[发明专利]燃料电池发电系统及燃料电池发电系统的运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备从化石燃料等生成含氢气体的氢生成装置的燃料电 池发电系统及燃料电池发电系统的运转方法。

背景技术

小型且能够高效率发电的燃料电池作为分散型能量供给源的发电系 统的关键组件不断发展。由于成为发电所需燃料的氢气的供给系统未作为 通常的基础设施(infrastructure)而配备，因此利用从例如煤气、丙烷 气体等已存的化石燃料基础设施供给的原料而生成含氢气体的氢生成装 置与燃料电池发电系统一起设置。

在从已存的基础设施供给的煤气或丙烷气体中，通常以大致几ppm左 右的体积浓度添加有以CH₃SCH₃或(CH₃)₃CSH等的硫化物为代表的 带臭成分。这是为了检测来自基础设施线的配管等的气体泄漏。但是，作 为所述的带臭成分而包含的硫化物成为在氢生成装置中使用的催化剂的 中毒成分。因此，为了抑制催化剂的硫中毒的影响，在将煤气或丙烷气体 等的原料向氢生成装置供给前，需要从原料中除去硫化物。

在专利文献1中，以从原料除去硫化物为目的，提出有通过使用了沸 石系的吸附除去剂的吸附除去部吸附除去原料中的硫化物的方法。

在使用了沸石系的吸附除去剂的吸附除去部中，由于硫化物的吸附容 量小，因此为了充分抑制在氢生成装置中使用的催化剂的硫中毒的影响， 需要每隔恒定期间更换吸附除去部。例如在本申请人提出的专利文献2中， 记载有将能够装卸的吸附除去部适用于使用了燃料电池的发电系统(燃料 电池发电系统)的情况，并提出有基于原料气体的累计通过量判断吸附除 去部的更换时期的情况。而且，在专利文献3中，提出有将在各家庭或设 施中设置的多个燃料电池发电系统网络化，来判断吸附除去部的更换时期 的方法。

专利文献1：日本特开2004-228016号公报；

专利文献2：日本特开2006-8459号公报；

专利文献3：日本特开2006-278120号公报。

发明内容

若使含有丙烷气体或煤气等至少以碳及氢为构成元素的有机化合物 及带臭成分的原料(以下，简称为“原料”)通过使用了吸附除去剂的吸 附除去部，则例如，沸石系的吸附除去剂除吸附原料中的硫成分(包含硫 化物)以外还吸附烃成分。尤其是，几乎不使原料通过的新的吸附除去剂 的烃成分的吸附率明显高。但是，若吸附除去部吸附的烃成分达到规定量 (饱和吸附量)，则吸附除去部几乎不再吸附烃成分，因此随着通过的原 料的累计流量(流通量)变多，烃成分的吸附率降低。因此，如果根据使 用了新的吸附除去部(吸附除去剂)之后不久的运转时的烃成分的高的吸 附率，维持与设定的燃料电池的发电功率相对的原料的目标流量，运转燃 料电池发电系统，则随着向吸附除去部供给的原料的累计量的增加，相对 于燃料电池的发电功率，向氢生成装置供给的原料的流量过剩。即，随着 向吸附除去部供给的原料的累计量的增加，相对于燃料电池的发电功率供 给过剩的氢，存在能量浪费的问题。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种如下的燃料电池发电系 统，即，在具备了吸附除去部的燃料电池发电系统中，即使在使用了新的 吸附除去部的情况下，也能够抑制随着向吸附除去部供给的原料的累计量 的增加而向氢生成装置供给的原料的流量成为过剩的情况。

本发明的燃料电池发电系统是使用从含有烃成分及带臭成分的原料 生成的含氢气体进行发电，其中，具备：控制所述原料的流量的原料供给 部；供给水的水供给部；吸附除去部，其使所述原料通过，吸附所述原料 中含有的所述带臭成分；重整器，其利用通过所述吸附除去部的原料及从 所述水供给部供给的水的重整反应而生成含氢气体；燃料电池，其使用所 述含氢气体作为燃料而进行发电；运转控制部，其随着从所述原料供给部 向所述吸附除去部供给的所述原料的累计流量的增加，使相对于所述燃料 电池的发电功率设定的、从所述原料供给部向所述吸附除去部供给的所述 原料的流量减少。

在某优选的实施方式中，还具备计测所述原料的累计流量的累计流量 计测部，所述运转控制部随着由所述累计流量计测部计测的所述原料的累 计流量的增加，使相对于所述燃料电池的发电功率设定的所述原料的流量 减少。