JPH0221571A - 燃料電池の水処理装置 - Google Patents
燃料電池の水処理装置Info
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- JPH0221571A JPH0221571A JP63169021A JP16902188A JPH0221571A JP H0221571 A JPH0221571 A JP H0221571A JP 63169021 A JP63169021 A JP 63169021A JP 16902188 A JP16902188 A JP 16902188A JP H0221571 A JPH0221571 A JP H0221571A
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- water
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- water treatment
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
- H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
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- 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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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は燃料電池の発電システムにおいて、その発電に
関連して電池本体や改質装置等からの凝縮水を処理して
冷却水として再使用するための燃料電池の水処理装置に
関するものである。
関連して電池本体や改質装置等からの凝縮水を処理して
冷却水として再使用するための燃料電池の水処理装置に
関するものである。
（従来の技術）
燃料電池は水素と酸素とを反応器内で触媒を使って緩か
に反応させ、その際に発生する電気を利用するものであ
る。水素と酸素の反応は水を生成しながら発電するわけ
であるが、反応熱を発生する。高い発電効率を維持する
ためには１７０〜２３０’Ｃに維持する必要があり、冷
却水により冷却している。
に反応させ、その際に発生する電気を利用するものであ
る。水素と酸素の反応は水を生成しながら発電するわけ
であるが、反応熱を発生する。高い発電効率を維持する
ためには１７０〜２３０’Ｃに維持する必要があり、冷
却水により冷却している。
従来の燃料電池のシステムについて第２図により説明す
る。燃料電池の反応器１には水素と酸素を供給するが、
一般に酸素については空気を使用しており、カソードに
供給する。カソードがらは蒸気状となり、スクラバ２お
よび熱交換器３を経てカソード凝縮器４に送られ凝縮水
を排水する。
る。燃料電池の反応器１には水素と酸素を供給するが、
一般に酸素については空気を使用しており、カソードに
供給する。カソードがらは蒸気状となり、スクラバ２お
よび熱交換器３を経てカソード凝縮器４に送られ凝縮水
を排水する。
一方、水素は天然ガス、液化石油ガス等の燃料を改質装
置（以下リホーマ）５で各種の触媒を用いて生成され、
熱交換器６、気水分離器７．熱交換器８を通し反応器１
のアノードに供給される。アノードからはカソードと同
様にスクラバ９、熱交換器１０、アノード凝縮器１１に
送られ凝縮水が排水される。また、燃料のリホーミング
は高温で行なわれており、気水分離器７では凝縮水が排
水される。
置（以下リホーマ）５で各種の触媒を用いて生成され、
熱交換器６、気水分離器７．熱交換器８を通し反応器１
のアノードに供給される。アノードからはカソードと同
様にスクラバ９、熱交換器１０、アノード凝縮器１１に
送られ凝縮水が排水される。また、燃料のリホーミング
は高温で行なわれており、気水分離器７では凝縮水が排
水される。
冷却水は反応器１内に送られ、これを冷却するが、循環
ポンプ１２によるフィルタ１３で浄化された後に反応器
１に供給される。反応器１を出た冷却水は気液分離器１
４で蒸気と水に分離され、水が再び反応器１に送られる
循環系を形成している。この循環系の冷却水の一部は水
質を維持するために常時法のようにして処理されている
。熱交換器１５で５０〜７０℃に降温された冷却水は、
フィルタ１６で前処理された後、更に熱交換器１７で降
温され、イオン交換器１８等で不純物が除去される。こ
の被処理水は熱交換器１５で昇温され、脱気器１９にお
いて気液分離器１４から送られてくる蒸気により脱気さ
れた後にポンプ２０で加圧され、再度循環系へ戻される
。
ポンプ１２によるフィルタ１３で浄化された後に反応器
１に供給される。反応器１を出た冷却水は気液分離器１
４で蒸気と水に分離され、水が再び反応器１に送られる
循環系を形成している。この循環系の冷却水の一部は水
質を維持するために常時法のようにして処理されている
。熱交換器１５で５０〜７０℃に降温された冷却水は、
フィルタ１６で前処理された後、更に熱交換器１７で降
温され、イオン交換器１８等で不純物が除去される。こ
の被処理水は熱交換器１５で昇温され、脱気器１９にお
いて気液分離器１４から送られてくる蒸気により脱気さ
れた後にポンプ２０で加圧され、再度循環系へ戻される
。
（発明が解決しようとする課題）
ところで上記のシステムでは気液分離器１４で分離され
た蒸気の一部は脱気や熱源として常時排出されるため冷
却水系全体の水量が減少する。従って、市水、工業用水
、純水等を補給水として補填している。しかし、この補
給水の費用は多額となり燃料電池の効率上問題となって
いる。
た蒸気の一部は脱気や熱源として常時排出されるため冷
却水系全体の水量が減少する。従って、市水、工業用水
、純水等を補給水として補填している。しかし、この補
給水の費用は多額となり燃料電池の効率上問題となって
いる。
本発明の目的は、燃料電池の発電に関連して生じる凝縮
水１例えばカソード凝縮水、アノード凝縮水、リホーミ
ング系凝縮水のいずれかまたはすべてを処理し、冷却水
として使用することにより、補給水を必要としない燃料
電池の水処理装置を提供することにある。
水１例えばカソード凝縮水、アノード凝縮水、リホーミ
ング系凝縮水のいずれかまたはすべてを処理し、冷却水
として使用することにより、補給水を必要としない燃料
電池の水処理装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明の水処理装置は、燃料
電池の発電に関連して生じる凝縮水を回収する回収装置
と、この回収装置にて回収された凝縮水からメタノール
、メタノール分解生成物、メタノール化合物を除去する
凝縮水処理装置とを有し、前記凝縮水処理装置にて処理
された凝縮水を燃料電池の冷却系統に供給することを特
徴とする。
電池の発電に関連して生じる凝縮水を回収する回収装置
と、この回収装置にて回収された凝縮水からメタノール
、メタノール分解生成物、メタノール化合物を除去する
凝縮水処理装置とを有し、前記凝縮水処理装置にて処理
された凝縮水を燃料電池の冷却系統に供給することを特
徴とする。
（作用）
本発明においては発電に関連して生じる凝縮水を回収し
、燃料電池の冷却系統に再利用するようにしたので、冷
却水を外部より補給することなく燃料電池を運転するこ
とができる。
、燃料電池の冷却系統に再利用するようにしたので、冷
却水を外部より補給することなく燃料電池を運転するこ
とができる。
（実施例）
始めにカソード凝縮水、アノード凝縮水、リホーミング
系の凝縮水いずれかまたはすべての各々の水質を分析し
た。凝縮水は一般に含まれる鉄、銅、ニッケル、塩素等
の他の燃料電池特有のものとして多量のフッ素を含有し
ている。このフッ素は配管、電解質の支持体等に使用し
ているフッ素化合物から発生したものと考えられる。こ
れらの他に凝縮水にはメタノール、メタノールが分解し
た酸（例えばギ酸）メタノールと他の含有物との化合物
（例えばアンモニアが含まれている場合、アミンが生じ
る）が多量に含まれていた０Ｍ縮氷水中メタノールが発
生する原因を調べた結果、リホーマ５に送られた燃料が
水素に変換されるだけでなく一部がメタノールになって
いるためと判明した。リホーマ５には触媒が入っている
うえに高温でありメタノールの生成に非常に適している
。
系の凝縮水いずれかまたはすべての各々の水質を分析し
た。凝縮水は一般に含まれる鉄、銅、ニッケル、塩素等
の他の燃料電池特有のものとして多量のフッ素を含有し
ている。このフッ素は配管、電解質の支持体等に使用し
ているフッ素化合物から発生したものと考えられる。こ
れらの他に凝縮水にはメタノール、メタノールが分解し
た酸（例えばギ酸）メタノールと他の含有物との化合物
（例えばアンモニアが含まれている場合、アミンが生じ
る）が多量に含まれていた０Ｍ縮氷水中メタノールが発
生する原因を調べた結果、リホーマ５に送られた燃料が
水素に変換されるだけでなく一部がメタノールになって
いるためと判明した。リホーマ５には触媒が入っている
うえに高温でありメタノールの生成に非常に適している
。
従ってメタノールの発生は避けられない。
以下、本発明の一実施例について、第１図により説明す
る。第１図において、２１は回収装置で燃料電池の発電
に関連して生じる凝縮水、すなわち、カソード凝縮水、
アノード凝縮水、リホーミング系からの凝縮水をそれぞ
れ回収する。２２は凝縮水処理装置で、上記回収装置２
１から送られてくる凝縮水中のメタノールおよびアミン
等のメタノール化合物、ギ酸等のメタノール分解生成物
を凝縮水から除去すべく処理する。２３は砂ろ過装置、
２４は脱炭酸塔で、これらは直列に連結されている。脱
炭酸塔２４は高温の循環系に接続され熱交換器１５を通
る配管２５と合流した後ポンプ２６と接続される。
る。第１図において、２１は回収装置で燃料電池の発電
に関連して生じる凝縮水、すなわち、カソード凝縮水、
アノード凝縮水、リホーミング系からの凝縮水をそれぞ
れ回収する。２２は凝縮水処理装置で、上記回収装置２
１から送られてくる凝縮水中のメタノールおよびアミン
等のメタノール化合物、ギ酸等のメタノール分解生成物
を凝縮水から除去すべく処理する。２３は砂ろ過装置、
２４は脱炭酸塔で、これらは直列に連結されている。脱
炭酸塔２４は高温の循環系に接続され熱交換器１５を通
る配管２５と合流した後ポンプ２６と接続される。
ポンプ２６は熱交換器２７、イオン交換樹脂塔２８、精
密ろ過装置２９を経て、脱気器１９に接続されている。
密ろ過装置２９を経て、脱気器１９に接続されている。
次に作用について説明する。回収装置２１に回収した各
種凝縮水中に含まれるメタノールとその分解生成物と化
合物を、凝縮水処理装置２２により二酸化炭素まで完全
に分解除去する。凝縮水分解処理装置２２としては紫外
線と過酸化水素により処理するもの、紫外線はオゾンを
使って処理するもの。
種凝縮水中に含まれるメタノールとその分解生成物と化
合物を、凝縮水処理装置２２により二酸化炭素まで完全
に分解除去する。凝縮水分解処理装置２２としては紫外
線と過酸化水素により処理するもの、紫外線はオゾンを
使って処理するもの。
活性炭または他の吸着剤で処理するもの、活性汚泥や酸
物膜等の生物処理を行うものなどがあり。
物膜等の生物処理を行うものなどがあり。
いずれでもよい。凝縮水処理装置２２で処理された凝縮
水は砂ろ過装置２３で鉄、銅等の懸濁物質を除去された
後、炭酸を除去するために脱炭酸塔２４へ送水される。
水は砂ろ過装置２３で鉄、銅等の懸濁物質を除去された
後、炭酸を除去するために脱炭酸塔２４へ送水される。
脱炭酸処理された凝縮水は、高温の循環系から浄化のた
めに配管２５により引き抜いた循環水とともにポンプ２
６で加圧され、熱交換器２７で冷却された後にイオン交
換樹脂塔２８に送られる。
めに配管２５により引き抜いた循環水とともにポンプ２
６で加圧され、熱交換器２７で冷却された後にイオン交
換樹脂塔２８に送られる。
イオン交換樹脂塔２８ではフッ素イオン、鉄心イオン、
銅イオン、ニッケルイオン、塩素イオン等凝縮水に含ま
れるイオンを除去する。炭酸が含まれていた場合はこれ
も除去するが、樹脂を長時間使用しなければならないた
め、前記脱炭酸塔２４で炭酸を除去している。この処理
水は精密ろ過装置により更に懸濁物質を除去してから熱
交換器１５で昇温した後脱気器１９に送り、ポンプ２０
により高°温循環系へ供給する。他については従来のシ
ステムと同様である。なお、第１図には本発明の説明に
必要な構成要素のみを示しており、運転開始時に必要と
なる供給水の系統や加熱装置等は図示していないが当然
設置される。
銅イオン、ニッケルイオン、塩素イオン等凝縮水に含ま
れるイオンを除去する。炭酸が含まれていた場合はこれ
も除去するが、樹脂を長時間使用しなければならないた
め、前記脱炭酸塔２４で炭酸を除去している。この処理
水は精密ろ過装置により更に懸濁物質を除去してから熱
交換器１５で昇温した後脱気器１９に送り、ポンプ２０
により高°温循環系へ供給する。他については従来のシ
ステムと同様である。なお、第１図には本発明の説明に
必要な構成要素のみを示しており、運転開始時に必要と
なる供給水の系統や加熱装置等は図示していないが当然
設置される。
また、第１図では凝縮水処理装置２２を回収装置２１の
直後に設けたが、砂ろ過装置２３、脱炭酸塔２４、熱交
換器２７の後にしてもよく、凝縮水処理装置２２の処理
効率とシステム全体の熱効率と動力費を考慮して設置場
所を選定すればよい。また、イオン交換樹脂塔２８を用
いずに凝縮水中に溶解するイオンを吸着できる吸着剤を
収納した処理塔でもよい。
直後に設けたが、砂ろ過装置２３、脱炭酸塔２４、熱交
換器２７の後にしてもよく、凝縮水処理装置２２の処理
効率とシステム全体の熱効率と動力費を考慮して設置場
所を選定すればよい。また、イオン交換樹脂塔２８を用
いずに凝縮水中に溶解するイオンを吸着できる吸着剤を
収納した処理塔でもよい。
以下の説明のとおり１本発明の燃料電池の水処理装置に
よれば、カソード凝縮水、アノード凝縮水、リホーミン
グ系の凝縮水のいずれかまたはすべてを回収し、適正な
処理を施し冷却水として再利用すめため、補給水を使用
せずに運転することができる。
よれば、カソード凝縮水、アノード凝縮水、リホーミン
グ系の凝縮水のいずれかまたはすべてを回収し、適正な
処理を施し冷却水として再利用すめため、補給水を使用
せずに運転することができる。
第１図は本発明の燃料電池の水処理装置の一実施例を示
す構成図、第２図は従来の燃料電池のシステムを示す構
成図である。 １・・・反応器、 ２，９・・・スクラバ、
３．６，８，１０，１５，１７，２７・・・熱交換器。 ４・・・カソード凝縮器、 ５・・・リホーマ、７・
・・％ 水分離器、 １１・・・アノード凝縮器。 １２・・・循環ポンプ、 １３．１６・・・フィル
タ、１４・・・気液分離器、 １８・・・イオン交
換器、１９・・・脱気器、 ２０，２６・・・
ポンプ、２１・・・回収装置、 ２２・・・凝縮
水処理装置、２３・・・砂ろ過装置、 ２４・・・
脱炭酸塔、２５・・・配管、 ２８・・・イ
オン交換樹脂塔、ｚ９・・・精密ろ過装置。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図
す構成図、第２図は従来の燃料電池のシステムを示す構
成図である。 １・・・反応器、 ２，９・・・スクラバ、
３．６，８，１０，１５，１７，２７・・・熱交換器。 ４・・・カソード凝縮器、 ５・・・リホーマ、７・
・・％ 水分離器、 １１・・・アノード凝縮器。 １２・・・循環ポンプ、 １３．１６・・・フィル
タ、１４・・・気液分離器、 １８・・・イオン交
換器、１９・・・脱気器、 ２０，２６・・・
ポンプ、２１・・・回収装置、 ２２・・・凝縮
水処理装置、２３・・・砂ろ過装置、 ２４・・・
脱炭酸塔、２５・・・配管、 ２８・・・イ
オン交換樹脂塔、ｚ９・・・精密ろ過装置。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図
Claims (1)
- 燃料電池の発電に関連して生じる凝縮水を回収する回収
装置と、この回収装置にて回収された凝縮水からメタノ
ール、メタノール分解生成物、メタノール化合物を除去
する凝縮水処理装置とを有し、前記凝縮水処理装置にて
処理された凝縮水を燃料電池の冷却系統に供給すること
を特徴とする燃料電池の水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169021A JPH0221571A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 燃料電池の水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169021A JPH0221571A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 燃料電池の水処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221571A true JPH0221571A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15878859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63169021A Pending JPH0221571A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 燃料電池の水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221571A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5300975A (en) * | 1991-06-05 | 1994-04-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Motor-driven film transporting device for cameras |
| US5726949A (en) * | 1996-01-24 | 1998-03-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having a redundant configuration |
| JP2005227093A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Hanwa Denshi Kogyo Kk | 波形観測装置 |
| JP2008198400A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池発電システム |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63169021A patent/JPH0221571A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5300975A (en) * | 1991-06-05 | 1994-04-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Motor-driven film transporting device for cameras |
| US5726949A (en) * | 1996-01-24 | 1998-03-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having a redundant configuration |
| JP2005227093A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Hanwa Denshi Kogyo Kk | 波形観測装置 |
| JP2008198400A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池発電システム |
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