PEM燃料電池の統合グリセリン処理装置のエネルギー効率解析:エタノールベースシステムとの比較

OLIVA Diego G.; FRANCESCONI Javier A.; MUSSATI Miguel C.; AGUIRRE Pio A.

文献

J-GLOBAL ID：201002272411762591 整理番号：10A0082999

PEM燃料電池の統合グリセリン処理装置のエネルギー効率解析:エタノールベースシステムとの比較

Energy efficiency analysis of an integrated glycerin processor for PEM fuel cells: Comparison with an ethanol-based system

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資料名：
巻： 35 号： 2 ページ： 709-724 発行年： 2010年01月
JST資料番号： B0192B ISSN： 0360-3199 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

本研究の目的は,主要な水素源としてのグリセリンの利用をエネルギー的に解析し,プロトン交換膜燃料電池を操作することである。エタノール処理用に開発した既往プロセスモデルから離れて,水蒸気改質に基づくグリセリン処理装置システムについて述べる。植物油脂がバイオディーゼルへ転化する場合,副生成物として約10%w/wのグリセリンが生成するため,ならびに後者の生産の突発的増加により,大量の過剰グリセリンが市場を過飽和すると予想される。改質した流れは主にH₂を含むが,CO,CO₂,H₂OおよびCH₄も含む。COはPEM燃料電池型の毒であるため,流れの精製段階が事前に必要となる。COレベルを10ppm未満に低下させるために,精製サブシステムは二つの水性ガスシフト反応器と一つのCO選択酸化反応器から構成する。改質プロセスは吸熱反応により支配され,進行のエネルギーを必要とする。システム運転点に依存し,エネルギー需要を満たす最小量である(未定の)過剰グリセリン量の燃焼により,エネルギー需要が満足できる。さらに,自己充足運転域を区別できる。この状況では,水/グリセリンモル比,グリセリン水蒸気改質器温度,システム圧力および(必要ならば)燃焼すべき過剰グリセリン量が解析すべき主な決定変数である。プロセス変数を同時計算し,各繰返しで複合曲線を更新し,プロセスの最良のエネルギー統合を得る。計算した最高のネットシステム効率値は低位発熱量に基づく38.56%と高位発熱量に基づく34.71%である。これらの効率値は,圧力2atm,水/グリセリンモル5,グリセリン水蒸気改質器温度953Kおよび燃焼すべき過剰グリセリン量0.27molh^-1に対応する。主要プロセス変数に基づき,適切なシステム運転領域を特定する。実際に大部分のPEM燃料電池が3atmで作動するとき,この状態で得た最適変数値を報告する。最終的に,3atmで運転したグリセリンおよびエタノール処理装置両方のシステム性能に関するくいつかの結果と側面について比較し考察する。Copyright 2010 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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燃料電池 , ガス化,ガス化プラント

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