JPH1167239A - 火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備 - Google Patents
火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備Info
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- JPH1167239A JPH1167239A JP9221401A JP22140197A JPH1167239A JP H1167239 A JPH1167239 A JP H1167239A JP 9221401 A JP9221401 A JP 9221401A JP 22140197 A JP22140197 A JP 22140197A JP H1167239 A JPH1167239 A JP H1167239A
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- Japan
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- fuel cell
- exhaust gas
- power generation
- air
- thermal power
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-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
-
- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融炭酸塩型燃料電池と火力発電所との組み
合わせによりＣＯ2 の全体排出量を増大させることなく
発電出力を増大させることができ、併せて、燃料電池発
電設備における必要設備を減らして設備費を下げること
ができる、火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備を
提供する。 【解決手段】 火力発電所で発生するＣＯ2 を含む排ガ
スに空気を混合して導入する混合ガスライン２０を備
え、この混合ガスを予熱して燃料電池１１のカソード側
に供給し、アノード側の排ガスを再循環することなく大
気放出する。
合わせによりＣＯ2 の全体排出量を増大させることなく
発電出力を増大させることができ、併せて、燃料電池発
電設備における必要設備を減らして設備費を下げること
ができる、火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備を
提供する。 【解決手段】 火力発電所で発生するＣＯ2 を含む排ガ
スに空気を混合して導入する混合ガスライン２０を備
え、この混合ガスを予熱して燃料電池１１のカソード側
に供給し、アノード側の排ガスを再循環することなく大
気放出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融炭酸塩型燃料
電池を用いた発電設備と在来の火力発電設備とを組み合
わせてた燃料電池発電設備に関する。
電池を用いた発電設備と在来の火力発電設備とを組み合
わせてた燃料電池発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、溶融炭酸塩型燃料電池を用いた
発電設備の全体構成図である。この燃料電池発電設備
は、改質器１０、燃料電池１１、触媒燃焼器１２、排熱
回収装置１３、等を備え、燃料ガスを改質器１０で改質
して燃料電池に供給し、燃料電池１１で発電し、触媒燃
焼器１２で未燃ガスを燃焼させて高温ガスを改質器１０
に供給し、排熱回収装置１３で熱回収して水蒸気を発生
させて改質用に供給するようになっている。
発電設備の全体構成図である。この燃料電池発電設備
は、改質器１０、燃料電池１１、触媒燃焼器１２、排熱
回収装置１３、等を備え、燃料ガスを改質器１０で改質
して燃料電池に供給し、燃料電池１１で発電し、触媒燃
焼器１２で未燃ガスを燃焼させて高温ガスを改質器１０
に供給し、排熱回収装置１３で熱回収して水蒸気を発生
させて改質用に供給するようになっている。
【０００３】また、燃料電池発電設備では、燃料電池１
１における電池反応によりアノード側ＡでＣＯ2 （二酸
化炭素）が発生し、カソード側Ｃで同量のＣＯ2 を消費
するので、ＣＯ2 リサイクルブロア１４を設け、燃焼排
ガスをカソード側に再循環させるようになっている。更
に、燃料電池発電設備ではタービン圧縮機１５を備えて
加圧運転（例えば約３ａｔａ）し、排ガスから圧力回収
して加圧空気をカソード側Ｃに供給して発電効率を高め
るようになっている。なお、図２において、１６は燃料
予熱器、１７は高温リサイクルブロア、１８は凝縮器、
１９は気水分離器である。
１における電池反応によりアノード側ＡでＣＯ2 （二酸
化炭素）が発生し、カソード側Ｃで同量のＣＯ2 を消費
するので、ＣＯ2 リサイクルブロア１４を設け、燃焼排
ガスをカソード側に再循環させるようになっている。更
に、燃料電池発電設備ではタービン圧縮機１５を備えて
加圧運転（例えば約３ａｔａ）し、排ガスから圧力回収
して加圧空気をカソード側Ｃに供給して発電効率を高め
るようになっている。なお、図２において、１６は燃料
予熱器、１７は高温リサイクルブロア、１８は凝縮器、
１９は気水分離器である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】地球温暖化防止のため
に、ＣＯ2 排出量の低減が重要な課題の１つとなってお
り、プラント効率の向上は有効な手段であり、高効率発
電システムとして燃料電池発電設備が期待されている。
しかし、上述した従来の燃料電池発電設備では、ＣＯ2
をカソード側に再循環させるためにＣＯ2 リサイクルブ
ロア１４が不可欠であり、また、加圧運転するために、
タービン圧縮機１５や燃料電池等を格納する圧力容器１
１ａが必要となるため、設備費が高い問題点があった。
に、ＣＯ2 排出量の低減が重要な課題の１つとなってお
り、プラント効率の向上は有効な手段であり、高効率発
電システムとして燃料電池発電設備が期待されている。
しかし、上述した従来の燃料電池発電設備では、ＣＯ2
をカソード側に再循環させるためにＣＯ2 リサイクルブ
ロア１４が不可欠であり、また、加圧運転するために、
タービン圧縮機１５や燃料電池等を格納する圧力容器１
１ａが必要となるため、設備費が高い問題点があった。
【０００５】一方、在来の火力発電設備では、大量のＣ
Ｏ2 が大気に放出されている問題点がある。
Ｏ2 が大気に放出されている問題点がある。
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、溶融
炭酸塩型燃料電池と火力発電所との組み合わせによりＣ
Ｏ2の全体排出量を増大させることなく発電出力を増大
させることができ、併せて、燃料電池発電設備における
必要設備を減らして設備費を下げることができる、火力
発電と組み合わせた燃料電池発電設備を提供することに
ある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、溶融
炭酸塩型燃料電池と火力発電所との組み合わせによりＣ
Ｏ2の全体排出量を増大させることなく発電出力を増大
させることができ、併せて、燃料電池発電設備における
必要設備を減らして設備費を下げることができる、火力
発電と組み合わせた燃料電池発電設備を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、火力発
電所で発生するＣＯ2 を含む排ガスに空気を混合して導
入する混合ガスラインを備え、該混合ガスを予熱して燃
料電池のカソード側に供給し、アノード側の排ガスを再
循環することなく大気放出する、ことを特徴とする火力
発電と組み合わせた燃料電池発電設備が提供される。本
発明の好ましい実施形態によれば、更に、前記混合ガス
を改質器の排ガスで予熱する空気予熱器を更に備える。
電所で発生するＣＯ2 を含む排ガスに空気を混合して導
入する混合ガスラインを備え、該混合ガスを予熱して燃
料電池のカソード側に供給し、アノード側の排ガスを再
循環することなく大気放出する、ことを特徴とする火力
発電と組み合わせた燃料電池発電設備が提供される。本
発明の好ましい実施形態によれば、更に、前記混合ガス
を改質器の排ガスで予熱する空気予熱器を更に備える。
【０００８】上記本発明の構成によれば、溶融炭酸塩型
燃料電池と火力発電所との組み合わせ、火力発電所で発
生する排ガス中のＣＯ2 を燃料電池のカソード側に供給
するので、ＣＯ2 の全体排出量を増大させることなく発
電出力を増大させることができる。また、混合ガスライ
ンからの混合ガスを空気予熱器で予熱して燃料電池のカ
ソード側に供給するので、高温用の高価なＣＯ2 リサイ
クルブロアを設けることなく、燃料電池のカソード側に
十分なＣＯ2 ガスを供給することができ、カソード側Ｃ
のＣＯ2 濃度を高く維持し、電池反応を効率よく行うこ
とができる。
燃料電池と火力発電所との組み合わせ、火力発電所で発
生する排ガス中のＣＯ2 を燃料電池のカソード側に供給
するので、ＣＯ2 の全体排出量を増大させることなく発
電出力を増大させることができる。また、混合ガスライ
ンからの混合ガスを空気予熱器で予熱して燃料電池のカ
ソード側に供給するので、高温用の高価なＣＯ2 リサイ
クルブロアを設けることなく、燃料電池のカソード側に
十分なＣＯ2 ガスを供給することができ、カソード側Ｃ
のＣＯ2 濃度を高く維持し、電池反応を効率よく行うこ
とができる。
【０００９】更に、火力発電所で発生する大量のＣＯ2
を利用するので比較的低圧で効率の高い運転が可能にな
り、電池容器等の使用圧力を下げ、格納容器のコストを
低減できる。更にまた、混合ガスラインに低圧の圧縮機
（ブロア）を設けるだけで必要な空気を供給できるの
で、タービン圧縮機をなくすことができ圧縮機のコスト
も低減することができる。
を利用するので比較的低圧で効率の高い運転が可能にな
り、電池容器等の使用圧力を下げ、格納容器のコストを
低減できる。更にまた、混合ガスラインに低圧の圧縮機
（ブロア）を設けるだけで必要な空気を供給できるの
で、タービン圧縮機をなくすことができ圧縮機のコスト
も低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態を
図面を参照して説明する。なお、各図において共通する
部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明による火力発電と組み合わせた燃料電池
発電設備の全体構成図である。この図において、本発明
の燃料電池発電設備は、火力発電所で発生するＣＯ2 を
含む排ガスに空気を混合して導入する混合ガスライン２
０を備え、この混合ガスを予熱して燃料電池１１のカソ
ード側に供給し、アノード側の排ガスを再循環すること
なく大気放出するようになっている。
図面を参照して説明する。なお、各図において共通する
部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明による火力発電と組み合わせた燃料電池
発電設備の全体構成図である。この図において、本発明
の燃料電池発電設備は、火力発電所で発生するＣＯ2 を
含む排ガスに空気を混合して導入する混合ガスライン２
０を備え、この混合ガスを予熱して燃料電池１１のカソ
ード側に供給し、アノード側の排ガスを再循環すること
なく大気放出するようになっている。
【００１１】すなわち、この燃料電池発電設備は、火力
発電設備の電気集塵機１から煙突２へ通じる排ガスライ
ン３から、ＣＯ2 を含む排ガスを燃料電池発電設備に導
入する混合ガスライン２０と、このライン上に設けられ
た排ガス吸引ブロア２１と、混合ガスライン２０に空気
を導入する空気導入ライン２２とを備え、それぞれのラ
インに設けた流量調節弁２０ａ，２２ａにより、排ガス
と空気の流量割合を調節するようになっている。火力発
電設備は、石炭、石油、天然ガスのいずれを燃料とする
火力発電設備でもよいが、排ガス中の粉塵や硫黄分が少
ない点で、天然ガスを燃料とする火力発電設備が最も好
ましい。
発電設備の電気集塵機１から煙突２へ通じる排ガスライ
ン３から、ＣＯ2 を含む排ガスを燃料電池発電設備に導
入する混合ガスライン２０と、このライン上に設けられ
た排ガス吸引ブロア２１と、混合ガスライン２０に空気
を導入する空気導入ライン２２とを備え、それぞれのラ
インに設けた流量調節弁２０ａ，２２ａにより、排ガス
と空気の流量割合を調節するようになっている。火力発
電設備は、石炭、石油、天然ガスのいずれを燃料とする
火力発電設備でもよいが、排ガス中の粉塵や硫黄分が少
ない点で、天然ガスを燃料とする火力発電設備が最も好
ましい。
【００１２】本発明の燃料電池発電設備は、更に排ガス
と空気の混合ガスを改質器の排ガスで予熱する空気予熱
器２３を備えている。この空気予熱器２３により、約７
００℃の改質器の排ガスにより混合ガスを燃料電池のカ
ソードガス入口温度に適した約５８０℃まで予熱する。
と空気の混合ガスを改質器の排ガスで予熱する空気予熱
器２３を備えている。この空気予熱器２３により、約７
００℃の改質器の排ガスにより混合ガスを燃料電池のカ
ソードガス入口温度に適した約５８０℃まで予熱する。
【００１３】更に、この燃料電池発電設備では、燃料電
池１１のカソード側を出たカソード排ガスの一部がバイ
パスライン２４により触媒燃焼器１２と改質器１０をバ
イパスして直接空気予熱器２３に入るようになってい
る。また、このライン２４には、流量調節弁２４ａが設
けられ、触媒燃焼器１２側に供給するカソード排ガスの
流量を間接的に調節するようになっている。
池１１のカソード側を出たカソード排ガスの一部がバイ
パスライン２４により触媒燃焼器１２と改質器１０をバ
イパスして直接空気予熱器２３に入るようになってい
る。また、このライン２４には、流量調節弁２４ａが設
けられ、触媒燃焼器１２側に供給するカソード排ガスの
流量を間接的に調節するようになっている。
【００１４】また、図１において、図２におけるＣＯ2
リサイクルブロア１４、タービン圧縮機１５及び圧力容
器１１ａがなく、排熱回収装置１３を出た排ガスが再循
環することなく大気放出されるようになっている。な
お、その他の構成は、図２の燃料電池発電設備と同様で
ある。
リサイクルブロア１４、タービン圧縮機１５及び圧力容
器１１ａがなく、排熱回収装置１３を出た排ガスが再循
環することなく大気放出されるようになっている。な
お、その他の構成は、図２の燃料電池発電設備と同様で
ある。
【００１５】上述した本発明の構成によれば、溶融炭酸
塩型燃料電池と火力発電所との組み合わせ、火力発電所
で発生する排ガス中のＣＯ2 を燃料電池のカソード側に
供給するので、ＣＯ2 の全体排出量を増大させることな
く発電出力を増大させることができる。また、混合ガス
ラインからの混合ガスを空気予熱器で予熱して燃料電池
のカソード側に供給するので、高温用の高価なＣＯ2 リ
サイクルブロアを設けることなく、燃料電池のカソード
側に十分なＣＯ2 ガスを供給することができ、カソード
側ＣのＣＯ2 濃度を高く維持し、電池反応を効率よく行
うことができる。
塩型燃料電池と火力発電所との組み合わせ、火力発電所
で発生する排ガス中のＣＯ2 を燃料電池のカソード側に
供給するので、ＣＯ2 の全体排出量を増大させることな
く発電出力を増大させることができる。また、混合ガス
ラインからの混合ガスを空気予熱器で予熱して燃料電池
のカソード側に供給するので、高温用の高価なＣＯ2 リ
サイクルブロアを設けることなく、燃料電池のカソード
側に十分なＣＯ2 ガスを供給することができ、カソード
側ＣのＣＯ2 濃度を高く維持し、電池反応を効率よく行
うことができる。
【００１６】更に、火力発電所で発生する大量のＣＯ2
を利用するので比較的低圧で効率の高い運転が可能にな
り、電池容器等の使用圧力を下げ、格納容器のコストを
低減できる。更にまた、混合ガスラインに低圧の圧縮機
（ブロア）を設けるだけで必要な空気を供給できるの
で、タービン圧縮機をなくすことができ圧縮機のコスト
も低減することができる。
を利用するので比較的低圧で効率の高い運転が可能にな
り、電池容器等の使用圧力を下げ、格納容器のコストを
低減できる。更にまた、混合ガスラインに低圧の圧縮機
（ブロア）を設けるだけで必要な空気を供給できるの
で、タービン圧縮機をなくすことができ圧縮機のコスト
も低減することができる。
【００１７】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変更が可能である。
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変更が可能である。
【００１８】
【発明の効果】上述したように、本発明の火力発電と組
み合わせた燃料電池発電設備は、溶融炭酸塩型燃料電池
と火力発電所との組み合わせによりＣＯ2 の全体排出量
を増大させることなく発電出力を増大させることがで
き、併せて、燃料電池発電設備における必要設備を減ら
して設備費を下げることができる、等の優れた効果を有
する。
み合わせた燃料電池発電設備は、溶融炭酸塩型燃料電池
と火力発電所との組み合わせによりＣＯ2 の全体排出量
を増大させることなく発電出力を増大させることがで
き、併せて、燃料電池発電設備における必要設備を減ら
して設備費を下げることができる、等の優れた効果を有
する。
【図１】本発明による火力発電と組み合わせた燃料電池
発電設備の全体構成図である。
発電設備の全体構成図である。
【図２】従来の燃料電池発電設備の構成図である。
１ 電気集塵機 ２ 煙突 ３ 排ガスライン １０ 改質器 １１ 燃料電池 １２ 触媒燃焼器 １３ 排熱回収装置 １４ ＣＯ2 リサイクルブロア １５ タービン圧縮機 １６ 燃料予熱器 １７ 高温リサイクルブロア １８ 凝縮器 １９ 気水分離器 ２０ 混合ガスライン ２１ 排ガス吸引ブロア ２２ 空気導入ライン ２３ 空気予熱器 ２４ バイパスライン ２０ａ．２２ａ，２４ａ 流量調節弁
Claims (2)
- 【請求項１】 火力発電所で発生するＣＯ2 を含む排ガ
スに空気を混合して導入する混合ガスラインを備え、該
混合ガスを予熱して燃料電池のカソード側に供給し、ア
ノード側の排ガスを再循環することなく大気放出する、
ことを特徴とする火力発電と組み合わせた燃料電池発電
設備。 - 【請求項２】 更に、前記混合ガスを改質器の排ガスで
予熱する空気予熱器を更に備える、ことを特徴とする請
求項１に記載の火力発電と組み合わせた燃料電池発電設
備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9221401A JPH1167239A (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | 火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9221401A JPH1167239A (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | 火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167239A true JPH1167239A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16766184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9221401A Pending JPH1167239A (ja) | 1997-08-18 | 1997-08-18 | 火力発電と組み合わせた燃料電池発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167239A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006100197A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池を用いたコンバインド発電システム |
-
1997
- 1997-08-18 JP JP9221401A patent/JPH1167239A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006100197A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池を用いたコンバインド発電システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040420 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040604 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050630 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060809 |