JPH11354144A - メタノール分解装置を備えた燃料電池発電装置 - Google Patents
メタノール分解装置を備えた燃料電池発電装置Info
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- JPH11354144A JPH11354144A JP10156184A JP15618498A JPH11354144A JP H11354144 A JPH11354144 A JP H11354144A JP 10156184 A JP10156184 A JP 10156184A JP 15618498 A JP15618498 A JP 15618498A JP H11354144 A JPH11354144 A JP H11354144A
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- cathode
- anode
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動時、可燃性ガスが系統内の配管や機器、
容器に溜まらない起動できる燃料電池発電装置を提供す
る。 【解決手段】 カソードとアノードからなり酸素を含む
カソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃
料電池２０と、アノードから排出されるアノード排ガス
とカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼する燃
焼器２３と、この燃焼器２３の燃焼排ガスで水蒸気を含
む燃料ガスを改質しアノードガスとしてアノードに供給
する改質器２２と、この改質器２２の燃焼排ガスをカソ
ードに供給する炭酸ガスリサイクルライン６と、改質器
２２に燃料ガスを供給する燃料ガスライン１と、カソー
ド排ガスにより蒸気を発生し燃料ガスライン１に供給す
る蒸気ライン８と、とを備えた発電装置において、メタ
ノールを蒸気ライン８の蒸気で分解して燃料ガスライン
１に供給するメタノール分解装置１５を備える。
容器に溜まらない起動できる燃料電池発電装置を提供す
る。 【解決手段】 カソードとアノードからなり酸素を含む
カソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃
料電池２０と、アノードから排出されるアノード排ガス
とカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼する燃
焼器２３と、この燃焼器２３の燃焼排ガスで水蒸気を含
む燃料ガスを改質しアノードガスとしてアノードに供給
する改質器２２と、この改質器２２の燃焼排ガスをカソ
ードに供給する炭酸ガスリサイクルライン６と、改質器
２２に燃料ガスを供給する燃料ガスライン１と、カソー
ド排ガスにより蒸気を発生し燃料ガスライン１に供給す
る蒸気ライン８と、とを備えた発電装置において、メタ
ノールを蒸気ライン８の蒸気で分解して燃料ガスライン
１に供給するメタノール分解装置１５を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノール分解装
置を備え、起動時メタノールを燃料として用いる燃料電
池発電装置に関する。
置を備え、起動時メタノールを燃料として用いる燃料電
池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率で環境
への影響が少ないなど、従来の発電装置にない特徴を有
しており、水力、火力、原子力に続く発電システムとし
て注目を集め、現在鋭意研究が進められている。
への影響が少ないなど、従来の発電装置にない特徴を有
しており、水力、火力、原子力に続く発電システムとし
て注目を集め、現在鋭意研究が進められている。
【０００３】図３は、都市ガスを燃料とする溶融炭酸塩
型燃料電池を用いた発電設備の一例を示す図である。図
３において、発電設備は、蒸気と混合した燃料ガス（都
市ガス）を水素を含むアノードガスに改質する改質器２
２と、酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガ
スとから発電する燃料電池２０とを備えており、改質器
２２で作られるアノードガスはアノードガスライン２に
より燃料電池２０に供給され、燃料電池２０の中でその
大部分を消費してアノード排ガスとなり、アノード排ガ
スライン３より触媒燃焼器２３に入りカソード排ガスと
ともに燃焼して改質器２２の加熱室２２ｂに供給され
る。
型燃料電池を用いた発電設備の一例を示す図である。図
３において、発電設備は、蒸気と混合した燃料ガス（都
市ガス）を水素を含むアノードガスに改質する改質器２
２と、酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガ
スとから発電する燃料電池２０とを備えており、改質器
２２で作られるアノードガスはアノードガスライン２に
より燃料電池２０に供給され、燃料電池２０の中でその
大部分を消費してアノード排ガスとなり、アノード排ガ
スライン３より触媒燃焼器２３に入りカソード排ガスと
ともに燃焼して改質器２２の加熱室２２ｂに供給され
る。
【０００４】改質器２２の加熱室２２ｂより排出された
燃焼排ガスは、炭酸ガスリサイクルライン６によりカソ
ードへ供給される。炭酸ガスリサイクルライン６には加
熱ライン１０が設けられ、起動時カソードへ供給する燃
焼排ガスの温度を高める。カソード排ガスの一部は触媒
燃焼器２３に供給され、他はタービン圧縮機２５に供給
され、圧縮空気を発生し、空気ライン７によりカソード
に供給される。タービン圧縮機２５からの排気は蒸気発
生装置２６に供給され、蒸気を発生し、蒸気ライン８に
より燃料ガスライン１に供給され、燃料ガスと混合して
改質器２２に供給される。タービン圧縮機２５には燃焼
器２７が設けられており、圧縮機２５からの空気と燃料
ガスを供給され、燃焼ガスをタービン圧縮機２５に供給
し、カソード排ガスがない場合でも圧縮空気を発生でき
るようになっている。
燃焼排ガスは、炭酸ガスリサイクルライン６によりカソ
ードへ供給される。炭酸ガスリサイクルライン６には加
熱ライン１０が設けられ、起動時カソードへ供給する燃
焼排ガスの温度を高める。カソード排ガスの一部は触媒
燃焼器２３に供給され、他はタービン圧縮機２５に供給
され、圧縮空気を発生し、空気ライン７によりカソード
に供給される。タービン圧縮機２５からの排気は蒸気発
生装置２６に供給され、蒸気を発生し、蒸気ライン８に
より燃料ガスライン１に供給され、燃料ガスと混合して
改質器２２に供給される。タービン圧縮機２５には燃焼
器２７が設けられており、圧縮機２５からの空気と燃料
ガスを供給され、燃焼ガスをタービン圧縮機２５に供給
し、カソード排ガスがない場合でも圧縮空気を発生でき
るようになっている。
【０００５】燃料電池発電装置起動時は、先ず燃焼器２
７に燃料ガスを供給し、燃焼ガスによりタービン圧縮機
２５を駆動し、この圧縮機２５の圧縮空気を燃焼器２７
に供給して、タービン圧縮機２５を完全に立ち上げ、圧
縮空気の供給と、蒸気発生装置による蒸気の供給を可能
にする。次に加熱ライン１０のヒータ２９を作動し、カ
ソードに供給するガスの温度を上昇して行く。ここで燃
料ガスと蒸気を改質室２２、アノードを介して触媒燃焼
器２３に送るとともに、圧縮空気を空気ライン７よりカ
ソードを介して触媒燃焼器２３に送り、燃焼して燃焼排
ガスを改質器２２の加熱室２２ｂに送り、改質作用をし
て、燃焼排ガスを炭酸ガスリサイクルライン６に送り、
ヒータ２９で加熱して循環するガスを昇温して行く。か
かる操作を繰り返して行くうちに各系統、機器の温度が
運転温度に達し、起動が終了し負荷運転に入れるように
なる。
７に燃料ガスを供給し、燃焼ガスによりタービン圧縮機
２５を駆動し、この圧縮機２５の圧縮空気を燃焼器２７
に供給して、タービン圧縮機２５を完全に立ち上げ、圧
縮空気の供給と、蒸気発生装置による蒸気の供給を可能
にする。次に加熱ライン１０のヒータ２９を作動し、カ
ソードに供給するガスの温度を上昇して行く。ここで燃
料ガスと蒸気を改質室２２、アノードを介して触媒燃焼
器２３に送るとともに、圧縮空気を空気ライン７よりカ
ソードを介して触媒燃焼器２３に送り、燃焼して燃焼排
ガスを改質器２２の加熱室２２ｂに送り、改質作用をし
て、燃焼排ガスを炭酸ガスリサイクルライン６に送り、
ヒータ２９で加熱して循環するガスを昇温して行く。か
かる操作を繰り返して行くうちに各系統、機器の温度が
運転温度に達し、起動が終了し負荷運転に入れるように
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような起
動方法では、加熱室２２ｂの温度が改質に十分な温度と
ならない状態で改質が行われるため、改質室２２ａでは
十分な改質が行われず、部分的な改質，つまり可燃性ガ
スではあるが、未燃焼となるガスを含む改質ガスが発生
し、この未燃焼となるガスがアノード、触媒燃焼器２
３、加熱室２２ｂを通りカソードに流入するため、系統
内の配管、機器、容器内に可燃性ガスが溜まり、その濃
度が高まってくる。このようなガスが溜まると運転上、
および安全上好ましくない。
動方法では、加熱室２２ｂの温度が改質に十分な温度と
ならない状態で改質が行われるため、改質室２２ａでは
十分な改質が行われず、部分的な改質，つまり可燃性ガ
スではあるが、未燃焼となるガスを含む改質ガスが発生
し、この未燃焼となるガスがアノード、触媒燃焼器２
３、加熱室２２ｂを通りカソードに流入するため、系統
内の配管、機器、容器内に可燃性ガスが溜まり、その濃
度が高まってくる。このようなガスが溜まると運転上、
および安全上好ましくない。
【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、起動時、可燃性ガスが系統内の配管や機器、容
器に溜まらない起動できる燃料電池発電装置を提供する
ことを目的する。
もので、起動時、可燃性ガスが系統内の配管や機器、容
器に溜まらない起動できる燃料電池発電装置を提供する
ことを目的する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明では、カソードとアノードからなり酸素
を含むカソードガスと水素を含むアノードガスから発電
する燃料電池と、アノードから排出されるアノード排ガ
スとカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼する
燃焼器と、この燃焼器の燃焼排ガスで水蒸気を含む燃料
ガスを改質しアノードガスとしてアノードに供給する改
質器と、この改質器の燃焼排ガスをカソードに供給する
炭酸ガスリサイクルラインと、改質器に燃料ガスを供給
する燃料ガスラインと、カソード排ガスにより蒸気を発
生し燃料ガスラインに供給する蒸気ラインと、とを備え
た発電装置において、メタノールを前記蒸気ラインの蒸
気で分解して燃料ガスラインに供給するメタノール分解
装置を備える。
請求項１の発明では、カソードとアノードからなり酸素
を含むカソードガスと水素を含むアノードガスから発電
する燃料電池と、アノードから排出されるアノード排ガ
スとカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼する
燃焼器と、この燃焼器の燃焼排ガスで水蒸気を含む燃料
ガスを改質しアノードガスとしてアノードに供給する改
質器と、この改質器の燃焼排ガスをカソードに供給する
炭酸ガスリサイクルラインと、改質器に燃料ガスを供給
する燃料ガスラインと、カソード排ガスにより蒸気を発
生し燃料ガスラインに供給する蒸気ラインと、とを備え
た発電装置において、メタノールを前記蒸気ラインの蒸
気で分解して燃料ガスラインに供給するメタノール分解
装置を備える。
【０００９】起動時、蒸気ラインの蒸気を用いてメタノ
ール分解装置によりメタノールを水素と一酸化炭素に分
解し、蒸気と混合して改質器に供給し、改質器、アノー
ドを介して燃焼器に供給する。燃焼器でこれらのガスを
十分に燃焼して、改質器の燃焼室に送る。燃焼室はこの
燃焼排ガスにより十分加熱されるので、改質器による改
質作用が十分に行われるようになる。また燃焼排ガスを
炭酸ガスリサイクルラインによりカソードに循環させる
ことにより、通過する系統の配管や機器を加熱してゆ
く。このようにして関連する系統が運転温度に高まって
きたら、メタノールを燃料ガスに切り換える。これによ
り、可燃性ガスの蓄積を起こすことなく、運転に係わる
系統内の温度を高め，負荷運転状態に立ち上げることが
できる。
ール分解装置によりメタノールを水素と一酸化炭素に分
解し、蒸気と混合して改質器に供給し、改質器、アノー
ドを介して燃焼器に供給する。燃焼器でこれらのガスを
十分に燃焼して、改質器の燃焼室に送る。燃焼室はこの
燃焼排ガスにより十分加熱されるので、改質器による改
質作用が十分に行われるようになる。また燃焼排ガスを
炭酸ガスリサイクルラインによりカソードに循環させる
ことにより、通過する系統の配管や機器を加熱してゆ
く。このようにして関連する系統が運転温度に高まって
きたら、メタノールを燃料ガスに切り換える。これによ
り、可燃性ガスの蓄積を起こすことなく、運転に係わる
系統内の温度を高め，負荷運転状態に立ち上げることが
できる。
【００１０】請求項２の発明では、前記メタノール分解
装置として、二重管の内管に蒸気を通し、外管と内管の
空間の一部にメタノール分解触媒を充填し残りの空間を
蒸発空間とし、メタノールを蒸発空間で蒸発した後メタ
ノール分解触媒を通して水素ガスと一酸化炭素ガスに分
解する。
装置として、二重管の内管に蒸気を通し、外管と内管の
空間の一部にメタノール分解触媒を充填し残りの空間を
蒸発空間とし、メタノールを蒸発空間で蒸発した後メタ
ノール分解触媒を通して水素ガスと一酸化炭素ガスに分
解する。
【００１１】内管を通る蒸気により蒸発空間に供給され
たメタノールを蒸発させ、これを分解触媒に通すことに
より、水素ガスと一酸化炭素ガスに分解することができ
る。この両ガスは燃焼器で確実に燃焼するので、未燃焼
ガスを発生させない。
たメタノールを蒸発させ、これを分解触媒に通すことに
より、水素ガスと一酸化炭素ガスに分解することができ
る。この両ガスは燃焼器で確実に燃焼するので、未燃焼
ガスを発生させない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は実施形態の燃料電池発電装置
の構成を示す図である。発電設備は、蒸気と混合した燃
料ガス（都市ガス）を水素を含むアノードガスに改質す
る改質器２２と、酸素を含むカソードガスと水素を含む
アノードガスとから発電する燃料電池２０と、アノード
排ガスとカソード排ガスを燃焼し燃焼排ガスを改質器２
２に供給し改質反応を行わせる触媒燃焼器２３を備えて
いる。
参照して説明する。図１は実施形態の燃料電池発電装置
の構成を示す図である。発電設備は、蒸気と混合した燃
料ガス（都市ガス）を水素を含むアノードガスに改質す
る改質器２２と、酸素を含むカソードガスと水素を含む
アノードガスとから発電する燃料電池２０と、アノード
排ガスとカソード排ガスを燃焼し燃焼排ガスを改質器２
２に供給し改質反応を行わせる触媒燃焼器２３を備えて
いる。
【００１３】燃料ガスライン１は遮断弁３０を介して燃
料予熱器２４に接続され、燃料予熱器２４は改質器２２
の改質室２２ａに接続され、改質室２２ａで生成された
水素ガスを主成分とするアノードガスと熱交換して都市
ガスおよび蒸気ライン８から供給される蒸気を加熱す
る。燃料予熱器２４で熱交換して冷却されたアノードガ
スはアノードガスライン２によりアノードに供給され
る。
料予熱器２４に接続され、燃料予熱器２４は改質器２２
の改質室２２ａに接続され、改質室２２ａで生成された
水素ガスを主成分とするアノードガスと熱交換して都市
ガスおよび蒸気ライン８から供給される蒸気を加熱す
る。燃料予熱器２４で熱交換して冷却されたアノードガ
スはアノードガスライン２によりアノードに供給され
る。
【００１４】触媒燃焼器２３にはアノード排ガスライン
３から燃焼成分を含むアノード排ガスが供給され、カソ
ード排ガスライン４から酸素を含むカソード排ガスが供
給され、燃焼して高温の燃焼排ガスとなり、燃焼排ガス
ライン５により、加熱室２２ｂへ燃焼排ガスが供給さ
れ、改質室２２ａを加熱した後、炭酸ガスリサイクルラ
イン６により、炭酸ガスリサイクルブロワ２８でカソー
ドに供給される。なお、カソード排ガスライン4 から分
岐してカソード排ガスパイパスライン９が設けられ、触
媒燃焼器２３と加熱室２２ｂをバイパスし、流量制御弁
３５を介して炭酸ガスリサイクルライン６に接続して、
カソード排ガスをカソードに循環させる。また、炭酸ガ
スリサイクルライン６には加熱ライン１０が設けられ、
起動時カソードに供給するガスをヒータ２９により加熱
できるようになっている。
３から燃焼成分を含むアノード排ガスが供給され、カソ
ード排ガスライン４から酸素を含むカソード排ガスが供
給され、燃焼して高温の燃焼排ガスとなり、燃焼排ガス
ライン５により、加熱室２２ｂへ燃焼排ガスが供給さ
れ、改質室２２ａを加熱した後、炭酸ガスリサイクルラ
イン６により、炭酸ガスリサイクルブロワ２８でカソー
ドに供給される。なお、カソード排ガスライン4 から分
岐してカソード排ガスパイパスライン９が設けられ、触
媒燃焼器２３と加熱室２２ｂをバイパスし、流量制御弁
３５を介して炭酸ガスリサイクルライン６に接続して、
カソード排ガスをカソードに循環させる。また、炭酸ガ
スリサイクルライン６には加熱ライン１０が設けられ、
起動時カソードに供給するガスをヒータ２９により加熱
できるようになっている。
【００１５】カソード排ガスライン４よりタービン圧縮
機２５にカソード排ガスが供給され、タービンを駆動し
同軸で接続された圧縮機により圧縮空気を生成して、空
気ライン７によりカソードに供給する。タービンの排ガ
スは蒸気発生装置２６に供給され、蒸気を発生し、蒸気
ライン８により燃料ガスライン１に供給される。タービ
ン圧縮機２５には燃焼器２７が設けられ、燃料ガスと圧
縮空気を供給されて燃焼し、燃焼排ガスをタービンに供
給し、起動時のまだカソード排ガスが十分発生しないと
きタービンを駆動して圧縮空気を生成し，排ガスにより
蒸気発生装置２６で蒸気を発生する。
機２５にカソード排ガスが供給され、タービンを駆動し
同軸で接続された圧縮機により圧縮空気を生成して、空
気ライン７によりカソードに供給する。タービンの排ガ
スは蒸気発生装置２６に供給され、蒸気を発生し、蒸気
ライン８により燃料ガスライン１に供給される。タービ
ン圧縮機２５には燃焼器２７が設けられ、燃料ガスと圧
縮空気を供給されて燃焼し、燃焼排ガスをタービンに供
給し、起動時のまだカソード排ガスが十分発生しないと
きタービンを駆動して圧縮空気を生成し，排ガスにより
蒸気発生装置２６で蒸気を発生する。
【００１６】メタノール循環ライン１２には、メタノー
ルタンク１３と、ポンプ１４、流量制御弁３６が設けら
れ、かつメタノール分解器１５に接続している。メタノ
ール分解器１５は、図２に示すように内管１６ａと外管
１６ｂからなる二重管で構成され、内管１６ａは蒸気ラ
イン９の配管となっている。内管１６ａと外管１６ｂと
の間の空間は底板１７ａと上板１７ｂで密閉空間を構成
し、下部空間は蒸発室を構成し、上部空間には分解触媒
１８が充填さている。蒸発室には入り口管１９ａが接続
され、上部空間の上部には出口管１９ｂが接続されてい
る。
ルタンク１３と、ポンプ１４、流量制御弁３６が設けら
れ、かつメタノール分解器１５に接続している。メタノ
ール分解器１５は、図２に示すように内管１６ａと外管
１６ｂからなる二重管で構成され、内管１６ａは蒸気ラ
イン９の配管となっている。内管１６ａと外管１６ｂと
の間の空間は底板１７ａと上板１７ｂで密閉空間を構成
し、下部空間は蒸発室を構成し、上部空間には分解触媒
１８が充填さている。蒸発室には入り口管１９ａが接続
され、上部空間の上部には出口管１９ｂが接続されてい
る。
【００１７】かかる構成により蒸発室に入った液体のメ
タノールは蒸気で加熱されて蒸発し、下記の反応式によ
り分解触媒でＨ2 ，ＣＯガスに分解される。 ＣＨ3 ＯＨ→２Ｈ2 ＋ＣＯ−９０．８９ＫＪ この際蒸気の温度は３００〜４００℃でメタノールを２
００〜３００℃に加熱する。分解触媒として、ニッケル
系触媒または白金系触媒を用いる。発生するＨ2，ＣＯ
ガスの温度は２００〜３００℃であり、通過する系統の
配管、機器にカーボン析出を生じない。なお、このガス
温度が５００℃以上となるとカーボン析出が発生する。
タノールは蒸気で加熱されて蒸発し、下記の反応式によ
り分解触媒でＨ2 ，ＣＯガスに分解される。 ＣＨ3 ＯＨ→２Ｈ2 ＋ＣＯ−９０．８９ＫＪ この際蒸気の温度は３００〜４００℃でメタノールを２
００〜３００℃に加熱する。分解触媒として、ニッケル
系触媒または白金系触媒を用いる。発生するＨ2，ＣＯ
ガスの温度は２００〜３００℃であり、通過する系統の
配管、機器にカーボン析出を生じない。なお、このガス
温度が５００℃以上となるとカーボン析出が発生する。
【００１８】次に本燃料電池発電装置の起動について説
明する。燃料電池２０、改質器２２、触媒燃焼器２３を
含む系統には窒素ガスが充填されている。遮断弁３２を
閉とし、遮断弁３３、３４を開として加熱ライン１０を
接続し、ヒータ２９を稼働させ炭酸ガスリサイクルブロ
ワ２８で窒素ガスを循環させ、触媒燃焼器２３を３００
℃程度に加熱しておく。さらに燃焼器２７に燃料ガスを
供給して燃焼ガスを発生させ、タービン圧縮機２５を駆
動して圧縮空気を発生させ、燃焼器２７に供給する。ま
た、タービン排ガスにより蒸気発生装置２６で蒸気を発
生させ、メタノール分解器１５に送り込む。これととも
にメタノール循環ライン１２のポンプ１４を駆動し、メ
タノールをメタノール分解器１５に送り、Ｈ2 ，ＣＯガ
スを発生させ、蒸気ライン８からの蒸気とともに改質室
２２ａに送り、燃料予熱器２４、アノードを介して触媒
燃焼器２３へ送り込む。
明する。燃料電池２０、改質器２２、触媒燃焼器２３を
含む系統には窒素ガスが充填されている。遮断弁３２を
閉とし、遮断弁３３、３４を開として加熱ライン１０を
接続し、ヒータ２９を稼働させ炭酸ガスリサイクルブロ
ワ２８で窒素ガスを循環させ、触媒燃焼器２３を３００
℃程度に加熱しておく。さらに燃焼器２７に燃料ガスを
供給して燃焼ガスを発生させ、タービン圧縮機２５を駆
動して圧縮空気を発生させ、燃焼器２７に供給する。ま
た、タービン排ガスにより蒸気発生装置２６で蒸気を発
生させ、メタノール分解器１５に送り込む。これととも
にメタノール循環ライン１２のポンプ１４を駆動し、メ
タノールをメタノール分解器１５に送り、Ｈ2 ，ＣＯガ
スを発生させ、蒸気ライン８からの蒸気とともに改質室
２２ａに送り、燃料予熱器２４、アノードを介して触媒
燃焼器２３へ送り込む。
【００１９】触媒燃焼器２３ではこれらのガスを空気ラ
イン７の流量制御弁３８とカソードを介して供給される
空気で燃焼し、燃焼排ガスを加熱室２２ｂへ送り改質室
２２ａでの改質反応を開始する。かかる動作を持続する
と各系統の温度も運転温度まで上昇し、窒素ガスも
Ｈ2 ，ＣＯガスや燃焼排ガスに置換され運転状態になっ
てゆく。この状態で遮断弁３２を開とし、遮断弁３３、
３４を閉として加熱ライン１０を切り離す。またこの時
までにカソード排ガスも増加してくるので、燃焼器２７
を停止し、カソード排ガスによりタービン圧縮機２５を
駆動する。次に、遮断弁３０を開とし、ポンプ１４を停
止し、遮断弁３７を閉として燃料ガスによる運転に入
る。これにより起動が終わり、負荷運転に入れる状態に
なる。
イン７の流量制御弁３８とカソードを介して供給される
空気で燃焼し、燃焼排ガスを加熱室２２ｂへ送り改質室
２２ａでの改質反応を開始する。かかる動作を持続する
と各系統の温度も運転温度まで上昇し、窒素ガスも
Ｈ2 ，ＣＯガスや燃焼排ガスに置換され運転状態になっ
てゆく。この状態で遮断弁３２を開とし、遮断弁３３、
３４を閉として加熱ライン１０を切り離す。またこの時
までにカソード排ガスも増加してくるので、燃焼器２７
を停止し、カソード排ガスによりタービン圧縮機２５を
駆動する。次に、遮断弁３０を開とし、ポンプ１４を停
止し、遮断弁３７を閉として燃料ガスによる運転に入
る。これにより起動が終わり、負荷運転に入れる状態に
なる。
【００２０】上述の動作において、改質室２２ａが十分
な高温にならない期間はメタノールの分解ガスが供給さ
れ、触媒燃焼器２３で確実に燃焼するので、この触媒燃
焼器２３に接続する系統内に可燃ガスが滞留することが
なくなり、運転上支障がなく、かつ安全性も確保され
る。
な高温にならない期間はメタノールの分解ガスが供給さ
れ、触媒燃焼器２３で確実に燃焼するので、この触媒燃
焼器２３に接続する系統内に可燃ガスが滞留することが
なくなり、運転上支障がなく、かつ安全性も確保され
る。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、起動時、燃料ガスに代えてメタノール分解ガスを用
いることにより、系統内に可燃性ガスが滞留するのを防
止するので、可燃性ガス滞留による運転上の支障がな
く、安全性も確保することができる。
は、起動時、燃料ガスに代えてメタノール分解ガスを用
いることにより、系統内に可燃性ガスが滞留するのを防
止するので、可燃性ガス滞留による運転上の支障がな
く、安全性も確保することができる。
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】メタノール分解器の構成を示す。
【図３】従来の燃料電池発電装置の構成を示す図であ
る。
る。
１ 燃料ガスライン ２ アノードガスライン ３ アノード排ガスライン ４ カソード排ガスライン ５ 燃焼排ガスライン ６ 炭酸ガスリサイクルライン ７ 空気ライン ８ 蒸気ライン ９ カソード排ガスバイパスライン １０ 加熱ライン １２ メタノール循環ライン １３ メタノールタンク １４ ポンプ １５ メタノール分解器 １６ａ 内管 １６ｂ 外管 １７ａ 底板 １７ｂ 上板 １８ 分解触媒 １９ａ 入り口管 １９ｂ 出口管 ２０ 燃料電池 ２２ 改質器 ２２ａ 改質室 ２２ｂ 加熱室 ２３ 触媒燃焼室 ２４ 燃料予熱器 ２５ タービン圧縮機 ２６ 蒸気発生装置 ２７ 燃焼器 ２８ 炭酸ガスリサイクルブロワ ２９ ヒータ ３０，３１，３２，３３，３４，３７ 遮断弁 ３５、３６、３８ 流量制御弁
Claims (2)
- 【請求項１】 カソードとアノードからなり酸素を含む
カソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃
料電池と、アノードから排出されるアノード排ガスとカ
ソードから排出されるカソード排ガスを燃焼する燃焼器
と、この燃焼器の燃焼排ガスで水蒸気を含む燃料ガスを
改質しアノードガスとしてアノードに供給する改質器
と、この改質器の燃焼排ガスをカソードに供給する炭酸
ガスリサイクルラインと、改質器に燃料ガスを供給する
燃料ガスラインと、カソード排ガスにより蒸気を発生し
燃料ガスラインに供給する蒸気ラインと、とを備えた発
電装置において、メタノールを前記蒸気ラインの蒸気で
分解して燃料ガスラインに供給するメタノール分解装置
を備えたことを特徴とするメタノール分解装置を備えた
燃料電池発電装置。 - 【請求項２】 前記メタノール分解装置として、二重管
の内管に蒸気を通し、外管と内管の空間の一部にメタノ
ール分解触媒を充填し残りの空間を蒸発空間とし、メタ
ノールを蒸発空間で蒸発した後メタノール分解触媒を通
して水素ガスと一酸化炭素ガスに分解することを特徴と
する請求項１記載のメタノール分解装置を備えた燃料電
池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10156184A JPH11354144A (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | メタノール分解装置を備えた燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10156184A JPH11354144A (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | メタノール分解装置を備えた燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354144A true JPH11354144A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15622208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10156184A Pending JPH11354144A (ja) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | メタノール分解装置を備えた燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11354144A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783877B2 (en) | 2000-09-13 | 2004-08-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel reforming apparatus |
| CN109193010A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-11 | 浙江氢谷新能源汽车有限公司 | 甲醇裂解即时制氢发电系统 |
-
1998
- 1998-06-04 JP JP10156184A patent/JPH11354144A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783877B2 (en) | 2000-09-13 | 2004-08-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel reforming apparatus |
| CN109193010A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-11 | 浙江氢谷新能源汽车有限公司 | 甲醇裂解即时制氢发电系统 |
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