JPH10214633A - Phosphoric acid type fuel cell power generation device - Google Patents
Phosphoric acid type fuel cell power generation deviceInfo
- Publication number
- JPH10214633A JPH10214633A JP9016066A JP1606697A JPH10214633A JP H10214633 A JPH10214633 A JP H10214633A JP 9016066 A JP9016066 A JP 9016066A JP 1606697 A JP1606697 A JP 1606697A JP H10214633 A JPH10214633 A JP H10214633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphoric acid
- water
- fuel cell
- cell power
- power generator
- 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.)
- Pending
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
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、反応済の酸化剤
ガスに含まれる水分を回収して得た回収水を用いて補給
水を供給する補給水供給系を備えたりん酸型燃料電池発
電装置に係わり、補給水供給系の保守頻度を低減するよ
うに改良されたその構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phosphoric acid fuel cell power generation system having a makeup water supply system for supplying makeup water by using recovered water obtained by collecting water contained in a reacted oxidizing gas. The present invention relates to an apparatus, and relates to an improved configuration for reducing the maintenance frequency of a makeup water supply system.
【0002】[0002]
【従来の技術】燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスとを
反応用ガスとして用いて、電気化学的に直流電力を発生
する発電装置である。この燃料電池は、すでによく知ら
れているとおり、他の発電装置と比較して、電気エネル
ギーへの変換効率が高く,しかも,炭酸ガスや窒素酸化
物等の大気汚染物質の排出量が少ないことから、いわゆ
るクリーン・エネルギー源として期待されている。そう
して、燃料電池としては、使用される電解質の種類によ
り、りん酸型,溶融炭酸塩型などの各種の燃料電池が既
に知られている。2. Description of the Related Art A fuel cell is a power generation apparatus that electrochemically generates DC power using a fuel gas and an oxidizing gas as reaction gases. As is well known, this fuel cell has a higher conversion efficiency into electric energy and a lower emission of air pollutants such as carbon dioxide and nitrogen oxides than other power generation devices. Therefore, it is expected as a so-called clean energy source. Various types of fuel cells, such as a phosphoric acid type and a molten carbonate type, are already known as fuel cells depending on the type of electrolyte used.
【0003】電解質にりん酸を用いるりん酸型燃料電池
では、多くの場合に、燃料ガスとしては、水素や,炭化
水素系燃料を水蒸気改質して得られた水素リッチな燃料
ガスが用いられ、酸化剤ガスとしては空気が用いられて
いる。このりん酸型燃料電池は、りん酸を担持させたマ
トリックスと、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に通流される燃料ガス流通路および
酸化剤ガス流通路を有する1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基
本構成要素として有している。そうして、りん酸型燃料
電池を高効率で作動させるためには、単位セルは約20
0〔℃〕の温度に維持される必要がある。[0003] In a phosphoric acid fuel cell using phosphoric acid as an electrolyte, hydrogen or a hydrogen-rich fuel gas obtained by steam reforming a hydrocarbon-based fuel is often used as a fuel gas. Air is used as the oxidant gas. This phosphoric acid type fuel cell is composed of a matrix supporting phosphoric acid and a pair of porous members having a fuel gas passage and an oxidant gas flow passage which sandwich the matrix and through which a fuel gas and an oxidant gas flow respectively. Has a unit cell composed of a fuel electrode and an oxidant electrode as gas diffusion electrodes. In order to operate the phosphoric acid fuel cell with high efficiency, the unit cell needs to be about 20 units.
It must be maintained at a temperature of 0 ° C.
【0004】前記の電気化学的反応に際しては単位セル
には反応熱が発生するので、単位セルの温度を約200
〔℃〕に維持してりん酸型燃料電池の運転を行うため
に、りん酸型燃料電池は、単位セルで発生する反応熱の
除去を行う役割を担う冷却体が備えられている。したが
って、りん酸型燃料電池は、単位セルを複数積層する毎
に冷却体を介装し、これら複数の単位セルと冷却体との
積層体を複数積層することで、構成されることが一般で
ある。[0004] During the electrochemical reaction, heat of reaction is generated in the unit cell.
In order to operate the phosphoric acid type fuel cell while maintaining the temperature at [° C.], the phosphoric acid type fuel cell is provided with a cooling body which plays a role of removing reaction heat generated in the unit cell. Therefore, the phosphoric acid type fuel cell is generally configured by interposing a cooling body every time a plurality of unit cells are stacked, and stacking a plurality of stacked bodies of the plurality of unit cells and the cooling body. is there.
【0005】単位セルに発生する反応熱の除去に水を用
いる水冷式のりん酸型燃料電池では、このための冷却水
が必要である。りん酸型燃料電池が持つ前記の構成上か
ら、この冷却水は異なる電位を持つ冷却体を結んで通流
されることになるので、高い電気抵抗率値を持つ必要か
ら純水が選択されるのが一般である。また、燃料ガス源
として炭化水素系燃料を水蒸気改質して得られた水素リ
ッチな燃料ガスの生成を行う燃料改質器が付随されるり
ん酸型燃料電池発電装置の場合には、燃料改質器に対し
て水蒸気を常時供給する必要がある。水冷式りん酸型燃
料電池を供えたりん酸型燃料電池発電装置や燃料改質器
が付随されたりん酸型燃料電池発電装置では、前記の冷
却水や水蒸気の供給のために、純水を循環させて連続供
給するための純水循環系が供えられている。A water-cooled phosphoric acid fuel cell using water for removing reaction heat generated in a unit cell requires cooling water for this purpose. Due to the above-mentioned structure of the phosphoric acid type fuel cell, this cooling water is passed through cooling bodies having different electric potentials, so pure water is selected because it needs to have a high electric resistivity value. Is common. Further, in the case of a phosphoric acid type fuel cell power generation device accompanied by a fuel reformer for producing a hydrogen-rich fuel gas obtained by steam reforming a hydrocarbon-based fuel as a fuel gas source, the fuel reforming is performed. It is necessary to constantly supply steam to the porcelain. In a phosphoric acid fuel cell power generator equipped with a water-cooled phosphoric acid fuel cell or a phosphoric acid fuel cell power generator accompanied by a fuel reformer, pure water is supplied to supply the cooling water and steam. A pure water circulation system for circulating and continuously supplying is provided.
【0006】ところで、純水循環系では、純水の温度の
調整のために水蒸気の放出を行うことや、燃料改質器に
水蒸気の供給を行うことのために、純水循環系内を通流
する純水が消費されるので、純水の補給を必要とする。
このため、純水循環系が供えられたりん酸型燃料電池発
電装置には、補給される純水である補給水を純水循環系
に供給するために、補給水供給系も供えられている。そ
うして、この補給水の水源としては、電気化学的反応に
供された後にりん酸型燃料電池から排出された反応済の
酸化剤ガスや、燃料改質器が付随される場合には、燃料
改質器の燃焼排ガスから回収された回収水が主として用
いられている。なお、この回収水だけでは補給水の必要
水量に不足する場合には、多くの場合に、補給水の水源
として上水が併用されている。[0006] In the pure water circulation system, the steam is discharged through the pure water circulation system in order to release steam to adjust the temperature of the pure water and to supply steam to the fuel reformer. Since the flowing pure water is consumed, it is necessary to supply pure water.
For this reason, the phosphoric acid type fuel cell power generator provided with the pure water circulation system is also provided with a makeup water supply system in order to supply makeup water, which is pure water to be supplemented, to the pure water circulation system. . Then, as a water source of the makeup water, a reacted oxidant gas discharged from the phosphoric acid type fuel cell after being subjected to the electrochemical reaction, or when a fuel reformer is attached, The recovered water recovered from the combustion exhaust gas of the fuel reformer is mainly used. In addition, when the required amount of makeup water is insufficient with the recovered water alone, tap water is often used as a source of makeup water in many cases.
【0007】以下に、図4を用いて、補給水供給系を供
えた従来例のりん酸型燃料電池発電装置について説明を
する。ここで図4は、従来例のりん酸型燃料電池発電装
置の主要部分を示すそのプロセスフロー図である。図4
において、9は、りん酸型の燃料電池8と、酸化剤ガス
である空気7aの供給手段である空気ブロア7と、熱交
換器61および62と、補給水供給系5とを供えたりん
酸型燃料電池発電装置である。A conventional phosphoric acid fuel cell power generator provided with a makeup water supply system will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a process flow diagram showing a main part of a conventional phosphoric acid fuel cell power generator. FIG.
9 is a phosphoric acid provided with a phosphoric acid type fuel cell 8, an air blower 7 as a means for supplying air 7a as an oxidizing gas, heat exchangers 61 and 62, and a makeup water supply system 5. A fuel cell power generation device.
【0008】図4中では燃料電池8は、模式化して示す
都合上、燃料電極81,酸化剤電極82,および冷却体
83のみを持つとして示されているが、実際には前記し
たところによって構成されている。燃料電極81には、
図示しない水素ガス源や図示しない燃料改質器から、燃
料ガス81aが供給されている。冷却体83には、図示
しない純水循環系から、冷却水としての純水が供給され
ている。空気7aは酸化剤電極82における電気化学的
な反応に供された後に、反応済空気7b(燃料電池8の
場合の反応済の酸化剤ガスである)として酸化剤電極8
2から排出される。In FIG. 4, the fuel cell 8 is shown as having only a fuel electrode 81, an oxidant electrode 82, and a cooling body 83 for convenience of illustration, but the fuel cell 8 is actually constructed as described above. Have been. The fuel electrode 81 has
The fuel gas 81a is supplied from a hydrogen gas source (not shown) or a fuel reformer (not shown). Pure water as cooling water is supplied to the cooling body 83 from a pure water circulation system (not shown). After the air 7a is subjected to an electrochemical reaction at the oxidant electrode 82, it is converted into a reacted air 7b (which is a reacted oxidant gas in the case of the fuel cell 8).
Exhausted from 2.
【0009】酸化剤電極82から排出された直後の反応
済空気7bは、前記した燃料電池8の運転温度に近いレ
ベルの温度を持っているので、熱交換器61に導かれ
て、空気ブロア7から吐出された直後の空気7aと熱交
換を行う。これによって、空気7aを予熱すると共に、
反応済空気7bに含まれている電気化学的反応時に生成
された水蒸気の一部を、回収水61aとして回収する。
熱交換器61において水蒸気の一部を除去された反応済
空気7bである反応済空気7cは、補給水供給系5にと
ってはまだ高温であるために、続いて熱交換器62に導
かれる。The reacted air 7b immediately after being discharged from the oxidant electrode 82 has a temperature close to the operating temperature of the fuel cell 8 described above, and is guided to the heat exchanger 61 and And heat exchange with the air 7a immediately after being discharged. Thereby, while preheating the air 7a,
Part of the water vapor generated during the electrochemical reaction contained in the reacted air 7b is recovered as recovered water 61a.
The reacted air 7c, which is the reacted air 7b from which part of the water vapor has been removed in the heat exchanger 61, is still high in temperature for the make-up water supply system 5, and is subsequently guided to the heat exchanger 62.
【0010】熱交換器62には、反応済空気7c、りん
酸型燃料電池発電装置9に燃料改質器が設置されている
場合には、反応済空気7cに加えて燃料改質器から排出
された公知の燃焼排ガス63(熱交換器を介して温熱を
回収された後の燃焼排ガスであることが一般である)が
流入されて、冷却水62aによって冷却される。反応済
空気7c,燃焼排ガス63から熱を奪うことで高温とな
った冷却水62aは、排水62bとしてりん酸型燃料電
池発電装置9の外部(温水の需要先など)に放出され
る。熱交換器62においては、反応済空気7cと燃焼排
ガス63が冷却水62aによって冷却されることで、反
応済空気7cと燃焼排ガス63とのそれぞれに含まれる
水蒸気の一部が凝結される。この凝結水を含む反応済空
気,燃焼排ガスである排ガス62cは、回収水61aと
共に補給水供給系5に導かれる。[0010] In the heat exchanger 62, the reacted air 7c, and when the fuel reformer is installed in the phosphoric acid type fuel cell power generator 9, in addition to the reacted air 7c, the fuel is discharged from the fuel reformer. The known combustion flue gas 63 (generally the combustion flue gas whose heat has been recovered via a heat exchanger) flows thereinto and is cooled by the cooling water 62a. The cooling water 62a, which has become high temperature by removing heat from the reacted air 7c and the combustion exhaust gas 63, is discharged to the outside of the phosphoric acid fuel cell power generator 9 (such as a hot water demand destination) as waste water 62b. In the heat exchanger 62, a part of the steam contained in each of the reacted air 7c and the combustion exhaust gas 63 is condensed by cooling the reacted air 7c and the combustion exhaust gas 63 by the cooling water 62a. The reacted air containing the condensed water and the exhaust gas 62c, which is the combustion exhaust gas, are guided to the makeup water supply system 5 together with the recovered water 61a.
【0011】補給水供給系5は、この事例の場合には、
水タンク51、純水化装置52、ポンプ装置53を供え
て構成されている。水タンク51には、回収水61a,
排ガス62cと共に、必要に応じて上水59も流入され
る。この上水59には、多くの場合に、周知の活性炭フ
ィルターなどを通過させて塩素などの除去が施された上
水が用いられる。排ガス62cに含まれる凝結水は水タ
ンク51で分離され、排ガス62c中の気体成分である
排気51bは、りん酸型燃料電池発電装置9の外部に排
出される。そうして、回収水61aと排ガス62c中の
凝結水,および上水59は、水タンク51に一時貯留さ
れたうえで、ポンプ装置53によって純水化装置52に
給送される。[0011] In this case, the makeup water supply system 5
It is provided with a water tank 51, a water purification device 52, and a pump device 53. The water tank 51 contains recovered water 61a,
Along with the exhaust gas 62c, a tap water 59 is also introduced as required. In many cases, as the clean water 59, clean water from which chlorine or the like has been removed by passing through a known activated carbon filter or the like is used. Condensed water contained in the exhaust gas 62c is separated in the water tank 51, and the exhaust gas 51b, which is a gas component in the exhaust gas 62c, is discharged to the outside of the phosphoric acid fuel cell power generator 9. Then, the condensed water in the recovered water 61a and the exhaust gas 62c, and the clean water 59 are temporarily stored in the water tank 51 and then supplied to the pure water purification device 52 by the pump device 53.
【0012】純水化装置52は、イオン交換樹脂を用い
て、水タンク51から給送される水の純水化を行う装置
である。純水化装置52に装填されるイオン交換樹脂
は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが併用され
ており、そのイオン交換樹脂剤としては上水の純水化の
ために一般に用いられているイオン交換樹脂剤が用いら
れている。また、純水化装置52におけるカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂との比率値は、一般の純水処理
用の場合と同様に、1:2とされたものが用いられてい
る。この純水化装置52によって処理をされて純水とさ
れた補給水58は、必要に応じて図示しないポンプ装置
を介したうえで、純水循環系に供給されている。The water purification device 52 is a device for purifying water supplied from the water tank 51 by using an ion exchange resin. The ion exchange resin loaded into the water purification apparatus 52 is a combination of a cation exchange resin and an anion exchange resin. As the ion exchange resin, an ion exchange resin generally used for purification of clean water is used. An exchange resin agent is used. The ratio between the cation exchange resin and the anion exchange resin in the water purification apparatus 52 is set to 1: 2 as in the case of general pure water treatment. The replenishing water 58 which has been treated by the deionizing device 52 to be pure water is supplied to a pure water circulation system via a pump device (not shown) as necessary.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従来技術によるりん酸
型燃料電池発電装置、例えば、りん酸型燃料電池発電装
置9においては、前述の構成を供えているので、比較的
に少ない上水の使用量として、りん酸型燃料電池発電装
置を運転することができている。しかしながら、従来技
術によるりん酸型燃料電池発電装置においては、次記す
る問題が有り、その改善が望まれている。すなわち、反
応済の酸化剤ガスにはりん酸型の燃料電池(例えば、燃
料電池8である)に電解質として用いられているりん酸
が含まれている。反応済の酸化剤ガスに含まれたりん酸
は、熱交換器(例えば、熱交換器61である)において
回収された回収水(例えば、回収水61aである)に含
まれて、補給水供給系(例えば、補給水供給系5であ
る)に流入する。補給水供給系が持つ純水化装置(例え
ば、純水化装置52である)は、補給水供給系に流入し
たりん酸の処理も行わなけれならないことになり、りん
酸が強酸であることでアニオン交換樹脂のイオン交換容
量の不足を招く。この結果、純水化装置に装填されてい
るイオン交換樹脂を頻繁に交換することが必要となり、
例えば、そのメンテナンス費用が高額になっている。The phosphoric acid fuel cell power generator according to the prior art, for example, the phosphoric acid fuel cell power generator 9, having the above-described structure, requires relatively little use of clean water. By volume, the phosphoric acid fuel cell power plant can be operated. However, the conventional phosphoric acid fuel cell power generator has the following problems, and improvement thereof is desired. That is, the reacted oxidizing gas contains phosphoric acid used as an electrolyte in a phosphoric acid type fuel cell (for example, the fuel cell 8). Phosphoric acid contained in the reacted oxidant gas is contained in the recovered water (for example, the recovered water 61a) recovered in the heat exchanger (for example, the heat exchanger 61), and is supplied with make-up water. Into the system (eg, make-up water supply system 5). The purifying apparatus (for example, the purifying apparatus 52) of the make-up water supply system must also treat the phosphoric acid flowing into the make-up water supply system, and the phosphoric acid is a strong acid. Insufficient ion exchange capacity of the anion exchange resin is caused. As a result, it is necessary to frequently change the ion exchange resin loaded in the water purification apparatus,
For example, its maintenance costs are high.
【0014】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、補給水供給系の保
守頻度を低減するように改良されたりん酸型燃料電池発
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 of the present invention is to provide a phosphoric acid type fuel cell power generator improved to reduce the frequency of maintenance of a makeup water supply system. Is to do.
【0015】[0015]
【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)電解質としてりん酸を用いると共に,水素などの燃
料ガスおよび空気などの酸化剤ガスとを反応ガスとして
用いて電気化学的に発電を行うりん酸型の燃料電池と、
電気化学的な反応に供された後に燃料電池から排出され
た反応済の酸化剤ガスより水分を回収する熱交換器と、
少なくとも前記の熱交換器によって回収された回収水を
イオン交換樹脂が装填された純水化装置を介し,燃料電
池などに用いられている用水に対する補給水として供給
を行う補給水供給系とを備えたりん酸型燃料電池発電装
置において、回収水に含まれるりん酸の除去を行うりん
酸除去装置を、熱交換器と補給水供給系との間の回収水
の流路に設置してなる構成とすること、または、 2)前記1項に記載の手段において、りん酸除去装置
は、中和剤によりりん酸を中和することで回収水に含ま
れるりん酸を除去してなる構成とすること、さらにまた
は、 3)前記1項に記載の手段において、りん酸除去装置
は、イオン交換樹脂によって回収水に含まれるりん酸を
除去してなる構成とすること、により達成される。The objects of the present invention are as follows: 1) electrochemically using a phosphoric acid as an electrolyte, a fuel gas such as hydrogen, and an oxidizing gas such as air as a reaction gas; A phosphoric acid fuel cell that generates electricity,
A heat exchanger that recovers moisture from the reacted oxidant gas discharged from the fuel cell after being subjected to an electrochemical reaction;
A replenishing water supply system for supplying at least the recovered water recovered by the heat exchanger as a replenishing water for water used in a fuel cell or the like via a deionization device loaded with an ion exchange resin. In a phosphoric acid type fuel cell power generator, a phosphate removing device for removing the phosphoric acid contained in the recovered water is installed in the flow path of the recovered water between the heat exchanger and the makeup water supply system. Or 2) In the means described in the above item 1, the phosphoric acid removing device is configured to remove phosphoric acid contained in recovered water by neutralizing phosphoric acid with a neutralizing agent. (3) In the means described in the item (1), the phosphoric acid removing device is achieved by removing phosphoric acid contained in recovered water with an ion exchange resin.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、この項の以下の説明におい
ては、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。
また、この項の以後の説明に用いる図中には、図4で付
した符号については、極力代表的な符号のみを記すよう
にしている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of this section, the same parts as those of the conventional phosphoric acid fuel cell power generator shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
In addition, in the drawings used in the following description of this section, only reference numerals shown in FIG. 4 are representative as much as possible.
【0017】図1は、この発明の実施の形態の一例によ
るりん酸型燃料電池発電装置の主要部分を示すそのプロ
セスフロー図である。図1において、1は、図4に示し
た従来例によるりん酸型燃料電池発電装置9に対して、
りん酸除去装置2を追加して備えるようにしたりん酸型
燃料電池発電装置である。りん酸除去装置2は、回収水
61aに含まれるりん酸の除去を行う装置であり、熱交
換器61と補給水供給系5が持つ水タンク51との間の
回収水61aの流路に介挿されて設置されている。FIG. 1 is a process flow diagram showing a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a phosphoric acid fuel cell power generator 9 according to the conventional example shown in FIG.
This is a phosphoric acid type fuel cell power generator in which a phosphoric acid removing device 2 is additionally provided. The phosphoric acid removing device 2 is a device that removes the phosphoric acid contained in the recovered water 61a, and is disposed in a flow path of the recovered water 61a between the heat exchanger 61 and the water tank 51 of the makeup water supply system 5. It is inserted and installed.
【0018】りん酸除去装置2には、例えば、りん酸を
中和して除去する中和剤や、りん酸を除去するイオン交
換樹脂が装填されている。これ等の中和剤やイオン交換
樹脂によって回収水61aに含まれるりん酸が除去され
るので、りん酸除去装置2から流れ出て水タンク51に
流入される回収水2a中には、含まれるりん酸はほぼ零
であるか、りん酸が含まれていたとしてもその量は回収
水61aの場合と対比すると大幅に低減される。これに
よって、水タンク51に貯留される水(補給水供給系5
が持つ純水化装置52の処理対象の水である)に含まれ
るりん酸の濃度が激減されるので、純水化装置52に装
填されているイオン交換樹脂の寿命が延長される。この
結果、純水化装置52に装填されているイオン交換樹脂
の交換頻度を、通常の上水を処理対象とした場合とほぼ
同程度の頻度に抑えることができることになる。The phosphoric acid removing device 2 is loaded with, for example, a neutralizing agent for neutralizing and removing phosphoric acid and an ion exchange resin for removing phosphoric acid. Since the phosphoric acid contained in the recovered water 61a is removed by the neutralizing agent or the ion exchange resin, the phosphorus contained in the recovered water 2a flowing out of the phosphoric acid removing device 2 and flowing into the water tank 51 is contained. The amount of acid is almost zero, or even if phosphoric acid is contained, its amount is greatly reduced as compared with the case of the recovered water 61a. Thus, the water stored in the water tank 51 (the makeup water supply system 5)
(Which is water to be treated by the water purification device 52 of the present invention) is greatly reduced, so that the life of the ion exchange resin loaded in the water purification device 52 is extended. As a result, the exchange frequency of the ion-exchange resin loaded in the water purification device 52 can be suppressed to approximately the same frequency as in the case where ordinary clean water is to be treated.
【0019】なお、りん酸除去装置2に装填する中和剤
としては、例えば、粒状をした炭酸カルシウム(石灰)
を用いることができる。この粒状の中和剤(炭酸カルシ
ウム)を用いて回収水61aを処理する場合には、汚泥
状の処理生成物が粒状の中和剤の周囲に堆積されて行く
ので、回収水61a,2aに対する通流抵抗が順次増大
される。したがって、中和剤は時々交換を行う必要があ
る。The neutralizing agent to be charged into the phosphoric acid removing device 2 is, for example, granular calcium carbonate (lime).
Can be used. When the recovered water 61a is treated using the granular neutralizing agent (calcium carbonate), sludge-like processed products are deposited around the granular neutralizing agent. The flow resistance is sequentially increased. Therefore, the neutralizing agent needs to be replaced from time to time.
【0020】なおまた、りん酸除去装置2に装填するイ
オン交換樹脂としては、例えば、カチオン交換樹脂とア
ニオン交換樹脂の比率値を1:3〜1:4などとアニオ
ン交換樹脂の容量が増大された、カチオン交換樹脂とア
ニオン交換樹脂とを併用するイオン交換樹脂、または、
強酸を弱酸にするイオン交換樹脂であるアニオン交換樹
脂のみを用いることができる。これ等のイオン交換樹脂
を用いて回収水61aを処理する場合には、前記の炭酸
カルシウムを用いる場合とは異なり、実用上では処理生
成物が生成されないとして取り扱えるので、前記の中和
剤を用いる場合に生じる現象である、処理生成物によっ
て回収水61a,2aに対する通流抵抗が増大されると
いう現象が起こらないという特長を持つことになる。The capacity of the anion exchange resin is increased, for example, the ratio of the cation exchange resin to the anion exchange resin is 1: 3 to 1: 4, etc. Also, an ion exchange resin using a combination of a cation exchange resin and an anion exchange resin, or
Only an anion exchange resin which is an ion exchange resin for converting a strong acid into a weak acid can be used. In the case of treating the recovered water 61a using these ion exchange resins, unlike the case of using the above-described calcium carbonate, it can be handled as a treatment product is not generated in practical use. Therefore, the above-described neutralizing agent is used. This has a feature that the phenomenon that occurs in the case, that is, the phenomenon that the flow resistance to the recovered waters 61a and 2a is increased by the processing product does not occur.
【0021】[0021]
【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。なお、この項の以下の説明においては、図
1に示したこの発明の実施の形態の例のりん酸型燃料電
池発電装置、および、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。また、この項の以後の説明に用いる図中
には、図1,図4で付した符号については、極力代表的
な符号のみを記すようにしている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description of this section, the phosphoric acid fuel cell power generator according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the conventional phosphoric acid fuel cell power generator shown in FIG. The same reference numerals are given to the same parts as those described above, and description thereof is omitted. Further, in the drawings used in the following description of this section, only reference numerals shown in FIGS. 1 and 4 are represented as much as possible.
【0022】実施例1;図2は、請求項1,2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
の主要部分を示すそのプロセスフロー図である。図2に
おいて、1Aは、図4に示した従来例によるりん酸型燃
料電池発電装置9に対して、りん酸除去装置3を追加し
て備えるようにしたりん酸型燃料電池発電装置である。
りん酸除去装置3は、回収水61aに含まれるりん酸の
除去を中和処理剤によって行う装置であり、熱交換器6
1と補給水供給系5が持つ水タンク51との間の回収水
61aの流路に介挿されて設置されている。りん酸除去
装置3に装填される中和処理剤は、粒状をした炭酸カル
シウム(石灰)である。Embodiment 1 FIG. 2 is a process flow diagram showing a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 2. In FIG. 2, reference numeral 1A denotes a phosphoric acid fuel cell power generator in which a phosphoric acid removing device 3 is added to the conventional phosphoric acid fuel cell power generator 9 shown in FIG.
The phosphoric acid removing device 3 is a device that removes the phosphoric acid contained in the recovered water 61a by using a neutralizing agent.
It is inserted and installed in the flow path of the recovered water 61 a between the water supply tank 1 and the water tank 51 of the makeup water supply system 5. The neutralizing agent loaded into the phosphoric acid removing device 3 is granular calcium carbonate (lime).
【0023】実施例1によるりん酸型燃料電池発電装置
1Aでは前述の構成としたので、発明の実施の形態の項
で説明したところにより、りん酸型燃料電池発電装置1
Aは、りん酸除去装置3から流れ出て水タンク51に流
入される回収水3a中には、含まれるりん酸を激減でき
ることによって、純水化装置52に装填されているイオ
ン交換樹脂の交換頻度を、通常の上水を処理対象とした
場合とほぼ同等程度の頻度に抑えることができることに
なる。The phosphoric acid fuel cell power generator 1A according to the first embodiment has the above-described configuration. Therefore, as described in the embodiment of the invention, the phosphoric acid fuel cell power generator 1A
A indicates that the exchange frequency of the ion-exchange resin loaded in the pure water purification device 52 can be reduced by greatly reducing the amount of phosphoric acid contained in the recovered water 3a flowing out of the phosphoric acid removal device 3 and flowing into the water tank 51. Can be suppressed to almost the same frequency as in the case where normal tap water is treated.
【0024】実施例2;図3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
の主要部分を示すそのプロセスフロー図である。図3に
おいて、1Bは、図4に示した従来例によるりん酸型燃
料電池発電装置9に対して、りん酸除去装置4を追加し
て備えるようにしたりん酸型燃料電池発電装置である。
りん酸除去装置4は、回収水61aに含まれるりん酸の
除去を行う装置であり、熱交換器61と補給水供給系5
が持つ水タンク51との間の回収水61aの流路に介挿
されて設置されている。Embodiment 2 FIG. 3 is a process flow diagram showing a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 3. In FIG. 3, reference numeral 1B denotes a phosphoric acid fuel cell power generator in which a phosphoric acid removing device 4 is added to the conventional phosphoric acid fuel cell power generator 9 shown in FIG.
The phosphoric acid removing device 4 is a device for removing the phosphoric acid contained in the recovered water 61a, and comprises a heat exchanger 61 and a makeup water supply system 5
Is installed in the flow path of the recovered water 61a between the water tank 51 and the water tank 51.
【0025】このりん酸除去装置4は、回収水61aを
一時貯留するドレンタンク41と、イオン交換樹脂装置
42と、ドレンタンク41に貯留されている回収水61
aを,ドレンタンク41からイオン交換樹脂装置42に
給送するためのポンプ装置43とを供えて構成されてい
る。イオン交換樹脂装置42には、カチオン交換樹脂と
アニオン交換樹脂の比率値を1:4とした、カチオン交
換樹脂とアニオン交換樹脂とを併用するイオン交換樹脂
が装填されている。そうして、イオン交換樹脂装置42
には、補給水供給系5が持つ純水化装置52で用いられ
ているイオン交換樹脂剤と同様種類のイオン交換樹脂剤
が用いられている。The phosphoric acid removing device 4 includes a drain tank 41 for temporarily storing collected water 61 a, an ion exchange resin device 42, and a collected water 61 stored in the drain tank 41.
a from a drain tank 41 to an ion exchange resin device 42 and a pump device 43. The ion-exchange resin device 42 is loaded with an ion-exchange resin in which the ratio of the cation-exchange resin to the anion-exchange resin is 1: 4 and the cation-exchange resin and the anion-exchange resin are used in combination. Then, the ion exchange resin device 42
The ion-exchange resin agent of the same type as the ion-exchange resin agent used in the pure water purification device 52 of the makeup water supply system 5 is used.
【0026】実施例2によるりん酸型燃料電池発電装置
1Bでは前述の構成としたので、発明の実施の形態の項
で説明したところにより、りん酸型燃料電池発電装置1
Bは、りん酸除去装置4から流れ出て水タンク51に流
入される回収水4a中には、含まれるりん酸を激減でき
ることによって、純水化装置52に装填されているイオ
ン交換樹脂の交換頻度を、通常の上水を処理対象とした
場合とほぼ同等程度の頻度に抑えることができることに
なる。The phosphoric acid fuel cell power generator 1B according to the second embodiment has the above-described configuration. Therefore, as described in the embodiment of the invention, the phosphoric acid fuel cell power generator 1B
B is the frequency of exchange of the ion exchange resin loaded in the pure water purification device 52 because the amount of phosphoric acid contained in the recovered water 4a flowing out of the phosphoric acid removal device 4 and flowing into the water tank 51 can be drastically reduced. Can be suppressed to almost the same frequency as in the case where normal tap water is treated.
【0027】[0027]
【発明の効果】この発明になるりん酸型燃料電池発電装
置においては、前記の課題を解決するための手段の項で
述べた構成とすることにより、次記する効果を奏する。
前記の課題を解決するための手段の項の第(1)項お
よび第(2)項による構成とすることにより、補給水供
給系の純水化装置に装填されたイオン交換樹脂が処理す
べき水に含まれるりん酸の濃度が激減されるので、この
イオン交換樹脂の交換頻度を低減することが可能とな
る。これによって、メンテナンス費用の削減を図ること
が可能となる。According to the phosphoric acid fuel cell power generator of the present invention, the following effects can be obtained by adopting the structure described in the section for solving the above-mentioned problems.
The ion exchange resin loaded in the water purification system of the make-up water supply system should be treated by adopting the constitution according to the above items (1) and (2). Since the concentration of phosphoric acid contained in water is drastically reduced, the exchange frequency of the ion exchange resin can be reduced. This makes it possible to reduce maintenance costs.
【0028】前記の課題を解決するための手段の項の
第(1)項および第(3)項による構成とすることによ
り、補給水供給系の純水化装置に装填されたイオン交換
樹脂が処理すべき水に含まれるりん酸の濃度が激減され
るので、このイオン交換樹脂の交換頻度を低減すること
が可能となる。また、りん酸除去装置が供えるイオン交
換樹脂装置に装填されたイオン交換樹脂には、回収水に
含まれるりん酸の処理に際して、実用上では処理生成物
が生成されることが無い。これによって、前記の項の
場合よりも、メンテナンス費用をさらに削減することが
可能となる。[0028] By adopting the constitution according to the items (1) and (3) of the means for solving the above-mentioned problems, the ion-exchange resin loaded in the water purification system of the makeup water supply system can be used. Since the concentration of phosphoric acid contained in the water to be treated is drastically reduced, the exchange frequency of the ion exchange resin can be reduced. In addition, in the treatment of the phosphoric acid contained in the recovered water, the ion exchange resin loaded in the ion exchange resin device provided with the phosphoric acid removing device does not produce a treatment product in practical use. This makes it possible to further reduce maintenance costs as compared with the case described in the above section.
【図1】この発明の実施の形態の一例によるりん酸型燃
料電池発電装置の主要部分を示すそのプロセスフロー図FIG. 1 is a process flow diagram showing a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention.
【図2】請求項1,2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主要部分を示すそのプ
ロセスフロー図FIG. 2 is a process flow diagram showing a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 2;
【図3】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主要部分を示すそのプ
ロセスフロー図FIG. 3 is a process flow diagram showing a main part of a phosphoric acid fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 3;
【図4】従来例のりん酸型燃料電池発電装置の主要部分
を示すそのプロセスフロー図FIG. 4 is a process flow diagram showing a main part of a conventional phosphoric acid fuel cell power generator.
1 りん酸型燃料電池発電装置 2 りん酸除去装置 2a 回収水 5 補給水供給系 51 水タンク 61 熱交換器 61a 回収水 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phosphoric acid type fuel cell power generator 2 Phosphoric acid removal device 2a Collected water 5 Make-up water supply system 51 Water tank 61 Heat exchanger 61a Collected water
Claims (3)
などの燃料ガスおよび空気などの酸化剤ガスを反応ガス
として用いて電気化学的に発電を行うりん酸型の燃料電
池と、電気化学的な反応に供された後に燃料電池から排
出された反応済の酸化剤ガスより水分の回収を行う熱交
換器と、少なくとも前記の熱交換器によって回収された
回収水をイオン交換樹脂が装填された純水化装置を介
し,燃料電池などに用いられている用水に対する補給水
として供給を行う補給水供給系とを備えたりん酸型燃料
電池発電装置において、 回収水に含まれるりん酸の除去を行うりん酸除去装置
を、熱交換器と補給水供給系との間の回収水の流路に設
置してなることを特徴とするりん酸型燃料電池発電装
置。1. A phosphoric acid-type fuel cell which uses phosphoric acid as an electrolyte and electrochemically generates electric power using a fuel gas such as hydrogen and an oxidizing gas such as air as a reaction gas. A heat exchanger for recovering moisture from the reacted oxidant gas discharged from the fuel cell after being subjected to the reaction, and at least a recovered water recovered by the heat exchanger is a pure water loaded with an ion exchange resin. Removal of phosphoric acid contained in recovered water in a phosphoric acid type fuel cell power plant equipped with a make-up water supply system for supplying as make-up water to service water used in fuel cells, etc. through a liquefier A phosphoric acid fuel cell power generator, wherein a phosphoric acid removing device is provided in a flow path of recovered water between a heat exchanger and a makeup water supply system.
置において、 りん酸除去装置は、中和剤によりりん酸を中和すること
で回収水に含まれるりん酸を除去してなることを特徴と
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 phosphoric acid removing device removes phosphoric acid contained in the recovered water by neutralizing the phosphoric acid with a neutralizing agent. A phosphoric acid fuel cell power generator characterized by the above-mentioned.
置において、 りん酸除去装置は、イオン交換樹脂によって回収水に含
まれるりん酸を除去してな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 type fuel cell power generator according to claim 1, wherein the phosphoric acid removing device removes phosphoric acid contained in the recovered water with an ion exchange resin. Fuel cell power generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9016066A JPH10214633A (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Phosphoric acid type fuel cell power generation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9016066A JPH10214633A (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Phosphoric acid type fuel cell power generation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10214633A true JPH10214633A (en) | 1998-08-11 |
Family
ID=11906206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9016066A Pending JPH10214633A (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Phosphoric acid type fuel cell power generation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10214633A (en) |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP9016066A patent/JPH10214633A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101678799B1 (en) | Water recovery assembly for use in high temperature fuel cell systems | |
US6692854B2 (en) | Fuel cell generator system and method for operating same | |
US6787255B2 (en) | Fuel cell power generating system and operation method | |
JP4419329B2 (en) | Solid polymer electrolyte fuel cell power generator | |
JP5353034B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP3132627B2 (en) | Water recovery system for fuel cell power plant | |
JPH10214633A (en) | Phosphoric acid type fuel cell power generation device | |
US20030059663A1 (en) | Apparatus for water treatment having electrodeionization device | |
JP2003045471A (en) | Fuel cell power generation device | |
JP5286851B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JP2002298894A (en) | Water treatment system for solid polymer fuel cell generator set | |
JP3106552B2 (en) | Water treatment system for fuel cell power plant | |
JP4660889B2 (en) | Fuel cell power generation system and operation method thereof | |
JP2003249255A (en) | Fuel cell system | |
JPS6280970A (en) | Power generating method of fuel cell | |
JP2009140726A (en) | Fuel cell power generation device | |
JP5228575B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JPH1064566A (en) | Fuel cell power generator and waste heat recovery method therefor | |
JP3099407B2 (en) | Water treatment system for phosphoric acid fuel cells | |
JPH0817457A (en) | Water treatment equipment for fuel cell | |
JPS63141268A (en) | Generating unit for natural-gas reformed molten carbonate type fuel cell | |
JP5163204B2 (en) | Fuel cell power generator | |
JPS62217569A (en) | Fuel cell plant water treatment system | |
JP2002008689A (en) | Fuel cell power generation system and its running method | |
JP2001185199A (en) | Fuel cell power generating device |