[发明专利]燃料电池系统

说明书

一种燃料电池系统，其具备：重整器(2)，其使烃与水分反应而生成包含氢的重整气体(F05)；燃料电池堆(1)，其通过重整气体(F05)和氧化剂(F03)的电化学反应以产生电能；喷射器，其将水蒸汽(F11)作为驱动流体，抽吸包含烃的原料(F01)、和从阳极排气(F06)回收的再循环气体(F07)中的任一者，并供给至重整器(2)；以及气化器(4)，其使水气化以产生水蒸汽(F11)，其中，燃料电池堆(1)的工作温度比工作压力下的水的沸点高，在气化器(4)中，通过与阳极排气(F06)的热交换，产生水蒸汽(F11)。

技术领域

本申请涉及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统由于环境负荷少且能量转换效率高，因此被广泛开发为民用、产业用的发电装置。燃料电池堆是通过使对烃类原料进行重整而得到的含氢的重整气体和氧化剂在经由电解质隔开的状态下发生电化学反应来进行发电的。此时，在从阳极排出的剩余的重整气体(阳极排气)中，包含氢，根据条件还包含一氧化碳、甲烷等能够作为原料再利用的成分。因此，通过将剩余的重整气体利用于重整器的反应热、或者在原料供给侧循环，能够有效利用原料所具有的能量。

因此，已知有如下技术：对阳极排气的一部分在利用气液分离器减少水分之后，用原料气体泵进行抽吸，使其混合于原料中(例如，参照专利文献1)。另外，已知有如下技术：利用由阳极排气的燃烧热所产生的水蒸汽作为驱动流体的喷射器，抽吸阳极排气，将其混合于原料中(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-198116号公报(段落0051～0063、图1)

专利文献2：日本特开平7-230816号公报(段落0020～0024、图1)

发明内容

发明所要解决的课题

然而，为了使用原料气体泵抽吸阳极排气，需要辅机动力。另外，在将由阳极排气的燃烧热产生的水蒸汽作为驱动流体的情况下，浪费地舍弃阳极排气所拥有的燃烧热，上述的原料所具有的能量的利用率降低。即，难以实现有效利用原料所具有的能量的高效率的发电。

本申请公开了一种用于解决上述课题的技术，其目的在于提供一种高效率的燃料电池系统。

用于解决课题的手段

本申请所公开的燃料电池系统，其特征在于，具备：重整器，其使烃与水分反应以生成包含氢的重整气体；燃料电池堆，其通过由阳极和阴极隔开的所述重整气体和氧化剂的电化学反应以产生电能；喷射器，其将作为所述水分使用的水蒸汽作为驱动流体，抽吸包含所述烃的原料、和从阳极排气回收的再循环气体中的任一者，并供给至所述重整器；以及气化器，其使水气化以产生所述水蒸汽，其中，所述燃料电池堆的工作温度比在工作压力下的水的沸点高，所述气化器通过与所述阳极排气的热交换以产生所述水蒸汽。

发明的效果

根据本申请所公开的燃料电池系统，由于通过与阳极排气的热交换以产生水蒸汽，因此，有效利用原料所具有的能量，效率提高。

附图说明

图1为示出实施方式1涉及的燃料电池系统的构成的流程图。

图2为示出实施方式1涉及的燃料电池系统中的控制工作的流程图。

图3为示出实施方式1以及以后的各实施方式涉及的燃料电池系统的控制部或者用于执行控制的运算执行部分的硬件构成的框图。

图4为示出实施方式1的变形例涉及的燃料电池系统的构成的流程图。

图5为示出实施方式2涉及的燃料电池系统的构成的流程图。

图6为示出实施方式3涉及的燃料电池系统的构成的流程图。