燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システム
【課題】燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給できる発電システムの提供。
【解決手段】発電システム１Ａは、水素ステーション１０にて、製油所２から移送される灯油を受け入れる。水素ステーション１０は、水素化脱硫器１１Ａにて、改質装置１１Ｂで水素を製造するために、灯油を脱硫処理して硫黄分濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。水素ステーション１０は、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システム１００へ供給する。
【解決手段】発電システム１Ａは、水素ステーション１０にて、製油所２から移送される灯油を受け入れる。水素ステーション１０は、水素化脱硫器１１Ａにて、改質装置１１Ｂで水素を製造するために、灯油を脱硫処理して硫黄分濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。水素ステーション１０は、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システム１００へ供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムへ燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、原油用タンクに貯留された原油は、適宜処理されて灯油として、例えばローリーなどで給油所などへ移送される。そして、このように給油所から供給される灯油を燃料電池用灯油として利用して発電する燃料電池システムが知られている。
この燃料電池システムは、燃料電池用灯油を脱硫した後に気化して改質する。そして、この改質した燃料電池用灯油と、酸素含有気体と、を利用して発電する構成が採られている。
このような燃料電池システムでは、良好な発電を得るために、硫黄化合物の濃度が０．０２ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油を気化するのが好ましいが、製油所から給油所などへ移送される燃料電池用灯油の硫黄化合物濃度は、約１０ｗｔｐｐｍである。このため、燃料電池システムで燃料電池用灯油を脱硫する際に、例えば２００℃程度まで加熱することにより、硫黄化合物濃度を０．０２ｗｔｐｐｍ以下にしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような燃料電池システムで燃料電池用灯油を加熱しつつ脱硫する構成では、２００℃程度まで加熱するための構成が必要なため、燃料電池システムの構成が複雑になるおそれがある。
また、例えば製油所において、燃料電池用灯油の硫黄化合物濃度を低減する状態に脱硫して給油所などへ移送することも考えられるが、製油所に大量の燃料電池用灯油を脱硫するための設備を設ける必要があり、この設備を設けるための多大な労力やコストがかかるおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給可能な燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に記載の燃料電池用灯油の供給方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムへ前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、所定の燃料を供給する燃料ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、を実施することを特徴とする。
この発明では、所定の燃料を供給する燃料ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システムへ供給する。
このことにより、燃料電池システムに、燃料ステーションで脱硫された燃料電池用灯油が供給されるため、従来の構成と比べて燃料電池システムで加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電が得られる。したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成の簡略化を図れる。また、燃料ステーションにて脱硫するため、製油所で脱硫する構成と比べて、脱硫する量を少なくでき、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図れる。よって、燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給可能となる。
そして、一般的に所定の燃料の配送システムが構築されている燃料ステーションにて、脱硫灯油を製造して燃料電池用灯油として供給するので、燃料電池用灯油の拡販を容易に図れる。
【０００６】
また、本発明では、請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を吸着させて除去することにより前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、硫黄化合物を吸着させて除去することにより脱硫灯油を製造する。
このことにより、一般的に広く利用されているいわゆる吸着脱硫を用いる簡単な構成で脱硫灯油を製造でき、脱硫設備を設けるための多大な労力のコストの低減、脱硫設備の簡略化を容易に図れる。
【０００７】
そして、本発明では、請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して脱硫灯油を製造する。
ここで、硫黄化合物を酸化させて除去する方法としては、以下のものが例示できる。すなわち、硫黄化合物に、過蟻酸および過酸化水素を常温で反応させて酸化させる。そして、この酸化により沸点が高くなったものを蒸留により除去する方法や、極性が強くなったものを吸着で除去する方法が例示できる。
このように硫黄化合物を常温で酸化させて除去することにより、高温での処理が不要となり、耐熱性の部材を利用することなく容易に脱硫灯油を製造できる。特に、例えば硫黄化合物濃度が３ｗｔｐｐｍの灯油を１ｗｔｐｐｍ以下に脱硫する場合など、硫黄化合物の除去量が少ないときには、一般的に高価な過酸化水素の使用量を少なくでき、コストの低減を図れる。
【０００８】
さらに、本発明では、請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記燃料ステーションは、前記灯油を脱硫して製造した前記脱硫灯油を利用して、水素を製造して供給する水素ステーションであり、前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて、前記水素の製造に利用するために前記脱硫灯油を製造し、前記燃料電池用灯油供給工程では、前記水素ステーションにて前記水素の製造に利用するために製造された前記脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給することが好ましい。
また、本発明に記載の燃料電池用灯油の供給方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムに前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションにて、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、を実施することを特徴とする
これらの発明では、脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションにて、水素を製造するために脱硫灯油を製造し、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システムへ供給する。
このことにより、燃料電池システムに、水素ステーションにて水素製造のために製造された脱硫灯油が燃料電池用灯油として供給されるため、従来の構成と比べて燃料電池システムで加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電が得られる。したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成の簡略化を図れる。また、水素ステーションにて水素製造のために製造された脱硫灯油を燃料電池用灯油として転用するので、新たな脱硫設備を設ける必要がなく、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図れる。よって、燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給可能となる。
【０００９】
そして、本発明では、請求項４または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて製造された水素を利用して、前記製油所から移送される灯油を水素化脱硫することにより前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、水素ステーションにて製造された水素を利用して、灯油を水素化脱硫することにより脱硫灯油を製造する。なお、水素化脱硫に加え、上述したような吸着脱硫や酸化脱硫処理を実施してもよい。
このことにより、水素ステーションにて製造された水素を、例えば水素自動車などへの供給の他に、脱硫灯油の製造にも用いることにより、水素の有効利用を図れる。
【００１０】
また、本発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、硫黄化合物の濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、脱硫灯油製造工程において、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。
このことにより、燃料電池システムに硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油が供給されるので、燃料電池システムにおいて良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を適用可能となる。したがって、燃料電池システムの構成の簡略化、コストの低減を容易に図れる。
【００１１】
本発明に記載の燃料電池システムを利用した発電方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を脱硫する脱硫工程と、この脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、を実施することを特徴とする。
この発明によれば、燃料ステーションや水素ステーションで脱硫された燃料電池用灯油を燃料電池システムにて受け入れて、この受け入れた燃料電池用灯油を脱硫、気化、改質する。そして、この改質された燃料電池用灯油および酸素含有気体を利用して発電する。
このことにより、燃料電池システムに、燃料ステーションや水素ステーションで脱硫された燃料電池用灯油が供給されるため、良好な発電を得るための脱硫処理として、従来の構成と比べて加熱温度を下げた脱硫処理を適用可能となる。したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成の簡略化を図った状態で良好な発電を得られる。さらに、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法と、同様の作用効果を奏する。
【００１２】
本発明に記載の燃料電池システムを利用した発電方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫工程と、この常温脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、を実施することを特徴とする。
この発明によれば、燃料ステーションや水素ステーションで脱硫された燃料電池用灯油を燃料電池システムにて受け入れて、この受け入れた燃料電池用灯油を脱硫、気化、改質する。そして、この改質された燃料電池用灯油および酸素含有気体を利用して発電する。
このことにより、燃料電池システムに、燃料ステーションや水素ステーションで１ｗｔｐｐｍ以下まで脱硫された燃料電池用灯油が供給されるため、良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を適用可能となる、したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成のさらなる簡略化を図った状態で良好な発電を得られる。さらに、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法と同様の作用効果を奏する。
【００１３】
本発明に記載の発電システムは、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、所定の燃料を供給する燃料ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、を具備したことを特徴とする。
また、本発明の記載の発電システムは、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、を具備したことを特徴とする。
これらの発明は、請求項１または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法をシステム構成に展開したもので、燃料ステーションや水素ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システムへ供給する。
このことにより、請求項１または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法と同様の作用効果を奏する。
【００１４】
そして、請求項１０または請求項１４に従属する請求項１１ないし請求項１３、請求項１５、および、請求項１６に記載の発電システムは、請求項１または請求項５に従属する請求項２ないし請求項４、請求項６、および、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法をシステム構成に展開したものであり、請求項２ないし請求項４、請求項６、および、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法と同様の作用効果を奏する。
【００１５】
また、本発明では、請求項１６に記載の発電システムであって、前記燃料電池システムは、前記燃料電池用灯油供給手段により供給される前記燃料電池用灯油を受け入れる受入手段と、この受入手段で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫手段と、この常温脱硫手段で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質手段と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給手段と、前記改質手段で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給手段で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電手段と、を備えたことが好ましい。
この発明は、請求項９に記載の燃料電池システムを利用した発電方法をシステム構成に展開したものであり、請求項９に記載の燃料電池システムを利用した発電方法と同様の作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る発電システムについて説明する。
図１は、第１実施形態に係る発電システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、第１実施形態および後述する第２実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
〔発電システムの構成〕
図１において、１Ａは、発電システムで、この発電システム１Ａは、製油所２から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１（図２参照）として供給して発電するシステムである。
そして、発電システム１Ａは、水素ステーション１０と、燃料電池システム１００と、などを備えている。
【００１８】
水素ステーション１０は、製油所２から移送される灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造し、この製造した水素を水素自動車３へ供給する。なお、ここでは、水素ステーション１０として、水素自動車３へ水素を供給する構成を例示するが、水素自動車３に限らず水素を利用して駆動するコンピュータや生活家電機器などいずれの構成に水素を供給するものであってもよい。
そして、水素ステーション１０は、水素製造装置１１と、脱硫灯油収容手段１２と、水素収容手段１３と、などを備えている。
【００１９】
水素製造装置１１は、灯油を利用して水素を製造する。
そして、水素製造装置１１は、脱硫灯油製造手段としての水素化脱硫器１１Ａと、改質装置１１Ｂと、などを備えている。
【００２０】
水素化脱硫器１１Ａは、灯油移送手段１５Ａを介して製油所２から移送される灯油を受け入れる。ここで、灯油移送手段１５Ａとしては、配送船、ローリー、中間タンク、パイプラインなどが例示できる。また、水素化脱硫器１１Ａは、例えば配管やボンベなどの水素返送手段１５Ｂを介して、改質装置１１Ｂで水素自動車３へ供給するために製造された水素を受け入れる。そして、水素化脱硫器１１Ａは、改質装置１１Ｂから受け入れた水素を利用して、製油所２から移送される灯油を水素化脱硫して脱硫灯油を製造する。具体的には、硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を水素化脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。さらに、この製造した脱硫灯油を、例えば配管などの第１脱硫灯油供給手段１５Ｃを介して、改質装置１１Ｂへ供給する。また、脱硫灯油を、例えば配管などの第２脱硫灯油供給手段１５Ｄを介して、脱硫灯油収容手段１２へ供給する。
【００２１】
改質装置１１Ｂは、水素化脱硫器１１Ａから供給される脱硫灯油を利用して、水素を製造する。ここで、改質装置１１Ｂにて水素を製造する方法としては、例えば燃料電池システム１００の後述する改質ユニット１４０における後述する処理と同様の処理により、水素を製造する方法が例示できる。そして、改質装置１１Ｂは、製造した水素を例えば配管などの改質水素供給手段１５Ｅを介して、水素収容手段１３へ供給する。さらに、水素を、水素返送手段１５Ｂを介して、水素化脱硫器１１Ａへ供給する。
【００２２】
脱硫灯油収容手段１２は、例えばいわゆるタンクであり、水素化脱硫器１１Ａから供給される脱硫灯油を収容する。そして、この収容した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として、燃料電池用灯油供給手段１５Ｆを介して、燃料電池システム１００へ供給する。ここで、燃料電池用灯油供給手段１５Ｆとしては、脱硫灯油収容手段１２に設けられた供給用のノズルで燃料電池用灯油１１１を運搬可能なポリタンクなどへ移し、このポリタンクを介して燃料電池システム１００へ供給する構成が例示できる。
【００２３】
水素収容手段１３は、例えばいわゆるタンクであり、改質装置１１Ｂから供給される水素を収容する。そして、この収容した水素を、タンク水素供給手段１５Ｇを介して、水素自動車３へ供給する。ここで、タンク水素供給手段１５Ｇとしては、水素収容手段１３に設けられた供給用のノズルで水素を水素自動車３へ供給する構成が例示できる。
【００２４】
燃料電池システム１００は、図２に示すように、燃料電池用灯油１１１を貯溜する受入手段としての液体燃料貯溜タンク１１０を備えている。液体燃料貯溜タンク１１０には、液体燃料ポンプ１２１を備え燃料電池用灯油１１１を搬送する燃料搬送経路１２０を介して、常温脱硫手段としての常温脱硫器１３０が接続されている。
常温脱硫器１３０は、液体燃料貯溜タンク１１０から燃料搬送経路１２０を介して供給される燃料電池用灯油１１１を脱硫処理、すなわち液相吸着法により燃料電池用灯油１１１中に含有される硫黄化合物を常温で吸着除去して、硫黄化合物濃度を０．０２ｗｔｐｐｍまで低減させる。この常温脱硫器１３０には、改質手段としての改質ユニット１４０が接続されている。
【００２５】
改質ユニット１４０は、気化器、熱交換装置、改質器、ＣＯ変成器、および、ＣＯ選択酸化器などを備えている。
気化器は、常温脱硫器１３０に接続され、脱硫処理された燃料電池用灯油１１１が流入される。また、気化器には、熱交換装置が接続されている。そして、気化器は、熱交換装置から供給される水蒸気を常温脱硫器１３０から流出する燃料電池用灯油１１１と混合させて気化させ、燃料電池用灯油１１１と水蒸気との混合ガスである原料ガスとしての気化液体燃料を生成する。
熱交換装置には、純水１８１を貯留する純水タンク１８０が搬送ポンプ１８２を有した給水経路１８３を介して接続され、純水タンク１８０から純水１８１が供給される。そして、熱交換装置は、供給される純水１８１により改質器から排気される排ガスを冷却させるとともに水蒸気を生成させ、生成した水蒸気を気化器へ供給させる。
【００２６】
改質器は、脱硫され水蒸気が混合されて気化された気化液体燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する。この改質器は、内部に図示しないＲｕ−Ｍｎ系触媒やニッケル触媒などの改質触媒およびバーナ１５１を備えている。
バーナ１５１は、分岐する燃料搬送経路１２０を介して液体燃料貯溜タンク１１０から燃料電池用灯油１１１が供給されるとともに、後述する燃料電池２００から排出される燃料ガスが供給される。そして、バーナ１５１は、送気ブロワ１７０から供給される空気により、燃料電池用灯油１１１および燃料ガスを燃焼させ、この燃焼による熱にて気化液体燃料を水素リッチの燃料ガスに水蒸気改質する。
このバーナ１５１の燃焼による高温の排ガスは、熱交換装置に供給され、水との熱交換により冷やされて外気中に排気される。
【００２７】
また、改質ユニット１４０の改質器には、ＣＯ変成器およびＣＯ選択酸化器が直列状に接続されている。
ＣＯ変成器は、ＣＯ変成触媒が充填され、改質器から流出する水素リッチの燃料ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を変成する。
ＣＯ選択酸化器は、ＣＯ選択酸化触媒が充填され、ＣＯ変成器でＣＯを二酸化炭素（ＣＯ2）に酸化させ、燃料ガス中のＣＯを除去する。
【００２８】
そして、ＣＯ選択酸化器には、発電手段としての燃料電池２００が接続されている。
燃料電池２００は、水素と酸素とを反応させて直流電力を発生させる。この燃料電池２００は、例えば固体高分子型燃料電池で、正極２０１と、負極２０２と、正極２０１および負極２０２間に配設された図示しない高分子電解質膜と、を備えている。そして、正極２０１側には、酸素含有気体供給手段としてのブロワ２１０の駆動により発生し例えば図示しない加湿器で加湿された空気が供給され、負極２０２側には改質ユニット１４０で生成された水素リッチの燃料ガスが供給される。そして、燃料ガスの水素と空気中の酸素とが反応して水（純水１８１）が生成されるとともに、正極２０１および負極２０２間に直流電力が発生する。
そして、負極２０２側は、上述したように改質器のバーナ１５１に接続され、余った水素分をバーナ１５１の燃料として供給する。また、正極２０１側には、分離器１８５が接続されている。この分離器１８５には、正極２０１側から反応に利用された空気が供給され、気相分の空気と液相分の水（純水１８１）とに分離する。なお、分離した空気は、外気に排気される。そして、分離器１８５には、純水タンク１８０が接続され、分離した水（純水１８１）を純水タンク１８０へ供給する。
【００２９】
また、燃料電池２００には、冷却装置１８７が設けられている。この冷却装置１８７は、燃料電池２００に付設された熱回収装置１８７Ａが設けられている。この熱回収装置１８７Ａには、ポンプ１８７Ｂおよび熱交換器１８７Ｃを備えた循環経路１８７Ｄを介して純水タンク１８０が接続されている。
この循環経路１８７Ｄは、ポンプ１８７Ｂの駆動により、熱回収装置１８７Ａと純水タンク１８０との間で純水１８１を循環させ、発電に伴って発熱する燃料電池２００を冷却させるとともに熱を回収する。
熱交換器１８７Ｃは、循環され熱回収装置１８７Ａで熱を回収した純水１８１と、例えば水道水などと熱交換させる。この熱交換により温められた水道水は、例えばお風呂などの他の設備に直接供給されて有効利用される。
【００３０】
そして、燃料電池システム１００は、システム全体の動作を制御する図示しない制御装置を備えている。
この制御装置は、燃料電池用灯油１１１の流量制御、改質器のバーナの燃焼制御、熱交換装置で水蒸気を生成させるための純水１８１の供給量制御や温度管理、発電量の管理などを実施する
【００３１】
〔発電システムの動作〕
次に、上述した発電システム１Ａにおける発電動作について説明する。
【００３２】
まず、水素ステーション１０の水素製造装置１１は、製油所２から移送される灯油を適宜受け入れる。この後、水素製造装置１１の水素化脱硫器１１Ａは、従前に改質装置１１Ｂで製造された水素を利用して、製油所２から受け入れた硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を水素化脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する（脱硫灯油製造工程）。そして、この製造した脱硫灯油を、改質装置１１Ｂと、脱硫灯油収容手段１２と、へ供給する。
この後、改質装置１１Ｂは、水素化脱硫器１１Ａから脱硫灯油を受け入れると、この脱硫灯油を利用して適宜水素を製造する。そして、この製造した水素を、水素化脱硫器１１Ａと、水素収容手段１３と、へ供給する。そして、水素収容手段１３に収容された水素は、水素ステーション１０の従業員あるいは水素自動車３の運転手により、水素自動車３へ適宜供給される。
また、脱硫灯油収容手段１２に収容された脱硫灯油は、水素ステーション１０の従業員あるいは燃料電池システム１００の利用者により、燃料電池システム１００へ、燃料電池用灯油１１１として適宜供給される（燃料電池用灯油供給工程）。つまり、燃料電池システム１００には、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１が供給される。
【００３３】
そして、燃料電池システム１００は、液体燃料貯溜タンク１１０にて燃料電池用灯油１１１を貯留し（受入工程）、制御部が発電要求に関する信号を取得すると、発電処理を実施する。すなわち、バーナ１５１により、改質器を加熱させる。さらに、搬送ポンプ１８２を駆動させて純水タンク１８０に貯留する純水１８１を給水経路１８３を介して熱交換装置に供給して水蒸気を生成し、気化器へ水蒸気を供給させる。この後、液体燃料貯溜タンク１１０から燃料電池用灯油１１１を常温脱硫器１３０へ供給する。
この常温脱硫器１３０へ供給された燃料電池用灯油１１１は、常温で硫黄化合物濃度が０．０２ｗｔｐｐｍ以下に脱硫処理される（脱硫工程および常温脱硫工程）。
そして、常温脱硫器１３０で脱硫された燃料電池用灯油１１１は、気化器で熱交換装置から供給される水蒸気と混合される。この水蒸気が混合された燃料電池用灯油１１１は、改質器で水素リッチな燃料ガスに改質される（改質工程）。さらに、ＣＯ変成器およびＣＯ選択酸化器により、燃料ガス中のＣＯが変成・除去され、加湿器などで適宜加湿された後、燃料電池２００の負極２０２側に供給される。
そして、負極２０２側に供給された燃料ガスの水素は、加湿器などで適宜加湿されて燃料電池２００の正極２０１側に供給された（酸素含有気体供給工程）空気中の酸素と反応して水を生成するとともに、正極２０１および負極２０２間に直流電力を発生させる（発電工程）。
【００３４】
〔第１実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第１実施形態では、発電システム１Ａは、脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーション１０にて、製油所２から移送される灯油を受け入れる。そして、水素ステーション１０は、水素を製造するために灯油を脱硫処理して脱硫灯油を製造して、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として燃料電池システム１００へ供給する。
このため、燃料電池システム１００に、水素ステーション１０にて水素製造のために製造された脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として供給することができ、従来の構成と比べて燃料電池システム１００で加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電を得ることができる。したがって、燃料電池システム１００における加熱するための構成の簡略化を図ることができる。また、水素ステーション１０にて水素製造のために製造された脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として転用するので、新たな脱硫設備を設ける必要がなく、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図ることができる。よって、燃料電池システム１００の構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油１１１を供給できる。
【００３５】
そして、水素ステーション１０の水素化脱硫器１１Ａは、改質装置１１Ｂで製造された水素を利用して、灯油を水素化脱硫することにより脱硫灯油を製造する。
このため、水素ステーション１０にて製造された水素を、例えば水素自動車３などへの供給の他に、脱硫灯油の製造にも用いることにより、水素の有効利用を図ることができる。
【００３６】
また、水素ステーション１０の水素化脱硫器１１Ａは、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。
このため、燃料電池システム１００に硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１を供給することができ、燃料電池システム１００において良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を実施する常温脱硫器１３０を適用できる。したがって、燃料電池システム１００の構成の簡略化、コストの低減を容易に図ることができる。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る発電システムについて説明する。
なお、上述した第１実施形態の発電システム１Ａと同一の構成については、同一名称および同一符号を付し、説明を適宜省略する。
図３は、第２実施形態における発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【００３８】
〔発電システムの構成〕
図３において、１Ｂは、発電システムで、この発電システム１Ｂは、製油所４から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として供給して発電するシステムである。
そして、発電システム１Ｂは、燃料ステーションとしてのサービスステーション２０と、燃料電池システム１００と、などを備えている。
【００３９】
サービスステーション２０は、製油所４から移送される燃料としてのガソリンをガソリン自動車５へ供給する。また、サービスステーション２０は、製油所４から移送される灯油を、例えばストーブなどの灯油利用端末６へ供給する。なお、サービスステーション２０としては、船舶や飛行機などの移動体に燃料を供給する構成としてもよい。
そして、サービスステーション２０は、ガソリン収容手段２１と、灯油収容手段２２と、脱硫灯油製造手段としての吸着脱硫器２３と、脱硫灯油収容手段１２と、などを備えている。
【００４０】
ガソリン収容手段２１は、例えばいわゆるタンクであり、燃料移送手段２５Ａを介して製油所４から灯油とともに移送されるガソリンを収容する。ここで、燃料移送手段２５Ａとしては、第１実施形態の灯油移送手段１５Ａと同様のものが例示できる。そして、ガソリン収容手段２１は、この収容したガソリンを、例えばノズルなどのガソリン供給手段２５Ｂを介して、ガソリン自動車５へ供給する。なお、燃料移送手段２５Ａとしては、ガソリンのみを移送する構成としてもよい。
【００４１】
灯油収容手段２２は、例えばいわゆるタンクであり、燃料移送手段２５Ａを介して製油所４から移送される灯油を収容する。そして、この収容した灯油を、例えばノズルなどの灯油供給手段２５Ｃを介して、灯油利用端末６へ供給する。なお、燃料移送手段２５Ａとしては、灯油のみを移送する構成としてもよい。
【００４２】
吸着脱硫器２３は、燃料移送手段２５Ａを介して製油所から移送される灯油を受け入れる。なお、灯油収容手段２２に収容された灯油を受け入れる構成としてもよい。そして、吸着脱硫器２３は、この受け入れた灯油を吸着脱硫して脱硫灯油を製造する。具体的には、硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を吸着脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。さらに、この製造した脱硫灯油を、例えば配管などの脱硫灯油供給手段２５Ｄを介して、脱硫灯油収容手段１２へ供給する。
【００４３】
脱硫灯油収容手段１２は、吸着脱硫器２３から供給される脱硫灯油を収容して、この収容した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として、燃料電池用灯油供給手段１５Ｆを介して、燃料電池システム１００へ供給する。
【００４４】
〔発電システムの動作〕
次に、上述した発電システム１Ｂの動作を説明する。なお、燃料電池システム１００の発電動作は、第１実施形態と同一なので説明を省略し、燃料電池用灯油１１１の供給方法について説明する。
【００４５】
まず、サービスステーション２０の吸着脱硫器２３は、製油所４から移送される灯油を適宜受け入れる。この後、吸着脱硫器２３は、製油所４から受け入れた硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を吸着脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する（脱硫灯油製造工程）。そして、この製造した脱硫灯油を、脱硫灯油収容手段１２へ供給する。
この後、脱硫灯油収容手段１２に収容された脱硫灯油は、サービスステーション２０の従業員あるいは燃料電池システム１００の利用者により、燃料電池システム１００へ、燃料電池用灯油１１１として適宜供給される（燃料電池用灯油供給工程）。つまり、燃料電池システム１００には、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１が供給される。
【００４６】
〔第２実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第２実施形態では、発電システム１Ｂは、ガソリンを供給するサービスステーション２０にて、製油所４から移送される灯油を受け入れる。そして、サービスステーション２０は、灯油を脱硫処理して脱硫灯油を製造して、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として燃料電池システム１００へ供給する。
このため、燃料電池システム１００に、サービスステーション２０で脱硫された燃料電池用灯油１１１を供給することができ、従来の構成と比べて燃料電池システム１００で加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電が得ることができる。したがって、燃料電池システム１００における加熱するための構成の簡略化を図ることができる。また、サービスステーション２０にて脱硫するため、製油所４で脱硫する構成と比べて、脱硫する量を少なくでき、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図ることができる。よって、燃料電池システム１００の構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油１１１を供給できる。
そして、一般的にガソリンの配送システムが構築されているサービスステーション２０にて、脱硫灯油を製造して燃料電池用灯油１１１として供給するので、燃料電池用灯油１１１の拡販を容易に図ることができる。
【００４７】
また、サービスステーション２０の吸着脱硫器２３は、灯油の硫黄化合物を吸着させて除去することにより脱硫灯油を製造する。
このため、一般的に広く利用されているいわゆる吸着脱硫を用いる簡単な構成で脱硫灯油を製造でき、脱硫設備を設けるための多大な労力のコストの低減、脱硫設備の簡略化を容易に図ることができる。
【００４８】
さらに、サービスステーション２０の吸着脱硫器２３は、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。
このため、燃料電池システム１００に硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１を供給することができ、燃料電池システム１００において良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を実施する常温脱硫器１３０を適用できる。したがって、燃料電池システム１００の構成の簡略化、コストの低減を容易に図ることができる。
【００４９】
［実施形態の変形例］
なお、以上に説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状などは、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状などとしても問題はない。
【００５０】
例えば、第１実施形態において、水素化脱硫器１１Ａの代わりに、水素化脱硫以外の脱硫方法を用いた構成を適用してもよい。具体的には、第２実施形態の吸着脱硫器２３や、硫黄化合物を酸化させて除去する酸化脱硫器を設ける構成としてもよい。この酸化脱硫器としては、以下のような構成が例示できる。すなわち、硫黄化合物に、過蟻酸および過酸化水素を常温で反応させて酸化させる。そして、この酸化により沸点が高くなったものを蒸留により除去する構成や、極性が強くなったものを吸着で除去する構成が例示できる。
このような構成にすれば、水素製造装置１１に水素返送手段１５Ｂを設ける必要がなくなり、水素製造装置１１の構成の簡略化を図ることができる。
また、水素化脱硫に加え、吸着脱硫や酸化脱硫処理を実施してもよい。
【００５１】
そして、第２実施形態において、本発明の燃料ステーションとしてサービスステーション２０を例示したが、これに限らず油槽所としてもよい。
【００５２】
また、第２実施形態において、吸着脱硫器２３の代わりに、上述した酸化脱硫器を設ける構成としてもよい。
このような構成にすれば、硫黄化合物を常温で酸化させて除去するので、高温での処理が不要となり、耐熱性の部材を利用することなく容易に脱硫灯油を製造できる。特に、例えば硫黄化合物濃度が３ｗｔｐｐｍの灯油を１ｗｔｐｐｍ以下に脱硫する場合など、硫黄化合物の除去量が少ないときには、一般的に高価な過酸化水素の使用量を少なくでき、コストの低減を図ることができる。
【００５３】
さらに、第１実施形態および第２実施形態において、水素ステーション１０やサービスステーション２０にて硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以上の脱硫灯油を製造し、この脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として燃料電池システム１００へ供給する構成としてもよい。
このような構成にしても、製油所２，４から移送される灯油をそのまま燃料電池用灯油１１１として利用する従来よりも、硫黄化合物濃度が低い燃料電池用灯油１１１を燃料電池システム１００に供給することができる。したがって、従来の構成と比べて燃料電池システム１００で加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電を得ることができ、燃料電池システム１００における加熱するための構成の簡略化を図ることができる。
【００５４】
その他、本発明の実施における具体的な構造および形状などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、燃料電池システムへ燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システムに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】前記第１実施形態および本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】前記第２実施形態における発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ，１Ｂ…発電システム
２，４…製油所
１０…水素ステーション
１１Ａ…脱硫灯油製造手段としての水素化脱硫器
１５Ｆ…燃料電池用灯油供給手段
２０…燃料ステーションとしてのサービスステーション
２３…脱硫灯油製造手段としての吸着脱硫器
１００…燃料電池システム
１１０…受入手段としての液体燃料貯溜タンク
１３０…常温脱硫手段としての常温脱硫器
１４０…改質手段としての改質ユニット
２００…発電手段としての燃料電池
２１０…酸素含有気体供給手段としてのブロワ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムへ燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、原油用タンクに貯留された原油は、適宜処理されて灯油として、例えばローリーなどで給油所などへ移送される。そして、このように給油所から供給される灯油を燃料電池用灯油として利用して発電する燃料電池システムが知られている。
この燃料電池システムは、燃料電池用灯油を脱硫した後に気化して改質する。そして、この改質した燃料電池用灯油と、酸素含有気体と、を利用して発電する構成が採られている。
このような燃料電池システムでは、良好な発電を得るために、硫黄化合物の濃度が０．０２ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油を気化するのが好ましいが、製油所から給油所などへ移送される燃料電池用灯油の硫黄化合物濃度は、約１０ｗｔｐｐｍである。このため、燃料電池システムで燃料電池用灯油を脱硫する際に、例えば２００℃程度まで加熱することにより、硫黄化合物濃度を０．０２ｗｔｐｐｍ以下にしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような燃料電池システムで燃料電池用灯油を加熱しつつ脱硫する構成では、２００℃程度まで加熱するための構成が必要なため、燃料電池システムの構成が複雑になるおそれがある。
また、例えば製油所において、燃料電池用灯油の硫黄化合物濃度を低減する状態に脱硫して給油所などへ移送することも考えられるが、製油所に大量の燃料電池用灯油を脱硫するための設備を設ける必要があり、この設備を設けるための多大な労力やコストがかかるおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給可能な燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に記載の燃料電池用灯油の供給方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムへ前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、所定の燃料を供給する燃料ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、を実施することを特徴とする。
この発明では、所定の燃料を供給する燃料ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システムへ供給する。
このことにより、燃料電池システムに、燃料ステーションで脱硫された燃料電池用灯油が供給されるため、従来の構成と比べて燃料電池システムで加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電が得られる。したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成の簡略化を図れる。また、燃料ステーションにて脱硫するため、製油所で脱硫する構成と比べて、脱硫する量を少なくでき、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図れる。よって、燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給可能となる。
そして、一般的に所定の燃料の配送システムが構築されている燃料ステーションにて、脱硫灯油を製造して燃料電池用灯油として供給するので、燃料電池用灯油の拡販を容易に図れる。
【０００６】
また、本発明では、請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を吸着させて除去することにより前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、硫黄化合物を吸着させて除去することにより脱硫灯油を製造する。
このことにより、一般的に広く利用されているいわゆる吸着脱硫を用いる簡単な構成で脱硫灯油を製造でき、脱硫設備を設けるための多大な労力のコストの低減、脱硫設備の簡略化を容易に図れる。
【０００７】
そして、本発明では、請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して脱硫灯油を製造する。
ここで、硫黄化合物を酸化させて除去する方法としては、以下のものが例示できる。すなわち、硫黄化合物に、過蟻酸および過酸化水素を常温で反応させて酸化させる。そして、この酸化により沸点が高くなったものを蒸留により除去する方法や、極性が強くなったものを吸着で除去する方法が例示できる。
このように硫黄化合物を常温で酸化させて除去することにより、高温での処理が不要となり、耐熱性の部材を利用することなく容易に脱硫灯油を製造できる。特に、例えば硫黄化合物濃度が３ｗｔｐｐｍの灯油を１ｗｔｐｐｍ以下に脱硫する場合など、硫黄化合物の除去量が少ないときには、一般的に高価な過酸化水素の使用量を少なくでき、コストの低減を図れる。
【０００８】
さらに、本発明では、請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記燃料ステーションは、前記灯油を脱硫して製造した前記脱硫灯油を利用して、水素を製造して供給する水素ステーションであり、前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて、前記水素の製造に利用するために前記脱硫灯油を製造し、前記燃料電池用灯油供給工程では、前記水素ステーションにて前記水素の製造に利用するために製造された前記脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給することが好ましい。
また、本発明に記載の燃料電池用灯油の供給方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムに前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションにて、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、を実施することを特徴とする
これらの発明では、脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションにて、水素を製造するために脱硫灯油を製造し、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システムへ供給する。
このことにより、燃料電池システムに、水素ステーションにて水素製造のために製造された脱硫灯油が燃料電池用灯油として供給されるため、従来の構成と比べて燃料電池システムで加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電が得られる。したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成の簡略化を図れる。また、水素ステーションにて水素製造のために製造された脱硫灯油を燃料電池用灯油として転用するので、新たな脱硫設備を設ける必要がなく、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図れる。よって、燃料電池システムの構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油を供給可能となる。
【０００９】
そして、本発明では、請求項４または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて製造された水素を利用して、前記製油所から移送される灯油を水素化脱硫することにより前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、水素ステーションにて製造された水素を利用して、灯油を水素化脱硫することにより脱硫灯油を製造する。なお、水素化脱硫に加え、上述したような吸着脱硫や酸化脱硫処理を実施してもよい。
このことにより、水素ステーションにて製造された水素を、例えば水素自動車などへの供給の他に、脱硫灯油の製造にも用いることにより、水素の有効利用を図れる。
【００１０】
また、本発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、前記脱硫灯油製造工程では、硫黄化合物の濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の前記脱硫灯油を製造することが好ましい。
この発明では、脱硫灯油製造工程において、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。
このことにより、燃料電池システムに硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油が供給されるので、燃料電池システムにおいて良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を適用可能となる。したがって、燃料電池システムの構成の簡略化、コストの低減を容易に図れる。
【００１１】
本発明に記載の燃料電池システムを利用した発電方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を脱硫する脱硫工程と、この脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、を実施することを特徴とする。
この発明によれば、燃料ステーションや水素ステーションで脱硫された燃料電池用灯油を燃料電池システムにて受け入れて、この受け入れた燃料電池用灯油を脱硫、気化、改質する。そして、この改質された燃料電池用灯油および酸素含有気体を利用して発電する。
このことにより、燃料電池システムに、燃料ステーションや水素ステーションで脱硫された燃料電池用灯油が供給されるため、良好な発電を得るための脱硫処理として、従来の構成と比べて加熱温度を下げた脱硫処理を適用可能となる。したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成の簡略化を図った状態で良好な発電を得られる。さらに、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法と、同様の作用効果を奏する。
【００１２】
本発明に記載の燃料電池システムを利用した発電方法は、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫工程と、この常温脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、を実施することを特徴とする。
この発明によれば、燃料ステーションや水素ステーションで脱硫された燃料電池用灯油を燃料電池システムにて受け入れて、この受け入れた燃料電池用灯油を脱硫、気化、改質する。そして、この改質された燃料電池用灯油および酸素含有気体を利用して発電する。
このことにより、燃料電池システムに、燃料ステーションや水素ステーションで１ｗｔｐｐｍ以下まで脱硫された燃料電池用灯油が供給されるため、良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を適用可能となる、したがって、燃料電池システムにおける加熱するための構成のさらなる簡略化を図った状態で良好な発電を得られる。さらに、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法と同様の作用効果を奏する。
【００１３】
本発明に記載の発電システムは、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、所定の燃料を供給する燃料ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、を具備したことを特徴とする。
また、本発明の記載の発電システムは、燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、を具備したことを特徴とする。
これらの発明は、請求項１または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法をシステム構成に展開したもので、燃料ステーションや水素ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油として燃料電池システムへ供給する。
このことにより、請求項１または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法と同様の作用効果を奏する。
【００１４】
そして、請求項１０または請求項１４に従属する請求項１１ないし請求項１３、請求項１５、および、請求項１６に記載の発電システムは、請求項１または請求項５に従属する請求項２ないし請求項４、請求項６、および、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法をシステム構成に展開したものであり、請求項２ないし請求項４、請求項６、および、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法と同様の作用効果を奏する。
【００１５】
また、本発明では、請求項１６に記載の発電システムであって、前記燃料電池システムは、前記燃料電池用灯油供給手段により供給される前記燃料電池用灯油を受け入れる受入手段と、この受入手段で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫手段と、この常温脱硫手段で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質手段と、酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給手段と、前記改質手段で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給手段で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電手段と、を備えたことが好ましい。
この発明は、請求項９に記載の燃料電池システムを利用した発電方法をシステム構成に展開したものであり、請求項９に記載の燃料電池システムを利用した発電方法と同様の作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る発電システムについて説明する。
図１は、第１実施形態に係る発電システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、第１実施形態および後述する第２実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
〔発電システムの構成〕
図１において、１Ａは、発電システムで、この発電システム１Ａは、製油所２から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１（図２参照）として供給して発電するシステムである。
そして、発電システム１Ａは、水素ステーション１０と、燃料電池システム１００と、などを備えている。
【００１８】
水素ステーション１０は、製油所２から移送される灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造し、この製造した水素を水素自動車３へ供給する。なお、ここでは、水素ステーション１０として、水素自動車３へ水素を供給する構成を例示するが、水素自動車３に限らず水素を利用して駆動するコンピュータや生活家電機器などいずれの構成に水素を供給するものであってもよい。
そして、水素ステーション１０は、水素製造装置１１と、脱硫灯油収容手段１２と、水素収容手段１３と、などを備えている。
【００１９】
水素製造装置１１は、灯油を利用して水素を製造する。
そして、水素製造装置１１は、脱硫灯油製造手段としての水素化脱硫器１１Ａと、改質装置１１Ｂと、などを備えている。
【００２０】
水素化脱硫器１１Ａは、灯油移送手段１５Ａを介して製油所２から移送される灯油を受け入れる。ここで、灯油移送手段１５Ａとしては、配送船、ローリー、中間タンク、パイプラインなどが例示できる。また、水素化脱硫器１１Ａは、例えば配管やボンベなどの水素返送手段１５Ｂを介して、改質装置１１Ｂで水素自動車３へ供給するために製造された水素を受け入れる。そして、水素化脱硫器１１Ａは、改質装置１１Ｂから受け入れた水素を利用して、製油所２から移送される灯油を水素化脱硫して脱硫灯油を製造する。具体的には、硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を水素化脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。さらに、この製造した脱硫灯油を、例えば配管などの第１脱硫灯油供給手段１５Ｃを介して、改質装置１１Ｂへ供給する。また、脱硫灯油を、例えば配管などの第２脱硫灯油供給手段１５Ｄを介して、脱硫灯油収容手段１２へ供給する。
【００２１】
改質装置１１Ｂは、水素化脱硫器１１Ａから供給される脱硫灯油を利用して、水素を製造する。ここで、改質装置１１Ｂにて水素を製造する方法としては、例えば燃料電池システム１００の後述する改質ユニット１４０における後述する処理と同様の処理により、水素を製造する方法が例示できる。そして、改質装置１１Ｂは、製造した水素を例えば配管などの改質水素供給手段１５Ｅを介して、水素収容手段１３へ供給する。さらに、水素を、水素返送手段１５Ｂを介して、水素化脱硫器１１Ａへ供給する。
【００２２】
脱硫灯油収容手段１２は、例えばいわゆるタンクであり、水素化脱硫器１１Ａから供給される脱硫灯油を収容する。そして、この収容した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として、燃料電池用灯油供給手段１５Ｆを介して、燃料電池システム１００へ供給する。ここで、燃料電池用灯油供給手段１５Ｆとしては、脱硫灯油収容手段１２に設けられた供給用のノズルで燃料電池用灯油１１１を運搬可能なポリタンクなどへ移し、このポリタンクを介して燃料電池システム１００へ供給する構成が例示できる。
【００２３】
水素収容手段１３は、例えばいわゆるタンクであり、改質装置１１Ｂから供給される水素を収容する。そして、この収容した水素を、タンク水素供給手段１５Ｇを介して、水素自動車３へ供給する。ここで、タンク水素供給手段１５Ｇとしては、水素収容手段１３に設けられた供給用のノズルで水素を水素自動車３へ供給する構成が例示できる。
【００２４】
燃料電池システム１００は、図２に示すように、燃料電池用灯油１１１を貯溜する受入手段としての液体燃料貯溜タンク１１０を備えている。液体燃料貯溜タンク１１０には、液体燃料ポンプ１２１を備え燃料電池用灯油１１１を搬送する燃料搬送経路１２０を介して、常温脱硫手段としての常温脱硫器１３０が接続されている。
常温脱硫器１３０は、液体燃料貯溜タンク１１０から燃料搬送経路１２０を介して供給される燃料電池用灯油１１１を脱硫処理、すなわち液相吸着法により燃料電池用灯油１１１中に含有される硫黄化合物を常温で吸着除去して、硫黄化合物濃度を０．０２ｗｔｐｐｍまで低減させる。この常温脱硫器１３０には、改質手段としての改質ユニット１４０が接続されている。
【００２５】
改質ユニット１４０は、気化器、熱交換装置、改質器、ＣＯ変成器、および、ＣＯ選択酸化器などを備えている。
気化器は、常温脱硫器１３０に接続され、脱硫処理された燃料電池用灯油１１１が流入される。また、気化器には、熱交換装置が接続されている。そして、気化器は、熱交換装置から供給される水蒸気を常温脱硫器１３０から流出する燃料電池用灯油１１１と混合させて気化させ、燃料電池用灯油１１１と水蒸気との混合ガスである原料ガスとしての気化液体燃料を生成する。
熱交換装置には、純水１８１を貯留する純水タンク１８０が搬送ポンプ１８２を有した給水経路１８３を介して接続され、純水タンク１８０から純水１８１が供給される。そして、熱交換装置は、供給される純水１８１により改質器から排気される排ガスを冷却させるとともに水蒸気を生成させ、生成した水蒸気を気化器へ供給させる。
【００２６】
改質器は、脱硫され水蒸気が混合されて気化された気化液体燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する。この改質器は、内部に図示しないＲｕ−Ｍｎ系触媒やニッケル触媒などの改質触媒およびバーナ１５１を備えている。
バーナ１５１は、分岐する燃料搬送経路１２０を介して液体燃料貯溜タンク１１０から燃料電池用灯油１１１が供給されるとともに、後述する燃料電池２００から排出される燃料ガスが供給される。そして、バーナ１５１は、送気ブロワ１７０から供給される空気により、燃料電池用灯油１１１および燃料ガスを燃焼させ、この燃焼による熱にて気化液体燃料を水素リッチの燃料ガスに水蒸気改質する。
このバーナ１５１の燃焼による高温の排ガスは、熱交換装置に供給され、水との熱交換により冷やされて外気中に排気される。
【００２７】
また、改質ユニット１４０の改質器には、ＣＯ変成器およびＣＯ選択酸化器が直列状に接続されている。
ＣＯ変成器は、ＣＯ変成触媒が充填され、改質器から流出する水素リッチの燃料ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を変成する。
ＣＯ選択酸化器は、ＣＯ選択酸化触媒が充填され、ＣＯ変成器でＣＯを二酸化炭素（ＣＯ2）に酸化させ、燃料ガス中のＣＯを除去する。
【００２８】
そして、ＣＯ選択酸化器には、発電手段としての燃料電池２００が接続されている。
燃料電池２００は、水素と酸素とを反応させて直流電力を発生させる。この燃料電池２００は、例えば固体高分子型燃料電池で、正極２０１と、負極２０２と、正極２０１および負極２０２間に配設された図示しない高分子電解質膜と、を備えている。そして、正極２０１側には、酸素含有気体供給手段としてのブロワ２１０の駆動により発生し例えば図示しない加湿器で加湿された空気が供給され、負極２０２側には改質ユニット１４０で生成された水素リッチの燃料ガスが供給される。そして、燃料ガスの水素と空気中の酸素とが反応して水（純水１８１）が生成されるとともに、正極２０１および負極２０２間に直流電力が発生する。
そして、負極２０２側は、上述したように改質器のバーナ１５１に接続され、余った水素分をバーナ１５１の燃料として供給する。また、正極２０１側には、分離器１８５が接続されている。この分離器１８５には、正極２０１側から反応に利用された空気が供給され、気相分の空気と液相分の水（純水１８１）とに分離する。なお、分離した空気は、外気に排気される。そして、分離器１８５には、純水タンク１８０が接続され、分離した水（純水１８１）を純水タンク１８０へ供給する。
【００２９】
また、燃料電池２００には、冷却装置１８７が設けられている。この冷却装置１８７は、燃料電池２００に付設された熱回収装置１８７Ａが設けられている。この熱回収装置１８７Ａには、ポンプ１８７Ｂおよび熱交換器１８７Ｃを備えた循環経路１８７Ｄを介して純水タンク１８０が接続されている。
この循環経路１８７Ｄは、ポンプ１８７Ｂの駆動により、熱回収装置１８７Ａと純水タンク１８０との間で純水１８１を循環させ、発電に伴って発熱する燃料電池２００を冷却させるとともに熱を回収する。
熱交換器１８７Ｃは、循環され熱回収装置１８７Ａで熱を回収した純水１８１と、例えば水道水などと熱交換させる。この熱交換により温められた水道水は、例えばお風呂などの他の設備に直接供給されて有効利用される。
【００３０】
そして、燃料電池システム１００は、システム全体の動作を制御する図示しない制御装置を備えている。
この制御装置は、燃料電池用灯油１１１の流量制御、改質器のバーナの燃焼制御、熱交換装置で水蒸気を生成させるための純水１８１の供給量制御や温度管理、発電量の管理などを実施する
【００３１】
〔発電システムの動作〕
次に、上述した発電システム１Ａにおける発電動作について説明する。
【００３２】
まず、水素ステーション１０の水素製造装置１１は、製油所２から移送される灯油を適宜受け入れる。この後、水素製造装置１１の水素化脱硫器１１Ａは、従前に改質装置１１Ｂで製造された水素を利用して、製油所２から受け入れた硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を水素化脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する（脱硫灯油製造工程）。そして、この製造した脱硫灯油を、改質装置１１Ｂと、脱硫灯油収容手段１２と、へ供給する。
この後、改質装置１１Ｂは、水素化脱硫器１１Ａから脱硫灯油を受け入れると、この脱硫灯油を利用して適宜水素を製造する。そして、この製造した水素を、水素化脱硫器１１Ａと、水素収容手段１３と、へ供給する。そして、水素収容手段１３に収容された水素は、水素ステーション１０の従業員あるいは水素自動車３の運転手により、水素自動車３へ適宜供給される。
また、脱硫灯油収容手段１２に収容された脱硫灯油は、水素ステーション１０の従業員あるいは燃料電池システム１００の利用者により、燃料電池システム１００へ、燃料電池用灯油１１１として適宜供給される（燃料電池用灯油供給工程）。つまり、燃料電池システム１００には、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１が供給される。
【００３３】
そして、燃料電池システム１００は、液体燃料貯溜タンク１１０にて燃料電池用灯油１１１を貯留し（受入工程）、制御部が発電要求に関する信号を取得すると、発電処理を実施する。すなわち、バーナ１５１により、改質器を加熱させる。さらに、搬送ポンプ１８２を駆動させて純水タンク１８０に貯留する純水１８１を給水経路１８３を介して熱交換装置に供給して水蒸気を生成し、気化器へ水蒸気を供給させる。この後、液体燃料貯溜タンク１１０から燃料電池用灯油１１１を常温脱硫器１３０へ供給する。
この常温脱硫器１３０へ供給された燃料電池用灯油１１１は、常温で硫黄化合物濃度が０．０２ｗｔｐｐｍ以下に脱硫処理される（脱硫工程および常温脱硫工程）。
そして、常温脱硫器１３０で脱硫された燃料電池用灯油１１１は、気化器で熱交換装置から供給される水蒸気と混合される。この水蒸気が混合された燃料電池用灯油１１１は、改質器で水素リッチな燃料ガスに改質される（改質工程）。さらに、ＣＯ変成器およびＣＯ選択酸化器により、燃料ガス中のＣＯが変成・除去され、加湿器などで適宜加湿された後、燃料電池２００の負極２０２側に供給される。
そして、負極２０２側に供給された燃料ガスの水素は、加湿器などで適宜加湿されて燃料電池２００の正極２０１側に供給された（酸素含有気体供給工程）空気中の酸素と反応して水を生成するとともに、正極２０１および負極２０２間に直流電力を発生させる（発電工程）。
【００３４】
〔第１実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第１実施形態では、発電システム１Ａは、脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーション１０にて、製油所２から移送される灯油を受け入れる。そして、水素ステーション１０は、水素を製造するために灯油を脱硫処理して脱硫灯油を製造して、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として燃料電池システム１００へ供給する。
このため、燃料電池システム１００に、水素ステーション１０にて水素製造のために製造された脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として供給することができ、従来の構成と比べて燃料電池システム１００で加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電を得ることができる。したがって、燃料電池システム１００における加熱するための構成の簡略化を図ることができる。また、水素ステーション１０にて水素製造のために製造された脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として転用するので、新たな脱硫設備を設ける必要がなく、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図ることができる。よって、燃料電池システム１００の構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油１１１を供給できる。
【００３５】
そして、水素ステーション１０の水素化脱硫器１１Ａは、改質装置１１Ｂで製造された水素を利用して、灯油を水素化脱硫することにより脱硫灯油を製造する。
このため、水素ステーション１０にて製造された水素を、例えば水素自動車３などへの供給の他に、脱硫灯油の製造にも用いることにより、水素の有効利用を図ることができる。
【００３６】
また、水素ステーション１０の水素化脱硫器１１Ａは、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。
このため、燃料電池システム１００に硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１を供給することができ、燃料電池システム１００において良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を実施する常温脱硫器１３０を適用できる。したがって、燃料電池システム１００の構成の簡略化、コストの低減を容易に図ることができる。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る発電システムについて説明する。
なお、上述した第１実施形態の発電システム１Ａと同一の構成については、同一名称および同一符号を付し、説明を適宜省略する。
図３は、第２実施形態における発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【００３８】
〔発電システムの構成〕
図３において、１Ｂは、発電システムで、この発電システム１Ｂは、製油所４から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造し、この脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として供給して発電するシステムである。
そして、発電システム１Ｂは、燃料ステーションとしてのサービスステーション２０と、燃料電池システム１００と、などを備えている。
【００３９】
サービスステーション２０は、製油所４から移送される燃料としてのガソリンをガソリン自動車５へ供給する。また、サービスステーション２０は、製油所４から移送される灯油を、例えばストーブなどの灯油利用端末６へ供給する。なお、サービスステーション２０としては、船舶や飛行機などの移動体に燃料を供給する構成としてもよい。
そして、サービスステーション２０は、ガソリン収容手段２１と、灯油収容手段２２と、脱硫灯油製造手段としての吸着脱硫器２３と、脱硫灯油収容手段１２と、などを備えている。
【００４０】
ガソリン収容手段２１は、例えばいわゆるタンクであり、燃料移送手段２５Ａを介して製油所４から灯油とともに移送されるガソリンを収容する。ここで、燃料移送手段２５Ａとしては、第１実施形態の灯油移送手段１５Ａと同様のものが例示できる。そして、ガソリン収容手段２１は、この収容したガソリンを、例えばノズルなどのガソリン供給手段２５Ｂを介して、ガソリン自動車５へ供給する。なお、燃料移送手段２５Ａとしては、ガソリンのみを移送する構成としてもよい。
【００４１】
灯油収容手段２２は、例えばいわゆるタンクであり、燃料移送手段２５Ａを介して製油所４から移送される灯油を収容する。そして、この収容した灯油を、例えばノズルなどの灯油供給手段２５Ｃを介して、灯油利用端末６へ供給する。なお、燃料移送手段２５Ａとしては、灯油のみを移送する構成としてもよい。
【００４２】
吸着脱硫器２３は、燃料移送手段２５Ａを介して製油所から移送される灯油を受け入れる。なお、灯油収容手段２２に収容された灯油を受け入れる構成としてもよい。そして、吸着脱硫器２３は、この受け入れた灯油を吸着脱硫して脱硫灯油を製造する。具体的には、硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を吸着脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。さらに、この製造した脱硫灯油を、例えば配管などの脱硫灯油供給手段２５Ｄを介して、脱硫灯油収容手段１２へ供給する。
【００４３】
脱硫灯油収容手段１２は、吸着脱硫器２３から供給される脱硫灯油を収容して、この収容した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として、燃料電池用灯油供給手段１５Ｆを介して、燃料電池システム１００へ供給する。
【００４４】
〔発電システムの動作〕
次に、上述した発電システム１Ｂの動作を説明する。なお、燃料電池システム１００の発電動作は、第１実施形態と同一なので説明を省略し、燃料電池用灯油１１１の供給方法について説明する。
【００４５】
まず、サービスステーション２０の吸着脱硫器２３は、製油所４から移送される灯油を適宜受け入れる。この後、吸着脱硫器２３は、製油所４から受け入れた硫黄化合物濃度が約１０ｗｔｐｐｍの灯油を吸着脱硫して、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する（脱硫灯油製造工程）。そして、この製造した脱硫灯油を、脱硫灯油収容手段１２へ供給する。
この後、脱硫灯油収容手段１２に収容された脱硫灯油は、サービスステーション２０の従業員あるいは燃料電池システム１００の利用者により、燃料電池システム１００へ、燃料電池用灯油１１１として適宜供給される（燃料電池用灯油供給工程）。つまり、燃料電池システム１００には、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１が供給される。
【００４６】
〔第２実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第２実施形態では、発電システム１Ｂは、ガソリンを供給するサービスステーション２０にて、製油所４から移送される灯油を受け入れる。そして、サービスステーション２０は、灯油を脱硫処理して脱硫灯油を製造して、この製造した脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として燃料電池システム１００へ供給する。
このため、燃料電池システム１００に、サービスステーション２０で脱硫された燃料電池用灯油１１１を供給することができ、従来の構成と比べて燃料電池システム１００で加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電が得ることができる。したがって、燃料電池システム１００における加熱するための構成の簡略化を図ることができる。また、サービスステーション２０にて脱硫するため、製油所４で脱硫する構成と比べて、脱硫する量を少なくでき、脱硫設備を設けるための多大な労力やコストの低減を図ることができる。よって、燃料電池システム１００の構成の複雑化を招くことなく、容易にかつ安価に適切な燃料電池用灯油１１１を供給できる。
そして、一般的にガソリンの配送システムが構築されているサービスステーション２０にて、脱硫灯油を製造して燃料電池用灯油１１１として供給するので、燃料電池用灯油１１１の拡販を容易に図ることができる。
【００４７】
また、サービスステーション２０の吸着脱硫器２３は、灯油の硫黄化合物を吸着させて除去することにより脱硫灯油を製造する。
このため、一般的に広く利用されているいわゆる吸着脱硫を用いる簡単な構成で脱硫灯油を製造でき、脱硫設備を設けるための多大な労力のコストの低減、脱硫設備の簡略化を容易に図ることができる。
【００４８】
さらに、サービスステーション２０の吸着脱硫器２３は、硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の脱硫灯油を製造する。
このため、燃料電池システム１００に硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の燃料電池用灯油１１１を供給することができ、燃料電池システム１００において良好な発電を得るための脱硫処理として、常温脱硫処理を実施する常温脱硫器１３０を適用できる。したがって、燃料電池システム１００の構成の簡略化、コストの低減を容易に図ることができる。
【００４９】
［実施形態の変形例］
なお、以上に説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状などは、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状などとしても問題はない。
【００５０】
例えば、第１実施形態において、水素化脱硫器１１Ａの代わりに、水素化脱硫以外の脱硫方法を用いた構成を適用してもよい。具体的には、第２実施形態の吸着脱硫器２３や、硫黄化合物を酸化させて除去する酸化脱硫器を設ける構成としてもよい。この酸化脱硫器としては、以下のような構成が例示できる。すなわち、硫黄化合物に、過蟻酸および過酸化水素を常温で反応させて酸化させる。そして、この酸化により沸点が高くなったものを蒸留により除去する構成や、極性が強くなったものを吸着で除去する構成が例示できる。
このような構成にすれば、水素製造装置１１に水素返送手段１５Ｂを設ける必要がなくなり、水素製造装置１１の構成の簡略化を図ることができる。
また、水素化脱硫に加え、吸着脱硫や酸化脱硫処理を実施してもよい。
【００５１】
そして、第２実施形態において、本発明の燃料ステーションとしてサービスステーション２０を例示したが、これに限らず油槽所としてもよい。
【００５２】
また、第２実施形態において、吸着脱硫器２３の代わりに、上述した酸化脱硫器を設ける構成としてもよい。
このような構成にすれば、硫黄化合物を常温で酸化させて除去するので、高温での処理が不要となり、耐熱性の部材を利用することなく容易に脱硫灯油を製造できる。特に、例えば硫黄化合物濃度が３ｗｔｐｐｍの灯油を１ｗｔｐｐｍ以下に脱硫する場合など、硫黄化合物の除去量が少ないときには、一般的に高価な過酸化水素の使用量を少なくでき、コストの低減を図ることができる。
【００５３】
さらに、第１実施形態および第２実施形態において、水素ステーション１０やサービスステーション２０にて硫黄化合物濃度が１ｗｔｐｐｍ以上の脱硫灯油を製造し、この脱硫灯油を燃料電池用灯油１１１として燃料電池システム１００へ供給する構成としてもよい。
このような構成にしても、製油所２，４から移送される灯油をそのまま燃料電池用灯油１１１として利用する従来よりも、硫黄化合物濃度が低い燃料電池用灯油１１１を燃料電池システム１００に供給することができる。したがって、従来の構成と比べて燃料電池システム１００で加熱温度を下げた状態で脱硫しても、良好な発電を得ることができ、燃料電池システム１００における加熱するための構成の簡略化を図ることができる。
【００５４】
その他、本発明の実施における具体的な構造および形状などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、燃料電池システムへ燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法、燃料電池システムを利用した発電方法、および、発電システムに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】前記第１実施形態および本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】前記第２実施形態における発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ，１Ｂ…発電システム
２，４…製油所
１０…水素ステーション
１１Ａ…脱硫灯油製造手段としての水素化脱硫器
１５Ｆ…燃料電池用灯油供給手段
２０…燃料ステーションとしてのサービスステーション
２３…脱硫灯油製造手段としての吸着脱硫器
１００…燃料電池システム
１１０…受入手段としての液体燃料貯溜タンク
１３０…常温脱硫手段としての常温脱硫器
１４０…改質手段としての改質ユニット
２００…発電手段としての燃料電池
２１０…酸素含有気体供給手段としてのブロワ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムへ前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、
所定の燃料を供給する燃料ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、
この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を吸着させて除去することにより前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記燃料ステーションは、前記灯油を脱硫して製造した前記脱硫灯油を利用して、水素を製造して供給する水素ステーションであり、
前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて、前記水素の製造に利用するために前記脱硫灯油を製造し、
前記燃料電池用灯油供給工程では、前記水素ステーションにて前記水素の製造に利用するために製造された前記脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項５】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムに前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、
灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションにて、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、
この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて製造された水素を利用して、前記製油所から移送される灯油を水素化脱硫することにより前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、硫黄化合物の濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項８】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、
この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を脱硫する脱硫工程と、
この脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、
前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池システムを利用した発電方法。
【請求項９】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、
この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫工程と、
この常温脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、
前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池システムを利用した発電方法。
【請求項１０】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、
所定の燃料を供給する燃料ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、
この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、
を具備したことを特徴とした発電システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、前記灯油に含まれる硫黄化合物を吸着させて除去することにより前記脱硫灯油を製造する前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、前記灯油に含まれる硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載の発電システムであって、
前記燃料ステーションは、前記灯油を脱硫して製造した前記脱硫灯油を利用して、水素を製造して供給する水素ステーションであり、
前記燃料電池用灯油供給手段は、前記水素ステーションにて前記水素の製造に利用するために製造された前記脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１４】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、
灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、
この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、
を具備したことを特徴とした発電システム。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、前記水素ステーションにて製造された水素を利用して、前記製油所から移送される灯油を水素化脱硫することにより前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１６】
請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、硫黄化合物の濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発電システムであって、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池用灯油供給手段により供給される前記燃料電池用灯油を受け入れる受入手段と、
この受入手段で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫手段と、
この常温脱硫手段で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質手段と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給手段と、
前記改質手段で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給手段で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電手段と、を備えた
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムへ前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、
所定の燃料を供給する燃料ステーションにて、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、
この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を吸着させて除去することにより前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、前記灯油に含まれる硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記燃料ステーションは、前記灯油を脱硫して製造した前記脱硫灯油を利用して、水素を製造して供給する水素ステーションであり、
前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて、前記水素の製造に利用するために前記脱硫灯油を製造し、
前記燃料電池用灯油供給工程では、前記水素ステーションにて前記水素の製造に利用するために製造された前記脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項５】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムに前記燃料電池用灯油を供給する燃料電池用灯油の供給方法であって、
灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションにて、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造工程と、
この脱硫灯油製造工程で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、前記水素ステーションにて製造された水素を利用して、前記製油所から移送される灯油を水素化脱硫することにより前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法であって、
前記脱硫灯油製造工程では、硫黄化合物の濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とする燃料電池用灯油の供給方法。
【請求項８】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、
この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を脱硫する脱硫工程と、
この脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、
前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池システムを利用した発電方法。
【請求項９】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムにて、請求項７に記載の燃料電池用灯油の供給方法により供給された前記燃料電池用灯油を受け入れる受入工程と、
この受入工程で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫工程と、
この常温脱硫工程で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質工程と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給工程と、
前記改質工程で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給工程で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電工程と、
を実施することを特徴とする燃料電池システムを利用した発電方法。
【請求項１０】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、
所定の燃料を供給する燃料ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を脱硫して脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、
この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、
を具備したことを特徴とした発電システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、前記灯油に含まれる硫黄化合物を吸着させて除去することにより前記脱硫灯油を製造する前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、前記灯油に含まれる硫黄化合物を酸化させ、この酸化させた硫黄化合物を除去して前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載の発電システムであって、
前記燃料ステーションは、前記灯油を脱硫して製造した前記脱硫灯油を利用して、水素を製造して供給する水素ステーションであり、
前記燃料電池用灯油供給手段は、前記水素ステーションにて前記水素の製造に利用するために製造された前記脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１４】
燃料電池用灯油を利用して発電する燃料電池システムと、
灯油を脱硫して製造した脱硫灯油を利用して水素を製造して供給する水素ステーションに設けられ、製油所から移送される灯油を前記水素の製造に利用するために脱硫して前記脱硫灯油を製造する脱硫灯油製造手段と、
この脱硫灯油製造手段で製造された脱硫灯油を前記燃料電池用灯油として前記燃料電池システムへ供給する燃料電池用灯油供給手段と、
を具備したことを特徴とした発電システム。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、前記水素ステーションにて製造された水素を利用して、前記製油所から移送される灯油を水素化脱硫することにより前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１６】
請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の発電システムであって、
前記脱硫灯油製造手段は、硫黄化合物の濃度が１ｗｔｐｐｍ以下の前記脱硫灯油を製造する
ことを特徴とした発電システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発電システムであって、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池用灯油供給手段により供給される前記燃料電池用灯油を受け入れる受入手段と、
この受入手段で受け入れた前記燃料電池用灯油を常温で脱硫する常温脱硫手段と、
この常温脱硫手段で脱硫された前記燃料電池用灯油を気化して改質する改質手段と、
酸素含有気体を供給する酸素含有気体供給手段と、
前記改質手段で改質された前記燃料電池用灯油および前記酸素含有気体供給手段で供給される前記酸素含有気体を利用して発電する発電手段と、を備えた
ことを特徴とした発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１７１７８２（Ｐ２００８−１７１７８２Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６４３０（Ｐ２００７−６４３０）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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