JPS6280970A - 燃料電池の発電方法 - Google Patents

燃料電池の発電方法

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JPS6280970A
JPS6280970A JP60217800A JP21780085A JPS6280970A JP S6280970 A JPS6280970 A JP S6280970A JP 60217800 A JP60217800 A JP 60217800A JP 21780085 A JP21780085 A JP 21780085A JP S6280970 A JPS6280970 A JP S6280970A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、燃料電池本体の燃料極に水素ガスを供給し、
空気極に酸化ガスを供給して発電を行なう燃料電池の発
電方法に係り、特にアノード出口ガス中の水分をドレン
せずに、また空気予熱器を2段に分けることで冷却効果
を上げて発電を効率よく行なえるようにした燃料電池の
発電方法に関するものである。
[従来の技術] 燃料電池の原理は、水の電気分解の逆の反応であり、燃
料中の水素と空気中の酸素とを化学的に反応させて電気
と水とを同時に取り出すものである。
これを第2図により説明すると、燃料電池本体1は水素
などの燃料ガスを反応させる多孔質の燃料極(アノード
)2と、酸化ガスを反応させる空気極(カソード)3と
、この両′R極2゜3間に介在する炭酸塩からなる電解
質4とからなっており、図示のように燃料極2へ水素を
含む燃料ガスが供給され、他方空気極3へ酸素と炭酸ガ
スを含む酸化ガスが供給されることになり各電極2.3
内で図示のように反応し炭酸イオン(Go3 >を媒介
に水素と酸素が反応して発電が行なわれる。
この燃料電池本体1は、多数多段に8!I層され、高出
力が得られるようになっている。第3図に従来燃料電池
の発電システムの一例を示す。
すなわち、図において1は多段に積層された燃料電池本
体、5はLNGなどの燃料ガスを改質して水素リッチガ
スとするリホーマ、6はLNGなど燃料ガスコンプレッ
サ、7は燃料予熱器、8は脱硫器、9は熱交換器、10
は給水ポンプ、11は給水加熱器、12は凝縮器、13
は気液分離器、14はブロワ、15は空気コンプレッサ
、16は空気予熱器、17は煙突である。
先ず、LNGなどの燃料ガスは、燃料ガスコンプレッサ
6より燃料予熱器7で予熱され、脱硫器8で脱硫された
のちリホーマ5に供給され、また給水ポンプ1oより給
水加熱器11を通って加熱された蒸気がリホーマ5に供
給され、そこで燃料ガスが水素リッチガス及び−酸化炭
素に改質されて燃料TB池本体1の燃料極(アノード)
2に供給される。この燃料極2で生じたアノードガス(
H20SCO2、Go、82等)は熱交換器9、燃料予
熱器7を通り、加熱器11で給水を加熱し、凝縮器12
、気液分離器13でアノードガス中の水分が除去された
のらブロワ14より熱交換器9を通ってリホーマ5の加
熱源として用いられる。
また空気は空気コンプレッサ15より空気予熱器16を
通り、そこで燃料電池本体1の空気極(カソード)3を
出た排ガスにより予熱され、その一部が空気極3に、ま
た残りがリホーマ5の加熱源として供給され、リホーマ
5内でアノードガス中の残留H2ガスやCOガスを燃焼
してリホーマ5を通る燃料ガスと蒸気を加熱して改質反
応させたのちCO2ガスとして空気極3に供給される。
従来この燃料電池の発電システムにおいては、燃料極2
で生じたアノード出口ガス中の蒸気を凝縮器12で凝縮
し、気液分離器13で分離し、水分を除去したアノード
出口ガス(COz 、Co。
)」2)をリホーマ5に供給し、リホーマ5での反応温
度を維持するようにしている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、燃料電池本体1のアノード出口ガス中の
水分(蒸気)を除去するには、そのアノードガスを冷却
したのち再度加熱しなければならない。従って機器数が
増えコンパクトにならないという問題がある。
また空気極3へ供給する空気は、燃料電池本体1自体が
発熱反応を伴なうため、冷却作用ももたせており、その
空気極3からの排ガスの全量で予熱して高温にしたので
は、空気極3内の温度が上がり過ぎて好ましくなく、そ
のため空気コンプレッサ15の容燈を大さくして予熱空
気温度を下げると、そのコンプレッサの消費電力が大き
くなり、効率が悪くなる問題がある。
[発明の目的] 本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、燃料電
池で生じるアノード出口ガス中の水分を除去することな
く必要最小の機器構成でリホーマでの改質温度を維持す
ると共に、空気極からの排ガスの熱を有効に回収するこ
とによって効率のよい冷却を行ない、補機動力を少なく
できる燃料電池の発電方法を提供することを目的とする
[発明の概要] 本発明は、−F、記の目的を達成するために、燃料ガス
と水蒸気とをリホーマに供給して水素ガスに改質し、そ
の水素ガスを燃料電池本体の燃料極に供給し、他方その
本体の空気極に酸化ガスを供給して発電する燃FI電池
の発電方法に坂いて、上記燃料極への水素ガス供給で生
じた水蒸気を含むアノードガスを、上記リホーマの加熱
源に用いたのち、上記空気極に供給し、また空気極から
の排ガスを第2空気予熱器から第1空気予熱器に流し、
他方空気を第1空気予熱器から第2空気予熱器に流し、
その第1空気予熱器を出たy−熱空気の一部を上記空気
極に供給し、さらに第2空気予熱器を出た高温の予熱空
気を、上記リホーマの加熱源に用いたのち空気極に供給
するもので、アノード出ロガス中に含まれる水分を分離
せず、そのままリホーマの加熱源として供給することで
ドレン機器が不用となると共に、燃料ガスのリホーマへ
の入口温度は予熱器なしに高くでき、また空気予熱器を
2段に分けることにより第1空気予熱器を出た比較的低
い予熱空気を空気極に供給することで、その入口空気温
度を小流量で必要な値まで低下でき、さらに第2空気予
熱器を出た高温の予熱空気をリホーマの加熱源に用いる
ことでリホーマでの改質を効率よくできると共に燃料電
池での利用率を向上できるようにしたものである。
[実施例] 以下、本発明に係る燃料電池の発電方法の好適一実施例
を添付図面に基づいて説明する。
第1図は木発−明の燃料電池の発電方法を実施する発電
プラントのフローシートの一例を示す。
図において、1は燃料電池本体で、燃料極(アノード)
2と空気極(カソード)3と、その電極2゜3間に介在
された炭酸塩を含む電解質4とからなる。5はリホーマ
で、燃料ガスと蒸気とを反応させてト(2ガスとCoガ
スに改質する。リホーマ5:ま反応管5aと、反応管5
aを加熱すべく、燃料電池本体1からのアノード出口ガ
ス中の残留H2ガスやCoガスを供給空気で燃焼させる
燃焼室5bとからなっている。6は燃料ガスコンプレッ
サ、8は脱硫器である。
燃料ガスコンプレッサ6から燃料ガスは、第1燃料予熱
器18、脱硫器8、第2燃料予熱器19を通ってリホー
マ5の反応管5aに供給されるよう燃料ガス供給ライン
20で接続される。
リホーマ5の反応管5aを出た水素リッチガスは、燃料
電池本体1の燃料極(アノード)2に供給され、その7
ノードガスがライン21により第2燃料予熱器19から
第1燃料予熱器18を通ってリホーマ5の燃焼室5bに
流れるよう接続される。
燃料電池本体1の空気極3及びリホーマ5の燃焼室5b
へ供給する空気は、空気コンプレッサ15より、第1空
気予熱器22、及び第2空気予熱器23を通って燃焼空
気ライン24を介してリホーマ5の燃焼室5bに供給さ
れ、その燃焼室5bからライン25を通って空気ff1
3に供給され、また第1空気予熱器22を通った予熱空
気は、空気ライン26を通ってリホーマ5のライン25
からのガス(CO2)と共に空気極3に供給される。5
空気極3で生じた排ガスは、排ガスライン27 。
より、第2空気予熱器23を通り、第1空気予熱器22
を通って煙突等(図示せず)に排気され、また一部の排
ガスはライン28より蒸気発生器2つに供給される。蒸
気発生器29は、伝熱管30を有し、その伝熱管30に
気液分離ドラム31が接続され、伝熱管30内の給水が
、ライン28からの排ガスで加熱され、分離ドラム31
で気液分離され、発生した蒸気が、蒸気ライン32より
リホーマ5の反応管5aに供給される。
リホーマ5で改質されたガスの一部は戻りライン36よ
り脱硫器8に循環される。また燃料電池本体1の燃料極
2及び空気極3にはガスを循環するためのブロワ−33
,34が接続される。
以上において、LNG等の燃料ガスは、第1燃料予熱器
18で予熱−され、脱硫器8で脱硫され、第2燃料予熱
器19で高温に予熱されたのちリホーマ5の反応管5a
に供給される。この反応管5aには蒸気発生器29で生
じた蒸気が、蒸気ライン32を通じて供給され、燃料ガ
スの改質反応が起り、Coガスを含むH2リッチガスに
改質されて燃料電池本体1の燃料極2に供給される。こ
の燃料極2を出たアノードガスは、ライン21より第2
燃料予熱器19及び第1燃料予熱器18を通って燃料ガ
スを高温に予熱したのち、リホーマ5の燃焼室5bに供
給される。
一方、空気は空気コンプレッサ15より第1空気予熱器
22を通り、そこで空気極3からの排ガスで予熱され、
さらに第2空気予熱器23を通って高温に予熱されたの
ちリホーマ5の燃焼室5bに供給され、ライン21から
供給されたアノードガス中の残留H2ガスやCoガスを
燃焼し、その燃焼温度で反応管5a内の温度を所定温度
に保つ。
燃焼後のCO2ガス等のガスは、ライン25より空気極
3に供給され、また第1空気予熱器22から空気ライン
26を通った低温の予熱空気が空気極3に供給され、第
2図で説明した反応が多極2,3で起り発電が行なわれ
ることとなる。
[発明の効果] 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮する。
(1)  燃料電池本体の燃料極で生じたアノードガス
中の水分を除去せず、そのままりホーマの加熱源に用い
るので、従来のようにドレン機器を必要とせず、その分
のコストを低減できる。
(2)  空気を二段に予熱し、高温の予熱空気をリホ
ーマの加熱源として、また低温の予熱空気を空気極に供
給することで、リホーマでの効率を維持しつつ電池本体
での燃料の利用率を向上させることができる。
(3)  さらに、少ない空気量で効率よい冷却ができ
るため、全体の効率も上がる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の燃料電池の発電方法を実施する装置の
一例を示す図、第2図は燃料電池の詳細を示す図、第3
図は従来例を示す図である。 図中、1は燃料電池本体、2は燃料極、3は空気極、5
はリホーマ、20は燃料ガス供給ライン、22は第1空
気予熱器、23は第2空気予熱器、29は蒸気発生器で
ある。 特許出願人  石川島播@重工業株式会社代理人弁理士
  絹  谷  信  雄7・・・オご料t5乞和木 2・・・対rポ牛石1 3・・・空気極 5・・・す、広−で 29・・・蕪外発生谷 第7N 第28J 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃料ガスと水蒸気とをリホーマに供給して水素ガスに改
    質し、その水素ガスを燃料電池本体の燃料極に供給し、
    他方その本体の空気極に酸化ガスを供給して発電する燃
    料電池の発電方法において、上記燃料極への水素ガス供
    給で生じた水蒸気を含むアノードガスを、そのままの状
    態で、上記リホーマの加熱源に用いたのち、その燃焼後
    のガスを上記空気極に供給すると共に、空気を第1空気
    予熱器と第2空気予熱器に2段加熱として流し、その第
    1空気予熱器を出た予熱空気の一部を上記空気極に供給
    し、さらに第2空気予熱器を出た高温の予熱空気を上記
    リホーマの加熱源に用いたのち空気極に供給することを
    特徴とする燃料電池の発電方法。
JP60217800A 1985-10-02 1985-10-02 燃料電池の発電方法 Expired - Lifetime JPH0821412B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62234871A (ja) * 1986-04-04 1987-10-15 Hitachi Ltd 燃料電池発電プラント
JPH01143154A (ja) * 1987-11-27 1989-06-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2002337999A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Nippon Oil Corp 燃料供給システム
CN114857043A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 珠海格力电器股份有限公司 空压机、燃料电池、新能源车

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62234871A (ja) * 1986-04-04 1987-10-15 Hitachi Ltd 燃料電池発電プラント
JPH01143154A (ja) * 1987-11-27 1989-06-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2002337999A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Nippon Oil Corp 燃料供給システム
CN114857043A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 珠海格力电器股份有限公司 空压机、燃料电池、新能源车
CN114857043B (zh) * 2022-04-21 2023-10-24 珠海格力电器股份有限公司 空压机、燃料电池、新能源车

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