JPH11195424A - 燃料電池発電プラントおよびその制御装置 - Google Patents
燃料電池発電プラントおよびその制御装置Info
- Publication number
- JPH11195424A JPH11195424A JP9366954A JP36695497A JPH11195424A JP H11195424 A JPH11195424 A JP H11195424A JP 9366954 A JP9366954 A JP 9366954A JP 36695497 A JP36695497 A JP 36695497A JP H11195424 A JPH11195424 A JP H11195424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- reformer
- desulfurizer
- hydrogen
- fuel
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素を多く含むガスを燃料電池発電プラント
の燃料ガスとして供給する場合でも、燃料ガスに含まれ
る酸素濃度変動による脱硫器の温度変動を抑制できる燃
料電池発電プラントおよびその制御装置を得ることであ
る。 【解決手段】 微量な酸素を含む燃料ガスを熱交換器で
脱硫動作温度まで昇温し、硫化水素吸収剤のみを充填し
た脱硫器で硫化水素を除去する。硫化水素を除去され変
成器からの水素を含んだ燃料ガスは改質器に供給され、
水素リッチガスに改質されると共に燃料ガスに含まれる
水素は改質器で酸素と反応し発熱する。そして、熱交換
器で一酸化炭素変成反応動作温度まで降温されて変成器
に供給され、変成器では一酸化炭素が低減され燃料電池
本体に供給される。
の燃料ガスとして供給する場合でも、燃料ガスに含まれ
る酸素濃度変動による脱硫器の温度変動を抑制できる燃
料電池発電プラントおよびその制御装置を得ることであ
る。 【解決手段】 微量な酸素を含む燃料ガスを熱交換器で
脱硫動作温度まで昇温し、硫化水素吸収剤のみを充填し
た脱硫器で硫化水素を除去する。硫化水素を除去され変
成器からの水素を含んだ燃料ガスは改質器に供給され、
水素リッチガスに改質されると共に燃料ガスに含まれる
水素は改質器で酸素と反応し発熱する。そして、熱交換
器で一酸化炭素変成反応動作温度まで降温されて変成器
に供給され、変成器では一酸化炭素が低減され燃料電池
本体に供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガスに含まれ
る酸素濃度変化に対応して運転できる燃料電池発電プラ
ントおよびその制御装置に関する。
る酸素濃度変化に対応して運転できる燃料電池発電プラ
ントおよびその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、都市部への設置を前提として実用
化が進められている燃料電池発電プラントでは、一般
に、燃料ガスとしては都市ガス１３Ａガスが使用され
る。一部では、ナフサやＬＰガスが燃料ガスとして使用
されることもある。
化が進められている燃料電池発電プラントでは、一般
に、燃料ガスとしては都市ガス１３Ａガスが使用され
る。一部では、ナフサやＬＰガスが燃料ガスとして使用
されることもある。
【０００３】いずれの場合も、その燃料ガスには燃料改
質触媒にとって被毒成分である有機硫黄化合物を含んで
いる。そこで、この有機硫黄化合物を除去するために燃
料発電プラントには脱硫器が備えられ、この脱硫器で有
機硫黄化合物を除去するようにしている。この脱硫器
は、有機硫黄化合物を硫化水素Ｈ２Ｓに変換させる触媒
層と硫化水素Ｈ２Ｓを吸収するための触媒層との２種類
の触媒層を有している。また、場合によっては、脱硫が
不十分な場合にもう１つの層の触媒層が追加設置され３
種類の触媒層が設けられることもある。
質触媒にとって被毒成分である有機硫黄化合物を含んで
いる。そこで、この有機硫黄化合物を除去するために燃
料発電プラントには脱硫器が備えられ、この脱硫器で有
機硫黄化合物を除去するようにしている。この脱硫器
は、有機硫黄化合物を硫化水素Ｈ２Ｓに変換させる触媒
層と硫化水素Ｈ２Ｓを吸収するための触媒層との２種類
の触媒層を有している。また、場合によっては、脱硫が
不十分な場合にもう１つの層の触媒層が追加設置され３
種類の触媒層が設けられることもある。
【０００４】この脱硫器の機能は、下記の式のように１
段目の触媒層で有機硫黄化合物（Ｒ−ＳＨ）を水添反応
により硫化水素Ｈ2Ｓに変換させ、２段目の触媒層で反
応吸収させる。 （１）１段目触媒層 Ｒ−ＳＨ＋Ｈ2 → Ｒ−Ｈ＋Ｈ2
Ｓ （２）２段目触媒層 ＺｎＯ＋Ｈ2Ｓ → ＺｎＳ＋Ｈ2
Ｏ すなわち、燃料電池発電プラントに供給された燃料ガス
に対して、この燃料ガスの水蒸気改質によって得られた
改質ガス中の水素を脱硫器ヘリサイクル添加する。これ
により、燃料ガスに含まれる有機硫黄化合物を水添反応
により硫化水素Ｈ２Ｓに変換させる。そして、この硫化
水素Ｈ２Ｓを２段目の触媒層で反応吸収させる。
段目の触媒層で有機硫黄化合物（Ｒ−ＳＨ）を水添反応
により硫化水素Ｈ2Ｓに変換させ、２段目の触媒層で反
応吸収させる。 （１）１段目触媒層 Ｒ−ＳＨ＋Ｈ2 → Ｒ−Ｈ＋Ｈ2
Ｓ （２）２段目触媒層 ＺｎＯ＋Ｈ2Ｓ → ＺｎＳ＋Ｈ2
Ｏ すなわち、燃料電池発電プラントに供給された燃料ガス
に対して、この燃料ガスの水蒸気改質によって得られた
改質ガス中の水素を脱硫器ヘリサイクル添加する。これ
により、燃料ガスに含まれる有機硫黄化合物を水添反応
により硫化水素Ｈ２Ｓに変換させる。そして、この硫化
水素Ｈ２Ｓを２段目の触媒層で反応吸収させる。
【０００５】また、３段目の触媒層は２段目までの脱硫
が不十分な場合に追加設置され、１段目触媒層で水添反
応しなかった有機硫黄化合物や、２段目触媒層で除去し
きれなかった硫化水素を吸着除去する機能を持ってい
る。
が不十分な場合に追加設置され、１段目触媒層で水添反
応しなかった有機硫黄化合物や、２段目触媒層で除去し
きれなかった硫化水素を吸着除去する機能を持ってい
る。
【０００６】ここで、これらの燃料ガスには、燃料電池
発電プラント内の各機器の性能を著しく低下させるほど
の酸素は含まれておらず、燃料ガス中の酸素対策を施す
必要がなかった。
発電プラント内の各機器の性能を著しく低下させるほど
の酸素は含まれておらず、燃料ガス中の酸素対策を施す
必要がなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１３Ａ
以外の都市ガスや、汚泥処理から得られる消化ガス、埋
め立てゴミ場から得られるランドフィルガスおよび食品
工場等での廃液の嫌気性処理により得られるガスには、
酸素が０．１〜２％程度含まれている場合があり、その
濃度は経時的に変化し一定濃度ではない。このような酸
素を含んだ燃料ガスを燃料電池発電プラントに使用した
場合には、酸素が脱硫器で燃料改質されたリサイクルガ
ス中の水素と反応し発熱することになる。その発熱は酸
素１％当たり脱硫器の温度を約１００℃上昇させ、燃料
ガス中の酸素濃度から脱硫器の温度変化は最大約２００
℃となる。
以外の都市ガスや、汚泥処理から得られる消化ガス、埋
め立てゴミ場から得られるランドフィルガスおよび食品
工場等での廃液の嫌気性処理により得られるガスには、
酸素が０．１〜２％程度含まれている場合があり、その
濃度は経時的に変化し一定濃度ではない。このような酸
素を含んだ燃料ガスを燃料電池発電プラントに使用した
場合には、酸素が脱硫器で燃料改質されたリサイクルガ
ス中の水素と反応し発熱することになる。その発熱は酸
素１％当たり脱硫器の温度を約１００℃上昇させ、燃料
ガス中の酸素濃度から脱硫器の温度変化は最大約２００
℃となる。
【０００８】この脱硫器の温度変動は、従来の燃料電池
発電プラントの許容制御範囲を逸脱しており、熱バラン
スの不適合、それによる発電効率を含むプラントの性能
低下を招くのはもとより、脱硫器温度が一定温度を越え
た場合、水素と二酸化炭素および一酸化炭素がメタネー
ション反応をすることによって、更なる発熱を引き起こ
す危険性がある。この発熱により、脱硫器の損傷が考え
られるが、実際には、そこに至る前に燃料電池発電プラ
ントは脱硫器温度の限界使用温度を検知し自動停止す
る。このことから、燃料電池発電プラントの長期安定運
転が困難となる。
発電プラントの許容制御範囲を逸脱しており、熱バラン
スの不適合、それによる発電効率を含むプラントの性能
低下を招くのはもとより、脱硫器温度が一定温度を越え
た場合、水素と二酸化炭素および一酸化炭素がメタネー
ション反応をすることによって、更なる発熱を引き起こ
す危険性がある。この発熱により、脱硫器の損傷が考え
られるが、実際には、そこに至る前に燃料電池発電プラ
ントは脱硫器温度の限界使用温度を検知し自動停止す
る。このことから、燃料電池発電プラントの長期安定運
転が困難となる。
【０００９】本発明の目的は、酸素を多く含むガスを燃
料電池発電プラントの燃料ガスとして供給する場合で
も、燃料ガスに含まれる酸素濃度変動による脱硫器の温
度変動を抑制できる燃料電池発電プラントおよびその制
御装置を得ることである。
料電池発電プラントの燃料ガスとして供給する場合で
も、燃料ガスに含まれる酸素濃度変動による脱硫器の温
度変動を抑制できる燃料電池発電プラントおよびその制
御装置を得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
燃料電池発電プラントは、燃料ガスを水素リッチガスに
改質するための改質器と、改質器で得られた水素リッチ
ガス中の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成
器で得られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガ
スに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると
共に改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応
動作温度まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料
電池発電プラントにおいて、脱硫器として、硫化水素吸
収剤のみを充填した脱硫器を用いることを特徴とする。
燃料電池発電プラントは、燃料ガスを水素リッチガスに
改質するための改質器と、改質器で得られた水素リッチ
ガス中の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成
器で得られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガ
スに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると
共に改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応
動作温度まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料
電池発電プラントにおいて、脱硫器として、硫化水素吸
収剤のみを充填した脱硫器を用いることを特徴とする。
【００１１】請求項１の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントでは、微量な酸素を含む燃料ガスを熱交換器で脱硫
動作温度まで昇温し、硫化水素吸収剤のみを充填した脱
硫器で硫化水素を除去する。硫化水素を除去され変成器
からの水素を含んだ燃料ガスは改質器に供給され、水素
リッチガスに改質されると共に燃料ガスに含まれる水素
は改質器で酸素と反応し発熱する。そして、熱交換器で
一酸化炭素変成反応動作温度まで降温されて変成器に供
給され、変成器では一酸化炭素が低減され燃料電池本体
に供給される。
ントでは、微量な酸素を含む燃料ガスを熱交換器で脱硫
動作温度まで昇温し、硫化水素吸収剤のみを充填した脱
硫器で硫化水素を除去する。硫化水素を除去され変成器
からの水素を含んだ燃料ガスは改質器に供給され、水素
リッチガスに改質されると共に燃料ガスに含まれる水素
は改質器で酸素と反応し発熱する。そして、熱交換器で
一酸化炭素変成反応動作温度まで降温されて変成器に供
給され、変成器では一酸化炭素が低減され燃料電池本体
に供給される。
【００１２】請求項２の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントは、燃料ガスを水素リッチガスに改質するための改
質器と、改質器で得られた水素リッチガス中の一酸化炭
素を低減させるための変成器と、変成器で得られた水素
リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含まれる有機
硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫器への燃料
ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質器からの水
素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度まで降温さ
せるための熱交換器とを備えた燃料電池発電プラントに
おいて、脱硫器に供給される燃料ガスには燃料ガスを改
質して得られる水素リッチガスを混合しないようにした
ことを特徴とする。
ントは、燃料ガスを水素リッチガスに改質するための改
質器と、改質器で得られた水素リッチガス中の一酸化炭
素を低減させるための変成器と、変成器で得られた水素
リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含まれる有機
硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫器への燃料
ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質器からの水
素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度まで降温さ
せるための熱交換器とを備えた燃料電池発電プラントに
おいて、脱硫器に供給される燃料ガスには燃料ガスを改
質して得られる水素リッチガスを混合しないようにした
ことを特徴とする。
【００１３】請求項２の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントでは、燃料ガスを改質して得られる水素リッチガス
を脱硫器に戻すためのリサイクルガス配管を除去し、水
素リッチガスを混合させないで燃料ガスを改質器に供給
する。
ントでは、燃料ガスを改質して得られる水素リッチガス
を脱硫器に戻すためのリサイクルガス配管を除去し、水
素リッチガスを混合させないで燃料ガスを改質器に供給
する。
【００１４】請求項３の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、硫化水素吸収剤のみを充填した脱硫
器を用いた請求項１に記載の燃料電池発電プラントを制
御するための燃料電池発電プラントの制御装置におい
て、脱硫器への燃料ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃
度検出器と、酸素濃度検出器で検出された酸素濃度と燃
料ガスを改質して得られる水素との反応による発熱量を
算出する発熱量算出手段と、発熱量算出手段で得られた
発熱量から改質器の入口温度上昇割合を算出する改質器
入口温度算出手段と、改質器入口温度算出手段により算
出された改質器入口温度から最適な改質器反応管温度に
調整する改質器反応管温度調整手段とを備えたことを特
徴とする。
ントの制御装置は、硫化水素吸収剤のみを充填した脱硫
器を用いた請求項１に記載の燃料電池発電プラントを制
御するための燃料電池発電プラントの制御装置におい
て、脱硫器への燃料ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃
度検出器と、酸素濃度検出器で検出された酸素濃度と燃
料ガスを改質して得られる水素との反応による発熱量を
算出する発熱量算出手段と、発熱量算出手段で得られた
発熱量から改質器の入口温度上昇割合を算出する改質器
入口温度算出手段と、改質器入口温度算出手段により算
出された改質器入口温度から最適な改質器反応管温度に
調整する改質器反応管温度調整手段とを備えたことを特
徴とする。
【００１５】請求項３の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、酸素濃度検出器により検出された
燃料ガスの酸素濃度と燃料ガスを改質して得られる水素
との反応による発熱量を発熱量算出手段で算出し、この
発熱量から改質器の入口温度上昇割合を改質器入口温度
算出手段で算出し、さらに改質器反応管温度調整手段は
改質器入口温度算出手段により算出された改質器入口温
度が最適な改質器反応管温度になるように調整する。
ントの制御装置では、酸素濃度検出器により検出された
燃料ガスの酸素濃度と燃料ガスを改質して得られる水素
との反応による発熱量を発熱量算出手段で算出し、この
発熱量から改質器の入口温度上昇割合を改質器入口温度
算出手段で算出し、さらに改質器反応管温度調整手段は
改質器入口温度算出手段により算出された改質器入口温
度が最適な改質器反応管温度になるように調整する。
【００１６】請求項４の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、脱硫器への燃料ガス中の酸素濃度を検出
する酸素濃度検出器と、酸素濃度検出器で検出された酸
素濃度と燃料ガスを改質して得られる水素との反応によ
る発熱量を算出する発熱量算出手段と、発熱量算出手段
で得られた発熱量から脱硫器の温度上昇割合を算出する
脱硫器温度算出手段と、脱硫器温度算出手段により算出
された脱硫器温度から燃料流量を調整し負荷を変動させ
ることにより脱硫器がその機能を発揮することができる
温度に調整する燃料流量調整手段とを備えたことを特徴
とする。
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、脱硫器への燃料ガス中の酸素濃度を検出
する酸素濃度検出器と、酸素濃度検出器で検出された酸
素濃度と燃料ガスを改質して得られる水素との反応によ
る発熱量を算出する発熱量算出手段と、発熱量算出手段
で得られた発熱量から脱硫器の温度上昇割合を算出する
脱硫器温度算出手段と、脱硫器温度算出手段により算出
された脱硫器温度から燃料流量を調整し負荷を変動させ
ることにより脱硫器がその機能を発揮することができる
温度に調整する燃料流量調整手段とを備えたことを特徴
とする。
【００１７】請求項４の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、酸素濃度検出器により検出した酸
素濃度と燃料ガスを改質して得られる水素との反応によ
る発熱量を発熱量算出手段で算出し、この発熱量から脱
硫器の温度上昇割合を脱硫器温度算出手段で算出し、燃
料流量調整手段はこの脱硫器温度算出手段により算出さ
れた脱硫器温度から燃料流量を調整し、負荷を変動させ
ることにより、脱硫器がその機能を発揮することができ
る温度に調整する。
ントの制御装置では、酸素濃度検出器により検出した酸
素濃度と燃料ガスを改質して得られる水素との反応によ
る発熱量を発熱量算出手段で算出し、この発熱量から脱
硫器の温度上昇割合を脱硫器温度算出手段で算出し、燃
料流量調整手段はこの脱硫器温度算出手段により算出さ
れた脱硫器温度から燃料流量を調整し、負荷を変動させ
ることにより、脱硫器がその機能を発揮することができ
る温度に調整する。
【００１８】請求項５の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物または硫化水素を除去するための
脱硫器と、脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温
すると共に改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変
成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備え
た燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発電
プラントの制御装置において、燃料ガスを改質するため
の改質器の反応管温度を検出する改質器反応管温度検出
器と、改質器で改質された燃料ガスの出口温度を検出す
る改質器出口温度検出器と、改質器出口温度と改質器反
応管温度から燃料ガスの燃料改質率を算出する燃料改質
率算出手段と、燃料改質率算出手段により算出された燃
料改質率から最適な改質器反応管温度に調整する改質器
反応管温度調整手段とを備えたことを特徴とする。
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物または硫化水素を除去するための
脱硫器と、脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温
すると共に改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変
成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備え
た燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発電
プラントの制御装置において、燃料ガスを改質するため
の改質器の反応管温度を検出する改質器反応管温度検出
器と、改質器で改質された燃料ガスの出口温度を検出す
る改質器出口温度検出器と、改質器出口温度と改質器反
応管温度から燃料ガスの燃料改質率を算出する燃料改質
率算出手段と、燃料改質率算出手段により算出された燃
料改質率から最適な改質器反応管温度に調整する改質器
反応管温度調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】請求項５の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、改質器出口温度と改質器反応管温
度から燃料の改質率を燃料改質率算出手段で算出し、改
質器反応管温度調整手段は、この燃料改質率算出手段に
より算出された燃料改質率から最適な改質器反応管温度
に調整する。
ントの制御装置では、改質器出口温度と改質器反応管温
度から燃料の改質率を燃料改質率算出手段で算出し、改
質器反応管温度調整手段は、この燃料改質率算出手段に
より算出された燃料改質率から最適な改質器反応管温度
に調整する。
【００２０】請求項６の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱硫
器温度検出器と、脱硫器温度検出器で検出された脱硫器
温度に基づいて燃料流量を調整して負荷を変動させ脱硫
器がその機能を発揮することができる温度になるように
調整する燃料流量調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱硫
器温度検出器と、脱硫器温度検出器で検出された脱硫器
温度に基づいて燃料流量を調整して負荷を変動させ脱硫
器がその機能を発揮することができる温度になるように
調整する燃料流量調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００２１】請求項６の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、燃料流量調整手段は、脱硫器温度
検出器で検出した脱硫器温度に基づいて燃料流量を調整
し負荷を変動させることにより、脱硫器がその機能を発
揮することができる温度になるように調整する。
ントの制御装置では、燃料流量調整手段は、脱硫器温度
検出器で検出した脱硫器温度に基づいて燃料流量を調整
し負荷を変動させることにより、脱硫器がその機能を発
揮することができる温度になるように調整する。
【００２２】請求項７の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、熱交換器をバイパスして熱交換器で加熱
しない状態の燃料ガスを脱硫器に供給するためのバイパ
ス配管と、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱硫器温
度検出器と、脱硫器温度検出器で検出された脱硫器温度
が脱硫器の機能を発揮できる温度になるようにバイパス
配管からの燃料ガスと熱交換器で加熱された燃料ガスと
の混合割合を調整する脱硫器バイパス流量調整手段とを
備えたことを特徴とする。
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、熱交換器をバイパスして熱交換器で加熱
しない状態の燃料ガスを脱硫器に供給するためのバイパ
ス配管と、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱硫器温
度検出器と、脱硫器温度検出器で検出された脱硫器温度
が脱硫器の機能を発揮できる温度になるようにバイパス
配管からの燃料ガスと熱交換器で加熱された燃料ガスと
の混合割合を調整する脱硫器バイパス流量調整手段とを
備えたことを特徴とする。
【００２３】請求項７の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、脱硫器バイパス流量調整手段は、
改質器の出口ガスとの熱交換により加熱した燃料ガス
と、その熱交換器をバイパス配管にてバイパスして加熱
されない燃料ガスとの割合から、脱硫器がその機能を発
揮することができる温度に調整する。
ントの制御装置では、脱硫器バイパス流量調整手段は、
改質器の出口ガスとの熱交換により加熱した燃料ガス
と、その熱交換器をバイパス配管にてバイパスして加熱
されない燃料ガスとの割合から、脱硫器がその機能を発
揮することができる温度に調整する。
【００２４】請求項８の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱硫
器温度検出器と、冷却水を供給して脱硫器を冷却するた
めの冷却器と、脱硫器がその機能を発揮できる温度にな
るように脱硫器温度に基づいて冷却器への冷却水流量を
調整するための冷却水流量調整手段とを備えたことを特
徴とする。
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱硫
器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改質
器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温度
まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発電
プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制御
装置において、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱硫
器温度検出器と、冷却水を供給して脱硫器を冷却するた
めの冷却器と、脱硫器がその機能を発揮できる温度にな
るように脱硫器温度に基づいて冷却器への冷却水流量を
調整するための冷却水流量調整手段とを備えたことを特
徴とする。
【００２５】請求項８の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、冷却水流量調整手段は、脱硫器を
冷却するための冷却器に対し、脱硫器がその機能を発揮
することができる温度になるように冷却器への冷却水流
量を調整する。
ントの制御装置では、冷却水流量調整手段は、脱硫器を
冷却するための冷却器に対し、脱硫器がその機能を発揮
することができる温度になるように冷却器への冷却水流
量を調整する。
【００２６】請求項９の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物または硫化水素を除去するための
脱硫器と、脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温
すると共に改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変
成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備え
た燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発電
プラントの制御装置において、変成器の燃料ガスの温度
を検出する変成器温度検出器と、冷却水を供給して変成
器を冷却するための冷却器と、変成器がその機能を発揮
できる温度になるように変成器温度に基づいて冷却器へ
の冷却水流量を調整するための冷却水流量調整手段とを
備えたことを特徴とする。
ントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質す
るための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で得
られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物または硫化水素を除去するための
脱硫器と、脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温
すると共に改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変
成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備え
た燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発電
プラントの制御装置において、変成器の燃料ガスの温度
を検出する変成器温度検出器と、冷却水を供給して変成
器を冷却するための冷却器と、変成器がその機能を発揮
できる温度になるように変成器温度に基づいて冷却器へ
の冷却水流量を調整するための冷却水流量調整手段とを
備えたことを特徴とする。
【００２７】請求項９の発明に係わる燃料電池発電プラ
ントの制御装置では、冷却水流量調整手段は、変成器を
冷却するための冷却器に対し、変成器がその機能を発揮
することができる温度になるように変成器への冷却水流
量を調整する。
ントの制御装置では、冷却水流量調整手段は、変成器を
冷却するための冷却器に対し、変成器がその機能を発揮
することができる温度になるように変成器への冷却水流
量を調整する。
【００２８】請求項１０の発明に係わる燃料電池発電プ
ラントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質
するための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス
中の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で
得られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに
含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱
硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改
質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温
度まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発
電プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制
御装置において、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱
硫器温度検出器と、脱硫器がその機能を発揮できる温度
になるように脱硫器温度に基づいて変成器で得られた水
素リッチガス流量を調整するためのリサイクルガス流量
調整手段とを備えたことを特徴とする。
ラントの制御装置は、燃料ガスを水素リッチガスに改質
するための改質器と、改質器で得られた水素リッチガス
中の一酸化炭素を低減させるための変成器と、変成器で
得られた水素リッチガスを用いて改質器への燃料ガスに
含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器と、脱
硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温すると共に改
質器からの水素リッチガスを一酸化炭素変成反応動作温
度まで降温させるための熱交換器とを備えた燃料電池発
電プラントを制御するための燃料電池発電プラントの制
御装置において、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する脱
硫器温度検出器と、脱硫器がその機能を発揮できる温度
になるように脱硫器温度に基づいて変成器で得られた水
素リッチガス流量を調整するためのリサイクルガス流量
調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２９】請求項１０の発明に係わる燃料電池発電プ
ラントの制御装置では、リサイクルガス流量調整手段
は、脱硫器がその機能を発揮することができる温度にな
るようにリサイクルする水素リッチガス流量を調整す
る。
ラントの制御装置では、リサイクルガス流量調整手段
は、脱硫器がその機能を発揮することができる温度にな
るようにリサイクルする水素リッチガス流量を調整す
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態に係わる燃料電池発電プラントの説明図であり、図１
（ａ）は燃料電池発電プラントの構成図、図１（ｂ）は
脱硫器の説明図である。図１（ａ）に示すように、燃料
ガスは供給配管１１に供給され、燃料ガス流量調整弁１
３を介して熱交換器１４に供給される。一方、熱交換器
１４には変成器２２からの水素リッチガスがリサイクル
ガス流量調整弁２４を介して供給されており、熱交換器
１４では、燃料ガスと水素リッチガスとを混合してこれ
ら混合気体を脱硫器１５での脱硫動作温度まで昇温し脱
硫器１５に供給する。
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態に係わる燃料電池発電プラントの説明図であり、図１
（ａ）は燃料電池発電プラントの構成図、図１（ｂ）は
脱硫器の説明図である。図１（ａ）に示すように、燃料
ガスは供給配管１１に供給され、燃料ガス流量調整弁１
３を介して熱交換器１４に供給される。一方、熱交換器
１４には変成器２２からの水素リッチガスがリサイクル
ガス流量調整弁２４を介して供給されており、熱交換器
１４では、燃料ガスと水素リッチガスとを混合してこれ
ら混合気体を脱硫器１５での脱硫動作温度まで昇温し脱
硫器１５に供給する。
【００３１】脱硫器１５は、図１（ｂ）に示すように硫
化水素吸収剤３７のみを充填したものであり、燃料ガス
に含まれる硫化水素を吸収する。従って、変成器２２か
らの水素リッチガスの水素と、燃料ガスに含まれる酸素
とが脱硫器１５で反応することはない。脱硫器１５で硫
化水素を除去された燃料ガスは水蒸気と共に改質器１９
に供給される。
化水素吸収剤３７のみを充填したものであり、燃料ガス
に含まれる硫化水素を吸収する。従って、変成器２２か
らの水素リッチガスの水素と、燃料ガスに含まれる酸素
とが脱硫器１５で反応することはない。脱硫器１５で硫
化水素を除去された燃料ガスは水蒸気と共に改質器１９
に供給される。
【００３２】改質器１９は燃料ガスからスチーム・リフ
ォーミング反応にて水素リッチガスを製造するものであ
り、燃料電池本体２５からの水素ガスと空気とを反応さ
せて発熱させ、改質反応を促進している。すなわち、改
質器１９には燃料ガス系統とは別に流量調整された水蒸
気が供給され、この改質器１９でのスチーム・リフォー
ミング反応を促進させるための熱源としては、燃料電池
本体２５から発電に使われなかった残りの水素リッチガ
スを改質器１９へ供給し空気で燃焼させて、そのときに
発生する熱を熱源として利用している。
ォーミング反応にて水素リッチガスを製造するものであ
り、燃料電池本体２５からの水素ガスと空気とを反応さ
せて発熱させ、改質反応を促進している。すなわち、改
質器１９には燃料ガス系統とは別に流量調整された水蒸
気が供給され、この改質器１９でのスチーム・リフォー
ミング反応を促進させるための熱源としては、燃料電池
本体２５から発電に使われなかった残りの水素リッチガ
スを改質器１９へ供給し空気で燃焼させて、そのときに
発生する熱を熱源として利用している。
【００３３】改質器１９で得られた水素リッチガスは熱
交換器１４に導かれ、水素リッチガスを一酸化炭素変成
反応動作温度まで降温させるための熱交換が行われる。
熱交換器１４からの水素リッチガスは変成器２２に供給
され、シフト反応により水素リッチガス中の一酸化炭素
が低減させられる。そして、変換器２２からの水素リッ
チガスを燃料ガスとして燃料電池本体２５に送ると共
に、リサイクルガス流量調整弁２４および熱交換器１４
を介して脱硫器１５に水素リッチガスとして供給され
る。
交換器１４に導かれ、水素リッチガスを一酸化炭素変成
反応動作温度まで降温させるための熱交換が行われる。
熱交換器１４からの水素リッチガスは変成器２２に供給
され、シフト反応により水素リッチガス中の一酸化炭素
が低減させられる。そして、変換器２２からの水素リッ
チガスを燃料ガスとして燃料電池本体２５に送ると共
に、リサイクルガス流量調整弁２４および熱交換器１４
を介して脱硫器１５に水素リッチガスとして供給され
る。
【００３４】このように、第１の実施の形態では、供給
配管１１に供給される燃料ガスに微量の酸素が含まれて
いる場合には、脱硫器１５は図１（ｂ）に示すように硫
化水素吸収剤３７のみが充填されているので、燃料ガス
に含まれる酸素は変成器２２からの水素リッチガスと脱
硫器１５では反応しない。つまり、脱硫器１５では、燃
料ガスに含まれる酸素とリサイクルガスに含まれる水素
とが反応しないので、脱硫器１５が発熱することはな
い。
配管１１に供給される燃料ガスに微量の酸素が含まれて
いる場合には、脱硫器１５は図１（ｂ）に示すように硫
化水素吸収剤３７のみが充填されているので、燃料ガス
に含まれる酸素は変成器２２からの水素リッチガスと脱
硫器１５では反応しない。つまり、脱硫器１５では、燃
料ガスに含まれる酸素とリサイクルガスに含まれる水素
とが反応しないので、脱硫器１５が発熱することはな
い。
【００３５】そして、脱硫器１５を通過し改質器１９に
達した燃料ガス中の酸素は、改質器１９で水素と反応し
て発熱することになる。この場合、改質器１９での燃料
改質反応は吸熱反応であり、この燃料ガスに含まれる酸
素と水素の反応による発熱は燃料改質反応に有利であ
る。
達した燃料ガス中の酸素は、改質器１９で水素と反応し
て発熱することになる。この場合、改質器１９での燃料
改質反応は吸熱反応であり、この燃料ガスに含まれる酸
素と水素の反応による発熱は燃料改質反応に有利であ
る。
【００３６】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの構成図である。この第２の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、リサイクル
ガスを脱硫器１５へ供給しないようにしたものである。
それに伴い、リサイクルガス配管を削除しリサイクルガ
ス流量調整弁２４も削除している。
る。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの構成図である。この第２の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、リサイクル
ガスを脱硫器１５へ供給しないようにしたものである。
それに伴い、リサイクルガス配管を削除しリサイクルガ
ス流量調整弁２４も削除している。
【００３７】燃料ガス中に有機硫黄化合物を含まない
か、含んでいても燃料電池発電プラントにとって無視で
きる程度である場合は、脱硫器１５において有機硫黄化
合物を水添分解する必要はない。そこで、燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を水添分解するための燃料改質の
リサイクルガスを脱硫器１５へ供給しないようにする。
つまり、リサイクルガス配管を削除して変成器２２から
の水素リッチガスを脱硫器１５へ供給しないようにす
る。
か、含んでいても燃料電池発電プラントにとって無視で
きる程度である場合は、脱硫器１５において有機硫黄化
合物を水添分解する必要はない。そこで、燃料ガスに含
まれる有機硫黄化合物を水添分解するための燃料改質の
リサイクルガスを脱硫器１５へ供給しないようにする。
つまり、リサイクルガス配管を削除して変成器２２から
の水素リッチガスを脱硫器１５へ供給しないようにす
る。
【００３８】これにより、燃料ガスに酸素が含まれてい
る場合であっても、この酸素が燃料改質リサイクルガス
中の水素と反応し発熱することがないので、脱硫器１５
での発熱を抑制することができる。
る場合であっても、この酸素が燃料改質リサイクルガス
中の水素と反応し発熱することがないので、脱硫器１５
での発熱を抑制することができる。
【００３９】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第３の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの構成図である。この第３の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、燃料ガスの
酸素濃度を検出する酸素濃度検出器１２を設け、この酸
素濃度検出器１２の検出信号に基づいて改質器１９の反
応管の温度を所定値に制御するための制御部２６を設け
たものである。
る。図３は本発明の第３の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの構成図である。この第３の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、燃料ガスの
酸素濃度を検出する酸素濃度検出器１２を設け、この酸
素濃度検出器１２の検出信号に基づいて改質器１９の反
応管の温度を所定値に制御するための制御部２６を設け
たものである。
【００４０】酸素濃度検出器１２は燃料ガスの供給配管
１１に設けられ、この酸素濃度検出器１２により検出さ
れた燃料ガス中の酸素濃度は、制御部２６の集計手段２
７に伝送され、発熱量算出手段２８において酸素と水素
による発熱量が算出され、改質器入口温度算出手段２９
において、この発熱量による改質器１９の入口温度の上
昇、すなわち改質器１９での燃料ガスが改質反応するた
めに受け取った熱量を算出し、プラントにとって最適な
改質器反応管温度を改質器反応管温度調整手段３０で算
出する。
１１に設けられ、この酸素濃度検出器１２により検出さ
れた燃料ガス中の酸素濃度は、制御部２６の集計手段２
７に伝送され、発熱量算出手段２８において酸素と水素
による発熱量が算出され、改質器入口温度算出手段２９
において、この発熱量による改質器１９の入口温度の上
昇、すなわち改質器１９での燃料ガスが改質反応するた
めに受け取った熱量を算出し、プラントにとって最適な
改質器反応管温度を改質器反応管温度調整手段３０で算
出する。
【００４１】この第３の実施の形態によれば、燃料ガス
の酸素濃度を検出し、その酸素濃度に基づいて算出した
改質器反応管温度にプラントを運転調整するので、脱硫
器１５にとっても適切な運転条件となり、適切に燃料電
池発電プラントを制御することができる。
の酸素濃度を検出し、その酸素濃度に基づいて算出した
改質器反応管温度にプラントを運転調整するので、脱硫
器１５にとっても適切な運転条件となり、適切に燃料電
池発電プラントを制御することができる。
【００４２】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図４は本発明の第４の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図であり、図４（ａ）は
燃料電池発電プラントの構成図、図４（ｂ）は脱硫器１
５の説明図である。
る。図４は本発明の第４の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図であり、図４（ａ）は
燃料電池発電プラントの構成図、図４（ｂ）は脱硫器１
５の説明図である。
【００４３】この第４の実施の形態は、図３に示した第
３の実施の形態に対し、改質器入口温度算出手段２９お
よび改質器反応管温度調整手段３０に代えて、脱硫器温
度算出手段３１および燃料流量調整手段３２を設け、脱
硫器１５としては、図４（ｂ）に示すような有機硫黄化
合物を除去する脱硫器１５を使用したものである。
３の実施の形態に対し、改質器入口温度算出手段２９お
よび改質器反応管温度調整手段３０に代えて、脱硫器温
度算出手段３１および燃料流量調整手段３２を設け、脱
硫器１５としては、図４（ｂ）に示すような有機硫黄化
合物を除去する脱硫器１５を使用したものである。
【００４４】脱硫器１５は、図４（ｂ）に示すように、
その触媒層が３段構造となっており、燃料ガス入口か
ら、燃料ガス中の有機硫黄化合物を水添分解し硫化水素
へ変換するための水添分解触媒３８と、変換した硫化水
素を反応吸収するための硫化水素吸収剤３７と、水添分
解触媒３８で分解しなかった有機硫黄化合物と硫化水素
吸収剤３７で吸収しなかった硫化水素を吸着させるため
の高次脱硫剤３９とが充填されている。高次脱硫剤３９
は燃料ガスの硫黄濃度により、水添分解触媒３８と硫化
水素吸収剤３７で十分硫黄が除去できる場合は設置しな
い。
その触媒層が３段構造となっており、燃料ガス入口か
ら、燃料ガス中の有機硫黄化合物を水添分解し硫化水素
へ変換するための水添分解触媒３８と、変換した硫化水
素を反応吸収するための硫化水素吸収剤３７と、水添分
解触媒３８で分解しなかった有機硫黄化合物と硫化水素
吸収剤３７で吸収しなかった硫化水素を吸着させるため
の高次脱硫剤３９とが充填されている。高次脱硫剤３９
は燃料ガスの硫黄濃度により、水添分解触媒３８と硫化
水素吸収剤３７で十分硫黄が除去できる場合は設置しな
い。
【００４５】酸素濃度検出器１２により検出した燃料ガ
ス中の酸素濃度は、制御部２６の集計手段２７に伝送さ
れ、発熱量算出手段２８において酸素と水素による発熱
量が算出される。図４（ｂ）に示す脱硫器１５を有した
燃料電池発電プラントの場合には、酸素と水素の反応は
脱硫器１５で起こるので、脱硫器１５が温度上昇する。
この上昇分を考慮した脱硫器温度を脱硫器温度算出手段
３１において算出し、脱硫器１５が脱硫性能を発揮する
温度範囲内に制御されるよう燃料流量調整手段３２にお
いて、燃料ガス流量調整弁１３の開度を制御し最適な燃
料流量に調整する。
ス中の酸素濃度は、制御部２６の集計手段２７に伝送さ
れ、発熱量算出手段２８において酸素と水素による発熱
量が算出される。図４（ｂ）に示す脱硫器１５を有した
燃料電池発電プラントの場合には、酸素と水素の反応は
脱硫器１５で起こるので、脱硫器１５が温度上昇する。
この上昇分を考慮した脱硫器温度を脱硫器温度算出手段
３１において算出し、脱硫器１５が脱硫性能を発揮する
温度範囲内に制御されるよう燃料流量調整手段３２にお
いて、燃料ガス流量調整弁１３の開度を制御し最適な燃
料流量に調整する。
【００４６】この第４の実施の形態では、燃料ガスに含
まれる酸素濃度に基づいて脱硫器１５での発熱量を計算
し、脱硫器１５の発熱量が所定の温度範囲になるように
燃料ガス調整弁の開度を制御して燃料ガス流量を調整す
るので、脱硫器１５の温度が上昇することを防止でき
る。
まれる酸素濃度に基づいて脱硫器１５での発熱量を計算
し、脱硫器１５の発熱量が所定の温度範囲になるように
燃料ガス調整弁の開度を制御して燃料ガス流量を調整す
るので、脱硫器１５の温度が上昇することを防止でき
る。
【００４７】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図５は本発明の第５の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第５の実
施の形態は、図３に示した第３の実施の形態に対し、燃
料ガスに含まれる酸素濃度を検出するための酸素濃度検
出器１２に代えて、燃料ガスを改質するための改質器１
９の反応管温度を検出する改質器反応管温度検出器２０
および改質器１９で改質された燃料ガスの出口温度を検
出する改質器出口温度検出器２１を設けると共に、制御
部２６の発熱量算出手段２８および改質器入口温度算出
手段２９に代えて燃料改質率算出手段３３を設けたもの
である。そして、脱硫器１５としては、図１（ｂ）に示
す硫化水素吸収剤３７のみを充填した脱硫器、または図
４（ｂ）に示すような有機硫黄化合物を除去する脱硫器
１５を使用する。
る。図５は本発明の第５の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第５の実
施の形態は、図３に示した第３の実施の形態に対し、燃
料ガスに含まれる酸素濃度を検出するための酸素濃度検
出器１２に代えて、燃料ガスを改質するための改質器１
９の反応管温度を検出する改質器反応管温度検出器２０
および改質器１９で改質された燃料ガスの出口温度を検
出する改質器出口温度検出器２１を設けると共に、制御
部２６の発熱量算出手段２８および改質器入口温度算出
手段２９に代えて燃料改質率算出手段３３を設けたもの
である。そして、脱硫器１５としては、図１（ｂ）に示
す硫化水素吸収剤３７のみを充填した脱硫器、または図
４（ｂ）に示すような有機硫黄化合物を除去する脱硫器
１５を使用する。
【００４８】改質器反応管温度検出器２０で検出された
改質器反応管温度および改質器出口温度検出器２１にて
検出された改質器出口温度は、制御部２６の集計手段２
７に伝送される。そして、燃料改質率算出手段３３で
は、これら改質器反応管温度および改質器出口温度に基
づいて燃料改質率を算出する。改質器反応管温度調整手
段３０では、燃料改質率に基づいて最適な改質器反応管
温度を調整する。
改質器反応管温度および改質器出口温度検出器２１にて
検出された改質器出口温度は、制御部２６の集計手段２
７に伝送される。そして、燃料改質率算出手段３３で
は、これら改質器反応管温度および改質器出口温度に基
づいて燃料改質率を算出する。改質器反応管温度調整手
段３０では、燃料改質率に基づいて最適な改質器反応管
温度を調整する。
【００４９】これは燃料ガスに含まれる酸素濃度によっ
て発熱反応が起こり、図１（ｂ）に示す脱硫器１５の場
合は改質器入口温度が上昇し、図４（ｂ）に示す脱硫器
１５の場合は脱硫器１５が温度上昇することを利用した
ものであり、供給配管１１に酸素濃度検出器１２を備え
ていない燃料電池発電プラントにおいても、燃料ガス中
の酸素濃度の変動に対応することができる。
て発熱反応が起こり、図１（ｂ）に示す脱硫器１５の場
合は改質器入口温度が上昇し、図４（ｂ）に示す脱硫器
１５の場合は脱硫器１５が温度上昇することを利用した
ものであり、供給配管１１に酸素濃度検出器１２を備え
ていない燃料電池発電プラントにおいても、燃料ガス中
の酸素濃度の変動に対応することができる。
【００５０】次に、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。図６は本発明の第６の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第６の実
施の形態は、図４に示した第４の実施の形態に対し、燃
料ガスに含まれる酸素濃度を検出するための酸素濃度検
出器１２に代えて、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する
脱硫器温度検出器１７を設けると共に、制御部２６の発
熱量算出手段２８および脱硫器温度算出手段３１を省略
したものである。そして、脱硫器１５として図４（ｂ）
に示す脱硫器１５を備えている。
る。図６は本発明の第６の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第６の実
施の形態は、図４に示した第４の実施の形態に対し、燃
料ガスに含まれる酸素濃度を検出するための酸素濃度検
出器１２に代えて、脱硫器の燃料ガスの温度を検出する
脱硫器温度検出器１７を設けると共に、制御部２６の発
熱量算出手段２８および脱硫器温度算出手段３１を省略
したものである。そして、脱硫器１５として図４（ｂ）
に示す脱硫器１５を備えている。
【００５１】図６において、脱硫器温度検出器１７で検
出された脱硫器温度は制御部２６の集計手段２７に伝送
される。そして、燃料流量調整手段３２は、脱硫器温度
検出器１７で検出された脱硫器温度に基づいて、脱硫器
１５が脱硫性能を発揮する温度範囲内に制御されるよう
に、燃料ガス流量調整弁１３の開度を制御し最適な燃料
流量に調整する。
出された脱硫器温度は制御部２６の集計手段２７に伝送
される。そして、燃料流量調整手段３２は、脱硫器温度
検出器１７で検出された脱硫器温度に基づいて、脱硫器
１５が脱硫性能を発揮する温度範囲内に制御されるよう
に、燃料ガス流量調整弁１３の開度を制御し最適な燃料
流量に調整する。
【００５２】この第６の実施の形態では、燃料ガスに酸
素が含まれている場合には、脱硫器１５において変成器
２２からの水素と反応して温度が上昇する。この温度上
昇は燃料ガスに含まれる酸素濃度に応じて上昇すること
になる。そこで、脱硫器１５の温度に基づいて燃料ガス
流量を調整することによって脱硫器１５での発熱量を調
整する。従って、脱硫器１５の温度上昇を抑制すること
ができる。
素が含まれている場合には、脱硫器１５において変成器
２２からの水素と反応して温度が上昇する。この温度上
昇は燃料ガスに含まれる酸素濃度に応じて上昇すること
になる。そこで、脱硫器１５の温度に基づいて燃料ガス
流量を調整することによって脱硫器１５での発熱量を調
整する。従って、脱硫器１５の温度上昇を抑制すること
ができる。
【００５３】次に、本発明の第７の実施の形態を説明す
る。図７は本発明の第７の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第７の実
施の形態は、図６に示した第６の実施の形態に対し、熱
交換器１４をバイパスして熱交換器１４で加熱しない状
態の燃料ガスを脱硫器１５に供給するためのバイパス配
管３７を設け、制御部２６の燃料流量調整手段３２に代
えて脱硫器バイパス流量調整手段３４を設けたものであ
る。
る。図７は本発明の第７の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第７の実
施の形態は、図６に示した第６の実施の形態に対し、熱
交換器１４をバイパスして熱交換器１４で加熱しない状
態の燃料ガスを脱硫器１５に供給するためのバイパス配
管３７を設け、制御部２６の燃料流量調整手段３２に代
えて脱硫器バイパス流量調整手段３４を設けたものであ
る。
【００５４】図７において、供給配管１１にて供給され
た燃料ガスは、バイパス配管３７で分岐し、その一部は
熱交換器１４を介して脱硫器１５に供給され、残りはバ
イパス配管３７を通して直接脱硫器１５に供給される。
すなわち、熱交換器１４で改質器出口ガスと熱交換し加
熱される燃料ガスと、熱交換器１４を通さないでバイパ
スして直接脱硫器１５へ流す燃料ガスとに分岐される。
バイパス配管３７には燃料ガスのバイパス量を調整する
ための脱硫器バイパス流量調整弁１６が設けられてい
る。
た燃料ガスは、バイパス配管３７で分岐し、その一部は
熱交換器１４を介して脱硫器１５に供給され、残りはバ
イパス配管３７を通して直接脱硫器１５に供給される。
すなわち、熱交換器１４で改質器出口ガスと熱交換し加
熱される燃料ガスと、熱交換器１４を通さないでバイパ
スして直接脱硫器１５へ流す燃料ガスとに分岐される。
バイパス配管３７には燃料ガスのバイパス量を調整する
ための脱硫器バイパス流量調整弁１６が設けられてい
る。
【００５５】脱硫器温度検出器１７で検出された脱硫器
温度は制御部２６の集計手段２７に伝送され、脱硫器バ
イパス流量算出手段３４は脱硫器温度検出器１７で検出
された脱硫器温度に基づいて、脱硫器１５が脱硫性能を
発揮する温度範囲内に制御されるような脱硫器バイパス
流量を算出し、脱硫器バイパス流量調整弁１６の開度を
制御する。これにより燃料電池発電プラントは長期安定
した運転を行える。
温度は制御部２６の集計手段２７に伝送され、脱硫器バ
イパス流量算出手段３４は脱硫器温度検出器１７で検出
された脱硫器温度に基づいて、脱硫器１５が脱硫性能を
発揮する温度範囲内に制御されるような脱硫器バイパス
流量を算出し、脱硫器バイパス流量調整弁１６の開度を
制御する。これにより燃料電池発電プラントは長期安定
した運転を行える。
【００５６】この第７の実施の形態によれば、脱硫器バ
イパス流量調整手段３４により、改質器１９の出口ガス
との熱交換により加熱した燃料ガスと、その熱交換器１
４をバイパス配管３７にてバイパスして加熱されない燃
料ガスとの割合から、脱硫器がその機能を発揮すること
ができる温度に調整するので、脱硫器１５の温度が上昇
することを防止し、燃料電池発電プラントを安全に制御
できる。
イパス流量調整手段３４により、改質器１９の出口ガス
との熱交換により加熱した燃料ガスと、その熱交換器１
４をバイパス配管３７にてバイパスして加熱されない燃
料ガスとの割合から、脱硫器がその機能を発揮すること
ができる温度に調整するので、脱硫器１５の温度が上昇
することを防止し、燃料電池発電プラントを安全に制御
できる。
【００５７】次に、本発明の第８の実施の形態を説明す
る。図８は本発明の第８の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第８の実
施の形態は、図６に示した第６の実施の形態に対し、冷
却水を供給して脱硫器１５を冷却するための冷却器３８
を設け、制御部２６の燃料流量調整手段３２に代えて冷
却水流量調整手段３５を設けたものである。
る。図８は本発明の第８の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第８の実
施の形態は、図６に示した第６の実施の形態に対し、冷
却水を供給して脱硫器１５を冷却するための冷却器３８
を設け、制御部２６の燃料流量調整手段３２に代えて冷
却水流量調整手段３５を設けたものである。
【００５８】図８において、脱硫器１５には冷却器３８
が設けられており、冷却器３８に供給される冷却水は冷
却水流量調整弁１８の開度により調整される。脱硫器温
度検出器１７で検出された脱硫器温度は制御部２６の集
計手段２７に伝送され、冷却水流量算出手段３５は、脱
硫器温度検出器１７で検出された脱硫器温度に基づい
て、脱硫器１５が脱硫性能を発揮する温度範囲内に制御
されるよう冷却水の流量を算出し、冷却水流量調整弁１
８の開度を制御する。
が設けられており、冷却器３８に供給される冷却水は冷
却水流量調整弁１８の開度により調整される。脱硫器温
度検出器１７で検出された脱硫器温度は制御部２６の集
計手段２７に伝送され、冷却水流量算出手段３５は、脱
硫器温度検出器１７で検出された脱硫器温度に基づい
て、脱硫器１５が脱硫性能を発揮する温度範囲内に制御
されるよう冷却水の流量を算出し、冷却水流量調整弁１
８の開度を制御する。
【００５９】この第８の実施の形態では、冷却水流量調
整手段３５により、脱硫器１５を冷却するための冷却器
３８に対し、脱硫器１５がその機能を発揮することがで
きる温度になるように冷却器３８への冷却水流量を調整
するので、脱硫器１５は一定温度に保たれ、燃料電池発
電プラントは長期安定した運転を行える。
整手段３５により、脱硫器１５を冷却するための冷却器
３８に対し、脱硫器１５がその機能を発揮することがで
きる温度になるように冷却器３８への冷却水流量を調整
するので、脱硫器１５は一定温度に保たれ、燃料電池発
電プラントは長期安定した運転を行える。
【００６０】次に、本発明の第９の実施の形態を説明す
る。図９は本発明の第９の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第９の実
施の形態は、図８に示した第８の実施の形態に対し、脱
硫器１５を冷却するための冷却器に代えて変成器２２を
冷却するための冷却器４０を設け、脱硫器温度検出器１
７に代えて変成器温度検出器３９を設けたものである。
そして、脱硫器１５としては、図１（ｂ）に示す硫化水
素吸収剤３７のみを充填した脱硫器、または図４（ｂ）
に示すような有機硫黄化合物を除去する脱硫器１５を使
用する。
る。図９は本発明の第９の実施の形態に係わる燃料電池
発電プラントの制御装置の説明図である。この第９の実
施の形態は、図８に示した第８の実施の形態に対し、脱
硫器１５を冷却するための冷却器に代えて変成器２２を
冷却するための冷却器４０を設け、脱硫器温度検出器１
７に代えて変成器温度検出器３９を設けたものである。
そして、脱硫器１５としては、図１（ｂ）に示す硫化水
素吸収剤３７のみを充填した脱硫器、または図４（ｂ）
に示すような有機硫黄化合物を除去する脱硫器１５を使
用する。
【００６１】図９において、変成器２２には変成器２２
を冷却するための冷却器４０が設置され、冷却水流量調
整弁２３は変成器２２の温度変動に対応して冷却器４０
に冷却水を供給すべく開度制御が行われる。変成器温度
検出器３９で検出された変成器温度は制御部２６の集計
手段２７に伝送され、冷却水流量算出手段３５は、変成
器温度検出器３９で検出された変成器温度に基づいて、
変成器２２が一酸化炭素変成反応動作温度の温度範囲内
に制御されるよう冷却水の流量を算出し、冷却水流量調
整弁２３の開度を制御する。
を冷却するための冷却器４０が設置され、冷却水流量調
整弁２３は変成器２２の温度変動に対応して冷却器４０
に冷却水を供給すべく開度制御が行われる。変成器温度
検出器３９で検出された変成器温度は制御部２６の集計
手段２７に伝送され、冷却水流量算出手段３５は、変成
器温度検出器３９で検出された変成器温度に基づいて、
変成器２２が一酸化炭素変成反応動作温度の温度範囲内
に制御されるよう冷却水の流量を算出し、冷却水流量調
整弁２３の開度を制御する。
【００６２】これは燃料ガス中に酸素が含まれており、
その酸素と水素との反応により発熱することによる脱硫
器１５または改質器１９が温度変動した際には、その温
度変動による変成器２２の温度変動を抑制し、変成器２
２がその性能を発揮できる温度に調整できる能力を持
つ。これにより燃料電池発電プラントは長期安定した運
転を行える。
その酸素と水素との反応により発熱することによる脱硫
器１５または改質器１９が温度変動した際には、その温
度変動による変成器２２の温度変動を抑制し、変成器２
２がその性能を発揮できる温度に調整できる能力を持
つ。これにより燃料電池発電プラントは長期安定した運
転を行える。
【００６３】次に、本発明の第１０の実施の形態を説明
する。図１０は本発明の第１０の実施の形態に係わる燃
料電池発電プラントの制御装置の説明図である。この第
１０の実施の形態は、図７に示した第７の実施の形態に
対し、制御部２６の脱硫器バイパス流量調整手段３４に
代えて、リサイクルガス流量調整手段３６を設けたもの
である。
する。図１０は本発明の第１０の実施の形態に係わる燃
料電池発電プラントの制御装置の説明図である。この第
１０の実施の形態は、図７に示した第７の実施の形態に
対し、制御部２６の脱硫器バイパス流量調整手段３４に
代えて、リサイクルガス流量調整手段３６を設けたもの
である。
【００６４】図１０において、脱硫器１５の温度は脱硫
器温度検出器１７で検出され、制御部２６の集計手段２
７に伝送される。リサイクルガス流量調整手段３６は、
脱硫器温度検出器１７で検出され脱硫器温度に基づい
て、脱硫器１５がその機能を発揮できる温度になるよう
に変成器２２で得られた水素リッチガス流量を調整する
ための指令を、リサイクルガス流量調整弁２４に出力す
る。
器温度検出器１７で検出され、制御部２６の集計手段２
７に伝送される。リサイクルガス流量調整手段３６は、
脱硫器温度検出器１７で検出され脱硫器温度に基づい
て、脱硫器１５がその機能を発揮できる温度になるよう
に変成器２２で得られた水素リッチガス流量を調整する
ための指令を、リサイクルガス流量調整弁２４に出力す
る。
【００６５】すなわち、燃料ガス中の酸素濃度が変動し
た際には、脱硫器温度検出器１７の温度が変動し、その
温度変動を制御部２６の集計手段２７へ伝送し、脱硫器
１５が脱硫性能を発揮する温度範囲内に制御されるよ
う、リサイクルガス流量算出手段３６により、リサイク
ルガスの最適な流量を算出し、燃料改質リサイクルガス
流量調整弁２４を制御する。これにより、脱硫器１５は
一定温度に保たれ、燃料電池発電プラントは長期安定し
た運転を行える。
た際には、脱硫器温度検出器１７の温度が変動し、その
温度変動を制御部２６の集計手段２７へ伝送し、脱硫器
１５が脱硫性能を発揮する温度範囲内に制御されるよ
う、リサイクルガス流量算出手段３６により、リサイク
ルガスの最適な流量を算出し、燃料改質リサイクルガス
流量調整弁２４を制御する。これにより、脱硫器１５は
一定温度に保たれ、燃料電池発電プラントは長期安定し
た運転を行える。
【００６６】以上、本発明の第１の実施の形態乃至第１
０の実施の形態によれば、燃料ガスに含まれる酸素濃度
の変動による水素との反応発熱によって生じるプラント
の不安定状態を抑制することができる。すなわち、第１
の実施形態では脱硫器１５を酸素と水素の反応が起こら
ない触媒層とし脱硫器１５の温度が上昇することを防止
する。また、第２の実施の形態乃至第１０の実施の形態
では、脱硫器１５の温度変動を抑制するための制御を行
い、長期安定運転できる燃料電池発電プラントとしてい
る。これら第１の実施の形態乃至第１０の実施の形態
は、それ単独で実施することはもとより、複数の実施の
形態を組み合せて脱硫器１５の温度を調整するようにし
ても良いことは言うまでもない。
０の実施の形態によれば、燃料ガスに含まれる酸素濃度
の変動による水素との反応発熱によって生じるプラント
の不安定状態を抑制することができる。すなわち、第１
の実施形態では脱硫器１５を酸素と水素の反応が起こら
ない触媒層とし脱硫器１５の温度が上昇することを防止
する。また、第２の実施の形態乃至第１０の実施の形態
では、脱硫器１５の温度変動を抑制するための制御を行
い、長期安定運転できる燃料電池発電プラントとしてい
る。これら第１の実施の形態乃至第１０の実施の形態
は、それ単独で実施することはもとより、複数の実施の
形態を組み合せて脱硫器１５の温度を調整するようにし
ても良いことは言うまでもない。
【００６７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、酸
素を多く含む都市ガスや汚泥処理から得られる消化ガ
ス、さらには埋め立てゴミ場から得られるランドフィル
ガスおよび食品工場等での廃液の嫌気性処理により得ら
れるガスを、燃料電池発電プラントの燃料ガスとして供
給する場合でも、燃料ガスに含まれる酸素濃度変動によ
る脱硫器の温度変動を抑制できる。これによって、長期
安定運転できる燃料電池発電プラントを提供することが
できる。
素を多く含む都市ガスや汚泥処理から得られる消化ガ
ス、さらには埋め立てゴミ場から得られるランドフィル
ガスおよび食品工場等での廃液の嫌気性処理により得ら
れるガスを、燃料電池発電プラントの燃料ガスとして供
給する場合でも、燃料ガスに含まれる酸素濃度変動によ
る脱硫器の温度変動を抑制できる。これによって、長期
安定運転できる燃料電池発電プラントを提供することが
できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの説明図であり、図１（ａ）は燃料電池発電
プラントの構成図、図１（ｂ）は脱硫器の説明図。
電プラントの説明図であり、図１（ａ）は燃料電池発電
プラントの構成図、図１（ｂ）は脱硫器の説明図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの構成図。
電プラントの構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の構成図。
電プラントの制御装置の構成図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の説明図であり、図４（ａ）は燃
料電池発電プラントの制御装置の構成図、図４（ｂ）は
脱硫器の説明図。
電プラントの制御装置の説明図であり、図４（ａ）は燃
料電池発電プラントの制御装置の構成図、図４（ｂ）は
脱硫器の説明図。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の構成図。
電プラントの制御装置の構成図。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の構成図。
電プラントの制御装置の構成図。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の構成図。
電プラントの制御装置の構成図。
【図８】本発明の第８の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の構成図。
電プラントの制御装置の構成図。
【図９】本発明の第９の実施の形態に係わる燃料電池発
電プラントの制御装置の構成図。
電プラントの制御装置の構成図。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態に係わる燃料電
池発電プラントの制御装置の構成図。
池発電プラントの制御装置の構成図。
【符号の説明】 １１ 供給配管 １２ 酸素濃度検出器 １３ 燃料ガス流量調整弁 １４ 熱交換器 １５ 脱硫器 １６ 脱硫器バイパス流量調整弁 １７ 脱硫器温度検出器 １８、２３ 冷却水流量調整弁 １９ 改質器 ２０ 改質器反応管温度検出器 ２１ 改質器出口温度検出器 ２２ 変成器 ２４ リサイクルガス流量調整弁 ２５ 燃料電池本体 ２６ 制御部 ２７ 集計手段 ２８ 発熱量算出手段 ２９ 改質器入口温度算出手段 ３０ 改質器反応管温度調整手段 ３１ 脱硫器温度算出手段 ３２ 燃料流量調整手段 ３３ 燃料改質率算出手段 ３４ 脱硫器バイパス流量調整手段 ３５ 冷却水流量調整手段 ３６ リサイクルガス流量調整手段 ３７ バイパス配管 ３８、４０ 冷却器 ３９ 変成器温度検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 正人 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 肥塚 淳次 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 東芝アイテック株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温す
ると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素
変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備
えた燃料電池発電プラントにおいて、前記脱硫器とし
て、硫化水素吸収剤のみを充填した脱硫器を用いること
を特徴とする燃料電池発電プラント。 - 【請求項２】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温す
ると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素
変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備
えた燃料電池発電プラントにおいて、前記脱硫器に供給
される燃料ガスには前記燃料ガスを改質して得られる水
素リッチガスを混合しないようにしたことを特徴とする
燃料電池発電プラント。 - 【請求項３】 硫化水素吸収剤のみを充填した脱硫器を
用いた請求項１に記載の燃料電池発電プラントを制御す
るための燃料電池発電プラントの制御装置において、前
記脱硫器への燃料ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度
検出器と、前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度と
前記燃料ガスを改質して得られる水素との反応による発
熱量を算出する発熱量算出手段と、前記発熱量算出手段
で得られた発熱量から前記改質器の入口温度上昇割合を
算出する改質器入口温度算出手段と、前記改質器入口温
度算出手段により算出された改質器入口温度から最適な
改質器反応管温度に調整する改質器反応管温度調整手段
とを備えたことを特徴とする燃料電池発電プラントの制
御装置。 - 【請求項４】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温す
ると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素
変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備
えた燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発
電プラントの制御装置において、前記脱硫器への燃料ガ
ス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、前記酸素
濃度検出器で検出された酸素濃度と燃料ガスを改質して
得られる水素との反応による発熱量を算出する発熱量算
出手段と、前記発熱量算出手段で得られた発熱量から前
記脱硫器の温度上昇割合を算出する脱硫器温度算出手段
と、前記脱硫器温度算出手段により算出された脱硫器温
度から燃料流量を調整し負荷を変動させることにより前
記脱硫器がその機能を発揮することができる温度に調整
する燃料流量調整手段とを備えたことを特徴とする燃料
電池発電プラントの制御装置。 - 【請求項５】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物または硫化水素を除去す
るための脱硫器と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作
温度まで昇温すると共に前記改質器からの水素リッチガ
スを一酸化炭素変成反応動作温度まで降温させるための
熱交換器とを備えた燃料電池発電プラントを制御するた
めの燃料電池発電プラントの制御装置において、前記燃
料ガスを改質するための前記改質器の反応管温度を検出
する改質器反応管温度検出器と、前記改質器で改質され
た燃料ガスの出口温度を検出する改質器出口温度検出器
と、前記改質器出口温度と前記改質器反応管温度から燃
料ガスの燃料改質率を算出する燃料改質率算出手段と、
前記燃料改質率算出手段により算出された燃料改質率か
ら最適な改質器反応管温度に調整する改質器反応管温度
調整手段とを備えたことを特徴とする燃料電池発電プラ
ントの制御装置。 - 【請求項６】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温す
ると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素
変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備
えた燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発
電プラントの制御装置において、前記脱硫器の燃料ガス
の温度を検出する脱硫器温度検出器と、前記脱硫器温度
検出器で検出された脱硫器温度に基づいて燃料流量を調
整して負荷を変動させ前記脱硫器がその機能を発揮する
ことができる温度になるように調整する燃料流量調整手
段とを備えたことを特徴とする燃料電池発電プラントの
制御装置。 - 【請求項７】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温す
ると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素
変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備
えた燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発
電プラントの制御装置において、前記熱交換器をバイパ
スして前記熱交換器で加熱しない状態の燃料ガスを前記
脱硫器に供給するためのバイパス配管と、前記脱硫器の
燃料ガスの温度を検出する脱硫器温度検出器と、前記脱
硫器温度検出器で検出された脱硫器温度が前記脱硫器の
機能を発揮できる温度になるように前記バイパス配管か
らの燃料ガスと前記熱交換器で加熱された燃料ガスとの
混合割合を調整する脱硫器バイパス流量調整手段とを備
えたことを特徴とする燃料電池発電プラントの制御装
置。 - 【請求項８】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫器
と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温す
ると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭素
変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを備
えた燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池発
電プラントの制御装置において、前記脱硫器の燃料ガス
の温度を検出する脱硫器温度検出器と、冷却水を供給し
て前記脱硫器を冷却するための冷却器と、前記脱硫器が
その機能を発揮できる温度になるように前記脱硫器温度
に基づいて前記冷却器への冷却水流量を調整するための
冷却水流量調整手段とを備えたことを特徴とする燃料電
池発電プラントの制御装置。 - 【請求項９】 燃料ガスを水素リッチガスに改質するた
めの改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス中
の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成器
で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃料
ガスに含まれる有機硫黄化合物または硫化水素を除去す
るための脱硫器と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作
温度まで昇温すると共に前記改質器からの水素リッチガ
スを一酸化炭素変成反応動作温度まで降温させるための
熱交換器とを備えた燃料電池発電プラントを制御するた
めの燃料電池発電プラントの制御装置において、前記変
成器の燃料ガスの温度を検出する変成器温度検出器と、
冷却水を供給して前記変成器を冷却するための冷却器
と、前記変成器がその機能を発揮できる温度になるよう
に前記変成器温度に基づいて前記冷却器への冷却水流量
を調整するための冷却水流量調整手段とを備えたことを
特徴とする燃料電池発電プラントの制御装置。 - 【請求項１０】 燃料ガスを水素リッチガスに改質する
ための改質器と、前記改質器で得られた水素リッチガス
中の一酸化炭素を低減させるための変成器と、前記変成
器で得られた水素リッチガスを用いて前記改質器への燃
料ガスに含まれる有機硫黄化合物を除去するための脱硫
器と、前記脱硫器への燃料ガスを脱硫動作温度まで昇温
すると共に前記改質器からの水素リッチガスを一酸化炭
素変成反応動作温度まで降温させるための熱交換器とを
備えた燃料電池発電プラントを制御するための燃料電池
発電プラントの制御装置において、前記脱硫器の燃料ガ
スの温度を検出する脱硫器温度検出器と、前記脱硫器が
その機能を発揮できる温度になるように前記脱硫器温度
に基づいて前記変成器で得られた水素リッチガス流量を
調整するためのリサイクルガス流量調整手段とを備えた
ことを特徴とする燃料電池発電プラントの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9366954A JPH11195424A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 燃料電池発電プラントおよびその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9366954A JPH11195424A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 燃料電池発電プラントおよびその制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11195424A true JPH11195424A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=18488111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9366954A Pending JPH11195424A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 燃料電池発電プラントおよびその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11195424A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008226602A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池装置における改質器の温度制御システム |
| WO2011031255A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Utc Power Corporation | Phosphoric acid fuel cell with integrated absorption cycle refrigeration system |
| WO2012071199A2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-31 | Fuelcell Energy, Inc. | Sulfur breakthrough detection assembly for use in a fuel cell system and sulfur breakthrough detection method |
| KR101179539B1 (ko) | 2012-05-09 | 2012-09-04 | 국방과학연구소 | 연료전지 시스템용 개질장치 |
| WO2012147317A1 (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置、燃料電池システム、及びその運転方法 |
| JP2012229137A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Panasonic Corp | 水素生成装置、燃料電池システム及び水素生成装置の運転方法 |
| JP2013030322A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9366954A patent/JPH11195424A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008226602A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池装置における改質器の温度制御システム |
| WO2011031255A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Utc Power Corporation | Phosphoric acid fuel cell with integrated absorption cycle refrigeration system |
| WO2012071199A2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-31 | Fuelcell Energy, Inc. | Sulfur breakthrough detection assembly for use in a fuel cell system and sulfur breakthrough detection method |
| WO2012071199A3 (en) * | 2010-11-22 | 2012-07-26 | Fuelcell Energy, Inc. | Sulfur breakthrough detection assembly for use in a fuel cell system and sulfur breakthrough detection method |
| US8697451B2 (en) | 2010-11-22 | 2014-04-15 | Fuelcell Energy, Inc. | Sulfur breakthrough detection assembly for use in a fuel utilization system and sulfur breakthrough detection method |
| WO2012147317A1 (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置、燃料電池システム、及びその運転方法 |
| JP2012229137A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Panasonic Corp | 水素生成装置、燃料電池システム及び水素生成装置の運転方法 |
| JP5230849B2 (ja) * | 2011-04-26 | 2013-07-10 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置、燃料電池システム、及びその運転方法 |
| US9116528B2 (en) | 2011-04-26 | 2015-08-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydrogen generation apparatus, fuel cell system, and method of operating the same |
| JP2013030322A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
| KR101179539B1 (ko) | 2012-05-09 | 2012-09-04 | 국방과학연구소 | 연료전지 시스템용 개질장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2401758C (en) | Fuel cell power generation method and system | |
| JP4902859B2 (ja) | 非発火性シフト触媒を利用しての燃料プロセッサーでのオートサーマルリフォーミング | |
| CN101849314B (zh) | 含有多重脱硫器的燃料处理设备以及具有该设备的燃料电池系统 | |
| JPH11195424A (ja) | 燃料電池発電プラントおよびその制御装置 | |
| JPH07230816A (ja) | 内部改質型固体電解質燃料電池システム | |
| JPH10334935A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP2008016340A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP4882215B2 (ja) | 脱硫用改質リサイクルガスの供給システムを備えた燃料電池発電装置 | |
| JPH10214632A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JPH02188405A (ja) | 燃料電池の水冷式一酸化炭素転化反応器 | |
| JPH07230819A (ja) | 自己熱交換型断熱プレリフォーマを有する内部改質型固体電解質燃料電池システム | |
| JPH07320761A (ja) | 燃料電池発電プラント | |
| JP2009026510A (ja) | 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムの燃料改質方法 | |
| JP2001313053A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2001176527A (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池コジェネレーションシステム | |
| JP2005294207A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2006104003A (ja) | 燃料改質システム | |
| JPH0927337A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP4573519B2 (ja) | バイオガス発電装置 | |
| JP4227775B2 (ja) | 二酸化炭素固定化方法及びその装置 | |
| JP4622244B2 (ja) | 燃料電池発電装置の運転制御方法 | |
| JP4204244B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP5109245B2 (ja) | 水素製造システムにおける原料ガスの改質方法 | |
| JP2001023674A (ja) | りん酸型燃料電池発電設備 | |
| JPH065298A (ja) | 燃料電池発電装置 |