Further, the ammonia removing device using water as the removing agent is provided so that the ammonia contained in the fuel gas causes a dissociation reaction with water as the removing agent to dissolve in the water. To be done. However, hydrogen is
Since it hardly causes dissociation reaction with water, it is hardly dissolved in water. Therefore, the ammonia contained in the fuel gas is selectively removed by the water that is the remover. As a result, the concentration of ammonia contained in the fuel gas supplied to the fuel cell body is reduced.

【0013】アンモニア除去装置と燃料電池本体との
間の燃料ガスの供給路に加熱装置を備えた構成とするこ
とにより、アンモニア除去装置を通流する際に、除去剤
に熱を奪われることで温度の低下した燃料ガスが、所望
の温度に加熱される。 アンモニア除去装置は、アンモニアを除去する除去剤
を加熱する加熱手段を一体に設置した構成とすることに
より、除去剤を加熱手段により所望の温度に加熱してお
き、燃料ガスはこの加熱された除去剤中を通流すること
で、少なくとも,温度の低下を被ることが防止される。
By providing the heating device in the fuel gas supply path between the ammonia removing device and the fuel cell main body, heat is removed by the removing agent when flowing through the ammonia removing device. The cooled fuel gas is heated to the desired temperature. The ammonia removing device has a structure in which a heating means for heating a removing agent for removing ammonia is integrally provided, so that the removing agent is heated to a desired temperature by the heating means, and the fuel gas is removed by this heated removal. Flowing through the agent at least prevents it from suffering a drop in temperature.

【0014】[0014]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。 実施例1;図1は、請求項1,〜3に対応するこの発明
の一実施例によるりん酸型燃料電池発電装置の要部のシ
ステム構成を示すシステム構成図である。図1におい
て、図4に示した従来例のりん酸型燃料電池発電装置と
同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Embodiment 1; FIG. 1 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3. In FIG. 1, the same parts as those in the phosphoric acid fuel cell power generator of the conventional example shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0015】図1において、1は、図4に示した従来例
のりん酸型燃料電池発電装置9に対して、アンモニア除
去装置2を備え、燃料ガスの供給路91に替えて、燃料
改質器6からアンモニア除去装置2に燃料ガスを供給す
る供給路91aと、アンモニア除去装置2から燃料電池
本体5に燃料ガスを供給する耐酸構造の供給路91bを
用いるようにしたりん酸型燃料電池発電装置である。
In FIG. 1, reference numeral 1 is provided with an ammonia removing device 2 in addition to the phosphoric acid fuel cell power generator 9 of the conventional example shown in FIG. Phosphoric acid fuel cell power generation in which a supply passage 91a for supplying fuel gas from the reactor 6 to the ammonia removing device 2 and a supply passage 91b for supplying fuel gas from the ammonia removing device 2 to the fuel cell main body 5 are used. It is a device.

【0016】アンモニア除去装置2は、アンモニアを除
去する除去剤として、りん酸,硫酸,塩酸等の酸類を用
いており、この除去剤は耐酸構造の収容容器中に収容さ
れている。この収容容器には、燃料ガスを導入する耐酸
構造の配管と,燃料ガスを排出する耐酸構造の配管が備
えられている。燃料ガスはこの導入用配管から収容容器
中に導入され、排出用配管からアンモニア除去装置2の
外部に供給される。収容容器中に導入された燃料ガス
は、除去剤中を通流することとなるが、その際、燃料ガ
ス中に含有されているアンモニアは除去剤である酸と中
和反応されて、燃料ガス中から選択的に除去される。こ
うしてアンモニア除去装置2中を通流することによりア
ンモニア濃度が低減された燃料ガスは、供給路91bを
経て燃料電池本体5の有する燃料電極に供給される。こ
れにより、燃料ガス中に存在するアンモニアにより燃料
電池本体5が被毒を受ける度合いを、大幅に低減するこ
とが可能となる。
The ammonia removing device 2 uses acids such as phosphoric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid as a removing agent for removing ammonia, and the removing agent is housed in a container having an acid resistant structure. This container is provided with an acid resistant pipe for introducing fuel gas and an acid resistant pipe for discharging fuel gas. The fuel gas is introduced into the container through this introducing pipe, and is supplied to the outside of the ammonia removing device 2 through the discharging pipe. The fuel gas introduced into the container flows through the removing agent. At that time, the ammonia contained in the fuel gas undergoes a neutralization reaction with the acid that is the removing agent, and the fuel gas is removed. It is selectively removed from the inside. The fuel gas whose ammonia concentration has been reduced by flowing through the ammonia removing device 2 in this way is supplied to the fuel electrode of the fuel cell body 5 via the supply passage 91b. This makes it possible to greatly reduce the degree to which the fuel cell main body 5 is poisoned by the ammonia present in the fuel gas.

【0017】実施例1における今までの説明では、アン
モニア除去装置2が持つ除去剤は酸類であるとしてきた
が、これに限定されるものではなく、例えば、水であっ
てもよいものである。上記した除去剤としてりん酸,硫
酸,塩酸等の酸類を用いる場合においては、燃料ガス中
からアンモニアを選択的に除去する能力が優れているの
であるが、酸類は強い腐食性を持つ物質であるので、ア
ンモニア除去装置2以降に用いられる諸装置は、この酸
類の腐食性に耐える素材・構造を備える必要がある。す
なわち、除去剤としてりん酸を用いる場合には、りん酸
は電解質として燃料電池本体5に使用されており、燃料
電池本体5およびそれに続く諸装置は、すでにりん酸の
腐食性に耐える素材・構造を備えているので、アンモニ
ア除去装置2および供給路91bをりん酸の腐食性に耐
える素材・構造を備えるようにする必要がある。ところ
が、りん酸よりもアンモニアを除去する能力が優れてい
る硫酸,塩酸等を除去剤として用いる場合には、アンモ
ニア除去装置2以降の諸装置の全てを、これらの腐食性
に耐える素材・構造を備えるようにする必要があるので
ある。
In the above description of the first embodiment, the removing agent of the ammonia removing device 2 is assumed to be an acid, but the removing agent is not limited to this and may be water, for example. When acids such as phosphoric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid are used as the above-mentioned removing agent, the ability to selectively remove ammonia from the fuel gas is excellent, but the acids are highly corrosive substances. Therefore, the devices used after the ammonia removing device 2 must be provided with a material / structure that can withstand the corrosiveness of the acids. That is, when phosphoric acid is used as the removing agent, phosphoric acid is used as the electrolyte in the fuel cell body 5, and the fuel cell body 5 and the devices following it are already made of materials and structures that can withstand the corrosiveness of phosphoric acid. Therefore, it is necessary to provide the ammonia removing device 2 and the supply passage 91b with a material / structure that withstands the corrosiveness of phosphoric acid. However, when using sulfuric acid, hydrochloric acid, or the like, which has a better ability to remove ammonia than phosphoric acid, as a removing agent, all of the various devices after the ammonia removing device 2 should be made of materials and structures that withstand these corrosive properties. It is necessary to prepare for it.

【0018】しかし、除去剤として水を用いた場合に
は、この水の中に燃料ガスを通流させことで、燃料ガス
中に含有されているアンモニアは水と解離反応して水に
溶解される。ところが、水素は、水との間で解離反応を
ほとんど起こさないのでほとんど水に溶解されない。し
たがって、燃料ガス中に含有されたアンモニアは除去剤
である水により選択的に除去される。これにより、燃料
電池本体に供給される燃料ガスに含有されるアンモニア
濃度を低減される。また、除去剤として水を用いた場合
には、水が腐食性の極めて少ない物質であることによ
り、アンモニア除去装置2以降に用いられる諸装置を耐
酸構造にすることが不要となるのである。
However, when water is used as the removing agent, by passing the fuel gas through the water, the ammonia contained in the fuel gas dissociates with the water and is dissolved in the water. It However, hydrogen hardly dissolves in water because it hardly causes a dissociation reaction with water. Therefore, the ammonia contained in the fuel gas is selectively removed by the water that is the remover. As a result, the concentration of ammonia contained in the fuel gas supplied to the fuel cell body can be reduced. Further, when water is used as the removing agent, it is not necessary to make the devices used after the ammonia removing device 2 an acid resistant structure because the water is a substance that is extremely corrosive.

【0019】実施例2;図2は、請求項4に対応するこ
の発明の一実施例によるりん酸型燃料電池発電装置の要
部のシステム構成を示すシステム構成図である。図2に
おいて、図1に示した請求項1,〜3に対応するこの発
明の一実施例によるりん酸型燃料電池発電装置と同一部
分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図2にお
いて、1Aは、図1に示したこの発明によるりん酸型燃
料電池発電装置1に対して、アンモニア除去装置2と燃
料電池本体5との間に加熱装置3を追加して備え、燃料
ガスの供給路91bに替えて、アンモニア除去装置2か
ら加熱装置3に燃料ガスを通流させる供給路91cと、
この加熱装置3から燃料電池本体5に燃料ガスを供給す
る供給路91dを用いるようにしたりん酸型燃料電池発
電装置である。
Embodiment 2; FIG. 2 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 4. In FIG. 2, the same parts as those in the phosphoric acid fuel cell power generator according to the embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 2, reference numeral 1A denotes a phosphoric acid fuel cell power generator 1 according to the present invention shown in FIG. 1, which additionally includes a heating device 3 between an ammonia removing device 2 and a fuel cell body 5. In place of the gas supply passage 91b, a supply passage 91c for flowing the fuel gas from the ammonia removing device 2 to the heating device 3,
This is a phosphoric acid fuel cell power generator in which a supply passage 91d for supplying a fuel gas from the heating device 3 to the fuel cell main body 5 is used.

【0020】アンモニア除去装置2を通流した燃料ガス
は、アンモニア濃度が低減されるが、除去剤によりその
熱を奪われるために低温となる。ところが前記したよう
に、燃料電池本体5の備える単位セルは、装置を高効率
で作動させるために200〔℃〕程度に維持して運転さ
れる必要があるために、低温となった燃料ガスをそのま
ま単位セルに供給した場合には、単位セルの温度がこの
所要の温度に維持され難くなり、その発電効率の低下を
引き起こすことがある。加熱装置3は、これに対応する
ために設置されるものである。すなわち、アンモニア除
去装置2から供給されるアンモニア濃度が低減され,し
かしながら低温となったた燃料ガスは、加熱装置3中を
通流することで、例えば、燃料電池本体5の備える単位
セルの運転温度と同温度程度に加熱されて、供給路91
dを経て燃料電池本体5に供給される。これにより、実
施例1の場合と同様に燃料ガスに含まれるアンモニアに
よる燃料電池本体5が被毒を受ける度合いを低減するす
ると共に、単位セルの温度を、装置の高効率な運転に適
した温度に維持することが容易となるのである。
Although the ammonia concentration of the fuel gas flowing through the ammonia removing device 2 is reduced, the temperature of the fuel gas becomes low because the heat is removed by the removing agent. However, as described above, the unit cell included in the fuel cell main body 5 needs to be operated while maintaining the temperature at about 200 [° C.] in order to operate the device with high efficiency, so that the fuel gas that has become low temperature When supplied to the unit cell as it is, it becomes difficult to maintain the temperature of the unit cell at the required temperature, which may cause a decrease in power generation efficiency. The heating device 3 is installed to cope with this. That is, the concentration of ammonia supplied from the ammonia removing device 2 is reduced, but the fuel gas having a low temperature is allowed to flow through the heating device 3 to, for example, the operating temperature of the unit cell included in the fuel cell main body 5. Is heated to about the same temperature as
It is supplied to the fuel cell main body 5 via d. As a result, as in the case of the first embodiment, the degree of poisoning of the fuel cell main body 5 due to the ammonia contained in the fuel gas is reduced, and the temperature of the unit cell is adjusted to a temperature suitable for highly efficient operation of the device. It is easy to maintain.

【0021】実施例3;図3は、請求項5に対応するこ
の発明の一実施例によるりん酸型燃料電池発電装置の要
部のシステム構成を示すシステム構成図である。図3に
おいて、図1に示した請求項1,〜3に対応するこの発
明の一実施例によるりん酸型燃料電池発電装置、および
図2に示した請求項4に対応するこの発明の一実施例に
よるりん酸型燃料電池発電装置と同一部分には同じ符号
を付し、その説明を省略する。
Embodiment 3; FIG. 3 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 5. In FIG. 3, a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3 shown in FIG. 1, and an embodiment of the present invention corresponding to claim 4 shown in FIG. The same parts as those in the phosphoric acid fuel cell power generator according to the example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0022】図3において、1Bは、図1に示したこの
発明によるりん酸型燃料電池発電装置1に対して、アン
モニア除去装置2に替えて加熱型アンモニア除去装置4
を用いるようにしたりん酸型燃料電池発電装置である。
加熱型アンモニア除去装置4は、除去剤を収容する容器
に加熱手段としての加熱装置が備えられており、収容容
器中の除去剤を、例えば、単位セルの運転温度程度に保
持している。これにより、加熱型アンモニア除去装置4
中を通流する燃料ガスは、除去剤により除熱されて低温
となることは無く、むしろ、単位セルの高効率な運転に
とって望ましい温度にされて、供給路91bを経て燃料
電池本体5に供給される。したがって、実施例1の場合
と同様に燃料ガスに含まれるアンモニアによる燃料電池
本体5が被毒を受ける問題が解消されると共に、燃料ガ
スを単位セルの高効率運転に適した温度に加熱するため
の加熱装置を別置する必要が無くなるので、りん酸型燃
料電池発電装置1Bの構成を簡単化することが可能とな
る。
In FIG. 3, 1B is a heating type ammonia removing device 4 in place of the ammonia removing device 2 in the phosphoric acid fuel cell power generator 1 according to the present invention shown in FIG.
Is a phosphoric acid fuel cell power generator.
The heating-type ammonia removing device 4 is provided with a heating device as a heating means in a container that contains the removing agent, and holds the removing agent in the containing container at, for example, the operating temperature of the unit cell. Thereby, the heating type ammonia removing device 4
The fuel gas flowing therethrough is not heat-removed by the scavenger and does not reach a low temperature. Rather, the fuel gas is supplied to the fuel cell main body 5 via the supply passage 91b at a temperature desirable for highly efficient operation of the unit cell. To be done. Therefore, as in the case of the first embodiment, the problem that the fuel cell body 5 is poisoned by the ammonia contained in the fuel gas is solved, and the fuel gas is heated to a temperature suitable for highly efficient operation of the unit cell. Since it is no longer necessary to separately install the heating device, the configuration of the phosphoric acid fuel cell power generator 1B can be simplified.

【0023】[0023]

【発明の効果】この発明においては、前述で説明したと
ころのより、前述した構成とすることにより、次の効果
が有る。燃料電池本体に供給される燃料ガスに含有さ
れるアンモニア濃度が低減されることにより、アンモニ
アからの被毒を受けることによるりん酸型燃料電池発電
装置の発生電圧の低下,寿命の短縮等の度合いを低減す
ることが可能となる。また燃料ガスを、そのアンモニ
ア濃度が低減されるとともに、その温度が燃料電池本体
の備える単位セルの運転温度と同温度程度に加熱して燃
料電池本体に供給することにより、アンモニアによる被
毒の度合いを低減すると共に、単位セルの運転温度の低
下によるりん酸型燃料電池発電装置の発生電圧の低下の
度合いを低減することが可能となる。さらにまた加熱
装置を一体に収納したアンモニア除去装置とすることに
より、前記の項による効果を得るのに際し、りん酸型
燃料電池発電装置の構成を簡単化することが可能とな
る。
As described above, the present invention has the following effects due to the above-mentioned configuration. The degree of reduction in the voltage generated and the shortening of the life of the phosphoric acid fuel cell power generator due to poisoning from ammonia due to the reduction of the concentration of ammonia contained in the fuel gas supplied to the fuel cell body Can be reduced. In addition, the ammonia concentration of the fuel gas is reduced, and the temperature of the fuel gas is heated to about the same as the operating temperature of the unit cell provided in the fuel cell main body and supplied to the fuel cell main body, so that the degree of poisoning by ammonia is increased. It is possible to reduce the degree of decrease in the generated voltage of the phosphoric acid fuel cell power generator due to the decrease in the operating temperature of the unit cell. Furthermore, by using the ammonia removing device that integrally houses the heating device, it is possible to simplify the structure of the phosphoric acid fuel cell power generation device when obtaining the effect according to the above item.

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

【図1】請求項1,〜3に対応するこの発明の一実施例
によるりん酸型燃料電池発電装置の要部のシステム構成
を示すシステム構成図
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3.

【図2】請求項4に対応するこの発明の一実施例による
りん酸型燃料電池発電装置の要部のシステム構成を示す
システム構成図
FIG. 2 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 4;

【図3】請求項5に対応するこの発明の一実施例による
りん酸型燃料電池発電装置の要部のシステム構成を示す
システム構成図
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 5;

【図4】従来例のりん酸型燃料電池発電装置の要部のシ
ステム構成を示すシステム構成図
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a system configuration of a main part of a conventional phosphoric acid fuel cell power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 りん酸型燃料電池発電装置 1A りん酸型燃料電池発電装置 1B りん酸型燃料電池発電装置 2 アンモニア除去装置 3 加熱装置 4 加熱型アンモニア除去装置 5 燃料電池本体 6 燃料改質器 91a 供給路 91b 供給路 1 Phosphoric Acid Fuel Cell Power Generator 1A Phosphoric Acid Fuel Cell Power Generator 1B Phosphoric Acid Fuel Cell Power Generator 2 Ammonia Removal Device 3 Heating Device 4 Heating Ammonia Removal Device 5 Fuel Cell Main Body 6 Fuel Reformer 91a Supply Channel 91b Supply route

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料電極および酸化剤電極にそれぞれ燃料
ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて直流電力を発電す
る燃料電池本体と、燃料電池本体の備える燃料電極に水
素を高濃度に含有する燃料ガスを供給する燃料改質器と
を備えたりん酸型燃料電池発電装置において、 燃料改質器と燃料電池本体との間の燃料ガスの供給路に
アンモニア除去装置を備えたことを特徴とするりん酸型
燃料電池発電装置。
1. A fuel cell main body for generating direct-current power by supplying a fuel gas and an oxidant gas to a fuel electrode and an oxidant electrode, respectively, and a fuel containing a high concentration of hydrogen in a fuel electrode included in the fuel cell main body A phosphoric acid fuel cell power generator having a fuel reformer for supplying gas, characterized in that an ammonia removing device is provided in a fuel gas supply path between the fuel reformer and the fuel cell body. Phosphoric acid fuel cell power generator.
【請求項2】請求項1記載のりん酸型燃料電池発電装置
において、 アンモニア除去装置は、アンモニアを除去する除去剤と
して酸を用いることを特徴とするりん酸型燃料電池発電
装置。
2. The phosphoric acid fuel cell power generator according to claim 1, wherein the ammonia removing device uses an acid as a remover for removing ammonia.
【請求項3】請求項1記載のりん酸型燃料電池発電装置
において、 アンモニア除去装置は、アンモニアを除去する除去剤と
して水を用いることを特徴とするりん酸型燃料電池発電
装置。
3. The phosphoric acid fuel cell power generator according to claim 1, wherein the ammonia removing device uses water as a remover for removing ammonia.
【請求項4】請求項1から3までのいずれかに記載のり
ん酸型燃料電池発電装置において、 アンモニア除去装置と燃料電池本体との間の燃料ガスの
供給路に、加熱装置を備えたことを特徴とするりん酸型
燃料電池発電装置。
4. The phosphoric acid fuel cell power generator according to claim 1, wherein a heating device is provided in a fuel gas supply path between the ammonia removing device and the fuel cell body. And a phosphoric acid fuel cell power generator.
【請求項5】請求項1から2までのいずれかに記載のり
ん酸型燃料電池発電装置において、 アンモニア除去装置は、アンモニアを除去する吸収剤を
加熱する加熱手段を一体に設置したことを特徴とするり
ん酸型燃料電池発電装置。
5. The phosphoric acid fuel cell power generator according to any one of claims 1 and 2, wherein the ammonia removing device is integrally provided with a heating means for heating an absorbent for removing ammonia. A phosphoric acid fuel cell power generator.
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