JPH09190830A - 酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置 - Google Patents
酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPH09190830A JPH09190830A JP8000752A JP75296A JPH09190830A JP H09190830 A JPH09190830 A JP H09190830A JP 8000752 A JP8000752 A JP 8000752A JP 75296 A JP75296 A JP 75296A JP H09190830 A JPH09190830 A JP H09190830A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- module
- air
- fuel cell
- sofc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
固体電解質型燃料電池発電装置において、酸素もしくは
酸素富化空気を用い、かつモジュール内の温度分布を拡
大させることのない固体電解質型燃料電池発電装置を提
供する。 【解決手段】 固体電解質型燃料電池6には、石炭ガス
化ガス19と酸素分離装置8を出た酸素(又は酸素富化
空気)12が導かれる。固体電解質型燃料電池6を出た
未反応酸素18の一部は循環ポンプ7によって酸素分離
装置8の出口側へ循環される。これによって固体電解質
型燃料電池6内の酸素(又は酸素富化空気)の流量が増
えて燃料電池内でのガス流速が増え燃料電池本体と周囲
の酸素(又は酸素富化空気)との熱伝達率が向上するこ
とによって温度分布が低減し燃料電池の出力が増す。
Description
を反応させて発電する固体電解質型燃料電池モジュール
と、同モジュールで未反応の空気と燃料を燃焼してガス
タービンへ供給する燃焼器とを有する固体電解質型燃料
電池発電装置に関する。
ide Fuel Cell 、以下SOFCと略称する)発電装置を
図2に示す。図2において、10は空気2を圧縮する空
気圧縮機、11はガスタービン、9はその燃焼器であ
る。6はSOFCモジュール、15は同モジュールに供
給される天然ガス、石油ガス、石炭ガス化ガス等の燃料
ガスを示している。
燃料ガス15はSOFCモジュール6に供給された後、
内部で発電により消費され、残りの燃料排ガス16は燃
焼器9へ供給される。一方、空気2は空気圧縮機10に
より加圧された後、SOFCモジュール6へ供給され、
発電に用いられた後、排空気17が燃焼器9へ供給され
る。
空気17とが燃焼し、生成した燃焼ガス20がガスター
ビン11へ供給され、発電に用いられた後、さらに排ガ
スは排ガスボイラ14へ供給される。
との反応熱により、高温(900〜1000℃)で作動
するため、酸素(又は空気)をある程度、多めに流して
冷却しておかないと温度が上り過ぎてしまう。通常は酸
素源として空気を用いるが、酸素を用いた方が、SOF
Cの性能はより向上する(約10%)。
が少ない分、多くの量の酸素を流す必要がある(空気中
の酸素割合が約21%なので1/0.21≒4.8
倍)。また、酸素流量が少ないと、SOFCモジュール
内の温度分布が拡大するという問題も生じるので、流量
はなるべく多くしたいが、そうすると空気圧縮機の動力
消費が増え、システムの発電効率は低下してしまう。
せて発電するSOFCモジュールを用いたSOFC発電
装置において、酸素もしくは酸素富化空気を用いながら
もモジュール内の温度分布を拡大させることのないSO
FC発電装置を提供することを課題としている。
決するため、空気圧縮機出口の空気ラインに酸素分離装
置を設置し、その酸素分離装置出口の酸素もしくは酸素
富化空気をSOFCモジュールへ供給するとともに、モ
ジュール出口の未反応空気ラインに循環ポンプを設置し
て未反応酸素もしくは未反応酸素富化空気の一部を前記
酸素分離装置後流のモジュール入口側へ循環させるよう
に構成した酸素循環式SOFC発電装置を提供する。
装置において、酸素分離装置で分離された酸素(又は酸
素富化空気)はSOFCモジュールへ供給され発電効率
を向上させる。一方、SOFCモジュール出口の未反応
酸素を含む排気の一部は循環ポンプでモジュール入口側
へ循環され、入口酸素流量を増大させることにより空気
圧縮機の動力消費を軽減する。
酸素(又は酸素富化空気)との熱伝達を向上させ、温度
分布を低減させ、モジュールの電気出力は増大する。
装置について図1に示した実施の形態に基づいて具体的
に説明する。なお、以下の実施の形態において、図2に
示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にす
るため同じ符号を付してある。
OFCコンバインド発電装置に本発明を適用したもので
ある。図1において、3はガス化炉、4は脱塵装置、5
は脱硫装置を示す。また、8は酸素分離装置で、空気圧
縮機10を出た空気を酸素(又は酸素富化空気)と窒素
13に分離する。
は酸素富化空気)12とSOFCモジュール6を出る未
反応酸素18を導くラインの間につながれた循環ポンプ
を示す。その他の構成は図2に示したものと実質的に同
じである。
装置において、石炭1はガス化炉3でガス化された後、
脱塵装置4、脱硫装置5を経て、SOFCモジュール6
へ燃料として供給される。一方、空気2は空気圧縮機1
0で加圧された後、酸素分離装置8で酸素12と窒素1
3とに分離され、酸素12がSOFCモジュール6へ供
給される。
て、ガス化炉3にも供給される(ここで、酸素分離装置
8で酸素を完全に分離せずに、ある割合で窒素を残した
酸素富化空気として供給することも可能)。石炭ガス化
ガス19はSOFCモジュール6内で発電に用いられた
後、燃料排ガス16として排出される。
OFCモジュール6内で発電に用いられた後、未反応酸
素18として排出され、その一部はSOFCモジュール
6の出口に設けた酸素循環用のポンプ7によってSOF
Cモジュール6へ循環され、残りは燃焼器9へ供給され
る。燃焼器9では燃料排ガス16と未反応酸素18とが
燃焼し、燃焼ガス20がガスタービン11へ供給され、
発電に用いられた後、さらに排ガスは排ガスボイラ14
へ供給される。
される酸素(又は酸素富化空気)12には循環ポンプ7
によってSOFCモジュール6を出た未反応酸素18が
還流されるのでSOFCモジュール6内を流れる酸素
(又は酸素富化空気)の流量が増えガス流速が増大す
る。
を増やすことなく電池本体と酸素(又は酸素富化空気)
との熱伝達率が向上して温度分布が減少しSOFCモジ
ュール6の電気出力が増える。
FC発電装置では、空気圧縮機出口の空気ラインに酸素
分離装置を設置し、同分離装置出口の酸素もしくは酸素
富化空気をSOFCモジュールへ供給するとともに、同
モジュール出口の未反応空気ラインに循環ポンプを設置
して未反応酸素もしくは酸素富化空気の一部を酸素分離
装置後流のモジュール入口側へ循環させるように構成し
たもので次の効果を奏することができる。
電装置においては、SOFCモジュールへ酸素を供給す
ることにより、モジュールの電気出力が増大する。ま
た、SOFCモジュールを出た未反応酸素を循環させる
ことにより、空気圧縮機の動力消費が低減する。
は、SOFCモジュールを出た未反応酸素を循環するこ
とによってSOFCモジュール内の酸素(又は酸素富化
空気)流量が増えることによりモジュール発電室内での
ガス流速が増大する。SOFCの発電性能は温度が高い
程向上する。ただし、温度が高くなりすぎると性能劣化
を加速する傾向にあるため、通常はある上限温度を設定
する。つまり、その上限温度に対して、温度分布の幅が
小さいほど、電気出力は増大する。
たようにSOFCモジュール発電室内でのガス流速が増
大するのでそれに伴い、SOFC電池本体と周囲の酸素
(又は酸素富化空気)との熱伝達率が向上することによ
って温度分布が低減し、モジュールの電気出力が増大す
る。
FCコンバインド発電装置の構成を示す構成図。
ガス) 16 燃料排ガス 17 排空気 18 未反応酸素 19 石炭ガス化ガス 20 燃焼ガス
Claims (1)
- 【請求項1】 空気圧縮機と、同空気圧縮機からの圧縮
空気と燃料とを反応させて発電する固体電解質型燃料電
池モジュールと、同モジュールで未反応の空気と燃料を
燃焼してガスタービンへ供給する燃焼器とを有する固体
電解質型燃料電池発電システムにおいて、前記空気圧縮
機出口の空気ラインに酸素分離装置を設置し、同分離装
置出口の酸素もしくは酸素富化空気を前記モジュールへ
供給するとともに、同モジュール出口の未反応空気ライ
ンに循環ポンプを設置して未反応酸素もしくは未反応酸
素富化空気の一部を前記酸素分離装置後流の前記モジュ
ール入口側へ循環させることを特徴とする酸素循環式固
体電解質型燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00075296A JP3453237B2 (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | 酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00075296A JP3453237B2 (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | 酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09190830A true JPH09190830A (ja) | 1997-07-22 |
JP3453237B2 JP3453237B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=11482437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00075296A Expired - Lifetime JP3453237B2 (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | 酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3453237B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6296959B2 (en) | 1998-04-15 | 2001-10-02 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Air supply device for fuel cell |
US6627338B2 (en) | 1999-12-22 | 2003-09-30 | Ballard Power Systems Inc. | Integrated fuel cell and pressure swing adsorption system |
JP2011141968A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 発電システム |
-
1996
- 1996-01-08 JP JP00075296A patent/JP3453237B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6296959B2 (en) | 1998-04-15 | 2001-10-02 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Air supply device for fuel cell |
US6627338B2 (en) | 1999-12-22 | 2003-09-30 | Ballard Power Systems Inc. | Integrated fuel cell and pressure swing adsorption system |
JP2011141968A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 発電システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3453237B2 (ja) | 2003-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101137207B1 (ko) | 집적된 고효율 화석연료 발전소/이산화탄소의 방출이감소되는 연료전지 시스템 | |
KR101410616B1 (ko) | 고효율 파워 발생을 위한 일체형 연료전지 및 열엔진 하이브리드 시스템 | |
JPH0789494B2 (ja) | 複合発電プラント | |
US6887609B2 (en) | Fuel cell system and method for operating the fuel cell system | |
JP2002319428A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池発電設備 | |
JPH0896824A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 | |
JP4154680B2 (ja) | アノード排ガスラインに蒸気注入する燃料電池発電装置 | |
JPH09190830A (ja) | 酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置 | |
JP3104316B2 (ja) | 燃料電池発電設備 | |
JPS60258862A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JPH10302819A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JP2000331698A (ja) | ガスタービン排ガスを用いた燃料電池発電装置 | |
JPH1167251A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JP6812192B2 (ja) | 発電システム | |
JPH0358154B2 (ja) | ||
JP2004247247A (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JPH11162488A (ja) | カソードへ蒸気注入する燃料電池発電装置 | |
JP3582131B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 | |
JP2882019B2 (ja) | 燃料電池 | |
JPH1167252A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JPH08339815A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JPH10223236A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JPS61198567A (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2000348742A (ja) | 燃料電池発電設備 | |
JP3505742B2 (ja) | 燃料電池発電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030617 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090718 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100718 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |