[發明專利]集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO2零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統

無效

• 申請號: 201210443765.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102966437A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 段立強;黃科薪;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F01D15/10;H01M8/04;H01M8/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：

空氣壓縮機（1）依次與第一換熱器（2）、第二換熱器（3）串聯后接入SOFC電池堆（4）的陰極；燃料壓縮機（9）依次與第三換熱器（8）、預重整器（7）串聯后接入SOFC電池堆（4）的陽極；SOFC電池堆（4）的陽極排氣分為兩路：一路接入預重整器（7）進行循環，另一路接入后燃室（5）燃燒；SOFC電池堆（4）的輸出端與直流/交流轉換器（6）連接；

SOFC電池堆（4）的陰極排氣接入OTM模塊（14）的原料側入口，OTM模塊（14）的原料側出口與空氣透平（15）串聯后接入余熱鍋爐及汽輪機系統（10）；OTM模塊（14）的滲透側出口依次與第四換熱器（17）、第二冷卻器（22）、帶中間冷卻器的氧氣壓縮機（23）串聯后接入后燃室（5）；后燃室（5）的出口依次與燃氣透平（12）、第二換熱器（3）、第三換熱器（8）、第一換熱器（2）串聯后接入余熱鍋爐及汽輪機系統（10），進行余熱回收；余熱鍋爐及汽輪機系統（10）的系統尾氣與冷凝器（19）串聯后分兩路，一路通過二氧化碳壓縮機（18），并串聯第四換熱器（17）后接入后燃室（5），另一路接入帶中間冷卻器的二氧化碳壓縮機（20）及第一冷卻器（21），制備液態CO₂。

2.根據權利要求1所述的集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：所述OTM模塊（14）的原料側和滲透側之間采用氧離子傳輸膜；氧離子傳輸膜為只滲透氧氣的致密、選擇性滲透膜，以達到分離提取純氧的效果；OTM模塊（14）的工作溫度為700°C?-1000°C。

3.根據權利要求2所述的集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：所述氧離子傳輸膜的膜兩側氧氣壓力差是OTM模塊（14）分離氧氣的驅動力，原料側的氧氣分壓力高于滲透側的氧氣分壓力。

4.根據權利要求1所述的集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：所述的帶中間冷卻器的二氧化碳壓縮機（20）由冷凝器、四級壓縮機、冷卻器串聯組成，低溫燃燒尾氣通過冷凝器析出水，得到干燥高純度的CO₂氣體，再通過四級間冷壓縮機及冷卻器壓縮液化。

5.根據權利要求1所述的集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：所述余熱鍋爐及汽輪機系統（10）與第一發電機（11）連接，并驅動其發電。

6.根據權利要求1所述的集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：所述燃氣透平（12）與第二發電機（13）連接，并驅動其發電。

7.根據權利要求1所述的集成OTM陰極排氣產氧的加壓CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST復合動力系統，其特征在于：所述空氣透平（15）與第三發電機（16）連接，并驅動其發電。