ES2345433T3 - Procedimiento para proporcionar gas de reserva para una disposicion d e pila de combustible. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para proporcionar gas de reserva para una disposición de pila de combustible, especialmente una disposición de pila de combustible de carbonato fundido, caracterizado porque se mezcla un gas combustible con aire u otro gas oxigenado para obtener una primera mezcla y se conduce ésta a través de un equipo catalizador, obteniéndose el gas de reserva al reaccionar la porción de oxígeno de la primera mezcla gaseosa para dar dióxido de carbono y vapor de agua y al reaccionar constituyentes de vapor de agua e hidrocarburos superiores contenidos en la mezcla gaseosa para dar metano e hidrógeno, y alimentándose el aire o el gas oxigenado en proporción subestequiométrica, de modo que en el gas de reserva obtenido está contenida una pequeña proporción de gas combustible.
Description
Procedimiento para proporcionar gas de reserva
para una disposición de pila de combustible.
La invención concierne a un procedimiento para
proporcionar gas de reserva para una disposición de pila de
combustible.
En el funcionamiento de disposiciones de pila de
combustible, especialmente de aquéllas en las que se utilizan pilas
de combustible de carbonato fundido, un requisito consiste en que se
deberá mantener la temperatura de funcionamiento durante los
tiempos de avería y de mantenimiento de la instalación. En pilas de
combustible de carbonato fundido esto quiere decir que se ha de
mantener una temperatura de funcionamiento de aproximadamente
650ºC. Para impedir oxidaciones en el lado del ánodo, es decir, en
los ánodos fabricados típicamente a base de níquel, es necesario
entonces alimentar a los ánodos un gas de barrido que consiste
típicamente en nitrógeno, hidrógeno y/o dióxido de carbono.
Convencionalmente, se mantiene expresamente con este fin una
provisión de gases de barrido o gases de reserva en la disposición
de pila de combustible. Esto conduce a una elevada demanda de
inversión y de superficie y limita el tiempo de paro admisible a la
duración de la provisión de gas de barrido.
Se conoce por el resumen de patente japonesa
04004570 A una disposición de pila de combustible en la que se
emplea un gas de reserva consistente principalmente en hidrógeno
para superar tiempos de paro de la disposición de pila de
combustible, conservando al propio tiempo la temperatura de la pila
de combustible. Asimismo, se conoce por el resumen de patente
japonesa 04324253 A una disposición de pila de combustible en la que
se emplea un gas de reserva que consiste en nitrógeno mezclado con
un gas reductor para impedir que se produzca en tiempos de paro de
la disposición de pila de combustible una oxidación de los ánodos de
dicha disposición de pila de combustible.
El documento US 4,522,894 revela una disposición
de pila de combustible con un reformador, delante de cual está
montado un equipo mezclador en el que se añade aire al gas que se
debe reformar. Con el aire se quema una parte del gas primario, de
modo que se tiene disponible para el proceso de reformación una
energía térmica suficiente. El objeto del procedimiento basado en
esto es la obtención de un gas rico en hidrógeno.
El problema de la invención consiste en indicar
un procedimiento para proporcionar gas de reserva para una
disposición de pila de combustible, en el que no tenga que
mantenerse expresamente una provisión del gas de reserva.
El problema se resuelve por medio del
procedimiento indicado en la reivindicación 1. En las
reivindicaciones 2 a 6 se indican perfeccionamientos ventajosos del
procedimiento según la invención.
Según la reivindicación 1, se ha previsto que un
gas combustible se mezcle con aire u otro gas oxigenado para formar
una primera mezcla y se conduzca ésta a través de un equipo
catalizador, obteniéndose el gas de reserva al reaccionar la
porción de oxígeno de la primera mezcla gaseosa para dar dióxido de
carbono y vapor de agua y al reaccionar componentes de vapor de
agua e hidrocarburos superiores contenidos en la mezcla gaseosa para
dar metano e hidrógeno. Según la invención, se ha previsto que el
aire o el gas oxigenado se alimenten en proporción
subestequiométrica, de modo que en gas de reserva obtenido esté
contenida una pequeña proporción de gas combustible.
Una ventaja esencial del procedimiento según la
invención reside en que se puede prescindir de la utilización de
recipientes de aprovisionamiento de gran volumen para proporcionar
gases de reserva, lo que conduce a una reducción de los costes de
mantenimiento y de funcionamiento de la disposición de pila de
combustible. Otra ventaja reside en que la duración de los tiempos
de paro admisibles no está limitada por la magnitud de una
provisión limitada de gas de reserva.
Según una forma de realización muy ventajosa de
la invención, se ha previsto que la primera mezcla se conduzca a
través de un primer catalizador a una primera temperatura prefijada,
obteniéndose una segunda mezcla gaseosa al reaccionar la porción de
oxígeno de la primera mezcla gaseosa para dar dióxido de carbono y
vapor de agua, y que la segunda mezcla gaseosa se conduzca a través
de un segundo catalizador a una segunda temperatura prefijada,
obteniéndose el gas de reserva al reaccionar constituyentes de vapor
de agua e hidrocarburos superiores contenidos en la mezcla gaseosa
para dar metano e hidrógeno, efectuándose la transformación de la
segunda mezcla gaseosa por vía endoterma a elevada temperatura.
Según una ejecución ventajosa de la invención,
se ha previsto que como primer catalizador para la reacción de la
primera mezcla gaseosa se emplee un catalizador de combustión
convencional.
Ventajosamente, se alimenta el gas de reserva al
lado del ánodo de la disposición de pila de combustible.
Asimismo, es ventajoso que la disposición de
pila de combustible se mantenga a la temperatura de funcionamiento
por alimentación del gas de reserva durante el funcionamiento en
estado de paro.
Según una ejecución ventajosa de la invención,
se ha previsto que se emplee un gas licuado como gas combustible a
partir del cual se genera el gas de reserva.
En lo que sigue se describe un ejemplo de
realización del procedimiento de la invención con ayuda de la
figura.
La figura muestra un diagrama de bloques de una
disposición de pila de combustible en la que puede realizarse el
procedimiento según la invención para proporcionar gas de reserva
para una disposición de pila de combustible.
En la figura el símbolo de referencia 1
significa una disposición de pila de combustible, especialmente una
disposición de pila de combustible de carbonato fundido, que
comprende una o varias pilas de combustible 2. Las pilas de
combustible 2 contienen cada una de ellas un ánodo y un cátodo que
no se han representado intencionadamente en la figura. Asimismo, la
disposición de pila de combustible 1 comprende una entrada de gas
combustible 3 para alimentar un gas combustible a los ánodos y una
entrada de cátodo 4 para alimentar un gas de cátodo a los cátodos
de las pilas de combustible 2. Un equipo catalizador 7, 8 está
previsto para realizar un acondicionamiento catalítico del gas
combustible. El equipo catalizador 7, 8 puede servir especialmente
también para el acondicionamiento catalítico del gas combustible a
partir de un gas de carga punta.
Están previstos unos medios 5 para mezclar un
gas combustible con aire u otro gas oxigenado a fin de obtener una
primera mezcla.
En el ejemplo de realización representado el
equipo catalizador 7, 8 contiene un primer catalizador 7 a través
del cual se conduce la primera mezcla a una primera temperatura
prefijada. En el primer catalizador 7 se obtiene una segunda mezcla
gaseosa al reaccionar la porción de oxígeno de la primera mezcla
gaseosa para dar dióxido de carbono y vapor de agua. El equipo
catalizador 7, 8 contiene un segundo catalizador 8 a través del cual
se conduce la segunda mezcla gaseosa a una segunda temperatura
prefijada. En el segundo catalizador 8 se obtiene el gas de reserva
al reaccionar constituyentes de vapor de agua e hidrocarburos
superiores contenidos en la mezcla gaseosa para dar metano e
hidrógeno.
La transformación de la segunda mezcla gaseosa
en el segundo catalizador 8 se efectúa por vía endoterma a
temperatura elevada.
El aire o el gas oxigenado es alimentado en
proporción subestequiométrica, de modo que en el gas de reserva
obtenido está contenida una pequeña proporción de gas
combustible.
La transformación catalítica del gas combustible
se efectúa con arreglo a la ecuación de reacción
12 CH_{4} +
20 O_{2} + 80 N_{2} = 80 N_{2} + 10 CO_{2} + 2 CH_{4} + 20
H_{2}O
Como primer catalizador 7 para la reacción de la
primera mezcla gaseosa se puede emplear un catalizador de
combustión convencional.
El gas de espera así generado es alimentado al
lado del ánodo en la entrada de gas combustible 3 de la disposición
de pila de combustible 1.
La disposición de pila de combustible 1 se
mantiene a la temperatura de funcionamiento por alimentación del
gas de reserva durante el funcionamiento en estado de paro.
Se puede emplear un gas licuado como gas
combustible a partir del cual se genera el gas de reserva.
Claims (6)
1. Procedimiento para proporcionar gas de
reserva para una disposición de pila de combustible, especialmente
una disposición de pila de combustible de carbonato fundido,
caracterizado porque se mezcla un gas combustible con aire u
otro gas oxigenado para obtener una primera mezcla y se conduce ésta
a través de un equipo catalizador, obteniéndose el gas de reserva
al reaccionar la porción de oxígeno de la primera mezcla gaseosa
para dar dióxido de carbono y vapor de agua y al reaccionar
constituyentes de vapor de agua e hidrocarburos superiores
contenidos en la mezcla gaseosa para dar metano e hidrógeno, y
alimentándose el aire o el gas oxigenado en proporción
subestequiométrica, de modo que en el gas de reserva obtenido está
contenida una pequeña proporción de gas combustible.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la primera mezcla se conduce a través de
un primer catalizador a una primera temperatura prefijada,
obteniéndose una segunda mezcla al reaccionar la porción de oxígeno
de la primera mezcla gaseosa para dar dióxido de carbono y vapor de
agua, y porque se conduce la segunda mezcla a través de un segundo
catalizador a una segunda temperatura prefijada, obteniéndose el
gas de reserva al reaccionar constituyentes de vapor de agua e
hidrocarburos superiores contenidos en la mezcla gaseosa para dar
metano e hidrógeno, efectuándose la transformación de la segunda
mezcla gaseosa por vía endoterma a temperatura elevada.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque como primer catalizador para la reacción
de la primera mezcla gaseosa se emplea un catalizador de combustión
convencional.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se alimenta el
gas de reserva al lado del ánodo de la disposición de pila de
combustible.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque se mantiene la disposición de pila de
combustible a la temperatura de funcionamiento por alimentación del
gas de reserva durante el funcionamiento en estado de paro.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se emplea un gas
licuado como gas combustible a partir del cual se genera el gas de
reserva.
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| JPH01183073A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-20 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置の運転停止方法 |
| JPH03210774A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-13 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池 |
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| JPH04324253A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-13 | Chubu Electric Power Co Inc | 燃料電池 |
| US5527363A (en) * | 1993-12-10 | 1996-06-18 | Ballard Power Systems Inc. | Method of fabricating an embossed fluid flow field plate |
| US5419978A (en) * | 1994-03-17 | 1995-05-30 | International Fuel Cells Corporation | Phosphoric acid fuel cell passivation with natural gas |
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