JPH11283655A - 燃料電池改質器の燃料切替方法及び装置 - Google Patents
燃料電池改質器の燃料切替方法及び装置Info
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- JPH11283655A JPH11283655A JP10083964A JP8396498A JPH11283655A JP H11283655 A JPH11283655 A JP H11283655A JP 10083964 A JP10083964 A JP 10083964A JP 8396498 A JP8396498 A JP 8396498A JP H11283655 A JPH11283655 A JP H11283655A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池改質器の起動時に改質器燃焼触媒の
焼損を防止する。また、発電を開始する時に燃料電池の
カソードで不足する炭酸ガスを補う。 【解決手段】 改質器触媒燃焼部６の燃料を天然ガスか
ら改質ガスに切替えるに先立ち窒素供給ライン１４より
窒素を改質器触媒燃焼部６へ供給する。窒素の供給量は
改質器触媒燃焼部６の燃焼触媒の温度を耐熱温度以下に
保持する為に改質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍と
する。
焼損を防止する。また、発電を開始する時に燃料電池の
カソードで不足する炭酸ガスを補う。 【解決手段】 改質器触媒燃焼部６の燃料を天然ガスか
ら改質ガスに切替えるに先立ち窒素供給ライン１４より
窒素を改質器触媒燃焼部６へ供給する。窒素の供給量は
改質器触媒燃焼部６の燃焼触媒の温度を耐熱温度以下に
保持する為に改質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池起動時の改
質器燃料切替を円滑に行うに好適な燃料電池改質器の燃
料切替方法及び装置に関する。
質器燃料切替を円滑に行うに好適な燃料電池改質器の燃
料切替方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池（以下ＭＣＦＣと
称する）の概略構成を図３に示す。
称する）の概略構成を図３に示す。
【０００３】図３は従来のＭＣＦＣ発電プラントの構成
を示すフロウ図である。
を示すフロウ図である。
【０００４】ＭＣＦＣの燃料となる天然ガスは原料天然
ガス流量計１７で流量を測定後廃熱回収ボイラ８で発生
した水蒸気と共に改質器反応部１に導かれる。改質器反
応部１において改質触媒が充填された反応管内を通過す
る時に改質器触媒燃焼部６からの燃焼ガスにより加熱さ
れ水蒸気改質反応により水素リッチの改質ガスが生成す
る。改質ガスはＭＣＦＣアノード２に導かれＭＣＦＣア
ノード２では燃料電池反応により発電が行われると共に
低発熱量のアノード排ガスを生成する。アノード排ガス
は冷却器３で冷却され気水分離器４で凝縮水を分離後ア
ノードブロア５により改質器触媒燃焼部６へ導かれる。
アノード排ガスは改質器触媒燃焼部６で燃焼して燃焼ガ
スとなり、燃焼ガスは改質器反応部１で水蒸気改質反応
の反応熱源となる。燃焼ガスは改質器触媒燃焼部６から
ＭＣＦＣカソード１０へ導かれＭＣＦＣカソード１０に
おける反応に必要な炭酸ガスを供給する。ＭＣＦＣカソ
ード１０からの排ガスは膨張タービン７へ導かれそこで
動力を回収し、回収した動力は空気圧縮機９の駆動源と
なる。空気圧縮機９は改質器触媒燃焼部６及びＭＣＦＣ
カソード１０で必要な空気を加圧する。膨張タービン７
から排ガスは廃熱回収ボイラ８へ導かれそこで廃熱を回
収され、系外に排出される。
ガス流量計１７で流量を測定後廃熱回収ボイラ８で発生
した水蒸気と共に改質器反応部１に導かれる。改質器反
応部１において改質触媒が充填された反応管内を通過す
る時に改質器触媒燃焼部６からの燃焼ガスにより加熱さ
れ水蒸気改質反応により水素リッチの改質ガスが生成す
る。改質ガスはＭＣＦＣアノード２に導かれＭＣＦＣア
ノード２では燃料電池反応により発電が行われると共に
低発熱量のアノード排ガスを生成する。アノード排ガス
は冷却器３で冷却され気水分離器４で凝縮水を分離後ア
ノードブロア５により改質器触媒燃焼部６へ導かれる。
アノード排ガスは改質器触媒燃焼部６で燃焼して燃焼ガ
スとなり、燃焼ガスは改質器反応部１で水蒸気改質反応
の反応熱源となる。燃焼ガスは改質器触媒燃焼部６から
ＭＣＦＣカソード１０へ導かれＭＣＦＣカソード１０に
おける反応に必要な炭酸ガスを供給する。ＭＣＦＣカソ
ード１０からの排ガスは膨張タービン７へ導かれそこで
動力を回収し、回収した動力は空気圧縮機９の駆動源と
なる。空気圧縮機９は改質器触媒燃焼部６及びＭＣＦＣ
カソード１０で必要な空気を加圧する。膨張タービン７
から排ガスは廃熱回収ボイラ８へ導かれそこで廃熱を回
収され、系外に排出される。
【０００５】ＭＣＦＣを起動する時に、起動用天然ガス
ライン１１より天然ガスを改質器触媒燃焼部６へ供給し
そこで燃焼させて改質器を昇温する。改質器反応部１、
ＭＣＦＣアノード２、冷却器３、気水分離器４、アノー
ドブロア５及び配管の昇温は窒素供給ライン１２から窒
素を注入し改質器反応部１で加熱してその顕熱により行
う。燃料が流れる燃料系の昇温が完了した時、改質器反
応部１に天然ガス及び水蒸気を導き水蒸気改質反応を行
わせる。水蒸気改質反応の開始後に燃料系即ち改質器反
応部１、ＭＣＦＣアノード２、冷却器３、気水分離器
４、アノードブロア５及び改質器触媒燃焼部６の経路で
改質ガスを循環させ、改質器触媒燃焼部６の燃料を天然
ガスから改質ガスに切り替える。
ライン１１より天然ガスを改質器触媒燃焼部６へ供給し
そこで燃焼させて改質器を昇温する。改質器反応部１、
ＭＣＦＣアノード２、冷却器３、気水分離器４、アノー
ドブロア５及び配管の昇温は窒素供給ライン１２から窒
素を注入し改質器反応部１で加熱してその顕熱により行
う。燃料が流れる燃料系の昇温が完了した時、改質器反
応部１に天然ガス及び水蒸気を導き水蒸気改質反応を行
わせる。水蒸気改質反応の開始後に燃料系即ち改質器反
応部１、ＭＣＦＣアノード２、冷却器３、気水分離器
４、アノードブロア５及び改質器触媒燃焼部６の経路で
改質ガスを循環させ、改質器触媒燃焼部６の燃料を天然
ガスから改質ガスに切り替える。
【０００６】改質器触媒燃焼部６において改質ガスによ
る燃焼が安定した後、ＭＣＦＣの発電を開始する。ＭＣ
ＦＣの出力増加に伴いＭＣＦＣアノード２において炭酸
ガスと水を生成する反応が進み、ＭＣＦＣアノード２出
口のアノード排ガスは炭酸ガスと水成分の増加により低
発熱量のガスに変化する。
る燃焼が安定した後、ＭＣＦＣの発電を開始する。ＭＣ
ＦＣの出力増加に伴いＭＣＦＣアノード２において炭酸
ガスと水を生成する反応が進み、ＭＣＦＣアノード２出
口のアノード排ガスは炭酸ガスと水成分の増加により低
発熱量のガスに変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように改質器触
媒燃焼部６へ供給する燃料を天然ガスからアノード排ガ
スへ順次切替える過程の改質ガスから低発熱量のアノー
ド排ガスに変化する段階で、一時的に高発熱量のガスが
流入した場合に改質器触媒燃焼部６の燃焼触媒を焼損す
ることがあり、燃料の切替時の燃焼触媒の保護に関する
配慮がなされていない。
媒燃焼部６へ供給する燃料を天然ガスからアノード排ガ
スへ順次切替える過程の改質ガスから低発熱量のアノー
ド排ガスに変化する段階で、一時的に高発熱量のガスが
流入した場合に改質器触媒燃焼部６の燃焼触媒を焼損す
ることがあり、燃料の切替時の燃焼触媒の保護に関する
配慮がなされていない。
【０００８】また、発電を開始する時に燃料電池のカソ
ードに供給される燃焼ガス中には炭酸ガスが不足して濃
度が小さく、炭酸ガスの濃度が所定値に達するまで発電
反応が進まず、１００％負荷に至る時間がかかる問題が
ある。
ードに供給される燃焼ガス中には炭酸ガスが不足して濃
度が小さく、炭酸ガスの濃度が所定値に達するまで発電
反応が進まず、１００％負荷に至る時間がかかる問題が
ある。
【０００９】本発明の目的は、燃料電池改質器の起動時
に改質器燃焼触媒の焼損を防止することにある。
に改質器燃焼触媒の焼損を防止することにある。
【００１０】また、発電を開始する時に燃料電池のカソ
ードで不足する炭酸ガスを補うことにある。
ードで不足する炭酸ガスを補うことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、炭化水素を
水蒸気改質した改質ガスを燃料電池に供給する改質器が
必要とする反応熱を供給する触媒燃焼手段の燃料を燃料
電池の起動時に炭化水素から改質ガスへ切替える燃料電
池改質器の燃料切替方法において、改質ガスの最大供給
量の１．２〜１．５倍となる窒素を改質ガスに混合する
ことにより達成される。
水蒸気改質した改質ガスを燃料電池に供給する改質器が
必要とする反応熱を供給する触媒燃焼手段の燃料を燃料
電池の起動時に炭化水素から改質ガスへ切替える燃料電
池改質器の燃料切替方法において、改質ガスの最大供給
量の１．２〜１．５倍となる窒素を改質ガスに混合する
ことにより達成される。
【００１２】上記目的は、炭化水素を水蒸気改質した改
質ガスを燃料電池に供給する改質器が必要とする反応熱
を供給する触媒燃焼手段の燃料を燃料電池の起動時に炭
化水素から改質ガスへ切替える燃料電池改質器の燃料切
替方法において、改質ガスの最大供給量の１．２〜１．
５倍となる窒素を改質ガスに混合し、炭化水素を改質ガ
スの増加量の１／３〜１／５の比率で減少させることに
より達成される。
質ガスを燃料電池に供給する改質器が必要とする反応熱
を供給する触媒燃焼手段の燃料を燃料電池の起動時に炭
化水素から改質ガスへ切替える燃料電池改質器の燃料切
替方法において、改質ガスの最大供給量の１．２〜１．
５倍となる窒素を改質ガスに混合し、炭化水素を改質ガ
スの増加量の１／３〜１／５の比率で減少させることに
より達成される。
【００１３】上記目的は、炭化水素を水蒸気改質した改
質ガスを燃料電池に供給する改質器が必要とする反応熱
を供給する触媒燃焼手段の燃料を燃料電池の起動時に炭
化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガスの順に切
替える燃料電池改質器の燃料切替方法において、触媒燃
焼手段の燃料を改質ガスから燃料電池のアノード排ガス
に切替えた後、触媒燃焼手段の発熱量の１０％に相当す
る炭化水素を触媒燃焼手段へ供給することにより達成さ
れる。
質ガスを燃料電池に供給する改質器が必要とする反応熱
を供給する触媒燃焼手段の燃料を燃料電池の起動時に炭
化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガスの順に切
替える燃料電池改質器の燃料切替方法において、触媒燃
焼手段の燃料を改質ガスから燃料電池のアノード排ガス
に切替えた後、触媒燃焼手段の発熱量の１０％に相当す
る炭化水素を触媒燃焼手段へ供給することにより達成さ
れる。
【００１４】上記目的は、炭化水素を水蒸気改質し燃料
電池に改質ガスを供給する改質反応手段と、改質反応手
段に燃料を触媒燃焼させて改質反応熱を供給する触媒燃
焼手段と、燃料電池の起動時に触媒燃焼手段の燃料を炭
化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガスの順に切
替える燃料切替手段とを有する燃料電池改質器の燃料切
替装置において、触媒燃焼手段の燃料に窒素量を計測、
制御して供給する窒素供給手段を設けたことにより達成
される。
電池に改質ガスを供給する改質反応手段と、改質反応手
段に燃料を触媒燃焼させて改質反応熱を供給する触媒燃
焼手段と、燃料電池の起動時に触媒燃焼手段の燃料を炭
化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガスの順に切
替える燃料切替手段とを有する燃料電池改質器の燃料切
替装置において、触媒燃焼手段の燃料に窒素量を計測、
制御して供給する窒素供給手段を設けたことにより達成
される。
【００１５】上記目的は、炭化水素を水蒸気改質し燃料
電池に改質ガスを供給する改質反応手段と、該改質反応
手段に燃焼燃料を触媒燃焼させて反応熱を供給する触媒
燃焼手段と、燃料電池の起動時に該触媒燃焼手段の燃焼
燃料を炭化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガス
の順に切替える燃焼燃料切替手段とを有する燃料電池改
質器の燃焼燃料切替装置において、予め定められた改質
ガス最大供給量の１．２〜１．５倍の窒素を触媒燃焼手
段の燃焼燃料に制御して供給する窒素供給量制御系と、
燃料電池の出力を検出し、該燃料電池出力から燃料電池
で消費する原料燃料量を演算し、該燃料電池で消費する
原料燃料の改質反応熱量を演算し、該改質反応熱量から
触媒燃焼器の発熱量を演算し、該触媒燃焼器の発熱量の
１０％に相当する炭化水素量を演算し、該炭化水素量を
触媒燃焼器へ制御して供給し、燃料電池で発電を開始す
る時に燃料電池のカソードで不足する炭酸ガスを補う炭
酸ガス供給制御系とを設けたことにより達成される。
電池に改質ガスを供給する改質反応手段と、該改質反応
手段に燃焼燃料を触媒燃焼させて反応熱を供給する触媒
燃焼手段と、燃料電池の起動時に該触媒燃焼手段の燃焼
燃料を炭化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガス
の順に切替える燃焼燃料切替手段とを有する燃料電池改
質器の燃焼燃料切替装置において、予め定められた改質
ガス最大供給量の１．２〜１．５倍の窒素を触媒燃焼手
段の燃焼燃料に制御して供給する窒素供給量制御系と、
燃料電池の出力を検出し、該燃料電池出力から燃料電池
で消費する原料燃料量を演算し、該燃料電池で消費する
原料燃料の改質反応熱量を演算し、該改質反応熱量から
触媒燃焼器の発熱量を演算し、該触媒燃焼器の発熱量の
１０％に相当する炭化水素量を演算し、該炭化水素量を
触媒燃焼器へ制御して供給し、燃料電池で発電を開始す
る時に燃料電池のカソードで不足する炭酸ガスを補う炭
酸ガス供給制御系とを設けたことにより達成される。
【００１６】燃料電池の起動時に触媒燃焼手段の燃料を
炭化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガスと発熱
量の低い方へ切替えるが、上記構成により燃料の発熱量
を低下させると共に触媒燃焼層における流速を増加し、
改質ガス中の燃焼速度の早い水素による逆火及び偏流に
よる改質器燃焼触媒の焼損を防止することができる。
炭化水素、改質ガス、燃料電池のアノード排ガスと発熱
量の低い方へ切替えるが、上記構成により燃料の発熱量
を低下させると共に触媒燃焼層における流速を増加し、
改質ガス中の燃焼速度の早い水素による逆火及び偏流に
よる改質器燃焼触媒の焼損を防止することができる。
【００１７】また、触媒燃焼手段の発熱量の１０％の炭
化水素を触媒燃焼手段へ供給して燃焼させることによ
り、燃料電池で発電を開始する時に燃料電池のカソード
で不足する炭酸ガスを補うことができる。
化水素を触媒燃焼手段へ供給して燃焼させることによ
り、燃料電池で発電を開始する時に燃料電池のカソード
で不足する炭酸ガスを補うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
より説明する。
【００１９】図１は本発明の実施の形態のＭＣＦＣ発電
プラントの構成を示すフロウ図である。
プラントの構成を示すフロウ図である。
【００２０】本図に示すように本発明の特徴は図３に示
す従来のＭＣＦＣ発電プラントに改質器触媒燃焼部６へ
窒素を供給する窒素供給ライン１４、予め定められた改
質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍の窒素を改質器触
媒燃焼部６へ制御して供給する窒素供給量制御系である
窒素流量調節計１５と、燃料電池の出力を検出し、燃料
電池出力から燃料電池で消費する原料燃料量を演算し、
燃料電池で消費する原料燃料の改質反応熱量を演算し、
改質反応熱量から触媒燃焼器の発熱量を演算し、触媒燃
焼器の発熱量の１０％に相当する炭化水素量を演算し、
炭化水素量を前記触媒燃焼器へ制御して供給し、燃料電
池で発電を開始する時に前記燃料電池のカソードで不足
する炭酸ガスを補う炭酸ガス供給制御系である燃料電池
の出力を検出する電力計１６、改質器反応部１へ供給す
る原料の天然ガス量を検出する原料天然ガス流量計１
７、燃料の切替操作全体を制御するコンピユータを用い
た調節計１８及び起動用天然ガス流量を調節する起動用
天然ガス流量調節計１９を付加したものである。
す従来のＭＣＦＣ発電プラントに改質器触媒燃焼部６へ
窒素を供給する窒素供給ライン１４、予め定められた改
質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍の窒素を改質器触
媒燃焼部６へ制御して供給する窒素供給量制御系である
窒素流量調節計１５と、燃料電池の出力を検出し、燃料
電池出力から燃料電池で消費する原料燃料量を演算し、
燃料電池で消費する原料燃料の改質反応熱量を演算し、
改質反応熱量から触媒燃焼器の発熱量を演算し、触媒燃
焼器の発熱量の１０％に相当する炭化水素量を演算し、
炭化水素量を前記触媒燃焼器へ制御して供給し、燃料電
池で発電を開始する時に前記燃料電池のカソードで不足
する炭酸ガスを補う炭酸ガス供給制御系である燃料電池
の出力を検出する電力計１６、改質器反応部１へ供給す
る原料の天然ガス量を検出する原料天然ガス流量計１
７、燃料の切替操作全体を制御するコンピユータを用い
た調節計１８及び起動用天然ガス流量を調節する起動用
天然ガス流量調節計１９を付加したものである。
【００２１】次にＭＣＦＣ発電プラントの起動を説明す
る。
る。
【００２２】図２は本発明の実施の形態のＭＣＦＣ発電
プラントの起動パタンを説明する図表である。本図の横
軸は起動の各工程を表し縦軸はガス流量及び温度を表
す。起動に際しては窒素供給ライン１２から窒素を改質
器反応部１に注入して窒素循環ライン１３を開き、アノ
ードブロア５を回転させて窒素を循環し起動用天然ガス
ライン１１から天然ガスを改質器触媒燃焼部６へ供給し
て燃焼させ改質器反応部１の改質触媒を昇温する。改質
触媒が所定の温度に達したら天然ガスと系外からの水蒸
気を改質器反応部１へ供給して改質ガスを発生させる。
水蒸気は廃熱回収ボイラ８の運転が可能になった時点で
廃熱回収ボイラ８から供給する。改質ガスが発生したな
らば改質器触媒燃焼部６の燃料を天然ガスから改質ガス
に切替える。切替に先立ち窒素供給ライン１４より窒素
を改質器触媒燃焼部６へ供給する。窒素の供給量は改質
器触媒燃焼部６の燃焼触媒の温度を耐熱温度以下に保持
する為に予め改質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍と
し窒素流量調節計１５を設定する。
プラントの起動パタンを説明する図表である。本図の横
軸は起動の各工程を表し縦軸はガス流量及び温度を表
す。起動に際しては窒素供給ライン１２から窒素を改質
器反応部１に注入して窒素循環ライン１３を開き、アノ
ードブロア５を回転させて窒素を循環し起動用天然ガス
ライン１１から天然ガスを改質器触媒燃焼部６へ供給し
て燃焼させ改質器反応部１の改質触媒を昇温する。改質
触媒が所定の温度に達したら天然ガスと系外からの水蒸
気を改質器反応部１へ供給して改質ガスを発生させる。
水蒸気は廃熱回収ボイラ８の運転が可能になった時点で
廃熱回収ボイラ８から供給する。改質ガスが発生したな
らば改質器触媒燃焼部６の燃料を天然ガスから改質ガス
に切替える。切替に先立ち窒素供給ライン１４より窒素
を改質器触媒燃焼部６へ供給する。窒素の供給量は改質
器触媒燃焼部６の燃焼触媒の温度を耐熱温度以下に保持
する為に予め改質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍と
し窒素流量調節計１５を設定する。
【００２３】改質ガスを改質器触媒燃焼部６へ徐々に導
入して燃料を切り替えるが、その時起動用天然ガスライ
ン１１からの天然ガスを改質ガスの増加量の１／３〜１
／５の比率で起動用天然ガス流量調節計１９により減少
させて改質器触媒燃焼部６の温度を一定に保持する。
入して燃料を切り替えるが、その時起動用天然ガスライ
ン１１からの天然ガスを改質ガスの増加量の１／３〜１
／５の比率で起動用天然ガス流量調節計１９により減少
させて改質器触媒燃焼部６の温度を一定に保持する。
【００２４】改質器触媒燃焼部６の燃料を天然ガスから
改質ガスに切替える操作が完了したらＭＣＦＣによる発
電を開始するが、発電の進行に伴いＭＣＦＣアノードか
らのガスは改質ガスからアノード排ガスに変化する。従
って改質器触媒燃焼部６へ供給される燃料も改質ガスか
らアノード排ガスに変化し発熱量も低下するので窒素供
給ライン１４から改質器触媒燃焼部６へ供給する窒素を
減少乃至停止する。改質器触媒燃焼部６へ供給する窒素
を減少する速度は改質器触媒燃焼部６の燃焼触媒の温度
を検出して耐熱温度以下となるように制御するが、ＭＣ
ＦＣの発電開始時における改質器反応部１の負荷は３０
％に保持され電力計１６の検出値から改質器触媒燃焼部
６の燃料発熱量が予測できるから、電力計１６、原料天
然ガス流量計１７、調節計１８を用いて窒素を減少する
速度を演算し、窒素流量調節計１５を設定しても良い。
改質ガスに切替える操作が完了したらＭＣＦＣによる発
電を開始するが、発電の進行に伴いＭＣＦＣアノードか
らのガスは改質ガスからアノード排ガスに変化する。従
って改質器触媒燃焼部６へ供給される燃料も改質ガスか
らアノード排ガスに変化し発熱量も低下するので窒素供
給ライン１４から改質器触媒燃焼部６へ供給する窒素を
減少乃至停止する。改質器触媒燃焼部６へ供給する窒素
を減少する速度は改質器触媒燃焼部６の燃焼触媒の温度
を検出して耐熱温度以下となるように制御するが、ＭＣ
ＦＣの発電開始時における改質器反応部１の負荷は３０
％に保持され電力計１６の検出値から改質器触媒燃焼部
６の燃料発熱量が予測できるから、電力計１６、原料天
然ガス流量計１７、調節計１８を用いて窒素を減少する
速度を演算し、窒素流量調節計１５を設定しても良い。
【００２５】一方、ＭＣＦＣの発電開始時にＭＣＦＣカ
ソード１０に供給される燃焼ガス中の炭酸ガスが不足し
て炭酸ガスの割合が増加するまで発電反応が進まず、１
００％負荷に至る時間がかかるから全発熱量の１０％の
天然ガスを改質器触媒燃焼部６へ供給する。上記のよう
にＭＣＦＣ出力から改質器触媒燃焼部６の全発熱量が予
測できるから電力計１６でＭＣＦＣ出力を検出し、調節
計１８が以下の演算及び設定を行う。
ソード１０に供給される燃焼ガス中の炭酸ガスが不足し
て炭酸ガスの割合が増加するまで発電反応が進まず、１
００％負荷に至る時間がかかるから全発熱量の１０％の
天然ガスを改質器触媒燃焼部６へ供給する。上記のよう
にＭＣＦＣ出力から改質器触媒燃焼部６の全発熱量が予
測できるから電力計１６でＭＣＦＣ出力を検出し、調節
計１８が以下の演算及び設定を行う。
【００２６】１）ＭＣＦＣ出力からＭＣＦＣで消費した
改質ガス量を演算する。
改質ガス量を演算する。
【００２７】２）天然ガス量からＭＣＦＣで消費した改
質ガス量を改質する改質反応熱量を演算する。
質ガス量を改質する改質反応熱量を演算する。
【００２８】３）改質反応熱量に改質器の熱損失を加え
た改質器触媒燃焼部６の全発熱量を演算する。
た改質器触媒燃焼部６の全発熱量を演算する。
【００２９】４）改質器触媒燃焼部６の全発熱量の１０
％に相当する天然ガス量を演算する。 ５）４）項で得
られた天然ガス量に基づき起動用天然ガス流量調節計１
９を設定する
％に相当する天然ガス量を演算する。 ５）４）項で得
られた天然ガス量に基づき起動用天然ガス流量調節計１
９を設定する
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、燃料電池起動時の改質
器触媒燃焼部の燃料を切替える際に燃料の発熱量を制御
することにより、改質器燃焼触媒の焼損を防止する効果
が得られる。
器触媒燃焼部の燃料を切替える際に燃料の発熱量を制御
することにより、改質器燃焼触媒の焼損を防止する効果
が得られる。
【００３１】また、燃料電池により発電を開始する時に
改質器触媒燃焼部の全発熱量の１０％に相当する炭化水
素を改質器触媒燃焼部へ供給することにより、燃料電池
のカソードで不足する炭酸ガスを補う効果が得られる。
改質器触媒燃焼部の全発熱量の１０％に相当する炭化水
素を改質器触媒燃焼部へ供給することにより、燃料電池
のカソードで不足する炭酸ガスを補う効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態のＭＣＦＣ発電プラントの
構成を示すフロウ図である。
構成を示すフロウ図である。
【図２】本発明の実施の形態のＭＣＦＣ発電プラントの
起動パタンを説明する図表である。
起動パタンを説明する図表である。
【図３】従来のＭＣＦＣ発電プラントの構成を示すフロ
ウ図である。
ウ図である。
１ 改質器反応部 ２ ＭＣＦＣアノード ３ 冷却器 ４ 気水分離器 ５ アノードブロア ６ 改質器触媒燃焼部 ７ 膨張タービン ８ 廃熱回収ボイラ ９ 空気圧縮機 １０ ＭＣＦＣカソード １１ 起動用天然ガスライン １２ 窒素供給ライン １３ 窒素循環ライン １４ 窒素供給ライン １５ 窒素流量調節計 １６ 電力計 １７ 原料天然ガス流量計 １８ 調節計 １９ 起動用天然ガス流量調節計
Claims (5)
- 【請求項１】 炭化水素を水蒸気改質した改質ガスを燃
料電池に供給する改質器が必要とする反応熱を供給する
触媒燃焼手段の燃料を前記燃料電池の起動時に前記炭化
水素から前記改質ガスへ切替える燃料電池改質器の燃料
切替方法において、 前記改質ガスの最大供給量の１．２〜１．５倍となる窒
素を前記改質ガスに混合することを特徴とする燃料電池
改質器の燃料切替方法。 - 【請求項２】 炭化水素を水蒸気改質した改質ガスを燃
料電池に供給する改質器が必要とする反応熱を供給する
触媒燃焼手段の燃料を前記燃料電池の起動時に前記炭化
水素から前記改質ガスへ切替える燃料電池改質器の燃料
切替方法において、 前記改質ガスの最大供給量の１．
２〜１．５倍となる窒素を前記改質ガスに混合し、前記
炭化水素を前記改質ガスの増加量の１／３〜１／５の比
率で減少させることを特徴とする燃料電池改質器の燃料
切替方法。 - 【請求項３】 炭化水素を水蒸気改質した改質ガスを燃
料電池に供給する改質器が必要とする反応熱を供給する
触媒燃焼手段の燃料を前記燃料電池の起動時に前記炭化
水素、前記改質ガス、前記燃料電池のアノード排ガスの
順に切替える燃料電池改質器の燃料切替方法において、 前記触媒燃焼手段の燃料を前記改質ガスから前記燃料電
池のアノード排ガスに切替えた後、前記触媒燃焼手段の
発熱量の１０％に相当する前記炭化水素を前記触媒燃焼
手段へ供給することを特徴とする燃料電池改質器の燃料
切替方法。 - 【請求項４】 炭化水素を水蒸気改質し燃料電池に改質
ガスを供給する改質反応手段と、該改質反応手段に燃料
を触媒燃焼させて改質反応熱を供給する触媒燃焼手段
と、前記燃料電池の起動時に該触媒燃焼手段の燃料を前
記炭化水素、前記改質ガス、前記燃料電池のアノード排
ガスの順に切替える燃料切替手段とを有する燃料電池改
質器の燃料切替装置において、 前記触媒燃焼手段の燃料に窒素量を計測、制御して供給
する窒素供給手段を設けたことを特徴とする燃料電池改
質器の燃料切替装置。 - 【請求項５】 炭化水素を水蒸気改質し燃料電池に改質
ガスを供給する改質反応手段と、該改質反応手段に燃焼
燃料を触媒燃焼させて反応熱を供給する触媒燃焼手段
と、前記燃料電池の起動時に該触媒燃焼手段の燃焼燃料
を前記炭化水素、前記改質ガス、前記燃料電池のアノー
ド排ガスの順に切替える燃焼燃料切替手段とを有する燃
料電池改質器の燃焼燃料切替装置において、 予め定められた改質ガス最大供給量の１．２〜１．５倍
の窒素を前記触媒燃焼手段の燃焼燃料に制御して供給す
る窒素供給量制御系と、 前記燃料電池の出力を検出し、該燃料電池出力から燃料
電池で消費する原料燃料量を演算し、該燃料電池で消費
する原料燃料の改質反応熱量を演算し、該改質反応熱量
から前記触媒燃焼器の発熱量を演算し、該触媒燃焼器の
発熱量の１０％に相当する炭化水素量を演算し、該炭化
水素量を前記触媒燃焼器へ制御して供給し、前記燃料電
池で発電を開始する時に前記燃料電池のカソードで不足
する炭酸ガスを補う炭酸ガス供給制御系とを設けたこと
を特徴とする燃料電池改質器の燃料切替装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083964A JPH11283655A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 燃料電池改質器の燃料切替方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083964A JPH11283655A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 燃料電池改質器の燃料切替方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283655A true JPH11283655A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13817246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10083964A Pending JPH11283655A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 燃料電池改質器の燃料切替方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11283655A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017103A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池システム |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10083964A patent/JPH11283655A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017103A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池システム |
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Legal Events
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