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KR20210035135A - System for capturing carbon dioxide using fuel cell and method thereof - Google Patents

System for capturing carbon dioxide using fuel cell and method thereof Download PDF

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KR20210035135A
KR20210035135A KR1020210036027A KR20210036027A KR20210035135A KR 20210035135 A KR20210035135 A KR 20210035135A KR 1020210036027 A KR1020210036027 A KR 1020210036027A KR 20210036027 A KR20210036027 A KR 20210036027A KR 20210035135 A KR20210035135 A KR 20210035135A
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carbon dioxide
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fuel
anode
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박성호
윤문규
류주열
고아름
장대준
박현준
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고등기술연구원연구조합
한국과학기술원
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Abstract

A carbon dioxide capturing system using a fuel cell according to the present invention comprises: a first electricity production unit supplying hydrocarbon-based fuel to a fuel cell to produce electric energy; a second electricity production unit producing electric energy using moisture separated from unreacted gas discharged from an anode of the fuel cell; a carbon dioxide capturing unit capturing carbon dioxide from the unreacted gas from which the moisture has been removed by the second electricity production unit; and a recirculation unit separating the carbon dioxide from the carbon dioxide capturing unit and burning the discharged off-gas to supply the discharged off-gas back to the fuel cell.

Description

연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CAPTURING CARBON DIOXIDE USING FUEL CELL AND METHOD THEREOF}Carbon dioxide capture system using a fuel cell and its method {SYSTEM FOR CAPTURING CARBON DIOXIDE USING FUEL CELL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 활용하여 공기극의 비가역적 손실을 최소화하고, 추가적인 전기에너지를 회수하며, 이산화탄소가 분리된 상기 미반응가스를 연소하여 연료전지에 재공급되도록 하는, 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon dioxide capture system using a fuel cell, and more specifically, by utilizing the unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell, the irreversible loss of the cathode is minimized, additional electrical energy is recovered, and carbon dioxide is separated. It relates to a carbon dioxide capture system using a fuel cell, in which the unreacted gas is combusted and supplied to a fuel cell again.

연료전지는 탄화수소 연료에 저장된 화학에너지를 전기화학적 반응에 의해 전기에너지로 직접 변환하는 장치이다. 일반적으로, 연료전지는 전기적으로 충전된 이온을 도전시키는 전해질에 의해 분리되는 연료극과 공기극을 포함한다. 용융 탄산염 연료전지는 이산화탄소를 포함하는 가스를 산화시킬 동안 연료극를 통해 반응물 연료가스를 통과함으로써 작동되며, 산소와 이산화탄소는 탄산염형태로 전해질을 통과한다.A fuel cell is a device that directly converts chemical energy stored in hydrocarbon fuel into electrical energy through an electrochemical reaction. In general, a fuel cell includes an anode and an anode separated by an electrolyte that conducts electrically charged ions. The molten carbonate fuel cell is operated by passing a reactant fuel gas through an anode while oxidizing a gas containing carbon dioxide, and oxygen and carbon dioxide pass through an electrolyte in the form of carbonate.

일반적으로 연료전지는 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지로서, NOx, SOx의 배출량이 획기적으로 줄어들기 때문에 기존의 화석연료를 이용한 발전설비보다 친환경적인 장점이 있으며, 화학전지와 달리 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고 반응생성물이 계외로 제거된다. In general, a fuel cell is a battery that directly converts chemical energy generated by oxidation into electrical energy, and has an eco-friendly advantage over conventional fossil fuel power generation facilities because the emissions of NOx and SOx are drastically reduced. Alternatively, the reactants are continuously supplied from the outside and the reaction products are removed out of the system.

한편, 탄소 포집 저장 시스템의 기술은 화석연료를 사용하는 발전 또는 기타 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집, 수송, 저장하여 대기중으로 이산화탄소가 방출되는 것을 방지하기 위한 기술이다. 이렇게 함으로써 지구 온난화의 주범인 화석연료에 의한 이산화탄소의 대기 방출 문제를 경감시킬 수 있다.On the other hand, the technology of the carbon capture and storage system is a technology for preventing the emission of carbon dioxide into the atmosphere by trapping, transporting, and storing carbon dioxide generated in power generation or other industrial processes using fossil fuels. This can alleviate the problem of carbon dioxide emissions from fossil fuels, which is the main cause of global warming, to the atmosphere.

종래 전해조-연료전지를 통한 이산화탄소 포집 시스템은 이산화탄소가 포함된 배기가스를 전해조 전지의 공기극에 공급하여 전해조 전기 연료극에서 발생하는 CO3 2-를 전해조 전지의 공기극에 전달하고 전해조 전지의 공기극에서 전환된 이산화탄소와 산소를 배기가스와 함께 연료전지 공기극에 공급하는 구조로 되어 있다. 연료전지 공기극에 공급된 이산화탄소와 산소는 CO3 2-로 전환되어 전해질을 통해 연료전지의 연료극으로 이동하고, 연료전지의 연료극으로 공급된 천연가스와 반응하여 물, 이산화탄소, 미반응 가스(수소/일산화탄소)로 전환되어 냉동사이클 공정으로 이동한다. 냉동 사이클 공정으로 이동된 연료전지 연료극 배출가스는 냉각되어 액체 이산화탄소와 가스 성분으로 분리된다. 배출된 가스 성분은 전해조 전지의 연료극으로 공급되고, 전해조 전지의 연료극에 공급된 가스 중 이산화탄소와 산소는 CO3 2-로 전환되어 전해조 전지의 공기극으로 전달되고 나머지는 수소로 전환되어 배출되는 구조이다. The conventional electrolyzer-fuel cell carbon dioxide capture system supplies exhaust gas containing carbon dioxide to the cathode of the electrolyzer cell, delivers CO 3 2- generated from the electrolyzer battery, to the cathode of the electrolyzer cell, and is converted from the cathode of the electrolyzer cell. It is structured to supply carbon dioxide and oxygen together with exhaust gas to the cathode of the fuel cell. The carbon dioxide and oxygen supplied to the cathode of the fuel cell are converted into CO 3 2- , transferred to the anode of the fuel cell through the electrolyte, and reacted with the natural gas supplied to the anode of the fuel cell, resulting in water, carbon dioxide, and unreacted gas (hydrogen/ Carbon monoxide) and transferred to the refrigeration cycle process. The fuel cell anode exhaust gas transferred to the refrigeration cycle process is cooled and separated into liquid carbon dioxide and gaseous components. The discharged gas component is supplied to the anode of the electrolyzer cell, and carbon dioxide and oxygen among the gases supplied to the anode of the electrolyzer cell are converted into CO 3 2- and transferred to the cathode of the electrolyzer cell, and the rest is converted to hydrogen and discharged. .

그러나 상기와 같은 종래 기술은 배기가스 내의 이산화탄소와 산소의 농도 저하로 인해 연료전지 공기극에서 발생할 수 있는 비가역적 손실을 최소화하기 위해서 전해조 전지를 활용하여 연료전지 연료극에서 배출된 미반응가스와 이산화탄소를 활용하여 전해조 전지의 공기극에 이산화탄소와 산소를 공급하는 구조로 되어 있기 때문에 이산화탄소를 포집하기 위해서 전해조 전지에 별도의 열/전기 에너지를 공급해야 하며, 전해조 전지를 추가로 연계함으로써 이산화탄소를 포집하기 위해 필요한 시설투자비가 증가하여 경제성이 결여될 수 있는 문제가 있다. 또한 연료전지 연료극에서 배출되는 가스는 고온의 현열을 보유하고 있음에도 불구하고 이를 냉동사이클에 공급함으로써 전체 시스템의 열효율이 저하될 수 있는 문제가 있으며, 액화 이산화탄소를 생성하기 위해 냉동사이클을 구성할 경우, 연료전지 연료극에서 배출되는 수분이 결빙되어 연결 배관의 막힘 현상 등으로 인해서 전체 시스템의 신뢰도를 악화시키는 문제점이 있었다. However, the prior art as described above utilizes the unreacted gas and carbon dioxide discharged from the fuel cell anode in order to minimize irreversible loss that may occur in the cathode of the fuel cell due to the decrease in the concentration of carbon dioxide and oxygen in the exhaust gas. Therefore, since it has a structure to supply carbon dioxide and oxygen to the cathode of the electrolyzer battery, separate heat/electric energy must be supplied to the electrolyzer battery in order to collect carbon dioxide, and a facility necessary to collect carbon dioxide by additionally connecting the electrolyzer battery There is a problem that may lack economic feasibility due to an increase in investment costs. In addition, even though the gas discharged from the fuel cell anode retains high-temperature sensible heat, there is a problem that the thermal efficiency of the entire system may be lowered by supplying it to the refrigeration cycle. When a refrigeration cycle is configured to generate liquefied carbon dioxide, There is a problem in that the reliability of the entire system is deteriorated due to clogging of the connecting pipe due to freezing of moisture discharged from the fuel cell anode.

(문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0023113호(2014.02.26)(Document 1) Korean Patent Application Publication No. 10-2014-0023113 (2014.02.26)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 안출된 것으로, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 활용하여 공기극의 비가역적 손실을 최소화하는데 그 목적이 있으며, The present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and has an object of minimizing irreversible loss of the cathode by utilizing unreacted gas discharged from the anode of a fuel cell,

또한, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 수분제거 없이 냉각공정에 공급함에 따라 미반응가스 내의 수분이 결빙되어 시스템의 신뢰도를 저하시키고, 이산화탄소 포집 농도를 저하시킬 수 있는 문제를 해결하기 위해, 연료전지 연료극에서 배출되는 가스의 현열을 스팀으로 회수하고 이를 스팀터빈 발전기에 공급함으로써 전기 에너지를 추가적으로 회수하는데 추가 목적이 있으며, In addition, as the unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell is supplied to the cooling process without removing moisture, moisture in the unreacted gas freezes, reducing the reliability of the system and reducing the concentration of carbon dioxide capture. , There is an additional purpose to additionally recover electrical energy by recovering the sensible heat of the gas discharged from the fuel cell anode as steam and supplying it to the steam turbine generator.

또한, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스에서 수분을 제거하고 이산화탄소를 포집한 후, 연소하여 다시 연료전지의 공기극으로 재공급하도록 구성하여 전해조 전지 없이 이산화탄소를 고농도로 포집할 수 있으므로, 시설투자비 저감을 통해 비용을 절감하는데 추가 목적이 있다.In addition, since moisture is removed from the unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell, carbon dioxide is collected, burned, and resupplied to the cathode of the fuel cell, carbon dioxide can be collected at a high concentration without the electrolyzer battery. There is an additional purpose in reducing costs through reduction.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템에 있어서, 탄화수소 계열의 연료를 연료전지에 공급하여 전기에너지를 생산하는 제1 전기 생산부; 상기 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스로부터 분리된 수분을 이용하여 전기에너지를 생산하는 제2 전기 생산부; 상기 제2 전기 생산부에서 수분이 제거된 상기 미반응가스로부터 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집부; 및 상기 이산화탄소 포집부에서 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하여 다시 연료전지로 공급하는 재순환부를 포함하는, 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템을 제공한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a system for collecting carbon dioxide using a fuel cell, comprising: a first electricity generation unit for producing electric energy by supplying a hydrocarbon-based fuel to a fuel cell; A second electricity generation unit for generating electric energy using water separated from unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell; A carbon dioxide collecting unit collecting carbon dioxide from the unreacted gas from which moisture has been removed by the second electricity generating unit; And it provides a carbon dioxide collecting system using a fuel cell, including a recycling unit for separating the carbon dioxide from the carbon dioxide collecting unit and then combusting the off-gas discharged and supplying it back to the fuel cell.

상기 제1 전기 생산부는, 상기 탄화수소 계열의 연료를 저장하는 연료 탱크; 상기 연료 탱크로부터 배출되는 연료 중 일부를 상기 연료극에 공급하기 전에 수성가스로 개질하는 개질기; 및 상기 연료 탱크로부터 배출되는 연료 중 나머지를 상기 공기극에 공급하기 전에 연소시키는 제1 연소기를 포함하는 것이 바람직하다.The first electricity generation unit may include a fuel tank for storing the hydrocarbon-based fuel; A reformer for reforming some of the fuel discharged from the fuel tank into water gas before supplying it to the anode; And a first combustor for combusting the rest of the fuel discharged from the fuel tank before being supplied to the cathode.

상기 제2 전기 생산부는, 상기 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스에 포함된 수분을 응축하는 수분 응축기; 상기 수분 응축기에서 분리된 응축수가 상기 연료극에서 배출되는 미반응가스로부터의 현열을 회수하는 스팀 재생 열교환기; 상기 수분 응축기에서 상기 스팀 재생 열교환기로 응축수를 공급하는 고압 펌프; 및 상기 스팀 재생 열교환기에서 배출되는 스팀을 공급받아 전기에너지를 생산하는 스팀 터빈 발전기를 포함하는 것이 바람직하다.The second electricity generation unit may include a moisture condenser for condensing moisture contained in unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell; A steam regeneration heat exchanger for recovering sensible heat from the unreacted gas discharged from the anode with the condensed water separated by the moisture condenser; A high pressure pump supplying condensed water from the moisture condenser to the steam regeneration heat exchanger; And a steam turbine generator for generating electric energy by receiving steam discharged from the steam regeneration heat exchanger.

상기 스팀 터빈 발전기에서 배출되는 스팀을 상기 개질기로 공급하여 수성가스로 전환하도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable to supply the steam discharged from the steam turbine generator to the reformer to convert it into water gas.

상기 이산화탄소 포집부는, 상기 수분 응축기에서 응축수가 제거된 후 배출되는 오프가스를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 배출되는 오프가스와 상기 연료 탱크에서 배출되는 연료가 열교환되는 냉각기; 상기 냉각기에서 냉각된 오프가스 중 액체 이산화탄소를 분리하기 위한 이산화탄소 분리기; 및 상기 이산화탄소 분리기에서 분리된 액체 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장 탱크를 포함하는 것이 바람직하다.The carbon dioxide collecting unit may include a compressor for compressing off-gas discharged after the condensed water is removed from the moisture condenser; A cooler for exchanging heat between off-gas discharged from the compressor and fuel discharged from the fuel tank; A carbon dioxide separator for separating liquid carbon dioxide from the off-gas cooled in the cooler; And a carbon dioxide storage tank for storing liquid carbon dioxide separated by the carbon dioxide separator.

상기 재순환부는, 상기 이산화탄소 분리기에서 액체 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하는 제2 연소기를 포함하고, 상기 제2 연소기에서 배출되는 제2 연소가스를 상기 연료전지의 연료극과 공기극에 공급하는 것이 바람직하다.The recirculation unit includes a second combustor for combusting off-gas discharged after separating liquid carbon dioxide in the carbon dioxide separator, and supplying the second combustion gas discharged from the second combustor to the anode and the cathode of the fuel cell. It is desirable.

상기 제1 연소기에서 배출되는 제1 연소가스는 상기 공기극에서 배출되는 배기가스와 재열 열교환기에서 열교환된 후 상기 공기극에 공급되며, 상기 재열 열교환기에서 열교환된 상기 배기가스는 연돌을 통해 외부로 배출되는 것이 바람직하다.The first combustion gas discharged from the first combustor is supplied to the cathode after heat-exchanging with the exhaust gas discharged from the air electrode in a reheat heat exchanger, and the exhaust gas heat-exchanged in the reheat heat exchanger is discharged to the outside through a flue. It is desirable to be.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 탄화수소계열의 연료를 연료전지에 공급하여 전기를 생산하는 제1 전기 생산 단계; 상기 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스로부터 분리된 수분을 이용하여 전기를 생산하는 제2 전기 생산 단계; 및 상기 제2 전기 생산 단계에서 수분이 제거된 상기 미반응가스로부터 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집 단계를 포함하는, 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a first electricity production step of producing electricity by supplying a hydrocarbon-based fuel to a fuel cell; A second electricity production step of generating electricity using water separated from unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell; And a carbon dioxide collecting step of collecting carbon dioxide from the unreacted gas from which moisture has been removed in the second electricity production step.

상기 이산화탄소 포집 단계에서 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하여 다시 연료전지로 공급하는 재순환 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a recycling step of combusting off-gas discharged after separating carbon dioxide in the carbon dioxide capture step and supplying it to the fuel cell again.

상기 제2 전기 생산 단계에서 배출되는 스팀을 개질하여 상기 제1 전기 생산 단계에 재공급하는 것이 바람직하다.It is preferable to reform the steam discharged in the second electricity production step and resupply it to the first electricity production step.

본 발명에 따르면, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 활용하여 공기극의 비가역적 손실을 최소화하는 효과가 있으며,According to the present invention, there is an effect of minimizing irreversible loss of the cathode by utilizing the unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell,

또한, 연료전지 연료극에서 배출되는 가스의 현열을 스팀으로 회수하고 이를 스팀터빈 발전기에 공급함으로써 전기 에너지를 추가적으로 회수함으로써 전체 시스템 효율을 향상시키고, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 수분제거 없이 냉각공정에 공급함에 따라 미반응가스 내의 수분이 결빙되어 시스템의 신뢰도를 저하시키고, 이산화탄소 포집 농도를 저하시킬 수 있는 문제를 해결하는 효과가 있으며, In addition, by recovering the sensible heat of the gas discharged from the fuel cell anode as steam and supplying it to the steam turbine generator, the overall system efficiency is improved by additionally recovering electrical energy, and unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell is removed without moisture removal. As it is supplied to the cooling process, moisture in the unreacted gas freezes, reducing the reliability of the system and solving the problem of reducing the concentration of carbon dioxide capture.

연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스에서 수분을 제거하고 이산화탄소를 포집한 후, 연소하여 다시 연료전지의 공기극으로 재공급하도록 구성하여 전해조 전지 없이 이산화탄소를 고농도로 포집할 수 있으므로, 시설투자비 저감을 통해 비용을 절감하는 효과가 있다.It is configured to remove moisture from unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell, collect carbon dioxide, and then burn it and resupply it to the cathode of the fuel cell, so that carbon dioxide can be collected at a high concentration without an electrolytic cell, reducing facility investment. It has the effect of reducing cost.

도 1은 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically showing a carbon dioxide capture system using a fuel cell.

이하, 본 발명의 바람직한 실시례를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to elements of each figure, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a carbon dioxide capture system using a fuel cell.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템(100)에 있어서, 탄화수소 계열의 연료를 연료전지에 공급하여 전기에너지를 생산하는 제1 전기 생산부(110), 연료전지(116)의 연료극(117)에서 배출되는 미반응가스로부터 분리된 수분을 이용하여 전기에너지를 생산하는 제2 전기 생산부(120), 제2 전기 생산부(120)에서 수분이 제거된 미반응가스로부터 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집부(130), 및 이산화탄소 포집부(130)에서 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하여 다시 연료전지(116)로 공급하는 재순환부(140)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, in the carbon dioxide capture system 100 using a fuel cell according to the present invention, a first electricity generation unit 110 for producing electric energy by supplying a hydrocarbon-based fuel to a fuel cell, a fuel cell From the unreacted gas from which moisture has been removed from the second electricity generation unit 120 and the second electricity generation unit 120 to produce electric energy using moisture separated from the unreacted gas discharged from the anode 117 of 116 A carbon dioxide collecting unit 130 for collecting carbon dioxide, and a recirculation unit 140 for separating carbon dioxide from the carbon dioxide collecting unit 130 and then combusting the discharged off-gas and supplying it to the fuel cell 116 again. .

제1 전기 생산부(110)는 탄화수소 계열 연료를 저장하는 연료 탱크(112), 연료 탱크(112)로부터 배출되는 연료 중 일부를 연료극(117)에 공급하기 전에 수성가스로 개질하는 개질기(115) 및 연료 탱크로부터 배출되는 연료 중 나머지를 공기극에 공급하기 전에 연소시키는 제1 연소기(116)를 포함할 수 있다.The first electricity production unit 110 includes a fuel tank 112 for storing a hydrocarbon-based fuel, a reformer 115 for reforming a portion of the fuel discharged from the fuel tank 112 into water gas before supplying it to the anode 117, and It may include a first combustor 116 that burns the rest of the fuel discharged from the fuel tank before supplying it to the cathode.

여기서 탄화수소 계열의 연료란 천연가스, 디젤, 가솔린, 프로판, 에탄올 등과 같은 연료를 의미한다.Here, the hydrocarbon-based fuel refers to fuels such as natural gas, diesel, gasoline, propane, and ethanol.

탄화수소 계열의 연료를 이용하는 발전 설비로부터 배출되는 배기가스는 이산화탄소와 산소가 각각 10~15% 포함되어 있기 때문에 기존 용융 탄산염 연료전지 공기극에 공급되는 조성과 유사한 특징이 있다. 따라서 이와 같이 연료전지 중에서 이산화탄소와 산소를 공기극에 공급해야하는 특이한 물질전달 메커니즘을 가지고 있는 융용 탄산염 연료전지를 탄화수소 계열의 연료를 이용하는 발전 설비로부터 배출되는 배기가스 중에 이산화탄소를 공급할 경우 이산화탄소를 선택적으로 포집할 수 있는 특징이 있다.Since the exhaust gas discharged from a power plant using a hydrocarbon-based fuel contains 10 to 15% of carbon dioxide and oxygen, respectively, it has characteristics similar to the composition supplied to the existing molten carbonate fuel cell cathode. Therefore, in the case of supplying carbon dioxide to the exhaust gas discharged from a power generation facility using a hydrocarbon-based fuel, a molten carbonate fuel cell that has a unique material transfer mechanism that must supply carbon dioxide and oxygen to the air electrode can selectively capture carbon dioxide. There are features that can be used.

따라서 본 발명은 탄화수소계열의 연료를 이용하는 발전 설비로부터 배출되는 배기가스 중 이산화탄소를 효율적으로 포집하기 위한 기술로서, 연료전지 중 용융탄산염 연료전지의 공기극의 물질 전달 메커니즘의 특성을 이용하여 이산화탄소를 효율적으로 포집하고 분리할 수 있는 시스템을 안출하였다.Accordingly, the present invention is a technology for efficiently collecting carbon dioxide from exhaust gas discharged from a power generation facility using a hydrocarbon-based fuel, and by using the characteristics of the mass transfer mechanism of the cathode of the molten carbonate fuel cell among the fuel cells, carbon dioxide is efficiently collected. A system that can be collected and separated was devised.

한편, 제2 전기 생산부(120)는 연료전지(116)의 연료극(117)에서 배출되는 미반응가스에 포함된 수분을 응축하는 수분 응축기(122), 수분 응축기(122)에서 분리된 응축수가 연료극(117)에서 배출되는 미반응가스로부터의 현열을 회수하는 스팀 재생 열교환기(124), 수분 응축기(122)에서 스팀 재생 열교환기(124)로 응축수를 공급하는 고압 펌프(123), 및 스팀 재생 열교환기(124)에서 배출되는 스팀을 공급받아 전기에너지를 생산하는 스팀 터빈 발전기(126)를 포함할 수 있다. On the other hand, the second electricity generation unit 120 is a moisture condenser 122 for condensing moisture contained in the unreacted gas discharged from the anode 117 of the fuel cell 116, the condensed water separated from the moisture condenser 122 A steam regeneration heat exchanger 124 that recovers sensible heat from the unreacted gas discharged from 117, a high pressure pump 123 that supplies condensed water from the moisture condenser 122 to the steam regeneration heat exchanger 124, and steam regeneration It may include a steam turbine generator 126 that generates electric energy by receiving steam discharged from the heat exchanger 124.

스팀 터빈 발전기(126)에서 배출되는 스팀은 개질기(115)로 공급되어 수성가스로 전환되도록 하여 수소를 얻을 수 있다. 즉, 연료극(117)에서 전환된 CO3 2-와 반응하기 위해 수소가 필요한데, 우선, 천연가스를 개질기(115)에 공급하여 얻을 수 있고, 두 번째로, 연료극(117)에서 배출되는 미반응가스가 수분 응축기(122)에서 응축된 후, 연료극(117)에서 배출되는 미반응가스의 현열을 통해 스팀으로 전환된 후, 스팀 터빈 발전기(126)를 통해 추가 전기 에너지를 회수하고 배출된 저압 스팀을 개질기(115)에 공급하여 수소로 전환하도록 할 수 있다.The steam discharged from the steam turbine generator 126 is supplied to the reformer 115 and converted into water gas to obtain hydrogen. That is, hydrogen is required to react with the CO 3 2- converted in the anode 117. First, it can be obtained by supplying natural gas to the reformer 115, and secondly, unreacted discharged from the anode 117 After the gas is condensed in the moisture condenser 122, converted into steam through sensible heat of the unreacted gas discharged from the anode 117, additional electrical energy is recovered through the steam turbine generator 126, and the discharged low-pressure steam May be supplied to the reformer 115 to convert it into hydrogen.

다시 말해, 연료극(117)에서 전환된 이산화탄소와 물 그리고 미반응 가스와 산소는 용융 탄산염 연료전지의 작동온도에 따라 고온으로 배출되고, 배출되는 가스의 현열을 회수하고 수분을 응축하기 위해서 수분 응축기(122)에서 배출되는 수분을 고압 펌프(123)를 통해 스팀 재생 열교환기(124)로 공급한다. 공급된 물은 스팀 재생 열교환기(124)에서 고압 스팀으로 재생되고 이를 스팀 터빈 발전기(126)에 공급하여 추가 전기에너지를 회수한다. 스팀 터빈 발전기(126)에서 배출된 저압 스팀은 개질기(115)로 공급되어 연료극(117)에 공급될 소수로 전환될 수 있다. 공급된 수소는 CO3 2-와 반응하여 물과 이산화탄소로 전환되고 전하는 공기극(118)으로 이동한다.In other words, carbon dioxide and water, and unreacted gas and oxygen converted by the anode 117 are discharged at a high temperature according to the operating temperature of the molten carbonate fuel cell, and a moisture condenser ( Moisture discharged from 122 is supplied to the steam regeneration heat exchanger 124 through the high pressure pump 123. The supplied water is regenerated as high-pressure steam in the steam regeneration heat exchanger 124 and supplied to the steam turbine generator 126 to recover additional electric energy. The low pressure steam discharged from the steam turbine generator 126 may be supplied to the reformer 115 and converted into a small number to be supplied to the anode 117. The supplied hydrogen reacts with CO 3 2- and is converted into water and carbon dioxide, and the charge moves to the cathode 118.

수분 응축기(122)를 이용함으로써, 연료전지 연료극(117)에서 배출되는 가스 내의 수분을 제거하지 않고 냉각 공정에 공급하여 발생할 수 있는 수분 결빙 문제를 해결하였다. 이산화탄소 포집 농도를 향상시킴과 동시에 연료전지 연료극(117)에서 배출되는 가스의 현열을 회수하기 위해서 수분 응축기(122)에서 응축된 물을 이용하여 고압 스팀으로 전환시키고, 이를 스팀 터빈 발전기(126)에 공급하여 추가 전기에너지를 회수하도록 하였으며, 이로써 액체 이산화탄소 전환 전 수분을 충분히 응축시켜 분리하여, 이산화탄소 액화 시 발생할 수 있는 수분 결빙 문제를 해결하고, 이산화탄소 순도를 향상시킬 수 있다. By using the moisture condenser 122, the moisture freezing problem that may occur due to supply to the cooling process without removing moisture in the gas discharged from the fuel cell anode 117 has been solved. In order to improve the concentration of carbon dioxide capture and at the same time recover sensible heat of the gas discharged from the fuel cell anode 117, water condensed in the moisture condenser 122 is used to convert it into high-pressure steam, which is then transferred to the steam turbine generator 126. It is supplied to recover additional electrical energy, thereby sufficiently condensing and separating moisture before liquid carbon dioxide conversion, thereby solving the water freezing problem that may occur when carbon dioxide is liquefied, and improving the purity of carbon dioxide.

한편, 스팀 재생 열교환기(124)에서 배출되는 스팀은 스팀 터빈 발전기(126)를 거치지 않고 다른 장치의 열원으로 공급된 후 개질기(115)로 공급될 수 있다. Meanwhile, the steam discharged from the steam regeneration heat exchanger 124 may be supplied to a heat source of another device without passing through the steam turbine generator 126 and then supplied to the reformer 115.

이산화탄소 포집부(130)는 수분 응축기(122)에서 응축수가 제거된 후 배출되는 오프가스를 압축하는 압축기(132), 압축기(132)에서 배출되는 오프가스와 연료 탱크(112)에서 배출되는 연료가 열교환되는 냉각기(134), 냉각기(134)에서 냉각된 오프가스 중 액체 이산화탄소를 분리하기 위한 이산화탄소 분리기(136), 및 이산화탄소 분리기(136)에서 분리된 액체 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장 탱크(138)를 포함할 수 있다. The carbon dioxide collecting unit 130 includes a compressor 132 compressing off-gas discharged after the condensate is removed from the moisture condenser 122, off-gas discharged from the compressor 132, and fuel discharged from the fuel tank 112. A cooler 134 to be heat-exchanged, a carbon dioxide separator 136 for separating liquid carbon dioxide from off-gas cooled by the cooler 134, and a carbon dioxide storage tank 138 for storing liquid carbon dioxide separated by the carbon dioxide separator 136. Can include.

즉, 수분 응축기(12)에서 수분을 응축한 후 배출된 오프가스는 냉각기(134)에서 액화천연가스와 열교환되어 액화천연가스는 기화되고, 오프가스 중 이산화탄소는 액화되어 이산화탄소 분리기(136)에 공급된다. 이산화탄소 분리기(136)에서 액상 상태의 이산화탄소와 이산화탄소가 제거된 오프가스가 분리되며, 분리된 액체 이산화탄소는 이산화탄소 저장 탱크(138)에 저장된다.That is, the off-gas discharged after condensing moisture in the moisture condenser 12 is heat-exchanged with the liquefied natural gas in the cooler 134 to evaporate the liquefied natural gas, and carbon dioxide in the off-gas is liquefied and supplied to the carbon dioxide separator 136. do. In the carbon dioxide separator 136, the liquid carbon dioxide and the off-gas from which the carbon dioxide has been removed are separated, and the separated liquid carbon dioxide is stored in the carbon dioxide storage tank 138.

재순환부(140)는 이산화탄소 분리기(136)에 액체 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하는 제2 연소기(145)를 포함할 수 있고, 제2 연소기(145)에서 배출되는 제2 연소가스를 연료전지의 연료극(117) 또는 공기극(118)에 공급할 수 있다. The recirculation unit 140 may include a second combustor 145 for separating liquid carbon dioxide in the carbon dioxide separator 136 and then combusting the discharged off-gas, and the second combustion gas discharged from the second combustor 145 May be supplied to the anode 117 or the cathode 118 of the fuel cell.

제1 연소기(114)에서 배출되는 배기가스 내 이산화탄소와 산소 농도 저하로 발생할 수 있는 비가역 손실을 최소화하기 위해서 이산화탄소 분리기(136)로부터 배출되는 오프가스를 제2 연소기에서 연소시켜 이를 제1 연소기(114)에서 배출되는 제1 연소가스와 함께 공급하도록 구성하였으며, 이와 같은 구성으로, 연료극(117)에서 배출되는 열원을 회수하여 공기극(118)으로 공급되도록 하여 열효율을 향상시켰다.In order to minimize irreversible loss that may occur due to a decrease in the concentration of carbon dioxide and oxygen in the exhaust gas discharged from the first combustor 114, the off-gas discharged from the carbon dioxide separator 136 is combusted in the second combustor, and the first combustor 114 ) Is configured to be supplied together with the first combustion gas discharged from), and in this configuration, the heat source discharged from the anode 117 is recovered and supplied to the cathode 118 to improve thermal efficiency.

제1 연소기(114)에서 배출되는 제1 연소가스는, 제2 연소기(145)에서 배출되는 제2 연소가스와 합류한 후, 재열 열교환기(150)에서 공기극(118)에서 배출되는 이산화탄소가 제거된 배기가스에서 열을 회수한 후 300도 이상으로 예열되어 상기 공기극(118)에 공급되며, 재열 열교환기(150)에서 열교환된 상기 이산화탄소가 제거된 배기가스는 연돌(155)을 통해 외부로 배출될 수 있다.After the first combustion gas discharged from the first combustor 114 merges with the second combustion gas discharged from the second combustor 145, carbon dioxide discharged from the cathode 118 in the reheat heat exchanger 150 is removed. After heat is recovered from the exhaust gas, it is preheated to 300 degrees or more and supplied to the cathode 118, and the exhaust gas from which the carbon dioxide heat exchanged by the reheat heat exchanger 150 has been removed is discharged to the outside through the flue 155. Can be.

연료극(117)에서 배출되는 미반응 가스는 물, 이산화탄소, 미반응 수소, 일산화탄소, 및 산소 등을 포함하며, 수분 응축기(122)를 거쳐 물이 분리되고, 이산화탄소 분리기(136)를 거쳐 이산화탄소가 분리되어, 제2 연소기(145)로 공급되는 오프가스에는 기체상태의 미반응 수소, 일산화탄소, 산소 등이 포함된다. The unreacted gas discharged from the anode 117 includes water, carbon dioxide, unreacted hydrogen, carbon monoxide, and oxygen, and the water is separated through the moisture condenser 122 and the carbon dioxide is separated through the carbon dioxide separator 136 Thus, the off-gas supplied to the second combustor 145 includes gaseous unreacted hydrogen, carbon monoxide, oxygen, and the like.

한편, 본 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 방법은, 탄화수소계열의 연료를 연료전지에 공급하여 전기를 생산하는 제1 전기 생산 단계, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스로부터 분리된 수분을 이용하여 전기를 생산하는 제2 전기 생산 단계, 및 제2 전기 생산 단계에서 수분이 제거된 미반응가스로부터 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, the carbon dioxide capture method using a fuel cell according to the present embodiment includes a first electricity production step of supplying a hydrocarbon-based fuel to a fuel cell to produce electricity, and water separated from unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell. It may include a second electricity production step of generating electricity by using, and a carbon dioxide capture step of collecting carbon dioxide from the unreacted gas from which moisture has been removed in the second electricity production step.

또한, 이산화탄소 포집 단계에서 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하여 다시 연료전지로 공급하는 재순환 단계를 더 포함할 수 있다. 이로써 공기극에서 발생할 수 있는 비가역적 손실을 최소화하여 전해조 전지 없이도 이산화탄소를 고농도로 포집할 수 있다.In addition, a recycling step of combusting off-gas discharged after separating carbon dioxide in the carbon dioxide capture step and supplying it back to the fuel cell may be further included. As a result, irreversible loss that may occur in the cathode can be minimized, and carbon dioxide can be collected at a high concentration without the need for an electrolyzer battery.

또한, 제2 전기 생산 단계에서 전기를 생산하고 배출되는 스팀을 개질하여 제1 전기 생산 단계에 재공급함으로써 연료극에 수소를 충분히 공급할 수 있다.In addition, hydrogen can be sufficiently supplied to the anode by generating electricity in the second electricity production step and reforming the discharged steam to re-supply it to the first electricity production step.

상기와 같이 본 발명에 따른 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템은 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 활용하여 공기극의 비가역적 손실을 최소화하는 효과가 있으며,As described above, the carbon dioxide capture system using the fuel cell according to the present invention has the effect of minimizing irreversible loss of the cathode by utilizing the unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell,

또한, 연료전지 연료극에서 배출되는 가스의 현열을 스팀으로 회수하고 이를 스팀터빈 발전기에 공급함으로써 전기 에너지를 추가적으로 회수함으로써 전체 시스템 효율을 향상시키고, 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스를 수분제거 없이 냉각공정에 공급함에 따라 미반응가스 내의 수분이 결빙되어 시스템의 신뢰도를 저하시키고, 이산화탄소 포집 농도를 저하시킬 수 있는 문제를 해결하는 효과가 있으며, In addition, by recovering the sensible heat of the gas discharged from the fuel cell anode as steam and supplying it to the steam turbine generator, the overall system efficiency is improved by additionally recovering electrical energy, and unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell is removed without moisture removal. As it is supplied to the cooling process, moisture in the unreacted gas freezes, reducing the reliability of the system and solving the problem of reducing the concentration of carbon dioxide capture.

연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스에서 수분을 제거하고 이산화탄소를 포집한 후, 연소하여 다시 연료전지의 공기극으로 재공급하도록 구성하여 전해조 전지 없이 이산화탄소를 고농도로 포집할 수 있으므로, 시설투자비 저감을 통해 비용을 절감하는 효과가 있다.It is configured to remove moisture from unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell, collect carbon dioxide, and then burn it and resupply it to the cathode of the fuel cell, so that carbon dioxide can be collected at a high concentration without an electrolytic cell, reducing facility investment. It has the effect of reducing cost.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is obvious to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications or variations within the scope not departing from the technical gist of the present invention. I did it.

110 : 제1 전기 생산부 112 : 연료 탱크
114 : 제1 연소기 115 : 개질기
116 : 연료전지 120 : 제2 전기 생산부
122 : 수분 응축기 123 : 고압 펌프
124 : 스팀 재생 열교환기 126 : 스팀 터빈 발전기
130 : 이산화탄소 포집부 132 : 압축기
134 : 냉각기 136 : 이산화탄소 분리기
138 : 이산화탄소 저장 탱크 140 : 재순환부
145 : 제2 연소기 150 : 재열 열교환기
155 : 연돌110: first electricity production unit 112: fuel tank
114: first combustor 115: reformer
116: fuel cell 120: second electricity production department
122: moisture condenser 123: high pressure pump
124: steam regenerative heat exchanger 126: steam turbine generator
130: carbon dioxide capture unit 132: compressor
134: cooler 136: carbon dioxide separator
138: carbon dioxide storage tank 140: recirculation unit
145: second combustor 150: reheat heat exchanger
155: stack

Claims (1)

연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템에 있어서,
탄화수소 계열의 연료를 연료전지에 공급하여 전기에너지를 생산하는 제1 전기 생산부;
상기 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스로부터 분리된 수분을 이용하여 전기에너지를 생산하는 제2 전기 생산부;
상기 제2 전기 생산부에서 수분이 제거된 상기 미반응가스로부터 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집부; 및
상기 이산화탄소 포집부에서 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하여 다시 연료전지로 공급하는 재순환부를 포함하며,
상기 제1 전기 생산부는,
상기 탄화수소 계열의 연료를 저장하는 연료 탱크;
상기 연료 탱크로부터 배출되는 연료 중 일부를 상기 연료극에 공급하기 전에 수성가스로 개질하는 개질기; 및
상기 연료 탱크로부터 배출되는 연료 중 나머지를 공기극에 공급하기 전에 연소시키는 제1 연소기를 포함하며,
상기 제2 전기 생산부는,
상기 연료전지의 연료극에서 배출되는 미반응가스에 포함된 수분을 응축하는 수분 응축기;
상기 수분 응축기에서 분리된 응축수가 상기 연료극에서 배출되는 미반응가스로부터의 현열을 회수하는 스팀 재생 열교환기;
상기 수분 응축기에서 상기 스팀 재생 열교환기로 응축수를 공급하는 고압 펌프; 및
상기 스팀 재생 열교환기에서 배출되는 스팀을 공급받아 전기에너지를 생산하는 스팀 터빈 발전기를 포함하며,
상기 스팀 터빈 발전기에서 배출되는 스팀을 상기 개질기로 공급하여 수성가스로 전환하도록 하며,
상기 이산화탄소 포집부는,
상기 수분 응축기에서 응축수가 제거된 후 배출되는 오프가스를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 배출되는 오프가스와 상기 연료 탱크에서 배출되는 연료가 열교환되는 냉각기;
상기 냉각기에서 냉각된 오프가스 중 액체 이산화탄소를 분리하기 위한 이산화탄소 분리기; 및
상기 이산화탄소 분리기에서 분리된 액체 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장 탱크를 포함하며,
상기 재순환부는,
상기 이산화탄소 분리기에서 액체 이산화탄소를 분리한 후 배출되는 오프가스를 연소하는 제2 연소기를 포함하고,
상기 제2 연소기에서 배출되는 제2 연소가스를 상기 연료전지의 연료극과 공기극에 공급하며,
상기 제1 연소기에서 배출되는 제1 연소가스는, 상기 제2 연소기에서 배출되는 제2 연소가스와 합류한 후에 재열 열교환기에서 상기 공기극로부터 배출되는 이산화탄소가 제거된 배기가스로부터 열을 회수한 후 상기 공기극에 공급되며,
상기 재열 열교환기에서 열교환된 상기 이산화탄소가 제거된 배기가스는 연돌을 통해 외부로 배출되는, 연료전지를 이용한 이산화탄소 포집 시스템.In the carbon dioxide capture system using a fuel cell,
A first electricity generation unit for producing electric energy by supplying a hydrocarbon-based fuel to the fuel cell;
A second electricity generation unit for generating electric energy using water separated from unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell;
A carbon dioxide collecting unit collecting carbon dioxide from the unreacted gas from which moisture has been removed by the second electricity generating unit; And
And a recirculation unit for separating carbon dioxide from the carbon dioxide collecting unit and then combusting off-gas discharged and supplying it back to the fuel cell,
The first electricity generation unit,
A fuel tank for storing the hydrocarbon-based fuel;
A reformer for reforming some of the fuel discharged from the fuel tank into water gas before supplying it to the anode; And
And a first combustor for combusting the rest of the fuel discharged from the fuel tank before supplying it to the cathode,
The second electricity generation unit,
A moisture condenser for condensing moisture contained in unreacted gas discharged from the anode of the fuel cell;
A steam regeneration heat exchanger for recovering sensible heat from the unreacted gas discharged from the anode with the condensed water separated by the moisture condenser;
A high pressure pump supplying condensed water from the moisture condenser to the steam regeneration heat exchanger; And
It includes a steam turbine generator for generating electric energy by receiving the steam discharged from the steam regeneration heat exchanger,
The steam discharged from the steam turbine generator is supplied to the reformer to convert it into water gas,
The carbon dioxide collecting unit,
A compressor for compressing off-gas discharged after the condensed water is removed from the moisture condenser;
A cooler for exchanging heat between off-gas discharged from the compressor and fuel discharged from the fuel tank;
A carbon dioxide separator for separating liquid carbon dioxide from the off-gas cooled in the cooler; And
It includes a carbon dioxide storage tank for storing the liquid carbon dioxide separated by the carbon dioxide separator,
The recirculation unit,
And a second combustor for combusting off-gas discharged after separating liquid carbon dioxide in the carbon dioxide separator,
Supplying the second combustion gas discharged from the second combustor to the anode and the cathode of the fuel cell,
After the first combustion gas discharged from the first combustor merges with the second combustion gas discharged from the second combustor, the reheat heat exchanger recovers heat from the exhaust gas from which carbon dioxide discharged from the air electrode has been removed, and the Supplied to the air electrode,
The exhaust gas from which the carbon dioxide heat-exchanged in the reheat heat exchanger is removed is discharged to the outside through a stack.
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