JPH01143155A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPH01143155A JPH01143155A JP62299174A JP29917487A JPH01143155A JP H01143155 A JPH01143155 A JP H01143155A JP 62299174 A JP62299174 A JP 62299174A JP 29917487 A JP29917487 A JP 29917487A JP H01143155 A JPH01143155 A JP H01143155A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- desulfurizer
- gas
- line
- startup
- 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
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- 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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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。
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＊３１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
のうち、特に、脱硫を必要とする燃料電池の発電装置に
関するものである。
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
のうち、特に、脱硫を必要とする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燃料電池のうち、たとえば、
溶融炭酸塩型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多
孔質物質にしみ込ませてなる電解質板（タイル）を、カ
ソード（酸素極）とアノード（燃料極）で両面から挟み
、カソード側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に
燃料ガスを供給することによりカソードとアノードとの
間で発生す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。
溶融炭酸塩型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多
孔質物質にしみ込ませてなる電解質板（タイル）を、カ
ソード（酸素極）とアノード（燃料極）で両面から挟み
、カソード側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に
燃料ガスを供給することによりカソードとアノードとの
間で発生す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による発電装置では、これま
でに、燃料ガスとして、天然ガスを用いる場合、都市ガ
スを用いる場合、石炭を用いる場合等が提案されており
、天然ガスを燃料とする場合は天然ガスを改質し、都市
ガスを燃料とする場合は都市ガスを改質し、又、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。
でに、燃料ガスとして、天然ガスを用いる場合、都市ガ
スを用いる場合、石炭を用いる場合等が提案されており
、天然ガスを燃料とする場合は天然ガスを改質し、都市
ガスを燃料とする場合は都市ガスを改質し、又、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。
溶融炭酸塩型燃料電池の燃料として都市ガスの如き硫黄
分の入った常温のガス体を利用する溶融炭酸塩型燃料電
池発電システムとしては、第２図に示す構成のものが知
られている。すなわち、燃料電池１の７ノード３に供給
するための都市ガスＴＧをライン４により改質器５に導
入され、ここで改質されてアノード３にライン６により
供給されるようにし、上記改質器５０入口側のライン４
の途中には、ガス中の硫黄分を除去するための脱硫器と
してＺｎｏ等の脱硫触媒を用いた脱硫器７が組み込まれ
ていると共に、天然ガス予熱器８と９が上記脱硫器７の
上、下流側に配置され、上記アノード３から排出された
ガスは、上記天然ガス予熱器８．９の順に通過する間に
改質器５に入る都市ガスと熱交換を行った後に改質器５
の燃焼室内に導入されるようにしである。又、燃料電池
１のカソード２に酸化ガスを供給するため、空気へを圧
縮機１０で圧縮した後、空気予熱器１１、タービン１２
、空気予熱器１３を経てライン１４によりカソード２に
供給すると共に、一部を分岐ライン１５により改質器５
の燃焼室内に供給するようにし、上記カソード２から排
出されたガスは、分岐されて一方は空気予熱器１１を通
って排出され、他方は空気予熱器１３、過熱器１６、蒸
発器１７を通して排出されるようにしてあり、水Ｈ２０
は蒸発器１７で蒸気になり過熱器１６で過熱されて前記
ライン４に供給し、該ライン４のガスとともに改質器５
に入るようにし、改質器５の燃焼室出口から排出された
廃酸ガスを含むガスは、ライン１４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。１８は圧縮
機である。
分の入った常温のガス体を利用する溶融炭酸塩型燃料電
池発電システムとしては、第２図に示す構成のものが知
られている。すなわち、燃料電池１の７ノード３に供給
するための都市ガスＴＧをライン４により改質器５に導
入され、ここで改質されてアノード３にライン６により
供給されるようにし、上記改質器５０入口側のライン４
の途中には、ガス中の硫黄分を除去するための脱硫器と
してＺｎｏ等の脱硫触媒を用いた脱硫器７が組み込まれ
ていると共に、天然ガス予熱器８と９が上記脱硫器７の
上、下流側に配置され、上記アノード３から排出された
ガスは、上記天然ガス予熱器８．９の順に通過する間に
改質器５に入る都市ガスと熱交換を行った後に改質器５
の燃焼室内に導入されるようにしである。又、燃料電池
１のカソード２に酸化ガスを供給するため、空気へを圧
縮機１０で圧縮した後、空気予熱器１１、タービン１２
、空気予熱器１３を経てライン１４によりカソード２に
供給すると共に、一部を分岐ライン１５により改質器５
の燃焼室内に供給するようにし、上記カソード２から排
出されたガスは、分岐されて一方は空気予熱器１１を通
って排出され、他方は空気予熱器１３、過熱器１６、蒸
発器１７を通して排出されるようにしてあり、水Ｈ２０
は蒸発器１７で蒸気になり過熱器１６で過熱されて前記
ライン４に供給し、該ライン４のガスとともに改質器５
に入るようにし、改質器５の燃焼室出口から排出された
廃酸ガスを含むガスは、ライン１４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。１８は圧縮
機である。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、上記第２図に示す発電システムでは、改質器
５に導入する都市ガスのライン４途中にＺｎｏ等を脱硫
触媒とする脱硫器７を設け、発電装置の起動時の未だ改
質器で水素が発生しないときから上記脱硫器７を用いて
脱硫作用を行わせるものであるため、 ■起動時に触媒還元のための水素が必要となり、そのた
めに水素ボンベ等を置く必要があること、 ■触媒還元という操作が入ることによって起動に時間と
手数がかかること、 等の問題がある。
５に導入する都市ガスのライン４途中にＺｎｏ等を脱硫
触媒とする脱硫器７を設け、発電装置の起動時の未だ改
質器で水素が発生しないときから上記脱硫器７を用いて
脱硫作用を行わせるものであるため、 ■起動時に触媒還元のための水素が必要となり、そのた
めに水素ボンベ等を置く必要があること、 ■触媒還元という操作が入ることによって起動に時間と
手数がかかること、 等の問題がある。
そこで、本発明は、起動時に水素を必要としたり、触媒
還元という操作を行うことなく起動時の脱硫が行えるよ
うにしようとするものである。
還元という操作を行うことなく起動時の脱硫が行えるよ
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、燃料電池のアノ
ードに供給する燃料として、硫黄分の入った常温のガス
体を利用する燃料電池発電装置において、改質器に導入
する硫黄分の入った常温のガス体供給ラインに、ＺｎＯ
等の脱硫触媒を用いた脱硫器のほかに、起動時の脱硫用
として活性炭、アルカリ水溶液等を用いた常温で働く脱
硫器を設け、且つ上記両脱硫器を切り替えて使用するよ
うにした構成とする。
ードに供給する燃料として、硫黄分の入った常温のガス
体を利用する燃料電池発電装置において、改質器に導入
する硫黄分の入った常温のガス体供給ラインに、ＺｎＯ
等の脱硫触媒を用いた脱硫器のほかに、起動時の脱硫用
として活性炭、アルカリ水溶液等を用いた常温で働く脱
硫器を設け、且つ上記両脱硫器を切り替えて使用するよ
うにした構成とする。
［作 用］
発電装置の起動時は、導入されるガス中の硫黄分を活性
炭、アルカリ水溶液等を用いた常温で動く脱硫器により
除去する脱硫作用を行わせ、各機器が暖機され、改質器
等により水素が発生して来るころになると、上記起動時
用の脱硫器の使用を止めてＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた
脱硫器による脱硫に切り替える。これにより起動時に触
媒還元のために必要とされる水素のだめの水素ボンベを
置く必要がなく、且つ触媒還元のための操作も不要にで
きる。
炭、アルカリ水溶液等を用いた常温で動く脱硫器により
除去する脱硫作用を行わせ、各機器が暖機され、改質器
等により水素が発生して来るころになると、上記起動時
用の脱硫器の使用を止めてＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた
脱硫器による脱硫に切り替える。これにより起動時に触
媒還元のために必要とされる水素のだめの水素ボンベを
置く必要がなく、且つ触媒還元のための操作も不要にで
きる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明プる・
第１図は本発明の実施例を示すもので、第２図に示しで
ある従来の都市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、硫黄分の入った常温のガスを改
質器５に導くライン４における圧縮機１８の入口側に、
起動時の脱硫用として活性炭、アルカリ水溶液等を用い
た常温で働く脱硫器１９を設け、該脱硫器１９と、上記
ライン４の途中にあるＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた脱硫
器７とは、切り替えて運転できるようにする。
ある従来の都市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、硫黄分の入った常温のガスを改
質器５に導くライン４における圧縮機１８の入口側に、
起動時の脱硫用として活性炭、アルカリ水溶液等を用い
た常温で働く脱硫器１９を設け、該脱硫器１９と、上記
ライン４の途中にあるＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた脱硫
器７とは、切り替えて運転できるようにする。
なお、上記起動時の脱硫用の脱硫器１９の活性炭あるい
はアルカリ水溶液（薬液）は、簡単に交換できるようカ
ートリッジ式とし、定期点検時に交換できるようにする
。その他の構成は第２図のものと同じであり、同一のも
のには同一の符号が付しである。
はアルカリ水溶液（薬液）は、簡単に交換できるようカ
ートリッジ式とし、定期点検時に交換できるようにする
。その他の構成は第２図のものと同じであり、同一のも
のには同一の符号が付しである。
起動時は、新設の活性炭、アルカリ水溶液等を用いた脱
硫器１９を使用して、ライン４に供給されるガスの脱硫
作用を行わせる。起動後一定時間が経過すると、各機器
が暖められて改質器５等により水素Ｈ２が発生して来る
。水素が発生して来ると、この発生した水素がＺｎＯ等
の脱硫触媒の還元に用いられるので、上記起動用の脱硫
器１９の使用を停止してＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた脱
硫器７を使用するようにする。この場合は、改質器５の
出口側からライン４に接続されるライン２０を開き、改
質器５で改質されて得られた水素［」２の一部をライン
６よりライン４中に入れ、脱硫器７の触媒還元に用いる
ようにする。
硫器１９を使用して、ライン４に供給されるガスの脱硫
作用を行わせる。起動後一定時間が経過すると、各機器
が暖められて改質器５等により水素Ｈ２が発生して来る
。水素が発生して来ると、この発生した水素がＺｎＯ等
の脱硫触媒の還元に用いられるので、上記起動用の脱硫
器１９の使用を停止してＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた脱
硫器７を使用するようにする。この場合は、改質器５の
出口側からライン４に接続されるライン２０を開き、改
質器５で改質されて得られた水素［」２の一部をライン
６よりライン４中に入れ、脱硫器７の触媒還元に用いる
ようにする。
なお、上記起動時は、燃料の流量は少なくてよいので、
起動用脱硫器１９は小さいものでよい。
起動用脱硫器１９は小さいものでよい。
又、溶融炭酸塩型燃料電池の場合を例として示したが、
これに限定されるものではない。
これに限定されるものではない。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の燃料電池発電装置によれば、
燃料として硫黄分の入った常温のガス体を利用するため
改質器に導入するラインに、起動時の脱硫を行わせるた
めの活性炭あるいはアルカリ水溶液等を用いた常温で働
く脱硫器を設け、発電装置の起動時に上記脱硫器で脱硫
ざぜるようにしたので、従来のＺｎｏ等の脱硫触媒によ
る脱硫器のみを用いて起動時でも該脱硫器を用いて脱硫
させる場合における如き触媒還元のための水素ガスを必
要とせず、これに伴ない起動時に触媒還元操作が入るこ
ともなくて起動に時間と手数がかかることもない、とい
う優れた効果を奏し得る。
燃料として硫黄分の入った常温のガス体を利用するため
改質器に導入するラインに、起動時の脱硫を行わせるた
めの活性炭あるいはアルカリ水溶液等を用いた常温で働
く脱硫器を設け、発電装置の起動時に上記脱硫器で脱硫
ざぜるようにしたので、従来のＺｎｏ等の脱硫触媒によ
る脱硫器のみを用いて起動時でも該脱硫器を用いて脱硫
させる場合における如き触媒還元のための水素ガスを必
要とせず、これに伴ない起動時に触媒還元操作が入るこ
ともなくて起動に時間と手数がかかることもない、とい
う優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明の実施例を示す系統構成図、第２図は従
来の発電システムの系統構成図である。 １・・・燃料電池、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、４・・・ライン、５・・・改質器、７・・・脱硫器
、１９・・・起動用の脱硫器。
来の発電システムの系統構成図である。 １・・・燃料電池、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、４・・・ライン、５・・・改質器、７・・・脱硫器
、１９・・・起動用の脱硫器。
Claims (1)
- １）燃料電池のアノードには硫黄分の入つた常温のガス
体を改質して供給し、カソードには酸化ガスを供給する
ようにしてある燃料電池発電装置において、上記硫黄分
の入った常温のガス体を改質器に導入するラインの途中
に、ＺｎＯ等の脱硫触媒を用いた脱硫器のほかに、起動
時にのみ脱硫作用を行わせるための活性炭あるいは薬液
を用いた脱硫器を設置してなることを特徴とする燃料電
池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62299174A JPH01143155A (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62299174A JPH01143155A (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01143155A true JPH01143155A (ja) | 1989-06-05 |
Family
ID=17869093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62299174A Pending JPH01143155A (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01143155A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05114414A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置 |
| WO2008056621A1 (fr) | 2006-11-07 | 2008-05-15 | Nippon Oil Corporation | Agent et procédé de désulfuration du kérosène et système de pile à combustible utilisant ledit agent |
| JP2009249203A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム |
| CN116371392A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-07-04 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种一体化脱硫脱氰催化剂及其制备方法与应用 |
-
1987
- 1987-11-27 JP JP62299174A patent/JPH01143155A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05114414A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置 |
| WO2008056621A1 (fr) | 2006-11-07 | 2008-05-15 | Nippon Oil Corporation | Agent et procédé de désulfuration du kérosène et système de pile à combustible utilisant ledit agent |
| JP2009249203A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池の燃料水素製造用原燃料の脱硫システム |
| CN116371392A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-07-04 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种一体化脱硫脱氰催化剂及其制备方法与应用 |
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