JPS60158562A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS60158562A JPS60158562A JP59013689A JP1368984A JPS60158562A JP S60158562 A JPS60158562 A JP S60158562A JP 59013689 A JP59013689 A JP 59013689A JP 1368984 A JP1368984 A JP 1368984A JP S60158562 A JPS60158562 A JP S60158562A
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- fuel cell
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- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
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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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- Sustainable Energy (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、水素主成分ガスを燃料として利用する燃料
竃沌発螺システムに関するものであるＯ 〔従来技術〕 食塩電解プラントや、エチレンプラントで代表される石
油化学プラントにおいては、製品生産の過程で一４１１
生物として多量の水素が発生する。
竃沌発螺システムに関するものであるＯ 〔従来技術〕 食塩電解プラントや、エチレンプラントで代表される石
油化学プラントにおいては、製品生産の過程で一４１１
生物として多量の水素が発生する。
問えば代表的な食塩電解プラント（苛性ソーダ生産量８
０万ｔ／年程度の規模）で８５００Ｎ扉４程度、１た代
表的なエチレンプラント５０００ＮｌＨ程度の副生水素
が発生する。
０万ｔ／年程度の規模）で８５００Ｎ扉４程度、１た代
表的なエチレンプラント５０００ＮｌＨ程度の副生水素
が発生する。
従来、この副生水素は、精製後ボンベ詰めにして販売さ
れたり、まンヒ一部コンビナート内でボイラその他の熱
源として利用されるが普通であった。近年、添料成池発
電システムの開発に伴い、その新しい利用形態の１つと
して、この副生水素を利用するシステムが考えられ、各
方面で検討されている。
れたり、まンヒ一部コンビナート内でボイラその他の熱
源として利用されるが普通であった。近年、添料成池発
電システムの開発に伴い、その新しい利用形態の１つと
して、この副生水素を利用するシステムが考えられ、各
方面で検討されている。
副生水素を利用する燃料電池発電システムは天然カス等
を腐科とするシステムと異なり、燃料改質装ｍｌが不要
となるので、プラントコストｌｌｆ減、プジント構成簡
略化、プラント効率向上τ期待することができる。
を腐科とするシステムと異なり、燃料改質装ｍｌが不要
となるので、プラントコストｌｌｆ減、プジント構成簡
略化、プラント効率向上τ期待することができる。
オｌ凶は従来の一般的な副生水素利用燃料電池発αシス
テムを示す。図において、１１１は燃料溜（鴫、空気極
（ｌ切を何する燃料電池本体、（２）。
テムを示す。図において、１１１は燃料溜（鴫、空気極
（ｌ切を何する燃料電池本体、（２）。
＋３１は燃Ｐｌ−電池本体＋１１の燃料極（１〜入口側
の副生水素伝酌ライン及び燃料ｍ （ｌａ）出口側の余
剰燃料ライン、＋４１ 、 ｔｅｌは燃料電池本体ｉｌ
＋の空気極（ｌｂ）入口側の空気供給ライン及び空気ｍ
（ｌｂ）出口側の宗お・り空気ライン、（６）は気水分
離器、（７）は循環水ポンプ、（８）は電池冷却水ライ
ン、（９）はスチーム放出ラインを示す。
の副生水素伝酌ライン及び燃料ｍ （ｌａ）出口側の余
剰燃料ライン、＋４１ 、 ｔｅｌは燃料電池本体ｉｌ
＋の空気極（ｌｂ）入口側の空気供給ライン及び空気ｍ
（ｌｂ）出口側の宗お・り空気ライン、（６）は気水分
離器、（７）は循環水ポンプ、（８）は電池冷却水ライ
ン、（９）はスチーム放出ラインを示す。
仄に動作について説明すると、化学プラントで生成され
る副生水素は、副生水素供給ライン（２１全経出して燃
料電池本体１１）の燃料ａｉ（ｉａ）に投入される。燃
料極（ｌａ）で消費されたあとの余剰燃料は宗＋１燃料
ライン（３）を経由してシステム外に放出される。この
余罪」燃料は精製販売あるいはプラント内でｕＰ＋’ｔ
ｉ＋の用途に使用される。一般に、燃料電池は特性向上
のため、ある程度の動作圧力（例えば４〜ａ ＋１ ｙ
）が必要とされるので、副生水素の圧力が低い場合に
は供給ライン（２１に昇圧装置（図示せず）が設置され
る。似し、一般に右曲化学プラントにおいては、尚圧の
副生水素が得られるため、特別に昇圧装置を必要としな
い。
る副生水素は、副生水素供給ライン（２１全経出して燃
料電池本体１１）の燃料ａｉ（ｉａ）に投入される。燃
料極（ｌａ）で消費されたあとの余剰燃料は宗＋１燃料
ライン（３）を経由してシステム外に放出される。この
余罪」燃料は精製販売あるいはプラント内でｕＰ＋’ｔ
ｉ＋の用途に使用される。一般に、燃料電池は特性向上
のため、ある程度の動作圧力（例えば４〜ａ ＋１ ｙ
）が必要とされるので、副生水素の圧力が低い場合に
は供給ライン（２１に昇圧装置（図示せず）が設置され
る。似し、一般に右曲化学プラントにおいては、尚圧の
副生水素が得られるため、特別に昇圧装置を必要としな
い。
一方、コンプレッサ（図示せず）で昇圧された空気は空
気供給ライン（４）を経由して燃料電池本体（１）の空
気極（均に投入され、そこで消費された空気は余剰空気
ライン（５）全経由して糸外に放出される。特に図示し
ていないが、水素、空気養々の供給ラインｉ２１ 、
＋４１の途中には流量調節弁、捷た′電池の出口側の谷
ライン・３１．（５）の途中には動作圧力を一定にする
ための圧力調頗弁全設直するのが通例である。また、循
環水ポンプ（７）１市池冷却水ライン（８）、気水分離
器（６）でもって、電池のｄ却系を構成する。
気供給ライン（４）を経由して燃料電池本体（１）の空
気極（均に投入され、そこで消費された空気は余剰空気
ライン（５）全経由して糸外に放出される。特に図示し
ていないが、水素、空気養々の供給ラインｉ２１ 、
＋４１の途中には流量調節弁、捷た′電池の出口側の谷
ライン・３１．（５）の途中には動作圧力を一定にする
ための圧力調頗弁全設直するのが通例である。また、循
環水ポンプ（７）１市池冷却水ライン（８）、気水分離
器（６）でもって、電池のｄ却系を構成する。
気水分離器（６）より排出されるスチームは放出ライン
（９）全経由してシステム外に放出される。
（９）全経由してシステム外に放出される。
このスチームは工場スチームとして昇温設備あるいは冷
暖房用に使用されたり、またスチームタービン発′畦機
の動力として回収されたシする。
暖房用に使用されたり、またスチームタービン発′畦機
の動力として回収されたシする。
さて、この様なａＳ−電池システムにおいてべ補機動力
の大きさがシステム全体の効率に及はすｅ響が大きい。
の大きさがシステム全体の効率に及はすｅ響が大きい。
中でも空気圧縮用のコンプレッサは多大の動力を必要と
する。電池動作圧力５輸２のシステムの試算例では、電
池出力に対する湘１表動力の占める割合は、空気コンプ
レッサ２８％、副生水素昇圧装置（但し必要な場合のみ
）６％＊ ｉＩ百環水ポンプ０．５％である。したがっ
て、全気圧、１１ｄの動力全システム内で回収すること
ができればシステム効率を大きく改善することができる
。
する。電池動作圧力５輸２のシステムの試算例では、電
池出力に対する湘１表動力の占める割合は、空気コンプ
レッサ２８％、副生水素昇圧装置（但し必要な場合のみ
）６％＊ ｉＩ百環水ポンプ０．５％である。したがっ
て、全気圧、１１ｄの動力全システム内で回収すること
ができればシステム効率を大きく改善することができる
。
この発明は、上記の保な従来のものの欠点に―みてなさ
れたものであり、燃料電池の余！１ｉＩＪ燃Ｎ’を燃料
として燃焼する燃焼炉と、この燃焼炉の徘カス及び燃料
電池の余剰空気を躯動とし燃料電池に必要なＩｆ権全空
気全供給る圧縮空気供胎装置己とを設置することにより
、システム効率を同上−ｒることができる燃料電池発電
システムを捉供するものである。
れたものであり、燃料電池の余！１ｉＩＪ燃Ｎ’を燃料
として燃焼する燃焼炉と、この燃焼炉の徘カス及び燃料
電池の余剰空気を躯動とし燃料電池に必要なＩｆ権全空
気全供給る圧縮空気供胎装置己とを設置することにより
、システム効率を同上−ｒることができる燃料電池発電
システムを捉供するものである。
以下、この発明の一実彪例を第２図に基づいて説明する
。
。
図において、＋１１〜（９）は第１図に示すものと同一
である。（１０）は燃料極（ｌａ）出口側の余剰燃料ラ
イン（３）と接続され、その余剰燃料を燃料として燃焼
する燃焼炉、同はこの燃焼炉（１０）の燃焼排ガス及び
余剰空気１ｃ駆動諒とする例えばターボコンプレッサか
らなる圧禰空気供給装置（以下、ターボコンプレッサと
称す）、（ｌｌａ） 、 （ｌｌｂ）はそれぞれターボ
コンプレッサ（１１）のタービン部分、コンプレッサ部
分であり、このコンプレッサ（ｌｉｂ）に空気供給ライ
ン（４）が接続されている。
である。（１０）は燃料極（ｌａ）出口側の余剰燃料ラ
イン（３）と接続され、その余剰燃料を燃料として燃焼
する燃焼炉、同はこの燃焼炉（１０）の燃焼排ガス及び
余剰空気１ｃ駆動諒とする例えばターボコンプレッサか
らなる圧禰空気供給装置（以下、ターボコンプレッサと
称す）、（ｌｌａ） 、 （ｌｌｂ）はそれぞれターボ
コンプレッサ（１１）のタービン部分、コンプレッサ部
分であり、このコンプレッサ（ｌｉｂ）に空気供給ライ
ン（４）が接続されている。
１１４は燃焼炉（１０１に燃焼用箪気を供給する供給ラ
インである。即ち、燃焼炉（１０）の排ガスは燃料ｔａ
の余剰空気とともにターボコンプレッサ（ｌＩ）のター
ビン（１ｉａ）に投入され、燃焼炉（１０１への燃焼用
空気の供給は、コンプレッサ（ｌｌｂ）より空気供給ラ
イン（４）に供給されるｌｆ縮全空気一部を供給ライン
Ｈ１経て供給される。
インである。即ち、燃焼炉（１０）の排ガスは燃料ｔａ
の余剰空気とともにターボコンプレッサ（ｌＩ）のター
ビン（１ｉａ）に投入され、燃焼炉（１０１への燃焼用
空気の供給は、コンプレッサ（ｌｌｂ）より空気供給ラ
イン（４）に供給されるｌｆ縮全空気一部を供給ライン
Ｈ１経て供給される。
この床なシステムにおいて、圧Ｍ日空気動力がシステム
内で回収される＋裂溝ｔ’ 説明する。
内で回収される＋裂溝ｔ’ 説明する。
化学グランド内で発生する副生水素は供給ライン（２）
全経由して燃料電池本体ＩＩ＋の燃料極（１ａ）にυに
〜きれ、そこで消費された残９の余剰燃料は′ボ利燃料
ラインを（３）を経由して燃焼炉（ｌＯ）に投入される
。燃・焼炉（ｌＯ）に必要な燃焼用空気は、コンプレツ
＋ｒ（ｌｌｂ）からの供給空気の一部を供給ライン’Ｊ
２Ｉ葡註由して投入される。燃焼炉（ｌＯ）において、
余剰燃料を燃焼させたあとのせトガスは、余剰空気ライ
ン（５）盆経由する／Ａ科電池の余剰空気とともＶこ、
ターボコンプレッサ（ｌりのタービン（１１ａ）ｖｃ４
ｚ人Ｊれる。燃焼排ガスのもつエネルギーと、余剰空気
のもつエネルギーによってタービン（ｌｌａ）に−１α
動力が与えられる。これにより、タービン（ｌｌａ）と
同軸上のコンプレッサ（ｌｉＮ））に動力が与えられ、
コンプレッサ（ｉｌｂ）からは必要な圧顛空気が供給き
れる。圧縮空気の大部分に窄気恢胎ライン＋４１を経由
して燃料電池本体（１）の屋気槓（１ａ）へ供給される
が、一部は燃焼炉（１０）にに用される◎電池の余剰空
気のもつエネルギーのみではコンプレッサ動力が不足す
るので、燃焼炉（ｌＯ）が設置される。必要なコンプレ
ッサ動力を付るための燃焼量は、通常の電池の余剰燃料
で十分まかなえる。
全経由して燃料電池本体ＩＩ＋の燃料極（１ａ）にυに
〜きれ、そこで消費された残９の余剰燃料は′ボ利燃料
ラインを（３）を経由して燃焼炉（ｌＯ）に投入される
。燃・焼炉（ｌＯ）に必要な燃焼用空気は、コンプレツ
＋ｒ（ｌｌｂ）からの供給空気の一部を供給ライン’Ｊ
２Ｉ葡註由して投入される。燃焼炉（ｌＯ）において、
余剰燃料を燃焼させたあとのせトガスは、余剰空気ライ
ン（５）盆経由する／Ａ科電池の余剰空気とともＶこ、
ターボコンプレッサ（ｌりのタービン（１１ａ）ｖｃ４
ｚ人Ｊれる。燃焼排ガスのもつエネルギーと、余剰空気
のもつエネルギーによってタービン（ｌｌａ）に−１α
動力が与えられる。これにより、タービン（ｌｌａ）と
同軸上のコンプレッサ（ｌｉＮ））に動力が与えられ、
コンプレッサ（ｉｌｂ）からは必要な圧顛空気が供給き
れる。圧縮空気の大部分に窄気恢胎ライン＋４１を経由
して燃料電池本体（１）の屋気槓（１ａ）へ供給される
が、一部は燃焼炉（１０）にに用される◎電池の余剰空
気のもつエネルギーのみではコンプレッサ動力が不足す
るので、燃焼炉（ｌＯ）が設置される。必要なコンプレ
ッサ動力を付るための燃焼量は、通常の電池の余剰燃料
で十分まかなえる。
なお、特に図示はしていないが従来システムと同様、電
池への供給ライン＋２１ 、 ＋４１の途中に流瀘調節
弁、電池出ロライン＋３１ 、 ＋５１の途中に圧力調
頗弁が設置される。
池への供給ライン＋２１ 、 ＋４１の途中に流瀘調節
弁、電池出ロライン＋３１ 、 ＋５１の途中に圧力調
頗弁が設置される。
また、燃焼用空気供給ライン（１２の途中には、燃焼炉
（ｌＯ）のイハ、ｆ＆空気量（ｉ−調節するための諷量
調節升が設けられる。
（ｌＯ）のイハ、ｆ＆空気量（ｉ−調節するための諷量
調節升が設けられる。
以上のように、燃焼炉（１０１とターボコンプレッサ（
ｌりを設置潅すること（Ｃより、システムの余剰燃料及
び−；ｒ：利空気を利用して免気圧稲の通力をＲること
ができる０即ち、システム内でその動力を得ることがで
きるのでシステム効率を向上することができる。
ｌりを設置潅すること（Ｃより、システムの余剰燃料及
び−；ｒ：利空気を利用して免気圧稲の通力をＲること
ができる０即ち、システム内でその動力を得ることがで
きるのでシステム効率を向上することができる。
向、上記実施例では燃料電池の余剰燃料及び燃料電池の
余剰空気を全部利用する場合につぃて述べたが、燃料電
池の余剰燃料及び燃料電池の余剰空気の一部全利用する
ようにしてもよく、所期の目的は達成することができる
。
余剰空気を全部利用する場合につぃて述べたが、燃料電
池の余剰燃料及び燃料電池の余剰空気の一部全利用する
ようにしてもよく、所期の目的は達成することができる
。
また、上記実施例では化学プラントにおける、ｉ＋ｕ生
水素を利用する燃料電池発電システムについて述べたが
、通用分野金特に化学プラントに限定するものではなく
、水素を燃料として険相でさる場合には、分野を問わず
全く同様の効果でこの燃料電池発電システムを適用する
ことができる。
水素を利用する燃料電池発電システムについて述べたが
、通用分野金特に化学プラントに限定するものではなく
、水素を燃料として険相でさる場合には、分野を問わず
全く同様の効果でこの燃料電池発電システムを適用する
ことができる。
以上のようにこの発明によれば、燃料電池の金利慾、糾
を燃料として燃焼する燃焼炉と、この燃焼炉の糾ガス及
び燃料電池の余剰空気全駆動源として燃料電池に必要な
ｌｆ輪全空気全供給る圧縮空気供給装置を設置したこと
により、空気の圧紬動力全システム内で回収することが
でき、したがってシステム効率を向上することができる
燃料′電池発電システム金得ることができる。
を燃料として燃焼する燃焼炉と、この燃焼炉の糾ガス及
び燃料電池の余剰空気全駆動源として燃料電池に必要な
ｌｆ輪全空気全供給る圧縮空気供給装置を設置したこと
により、空気の圧紬動力全システム内で回収することが
でき、したがってシステム効率を向上することができる
燃料′電池発電システム金得ることができる。
刃・１図は従来の燃料電池発電システムを示す系統図、
第２図はこの発明の一実施例による燃″１料電池発成シ
ステムを示す系統図である。 図におい、ｉｌ＋は燃料電池本体、（１０１は燃焼炉、
（１１）は圧縮空気供給装置である。 向、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
第２図はこの発明の一実施例による燃″１料電池発成シ
ステムを示す系統図である。 図におい、ｉｌ＋は燃料電池本体、（１０１は燃焼炉、
（１１）は圧縮空気供給装置である。 向、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１水素主成分カスを燃料として利用する燃料電池発
成システムにおいて、燃料電池本体の燃４ｆ＋撞出口側
の余剰水素を燃料として燃焼する燃焼炉と、上記・燃焼
炉の燃焼排ガス及び燃料電池の窒気槽出口側の余剰空気
全駆動源とし燃料電池に必要な圧縮空気全供給する圧縮
空気供給装置と全備えたことを特徴とする燃料電池本体
システム。 （２） 圧制ｄ窒気供給装置はターボコンプレッサであ
ることを特徴とする請求 記載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013689A JPS60158562A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013689A JPS60158562A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158562A true JPS60158562A (ja) | 1985-08-19 |
| JPH0534783B2 JPH0534783B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=11840154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013689A Granted JPS60158562A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158562A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4696871A (en) * | 1985-10-22 | 1987-09-29 | Imperial Chemical Industries Plc | Electricity production |
| JPS6310473A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS6310472A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| US4743517A (en) * | 1987-08-27 | 1988-05-10 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant with increased reactant pressures |
| WO1996017395A1 (en) * | 1994-11-28 | 1996-06-06 | Dsm N.V. | Use of a fuel cell in the chemical process industry |
| JP2015200466A (ja) * | 2014-04-09 | 2015-11-12 | 静岡ガス株式会社 | 水素ガス利用装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5736784A (en) * | 1980-08-16 | 1982-02-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Method of effectively utilizing exhaust gas in fuel-cell power generation device, and system for that |
| JPS58166671A (ja) * | 1982-03-27 | 1983-10-01 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電システムの圧力制御方法 |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013689A patent/JPS60158562A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5736784A (en) * | 1980-08-16 | 1982-02-27 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Method of effectively utilizing exhaust gas in fuel-cell power generation device, and system for that |
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| JPS6310473A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
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| WO1996017395A1 (en) * | 1994-11-28 | 1996-06-06 | Dsm N.V. | Use of a fuel cell in the chemical process industry |
| JP2015200466A (ja) * | 2014-04-09 | 2015-11-12 | 静岡ガス株式会社 | 水素ガス利用装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534783B2 (ja) | 1993-05-24 |
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