JP5228575B2 - Fuel cell power generator - Google Patents
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Description
本発明は、内部で発生する水を電気式脱イオン装置で脱イオン処理して循環利用する燃料電池発電装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell power generation apparatus that circulates and uses water generated therein by deionizing with an electric deionization apparatus.
燃料電池本体から排出される燃料電池排ガスや、改質装置の燃焼部から排出される燃焼排ガスは水分を含んでおり、燃料電池発電装置の系内での水自立(外部からの補給水を受けいれることなく運転を継続する状態)を維持するため、燃料電池排ガスや燃焼排ガスから凝縮水を回収し、再利用することが一般的に行われている。そして、凝縮水には、炭酸イオンや、配管から溶出した金属イオン等が含まれており、これらのイオンは、電極触媒や、改質触媒に悪影響を及ぼす恐れがあるので、通常は、脱イオン処理を行った後、再利用するようにしている。
凝縮水の脱イオン処理方法としては、例えば下記特許文献1〜3に開示されているように、電気式脱イオン装置を用いて凝縮水を脱イオン処理する試みが近年行われている。
As a method for deionizing condensed water, attempts have been made in recent years to deionize condensed water using an electric deionization device, for example, as disclosed in
電気式脱イオン装置は、陽極と陰極との間に、イオン交換膜によって区画された脱塩室と濃縮室とを有し、脱塩室にはイオン交換樹脂が充填された水処理装置であって、脱塩室に流入したイオンはその親和力、濃度及びイオン強度に基いてイオン交換樹脂と反応し、電位の傾きの方向に樹脂中を移動して、イオン交換膜まで達する。そして、カチオンはカチオン交換膜を透過し、アニオンはアニオン交換膜を透過して、それぞれ濃縮室に移動する。これによって凝縮水を、脱イオン水と濃縮水に分離することができる。
ところで、燃料電池発電装置の配管には、ステンレス配管が主に使用されているが、このステンレス配管からクロムが溶出して、燃焼部での燃焼工程などにより、六価クロムが生成することがあった。特に、燃料電池本体のアノード電極の出口近傍は、酸化皮膜が形成されにくい水素リッチな還元性雰囲気であるとともに、りん酸形燃料電池の場合は、電池スタックのオフガスに同伴されたりん酸が配管中に付着するため、全面腐食が進行しやすく、クロムが溶出し易い傾向にあった。
電気式脱イオン装置による脱イオン処理では、濃縮室を流れる水に、凝縮水に含まれるイオンが移動するので、処理に用いる凝縮水に六価クロムが含まれていると、濃縮室から排出される水(濃縮水)には、高濃度の六価クロムが含まれており、濃縮水をそのまま系外に排水することができない場合があった。また、水自立を維持するには、濃縮水を再利用する必要があるが、凝縮水を再利用し続けると、系内で六価クロムが濃縮するので、六価クロム濃度が排水基準値を超過してしまい、排水処理にコストがかかる問題があった。
The electric deionization apparatus is a water treatment apparatus having a demineralization chamber and a concentration chamber partitioned by an ion exchange membrane between an anode and a cathode, and the demineralization chamber is filled with an ion exchange resin. The ions flowing into the desalting chamber react with the ion exchange resin based on the affinity, concentration and ionic strength, move in the direction of the potential gradient, and reach the ion exchange membrane. The cations permeate the cation exchange membrane and the anions permeate the anion exchange membrane and move to the concentration chamber. Thereby, the condensed water can be separated into deionized water and concentrated water.
By the way, stainless steel pipes are mainly used for piping of fuel cell power generators, but chromium may elute from the stainless steel pipes, and hexavalent chromium may be generated by a combustion process in the combustion section. It was. In particular, the vicinity of the outlet of the anode electrode of the fuel cell body is a hydrogen-rich reducing atmosphere in which an oxide film is difficult to form. In the case of a phosphoric acid fuel cell, phosphoric acid accompanying the off gas of the cell stack is connected to the piping. Since it adheres to the inside, the overall corrosion tends to proceed and chromium tends to be eluted.
In the deionization process using an electric deionizer, ions contained in the condensed water move to the water flowing through the concentrating chamber, so if the condensed water used in the treatment contains hexavalent chromium, it is discharged from the concentrating chamber. Water (concentrated water) contains a high concentration of hexavalent chromium, and the concentrated water may not be discharged out of the system as it is. In order to maintain water independence, it is necessary to reuse the concentrated water, but if the condensed water continues to be reused, hexavalent chromium will concentrate in the system, so the hexavalent chromium concentration will not exceed the wastewater standard value. There was a problem that the wastewater treatment cost was exceeded.
したがって、本発明の目的は、凝縮水を電気式脱イオン装置を用いて脱イオン処理すると共に、系内で六価クロムが濃縮するのを防止できる燃料電池発電装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell power generator capable of decondensing condensed water using an electric deionizer and preventing concentration of hexavalent chromium in the system. .
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池発電装置は、炭化水素を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質触媒層及び該改質触媒層に反応熱を供給する燃焼部を有する改質装置と、前記水素含有ガス及び酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池本体と、前記燃焼部及び前記燃料電池本体の排ガスから凝縮水を回収して貯水する水タンクと、前記凝縮水を脱イオン処理する電気式脱イオン装置と、を備えた燃料電池発電装置であって、 前記電気式脱イオン装置の濃縮水排水口側から伸びた濃縮水排水ラインの下流側が前記水タンクの上流側に接続しており、凝縮水の流通ライン、凝縮水の排水ライン及び水タンクから選ばれる1ヶ所以上に、凝縮水中に含まれる六価クロムを吸着する吸着除去手段(活性炭を除く)を配置したことを特徴とする。
本発明によれば、凝縮水の流通ライン、凝縮水の排水ライン及び水タンクから選ばれる1ヶ所以上に、凝縮水中に含まれる六価クロムを吸着する六価クロムの吸着除去手段を配置したことで、凝縮水中から六価クロムを除去することができる。このため、六価クロムが系内で濃縮されるのを防止でき、排水処理に要するコストや手間を軽減できる。
本発明の燃料電池発電装置の水タンクは、該水タンクの水位が所定高さを超えたときに系外に水を排水する排水管を備え、該排水管に前記吸着除去手段が配置されていることが好ましい。この態様によれば、系外に排水される凝縮水中の六価クロム濃度を効率よく低減できるので、排水処理に要する手間やコストを低減できる。
In order to achieve the above object, a fuel cell power generator of the present invention has a reforming catalyst layer that steam-reforms hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, and a combustion section that supplies reaction heat to the reforming catalyst layer. A reformer, a fuel cell main body that generates power by reaction with the hydrogen-containing gas and the oxidant gas, a water tank that collects and stores condensed water from exhaust gas from the combustion section and the fuel cell main body, and the condensation An electric deionization device for deionizing water, wherein a downstream side of a concentrated water drain line extending from a concentrated water drain port side of the electric deionization device is the water tank. Adsorption removal means (excluding activated carbon) that adsorbs hexavalent chromium contained in the condensed water is connected to the upstream side and adsorbs hexavalent chromium contained in the condensed water at one or more locations selected from the condensed water distribution line, the condensed water drainage line, and the water tank. Arranged It is characterized by.
According to the present invention, hexavalent chromium adsorption / removal means for adsorbing hexavalent chromium contained in condensed water is disposed at one or more locations selected from a condensed water distribution line, a condensed water drainage line, and a water tank. Thus, hexavalent chromium can be removed from the condensed water. For this reason, it can prevent that hexavalent chromium concentrates in a system, and can reduce the cost and labor which drainage processing requires.
The water tank of the fuel cell power generator according to the present invention comprises a drain pipe for draining water outside the system when the water level of the water tank exceeds a predetermined height, and the adsorption removing means is disposed in the drain pipe. Preferably it is. According to this aspect, since the hexavalent chromium concentration in the condensed water drained out of the system can be efficiently reduced, labor and cost required for the wastewater treatment can be reduced.
さらに、前記吸着除去手段は、濃縮水排水ラインに配置されていることが好ましい。電気式脱イオン装置から排出される濃縮水には、六価クロムが比較的高濃度で含まれているので、濃縮水排水ライン上に吸着除去手段を配置することで、効率よく六価クロムを吸着除去して低減できる。 Furthermore, it is preferable that the said adsorption removal means is arrange | positioned at the concentrated water drainage line. Since the concentrated water discharged from the electric deionizer contains a relatively high concentration of hexavalent chromium, it is possible to efficiently remove hexavalent chromium by placing adsorption removal means on the concentrated water drainage line. It can be reduced by adsorption removal.
本発明によれば、六価クロムが系内で濃縮されるのを防止でき、排水処理に要するコストや手間を軽減できる。 According to the present invention, hexavalent chromium can be prevented from being concentrated in the system, and the cost and labor required for wastewater treatment can be reduced.
以下、図面に基づいて本発明について燃料電池発電装置の実施形態を説明する。図1に、本発明の第一の実施形態の燃料電池発電装置の実施形態の概略構成図を示す。
図中の1は、燃料電池本体であって、電解質1cを挟持するアノード電極1a及びカソード電極1bと、これらからなる単位セルの複数個を重ねる毎に配設される冷却管を有する冷却系1dとで構成されている。
アノード電極1aの改質ガス供給側は、改質装置3から伸びた改質ガス供給ラインL1が連結している。この改質ガス供給ラインL1には、改質ガスドレントラップQ1が配置されており、改質ガスドレントラップQ1の凝縮水貯留部からは、改質ガス凝縮水供給ラインL2が伸びて、脱炭酸装置5に連結している。
アノード電極1aのアノードオフガス排出側からは、アノードオフガス排出ラインL3が伸びており、その先端側は、燃焼用燃料供給ラインL12に連結している。また、アノードオフガス排出ラインL3には、途中にアノードオフガスドレントラップQ2が配置されており、アノードオフガスドレントラップQ2の凝縮水貯留部からは、アノードオフガス凝縮水供給ラインL4が伸びて、脱炭酸装置5に連結している。
カソード電極1bの空気供給側は、空気供給源から伸びた空気供給ラインL5が連結している。この空気供給ラインL5には、加湿器2が配置されている。
Hereinafter, embodiments of a fuel cell power generator according to the present invention will be described based on the drawings. In FIG. 1, the schematic block diagram of embodiment of the fuel cell electric power generating apparatus of 1st embodiment of this invention is shown.
In the figure,
A reformed gas supply line L1 extending from the
An anode off-gas discharge line L3 extends from the anode off-gas discharge side of the
An air supply line L5 extending from an air supply source is connected to the air supply side of the
カソード電極1bの排空気排出側からは、カソードオフガス排出ラインL6が伸びて、水タンク4に連結している。このカソードオフガス排出ラインL6には、カソードオフガス熱交換器Q3が配置されている。
冷却系1dの冷却水供給側は、電池冷却水タンク12から伸びた電池冷却水供給ラインL7が連結している。
冷却系1dの冷却水排出側からは、電池冷却水排出ラインL8が伸びて、電池冷却水タンク12に接続している。
改質装置3は、水蒸気改質触媒が充填された改質触媒層3aと、バーナが配置された燃焼部3bとを備え、バーナで燃焼用燃料を燃焼した際に発生する燃焼熱及び燃焼排ガスで前記改質触媒層3aを加熱するように構成されている。
改質触媒層3aの改質原料の投入側は、原燃料源から伸びた原燃料供給ラインL9と、電池冷却水タンク12から伸びた改質水供給ラインL10が連結している。
改質触媒層3aの改質ガス吐出側からは、改質ガス供給ラインL1が伸びてアノード電極1aに連結している。
燃焼部3bの燃焼燃料導入口側は、燃焼用燃料供給ラインL12と、燃焼空気供給ラインL11とが連結しており、燃焼部3bに配置されたバーナに燃料用燃料と燃焼用空気とを供給できるように構成されている。燃焼用燃料供給ラインL12の上流側は、アノードオフガス排出ラインL3及び原燃料供給ラインL9が接続している。
A cathode offgas discharge line L6 extends from the cathode air discharge side of the
A battery coolant supply line L7 extending from the
A battery cooling water discharge line L8 extends from the cooling water discharge side of the cooling system 1d and is connected to the battery
The
A raw material supply line L9 extending from the raw fuel source and a reforming water supply line L10 extending from the battery
From the reformed gas discharge side of the reformed
A combustion fuel supply line L12 and a combustion air supply line L11 are connected to the combustion fuel inlet side of the
燃焼部3bの燃焼排ガス排出側からは、燃焼排ガスラインL13が伸びて、脱炭酸装置5に接続している。燃焼排ガスラインL13には、途中燃焼排ガス熱交換器Q4が配置されている。
脱炭酸装置5は、水タンク4の上部に隣接して配設されており、ドレン口6を介して連通している。脱炭酸装置5の上部には、改質ガス凝縮水供給ラインL2、アノードオフガス凝縮水供給ラインL4、燃焼排ガスラインL13、及び、後述する電気式脱イオン装置10の濃縮室から伸びた濃縮水排出ラインL21が連結している。また、脱炭酸装置5からは、排気ラインL17が伸びている。
脱炭酸装置5としては特に限定はなく、凝縮水と脱炭酸用空気とを接触させて凝縮水中の炭酸ガスを気中拡散して脱気できるような構成のものが好ましく用いることができる。このような構成の脱気装置としては、SUS等のラッシヒリングが充填された脱気部を備え、該脱気部の上部に凝縮水を供給すると共に、脱気部の下部から脱炭酸用空気を供給し、凝縮水を重力落下させながら脱炭酸用空気と接触させて脱炭酸処理するような構成のものや、例えば、特開2007−323969号に開示されているような、多孔質材料で構成された傾斜板が配置された脱気部を備え、傾斜板の下部側から上部側へ脱炭酸用空気を流通させると共に、傾斜板の上部側から下部側へ向けて凝縮水を流下させて、凝縮水を脱炭酸処理するような構成のものなどが一例として挙げられる。
A combustion exhaust gas line L13 extends from the combustion exhaust gas exhaust side of the
The
The
この実施形態では、水タンク4の内部に、吸着除去手段20が配置されている。吸着除去手段20としては、六価クロムを吸着除去できるものであれば特に限定はなく、活性炭を好ましく用いることができる。また、活性炭に限られるものではなく、六価クロム等に対して吸着性能を持つ無機材料からなる重金属吸着剤であってもよい。
活性炭は、活性炭の表面には、水酸基が存在しており、この水酸基に六価クロムが反応し、化学的に吸着するのに加え、還元作用も得られるので、六価クロムを効率よく低減できる。また、活性炭は、六価クロム以外の金属イオンも吸着することができるので、凝縮水に含まれる金属イオン濃度を低減でき、後段に配置された金属イオン除去装置9や電気式脱イオン装置10などにかかる負荷をより低減できる。
活性炭の原料としては、特に限定はなく、木炭、竹炭、ヤシガラ炭、樹皮などが挙げられる。また、活性炭の形状としては、特に限定はなく、粒状、微粉末状、フレーク状、多孔質状、フィルタ状などの形状が挙げられる。活性炭の比表面積としては、100〜1000m2/gが好ましい。
活性炭を水タンク4の内部に設置するには、例えば、活性炭の粒径よりも細かい目開きのネットなどに活性炭を充填して、底部に配置する方法等が挙げられる。また粒状の多孔質セラミックスからなる吸着剤をその粒径よりも細かい目開きのネットに充填して水タンク4の底部に配置することとしてもよい。
In this embodiment, the
Activated carbon has a hydroxyl group on the surface of the activated carbon, and hexavalent chromium reacts with this hydroxyl group, and in addition to being chemically adsorbed, a reducing action is also obtained, so hexavalent chromium can be reduced efficiently. . Moreover, since activated carbon can also adsorb metal ions other than hexavalent chromium, the concentration of metal ions contained in the condensed water can be reduced, and the metal ion removal device 9 and the
The raw material for the activated carbon is not particularly limited, and examples include charcoal, bamboo charcoal, coconut shell charcoal, and bark. Moreover, there is no limitation in particular as a shape of activated carbon, Shapes, such as a granular form, fine powder form, flake form, porous form, and filter form, are mentioned. The specific surface area of the activated carbon is preferably 100 to 1000 m 2 / g.
In order to install the activated carbon inside the water tank 4, for example, a method of filling the activated carbon in a net having an opening smaller than the particle size of the activated carbon and placing the activated carbon at the bottom can be used. Alternatively, an adsorbent made of granular porous ceramics may be filled in a net having an opening smaller than the particle size and disposed at the bottom of the water tank 4.
水タンク4には、カソードオフガス排出ラインL6と、電池冷却水タンク12から伸びた電池冷却水オーバフローラインL18が接続している。また、水タンク4の側壁には、タンク水オーバフローラインL19が伸びて、タンク内の水位が一定水位を超えないようにされている。また、水タンク4の下部からは、回収水供給ラインL20が伸びて、電池冷却水タンク12に接続している。回収水供給ラインL20には、上流側から、入口フィルタ8、回収水ポンプP1、金属イオン除去装置9、電気式脱イオン装置10、水処理樹脂11が配置されている。
上記回収水供給ラインL20と、後述する濃縮水排出ラインL21とが、本発明の「凝縮水の流通ライン」をなしている。また、上記タンク水オーバフローラインL19が、本発明の「凝縮水の排水ライン」をなしている。
入口フィルタ8としては、水タンク4で回収した回収水に含まれている煤や粉塵等の不純物を除去するものであれば特に限定はなく、金属除去フィルタ、微粒子除去フィルタ等が好ましく挙げられる。
金属イオン除去装置9としては、凝縮水中に含まれる金属イオン吸着樹脂や、キレート樹脂などが好ましく挙げられる。
The water tank 4 is connected to a cathode offgas discharge line L6 and a battery cooling water overflow line L18 extending from the battery
The recovered water supply line L20 and a concentrated water discharge line L21, which will be described later, constitute the “condensate water distribution line” of the present invention. The tank water overflow line L19 forms the “condensate drainage line” of the present invention.
The inlet filter 8 is not particularly limited as long as it removes impurities such as soot and dust contained in the recovered water collected in the water tank 4, and a metal removal filter, a particulate removal filter, and the like are preferable.
Preferred examples of the metal ion removing device 9 include metal ion adsorption resins and chelate resins contained in condensed water.
電気式脱イオン装置10は、陽極と陰極との間に、イオン交換膜によって区画された脱塩室と濃縮室とを有し、脱塩室にはイオン交換樹脂が充填された水処理装置である。脱塩室に流入したイオンはその親和力、濃度及びイオン強度に基いてイオン交換樹脂と反応し、電位の傾きの方向に樹脂中を移動し、イオン交換膜まで達する。そして、カチオンはカチオン交換膜を透過し、アニオンはアニオン交換膜を透過して、それぞれ濃縮室に移動する。これによって回収水を、脱イオン水と濃縮水に分離することができ、電気式脱イオン装置の脱塩室からは、イオン濃度が低減された脱イオン水を回収でき、電池冷却水タンク12に供給できる。また、電気式脱イオン装置10の濃縮室からは、濃縮水排出ラインL21が伸びて脱炭酸装置5に連結しており、濃縮水を水タンク4の上流側に還流するように構成されている。
水処理樹脂11は、電気式脱イオン装置10で除去しきれなかったイオンを除去するものであって、イオン交換樹脂などが好ましく挙げられる。
次に、本発明の燃料電池発電装置の動作について説明する。
まず、改質装置3にて、原燃料供給ラインL9から供給される原燃料を、改質水供給ラインL10から供給される改質水と混合して、改質触媒層3aに供給し、水蒸気改質反応により水素に富む改質ガスを生成させる。水蒸気改質反応は、吸熱反応であることから、改質装置3の燃焼部3bに、燃焼用燃料供給ラインL12から燃焼用燃料と、燃焼空気供給ラインL11から燃焼空気を供給し、これらを燃焼して改質触媒層3aを加熱する。なお、燃料電池発電装置の起動時においては、燃焼用燃料としては、原燃料供給ラインL9から供給される原燃料を主体として用いられ、燃焼部3bでの燃焼状態が安定し、改質触媒層3aが十分加熱されたら、アノードオフガスが主体として用いられる。
The
The water treatment resin 11 removes ions that could not be removed by the
Next, the operation of the fuel cell power generator of the present invention will be described.
First, in the
そして、改質装置3で生成された改質ガスは、改質ガス供給ラインL1を通ってアノード電極1aに供給される。改質ガスに含まれる凝縮水は、改質ガス供給ラインL1の途中に配置された改質ガスドレントラップQ1にて回収され、改質ガス凝縮水供給ラインL2を通って脱炭酸装置5に供給される。
燃料電池本体1では、アノード電極1aに供給された改質ガスと、カソード電極1bに供給された空気とを電解質1cの界面で電気化学反応させて発電し、この発電出力を電力系統に供給する。
カソード電極1bから排出されるカソードオフガスは、カソードオフガス熱交換器Q3で冷却されて、カソードオフガス凝縮水とカソードガスと共に、カソードオフガス排出ラインL6を通って水タンク4に供給される。
アノード電極1aから排出されるアノードオフガスは、アノードオフガス排出ラインL3を通って燃焼部3bへと供せられ、燃焼用燃料として用いられる。アノードオフガスに含まれる凝縮水は、アノードオフガス排出ラインL3の途中に配置されたアノードオフガスドレントラップQ2にて回収され、アノードオフガス凝縮水供給ラインL4を通って脱炭酸装置5に供給される。
The reformed gas generated by the
In the fuel cell
The cathode offgas discharged from the
The anode off gas discharged from the
改質装置3の燃焼部3bから排出される燃焼排ガスは、燃焼排ガス熱交換器Q4で冷却されて、燃焼排ガスと共に脱炭酸装置5に供給される。
そして、水タンク4に回収された凝縮水は、入口フィルタ8にて煤や粉塵等の不純物除去が行われた後、金属イオン除去装置9にて金属イオンの除去処理が行われた後、電気式脱イオン装置10に送られて脱イオン処理がなされ、電気式脱イオン装置10の脱塩室から排出される処理水は、水処理樹脂11で更に脱イオン処理した後、電池冷却水タンク12に送られ、電池冷却水、加湿水、改質水などに使用される。一方、電気式脱イオン装置10の濃縮室から排出される濃縮水は、濃縮水排出ラインL21を通って脱炭酸装置5に還流される。
ところで、前述したように、燃料電池発電装置の配管などには、ステンレス部材が主に使用されているが、ステンレス部材からクロムが溶出して、燃焼部での燃焼工程などにより、六価クロムが生成することがあった。特に、燃焼排ガスから回収される凝縮水には、六価クロムが多量に含有している傾向にあった。六価クロムは、金属イオン除去装置9、電気式脱イオン装置10、水処理樹脂11などではほとんど除去できず、凝縮水を再利用し続けると、六価クロムが濃縮されるおそれが従来はあった。
The combustion exhaust gas discharged from the
The condensed water collected in the water tank 4 is subjected to removal of impurities such as soot and dust by the inlet filter 8, and is then subjected to metal ion removal processing by the metal ion removal device 9. The treated water that is sent to the
By the way, as described above, the stainless steel member is mainly used for the piping of the fuel cell power generation device. However, chromium is eluted from the stainless steel member, and hexavalent chromium is produced by the combustion process in the combustion part. It was sometimes generated. In particular, the condensed water recovered from the combustion exhaust gas tended to contain a large amount of hexavalent chromium. Hexavalent chromium can hardly be removed by the metal ion removal device 9, the
しかし、本発明では、吸着除去手段20を配置したことで、凝縮水中に含まれる六価クロムを低減することができる。
また、この実施形態では、吸着除去手段20を水タンク4内に配置したことで、吸着除去手段20と凝縮水の接触時間を比較的長時間確保することができるので、六価クロムを効率よく低減できる。
本発明の燃料電池発電装置の第二の実施形態について、図2を用いて説明する。以下、第一の実施形態と同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。
この実施形態では、吸着除去手段20が、回収水供給ラインL20上の、電気式脱イオン装置10の上流側に配置されている点で、上記第一の実施形態と相違する。この実施形態では、吸着除去手段20として、フィルタ状の活性炭が用いている。
本発明の燃料電池発電装置の第三の実施形態について、図3を用いて説明する。
この実施形態では、吸着除去手段20が、濃縮水排出ラインL21に配置されている点で上記第一の実施形態と相違する。
この実施形態では、上記第二の実施形態同様、吸着除去手段20として活性炭を用いる場合は、フィルタ状にして用いることが好ましい。
However, in the present invention, the hexavalent chromium contained in the condensed water can be reduced by arranging the
Moreover, in this embodiment, since the adsorption removal means 20 is disposed in the water tank 4, the contact time between the adsorption removal means 20 and the condensed water can be ensured for a relatively long time, so hexavalent chromium can be efficiently removed. Can be reduced.
A second embodiment of the fuel cell power generator of the present invention will be described with reference to FIG. Hereinafter, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
This embodiment is different from the first embodiment in that the
A third embodiment of the fuel cell power generator of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is different from the first embodiment in that the
In this embodiment, as in the second embodiment, when activated carbon is used as the
電気式脱イオン装置10の濃縮室から排出される濃縮水には、比較的高濃度の六価クロムが含まれているので、濃縮水排出ラインL21に吸着除去手段20を配置することで、六価クロムを効率よく低減できる。
そして、この実施形態では、凝縮水の送液ライン上に吸着除去手段20が配置されていないので、圧損が生じて凝縮水の流通が低下し難い。このため、電気式脱イオン装置10の各室への供給水量が変動しにくくなり、凝縮水を効率よく脱イオン処理できる。
本発明の燃料電池発電装置の第四の実施形態について、図4を用いて説明する。
この実施形態では、吸着除去手段20が、タンク水オーバフローラインL19に配置されている点で上記第一の実施形態と相違する。
この実施形態では、上記第二、三の実施形態同様、吸着除去手段20としてフィルタ上の活性炭を用いることが好ましい。
系内で六価クロムが濃縮されると、水タンク4からオーバフローして排水される凝縮水には、比較的高濃度の六価クロムが含まれていることがあるので、タンク水オーバフローラインL19上に吸着除去手段20を配置することで、系外に排水基準値を超えた六価クロムが流出するのを防止できる。
Since the concentrated water discharged from the concentration chamber of the
And in this embodiment, since the adsorption removal means 20 is not arrange | positioned on the liquid feed line of condensed water, a pressure loss arises and it is hard to reduce the distribution | circulation of condensed water. For this reason, the amount of water supplied to each chamber of the
A fourth embodiment of the fuel cell power generator of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is different from the first embodiment in that the
In this embodiment, it is preferable to use activated carbon on a filter as the adsorption removal means 20 as in the second and third embodiments.
When hexavalent chromium is concentrated in the system, the condensed water drained by overflowing from the water tank 4 may contain a relatively high concentration of hexavalent chromium, so the tank water overflow line L19. By disposing the adsorption removing means 20 on the top, it is possible to prevent hexavalent chromium exceeding the drainage standard value from flowing out of the system.
そして、この上記第三の実施形態と同様に、凝縮水の送液ライン上に吸着除去手段20が配置されていないので、圧損が上昇しにくく、凝縮水の流通が悪化する恐れが少ない。 And like this said 3rd embodiment, since the adsorption | suction removal means 20 is not arrange | positioned on the liquid feed line of condensed water, a pressure loss cannot raise easily and there is little possibility that the distribution | circulation of condensed water deteriorates.
1:燃料電池本体
1a:アノード電極
1b:カソード電極
1c:電解質
1d:冷却系
2:加湿器
3:改質装置
3a:改質触媒層
3b:燃焼部
4:水タンク
5:脱炭酸装置
6:ドレン口
8:入口フィルタ
9:金属イオン除去装置
10:電気式脱イオン装置
11:水処理樹脂
12:電池冷却水タンク
20:吸着除去手段
L1:改質ガス供給ライン
L2:改質ガス凝縮水供給ライン
L3:アノードオフガス排出ライン
L4:アノードオフガス凝縮水供給ライン
L5:空気供給ライン
L6:カソードオフガス排出ライン
L7:電池冷却水供給ライン
L8:電池冷却水排出ライン
L9:原燃料供給ライン
L10:改質水供給ライン
L11:燃焼空気供給ライン
L12:燃焼用燃料供給ライン
L13:燃焼排ガスライン
L17:排気ライン
L18:電池冷却水オーバフローライン
L19:タンク水オーバフローライン
L20:回収水供給ライン
L21:濃縮水排出ライン
P1:回収水ポンプ
Q1:改質ガスドレントラップ
Q2:アノードオフガスドレントラップ
Q3:カソードオフガス熱交換器
Q4:燃焼排ガス熱交換器
1:
Claims (3)
前記電気式脱イオン装置の濃縮水排水口側から伸びた濃縮水排水ラインの下流側が前記水タンクの上流側に接続しており、
凝縮水の流通ライン、凝縮水の排水ライン及び水タンクから選ばれる1ヶ所以上に、凝縮水中に含まれる六価クロムを吸着する吸着除去手段(活性炭を除く)を配置したことを特徴とする燃料電池発電装置。 Reaction of a reforming catalyst layer for steam reforming hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas, a reformer having a combustion section for supplying reaction heat to the reforming catalyst layer, and the hydrogen-containing gas and oxidant gas A fuel cell main body that generates electric power, a water tank that collects and stores condensed water from exhaust gas of the combustion section and the fuel cell main body, and an electric deionization device that deionizes the condensed water. A fuel cell power generator,
The downstream side of the concentrated water drainage line extending from the concentrated water drainage side of the electric deionizer is connected to the upstream side of the water tank,
Fuel characterized in that adsorption removal means (excluding activated carbon) that adsorbs hexavalent chromium contained in condensed water is arranged at one or more locations selected from a condensed water distribution line, a condensed water drainage line, and a water tank. Battery power generator.
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