JPS6362159A

JPS6362159A - 淡水併給燃料電池発電装置

Info

Publication number: JPS6362159A
Application number: JP61205511A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Yoshida; 敏明吉田; Wataru Nishimoto; 西本　亘; Taiji Nishimura; 泰治西村
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-03-18

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〕この発明は、電気と水を効率良く併給することができる
淡水供給燃料電池発電装置に関し、離島用等として好適
なものである。

〔従来の技術〕

離島や砂漠地帯等で生活する場合には、電気に加え、生
活用水等が必要であり、内燃機関による小型発電装置等
によって発電して電気を得る一方、多段フラッシュ式の
海水淡水化装置等によって淡水を得る等種々の手段がと
られている。

また、大規模な設備としては、火力発電所と、この発電
所からの廃熱を用いて海水淡水化を行なう装置とを併設
するものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、発電装置と海水淡水装置を別々に設置する場
合には、エネルギの利用効率が低く、また、火力発電の
廃熱で海水の淡水化を行なう場合にも、発電効率が最大
３８〜４０％程度であり、しかも非常に大がかりの設備
となって設置スペースや運転管理がたいへんであり、離
島等には、不都合なことも多い。

この発明はかかる従来技術の問題点に戒みてなされたも
ので、発電効率を高めると同時にエネルギの利用効率が
高く、しかも装置がコンパクトな淡水供給燃料電池発電
装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためこの発明の淡水供給燃料電池
発電装置は、燃料電池の廃ガスで駆動される排気タービ
ンに、海水を蒸気圧縮式蒸留法により淡水にする淡水化
装置の蒸気圧縮機を連結したことを特徴とするものであ
る。

〔作　用〕

燃料電池は、水素と酸素を電気化学的に反応させること
によって電気を取り出すことのできる発電装置であり、
しかもカルノーの熱効率の制限を受けず高効率である。

一方、蒸気圧縮式蒸留法淡水化法では、熱の供給を蒸気
圧縮機で圧縮することによって行なうことから、いった
ん蒸発が起こればあとは蒸気圧縮機を駆動するだけで海
水の淡水化ができ、しかも多段フラッシュ法等に比べ装
置がコンパクトである。

そこで、燃料電池を発電に用い、最新の火力発電の発電
効率（３８〜４０％）より高い効率で発電すると同時に
、燃料電池の高温廃ガスで蒸気圧縮式淡水化装置の排気
タービンを回わして蒸気圧縮機を駆動するようにし、廃
熱回収を行ないなから淡水の供給をも効率良く行ない、
エネルギの利用効率を高めている。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図面に基づき訂細に説明する
。

第１図はこの発明の淡水供給燃料電池発電装置の一実施
例にがかる臥略構成図である。

この淡水供給燃料電池発電装置は、燃料電池発電装置■
と、この廃ガスで駆動される蒸気圧縮機（ペーパーコン
プレッサ）を具えた蒸気圧縮式蒸留法淡水化装置■とで
構成されている。

この燃料電池発電装置■としては、天然ガスを燃料とす
る溶融炭！！！２塩燃料電池が使用され、天然ガスＧが
天然ガス予熱器１で予熱されて脱硫器２に送られ、脱硫
したのちリフオーマ３で水素に改質されて燃料電池４の
７ノードに供給され、一部は天然ガス予熱器１の入口側
に戻されて再循環される。

燃料電池４のアノードで反応を終った燃料ガスは熱交換
器５で熱回収されるとともに、天然ガス予熱器１でも熱
回収され、さらに、蒸気発生器６を経て冷却器７に送ら
れて冷却され、気水分離器８に送られる。

気水分離器８で水分を分離されたガス分は、ブロワ９で
圧送されて熱交換器５で加熱されたのち、リフオーマ３
に送られ、酸化剤ガス（空気Ａ）とともに燃料電池４の
カソードに供給され、本燃料電池の電気化学反応に必要
となる炭酸イオン源の二酸化炭素ＣＯ２を補給する。

次に、燃料電池４の酸化剤ガスとなる空気Ａは、空気圧
縮１１０で加圧圧送されて空気予熱器１１に送られ予熱
されたのち、燃料電池４のカソードに供給され、一部が
分岐されてリフオーマ３を介してカソードに供給される
。

燃料電池４のカソードで反応を終えた高温の廃ガスは、
排気タービン１２に送られてエネルギ回収が行なわれ、
酸化剤、ガス供給用の空気圧縮機１０を駆ｅすると同時
に、蒸気圧縮式然留法淡水化装置■の蒸気圧縮機（ペー
パーコンプレッサ）２３を駆動するようになっている。

また、このカソードからの廃ガスの一部は、ブロワ１３
で加圧され、酸化剤ガスのカソード入口に再循環され、
カソード入口の昇温と燃料電池４の冷却に必要な流伍を
確保するようになっている。

そして、排気タービン１２を出た廃ガスは、空気予熱器
１１および熱交換器１４で熱回収が行なわれたのち、排
気される。

また、リフオーマ３に供給される水（蒸気）は、給水Ｗ
が気水分離器８で分離された水とともにポンプ１５で圧
送されて熱交換器１４で加熱され、さらに蒸気発生器６
に送られて蒸気とされ、リフＡ−７３に天然ガス゛Ｇと
ともに供給される。

次に、海水の淡水化を行なう然気圧縮式蒸留法淡水化装
置■は、供給海水が海水供給ポンプ２０で圧送され、予
熱器２１で予熱されて蒸発器２２に送給され、散布され
る。

そして、蒸発器２２で加熱蒸発された水蒸気は、燃料電
池発電装置Ｉの排気タービン１２で駆動される蒸気圧縮
機（ペーパーコンブレラトナ）２３に送られ、加圧する
ことによって昇温されたのノ５、再び蒸発器２２に戻さ
れて供給海水の加熱源とされ、水蒸気自体は冷却されて
凝縮し、淡水として貯められる。

こうして得られた淡水は造水ポンプ２４で予熱器２１に
送られ、熱回収されて種々の利用に供される。

また、蒸発器２２内で加熱悉発されることで濃縮された
濃縮海水は濃縮海水ポンプ２５ぐ予熱器２１に送られ、
熱回収されて廃棄処分されたり、副産物利用に供される
。

したがって、この淡水化装置■では、蒸発器２２でいっ
たん供給海水の蒸発が起これば、蒸気圧縮機２３を駆動
するだけで海水の淡水化が行なわれる。

そして、熱の供給を蒸気圧縮機２３で行なうため、溶融
炭酸塩燃料電池４からの７００℃程度の高温廃ガスでも
容易にエネルギ回収ができ、海水の淡水化装置として多
用されている多段フラッシュ法の加熱源として利用する
場合に生ずる熱交換器でのスケール発生の問題もない。

また、本蒸気圧縮法による淡水化装置は淡水化装置とし
てコンパクトであり、発電装置としてコンパクトな燃料
電池と組み合せることによって設置スペースは小さく済
む。

このような淡水供給燃料電池発電装置によれば、例えば
１０００Ｋ１４の溶融炭酸塩燃料電池を用い第１図に示
すプラント構成とした場合、送電端効率が４５％の高効
率となり、しかも、廃熱回収で得られる造水量は２００
　Ｔ／Ｄであった。

なお、上記実施例では、燃料電池発電装置として天然ガ
スを燃料とする溶融炭酸塩燃料電池で説明したが、プロ
パンガスや石炭等を燃料としたり、他の電解質を用いる
燃料電池であっても良い。

また、燃料電池のプラント構成も第１図に示すものに限
定するものでない。

〔発明の効果〕

以上一実施例とともに具体的に説明したようにこの発明
によれば、燃料電池を発電に用い、この燃料電池の高温
廃ガスで蒸気圧縮式淡水化装置の排気タービンを回して
蒸気圧縮機を駆動するようにしたので、従来の火力発電
の発電効率より高い効率で発電しながら海水の淡水化が
でき、しかも装置は非常にコンパクトで設置スペースも
少なくて済む。

したがって、電気と水を必要とする離島等に好適である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の淡水供給燃料電池発電装置の一実施
例にかかる概略構成図である。 ■・・・燃料電池発電装置、■・・・蒸気圧縮式蒸留法
淡水化８置、３・・・リフオーマ、４・・・燃料電池、
１０・・・空気圧縮機、１２・・・排気タービン、２０
・・・海水供給ポンプ、２１・・・予熱器、２２・・・
蒸発器、２３・・・蒸気圧縮Ｉｎ（ペーパーコンプレッ
サ）、２４・・・造水ポンプ、２５・・・濃縮海水ポン
プ。

Claims

【特許請求の範囲】

燃料電池の廃ガスで駆動される排気タービンに、海水を
蒸気圧縮式蒸留法により淡水にする淡水化装置の蒸気圧
縮機を連結したことを特徴とする淡水供給燃料電池発電
装置。