JPS63289774A - 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 - Google Patents

溶融炭酸塩型燃料電池発電装置

Info

Publication number
JPS63289774A
JPS63289774A JP62123668A JP12366887A JPS63289774A JP S63289774 A JPS63289774 A JP S63289774A JP 62123668 A JP62123668 A JP 62123668A JP 12366887 A JP12366887 A JP 12366887A JP S63289774 A JPS63289774 A JP S63289774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line
cathode
gas
exhaust gas
fuel cell
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
Application number
JP62123668A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Yoshida
敏明 吉田
Toru Shimizu
徹 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP62123668A priority Critical patent/JPS63289774A/ja
Publication of JPS63289774A publication Critical patent/JPS63289774A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14Fuel cells with fused electrolytes
    • H01M2008/147Fuel cells with molten carbonates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0048Molten electrolytes used at high temperature
    • H01M2300/0051Carbonates
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

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] 本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池、特
に、溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 現在までに提案されている溶融炭酸塩型燃料電池は、溶
融炭酸塩を電解質として多孔質物71にしみ込まぜてな
る電解質板(タイル)を、カソード(酸素極)とアノー
ド(燃料極)で両面から挾み、カソード側に酸化ガスを
供給すると共にアノード側に燃iElガスを供給するこ
とによりカソードとアノードとの間で発生ずる電位差に
より発電が行われるようにしたものを1セルとし、各セ
ルをセパレータを介して多層に積層した構成のものとし
である。
上記溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置では、燃料ガスと
して、天然ガスを用いる場合と、石炭を用いる場合とが
あり、天然ガスを燃料とする場合は天然ガスを改質し、
石炭を燃料とする場合は石炭をガス化して精製している
従来知られている天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池の
発電システムは、第4図に概略を示す如く、燃料電池1
のカソード2には酸化ガスを供給するため、空気Aを図
示しない圧縮機で圧縮した後、冷却器で冷却して空気予
熱器4で予熱し、ライン5によりカソード2に供給する
と共に、一部を改質器6に分岐ライン7により供給する
ようにし、上記カソード2から排出ざれたガスは、ライ
ン8を経て図示しないタービンで膨張させた後、上記空
気予熱器4を通し、更に、蒸気発生器9を通して排出さ
せるようにしておる。一方、燃料電池のアノード3に供
給される天然ガスNGは、ライン10により改質器6内
に導入され、ここで改質されてアノード3に供給される
ようにし、該アノード3から排出されたガスは、上記改
質器6に導入される天然ガスNGと熱交換さける予熱器
(図示せず)等を通して改質器6に導くようにすると共
に、水ト120はポンプ11で加圧されて蒸気発生器9
へ送り、ここで蒸発させて蒸気としてライン12を経て
改質器6人口側の天然ガスのライン10に供給し、天然
ガスNGと)昆ビられるようにしてあり、更に、改質器
6から排出された炭酸ガスを含むガスは、前記ライン5
を流れるガスとともにカソード2に供給されるようにし
である。
又、従来の石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池の発電シス
テムは、第5図に概略を示す如く、石炭Cを前処理装置
13で水を加えて前処理した後、石炭ガス化炉14で酸
化剤15を加えてガス化し、灰16は取り出し、ガスは
カス:精装装置17で脱硫、脱塵等を行った後に燃料電
池のアノード3に供給するようにし、アノード3から排
出されたガスは、ブロワ18により触媒燃焼器19に導
入させるように覆る。一方、カソード2から排出される
ガスは、一部をバイパスライン20によりカソード2の
ガス入口側にバイパスさせると共に、残りを排ガスター
ビン過給機21の排ガスタービン22に導入し、該排ガ
スタービン22により圧縮機23を回転さけるようにし
、排カスタービン22から出た排ガスは空気予熱器24
を通し一〇排出させるようにし、カソード2へ供給する
ための空気Aは、圧縮機23で圧縮した後、空気予熱器
24を通して触媒燃焼器19に導き、該触媒燃焼器19
からカソード2に供給するようにしておる。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、第4図及び第5図に示すいずれの発電システ
ムの場合も、カソード2から排出されたガス中に未利用
の炭酸ガスCO2が含まれているにもかかわらず、その
まま捨てられていて回収が図られていなかった。
そこで、本発明は、カソードから排出されたガスを一部
回収して再びカソード側に供給することによりカソード
に供給される酸化ガス中の炭酸ガス分圧を上げるように
しようとするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、燃料電池のカソ
ードから排出される排ガスの一部を回収刃る分岐回収ラ
インを設け、該分岐回収ラインを加圧される前の空気ラ
インに接続し、且つ上記分岐回収ラインに冷却器を組み
込んだ構成を有する溶融炭酸塩型燃料電池発電装置とす
る。
[作  用] カソードから排出された高温のガス中には未利用の炭酸
ガスが含まれているが、上記ガスの一部を冷却して空気
ラインに戻し、空気とともに圧縮してカソードに再供給
させるので、カソードへ供給される酸化ガス中の炭酸ガ
ス分圧を上げることができ、電池性能、すなわち、発電
効率を向上させることができる。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すもので、第4図に示し
た天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置と同じ
構成において、カソード2から排出されたガスが空気予
熱器4、蒸気発生器9を経て大気へ排出されるライン8
aに、分岐回収ライン25を設け、該分岐回収ライン2
5を、発電システムに導入する空気ライン26に接続し
、且つ上記分岐回収ライン25の途中に、冷却器27を
設け、排ガスの一部が分岐回収ライン25により回収さ
れて冷却された後に空気へと混ぜられてカソード2に再
び供給されるようにする。図中、第4図中と同一のもの
には同一符号が付しである。
燃料電池1内は約700°C位の高温になり、カソード
2から排出されるガスも700℃近くの高温ガスである
が、空気予熱器4、蒸気発生器9で熱交換されることに
より温度は下げられる。
空気Aの予熱、水H20の蒸発に供したカソード2から
のガスは、ライン8,8aより排出されるが、本発明に
よってその一部が分岐回収ライン25を通して回収され
る。上記排ガス中には、未利用の炭酸ガスCO2が含ま
れているので、この未利用の炭酸ガスは回収されて空気
Aに混入され、図示しない圧縮機で圧縮された後に空気
予熱器4を経てカソード2に供給される。これにより従
来は捨てられていた排ガス中の炭酸ガスが再びカソード
2に供給されることになって、カソード2に供給される
酸化ガス中の炭酸ガス分圧を上げることができ、該炭酸
ガス分圧を上げることによって電池性能、すなわち、発
電効率を向上さけることができる。
囚に、本発明者等が常圧型都市ガス改質溶融炭酸塩型燃
料電池の発電プラントで排ガスのリサイクルと発電効率
の関係について調べてみたところ、第2図に示1如く発
電効率は絶対値で従来型よりも約1%(たとえば、40
%から41%に)向上することが判明した。高圧型でも
同じ傾向になることは明らかであり、発電効率の向上が
図れる。
次に、第3図は本発明の伯の実施例を示すもので、第5
図に示した石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置
と同じ構成において、カソード2から排出されるガスが
排ガスタービン22、空気予熱器24を経て排出される
ときに、その一部を回収するようにしたものでおる。す
なわら、排ガスのライン28より分岐回収ライン29を
分岐させ、該分岐回収ライン29を発電システムの圧縮
機23への空気ライン30に接続し、且つ上記分岐回収
ライン29の途中に冷却器27を設置し、排ガスを冷却
して圧縮機23に入れるようにする。    ′この実
施例でも排ガスの一部が低温になって空気へと混合し、
圧縮機23で圧縮されてカソード2に供給され、排ガス
中に含まれている未刊用の炭酸ガスが再びカソード2に
供給されることになってカソード2側の酸化ガス中の炭
酸ガス分圧を向上させることができる。又、第5図に示
す如く、石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池の発電システ
ムでは、カソード2から高温ガスの一部をバイパスライ
ン20でカソード2の入口側に流しているため、従来の
方式では、カソード2から出たガスの温度を700℃と
仮定し、カソード2の入口のガス温度を550℃に設定
したときに、触媒燃焼器下流のガス母、ガス温度が決め
られると、出口側から入口側へバイパスされるガスの量
は必然的に決められて来ることになる。この点、本発明
では、排ガスタービン22を経て排出されるガスの一部
を冷却器27にて冷却した後に圧縮機23の吸気側に戻
しているので、圧縮機23からカソード2へ送られるガ
ス温度を更に下げることができて、バイパスライン20
を通してバイパスさせる排ガスの量を変えることができ
るという利点がある。
[発明の効果] 以上述ぺた如く、本発明の溶融炭酸塩型燃料電池発電装
置によれば、燃料電池のカソードから排出されるガスの
一部を冷却して空気ラインに戻し、空気と一緒に圧縮し
てカソードへ供給するようにしであるので、カソードか
ら排出されるガス中に含まれる炭酸ガスをカソードに再
び供給できて酸化カス中の炭酸ガス分圧を上げることか
でき、これにより電池性能、すなわら、発電効率を向上
させることができる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す系統図、第2図は排ガ
スのり)ノイクルと発電効率の関係を示す図、第3図は
本発明の他の実施例を示す系統図、第4図及び第5図は
いずれも従来の発電システムを示す系統図である。 1・・・燃料電池、2・・・カソード、3・・・アノー
ド、4・・・空気予熱器、6・・・改質器、19・・・
触媒燃焼器、21・・・排ガスタービン過給機、22・
・・排ガスタービン、23・・・圧縮機、25.29・
・・分岐回収ライン、27・・・冷却器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)燃料電池のカソードから排出されたガスの一部を回
    収する分岐回収ラインを設け、該分岐回収ラインを加圧
    される前の空気ラインに接続し、且つ上記分岐回収ライ
    ンに冷却器を組み込んだ構成を有することを特徴とする
    溶融炭酸塩型燃料電池発電装置。
JP62123668A 1987-05-22 1987-05-22 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置 Pending JPS63289774A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62123668A JPS63289774A (ja) 1987-05-22 1987-05-22 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62123668A JPS63289774A (ja) 1987-05-22 1987-05-22 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63289774A true JPS63289774A (ja) 1988-11-28

Family

ID=14866340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62123668A Pending JPS63289774A (ja) 1987-05-22 1987-05-22 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63289774A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013871A2 (de) * 1994-10-19 1996-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenanlage mit wärmenutzung des kathodenabgases und verfahren zu ihrem betrieb

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013871A2 (de) * 1994-10-19 1996-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenanlage mit wärmenutzung des kathodenabgases und verfahren zu ihrem betrieb
WO1996013871A3 (de) * 1994-10-19 1996-06-13 Siemens Ag Brennstoffzellenanlage mit wärmenutzung des kathodenabgases und verfahren zu ihrem betrieb

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6397502B2 (ja) 水素製造のための改質装置・電解装置・精製装置(rep)組立体、同組立体を組み込むシステムおよび水素製造方法
JP3038393B2 (ja) Lng冷熱を利用したco▲下2▼分離装置を有する溶融炭酸塩型燃料電池発電装置
JP2674850B2 (ja) アンモニア製造方法
KR101634391B1 (ko) 집적된 수소 이용 장치를 구비한 연료 전지 전력생산 장치
JPS61114478A (ja) 燃料電池装置
CA2322871A1 (en) Process gas purification and fuel cell system
JPH02301968A (ja) 燃料電池の稼働方法
JP2001509877A (ja) 混合伝導膜反応装置を備える電力および/または熱生成プロセス
JP2000003719A (ja) 固形酸化物燃料電池とイオン輸送反応器との一体化プロセス
JPH03238765A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池の運転方法
WO2010044113A1 (en) Apparatus and method for capturing carbon dioxide from combustion exhaust gas and generating electric energy by means of mcfc systems
JP2002319428A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電設備
JP2000182647A (ja) 燃料電池システム
JPH1126004A (ja) 発電システム
JP2791568B2 (ja) 燃料電池の発電システム
JPH06103629B2 (ja) 複合燃料電池発電設備
JP3644667B2 (ja) 燃料電池発電装置
JP6755424B1 (ja) 燃料電池システム
JPS63289774A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置
JP3006200B2 (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電方法
JP6812192B2 (ja) 発電システム
JPS63126173A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電システム
JPH0358154B2 (ja)
CN113982753B (zh) 一种将煤气化与sofc-hat集成一体的混合动力发电系统
JPH03216964A (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池の発電方法