[發(fā)明專(zhuān)利]甲烷化陽(yáng)極廢氣以提高二氧化碳捕獲有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201780035499.1 | 申請(qǐng)日： | 2017-04-12 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109314261B | 公開(kāi)（公告）日： | 2023-01-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 弗瑞德·C·揚(yáng)克 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 燃料電池能有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M8/0668 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M8/0668;H01M8/04044;H01M8/04111;F02C1/00;F01K23/10 |
| 代理公司： | 北京邦信陽(yáng)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 11012 | 代理人： | 黃澤雄 |
| 地址： | 美國(guó)康*** | 國(guó)省代碼： | 暫無(wú)信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 甲烷 陽(yáng)極 廢氣 提高 二氧化碳 捕獲 | ||
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，其包含：
煙氣發(fā)生器，其配置成產(chǎn)生包括二氧化碳和氧氣的煙氣；
燃料供應(yīng)；
燃料電池組件，其包括：
陰極部分，其配置成接收由所述煙氣發(fā)生器產(chǎn)生的煙氣并輸出陰極廢氣，和
陽(yáng)極部分，其配置成接收來(lái)自所述燃料供應(yīng)的燃料氣體并輸出含有20mol％-25mol％氫氣和65mol％-75mol％二氧化碳的陽(yáng)極廢氣；
甲烷轉(zhuǎn)化器，其配置成接收所述陽(yáng)極廢氣，將所述陽(yáng)極廢氣中的至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷，并輸出含有5mol％-10mol％氫氣和75mol％-85mol％二氧化碳的甲烷化的陽(yáng)極廢氣；
冷卻器組件，其配置成將所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣冷卻至預(yù)定溫度以便液化所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣中的二氧化碳；和
氣體分離組件，其配置成接收冷卻的甲烷化的陽(yáng)極廢氣并將液化二氧化碳與殘余燃料氣體分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中，由所述煙氣發(fā)生器產(chǎn)生的所述煙氣包括3-15％的二氧化碳、1-20％的水和3-15％的氧氣，余量為氮?dú)狻?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含補(bǔ)充空氣源，所述補(bǔ)充空氣源配置成在所述燃料電池組件的所述陰極部分處接收所述煙氣之前將所述補(bǔ)充空氣提供給所述煙氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含熱量回收組件，所述熱量回收組件配置成接收所述陰極廢氣，從所述陰極廢氣中回收廢熱并提供所述廢熱以驅(qū)動(dòng)所述冷卻器組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述燃料電池組件的所述陰極部分配置成專(zhuān)門(mén)接收由所述煙氣發(fā)生器產(chǎn)生的全部或部分所述煙氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含除水組件，所述除水組件配置成接收所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣并將經(jīng)水分離的甲烷化的陽(yáng)極廢氣提供給所述冷卻器組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)配置成在將所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣提供給所述冷卻器組件之前壓縮所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)配置成將所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣壓縮到至少200psi。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述冷卻器組件配置成將所述甲烷化的陽(yáng)極廢氣冷卻至低于-40℃的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含：
氧化器，其配置成：
接收來(lái)自所述煙氣發(fā)生器的所述煙氣，
接收來(lái)自所述氣體分離組件的殘余燃料氣體，
氧化所述殘余燃料氣體以加熱所述煙氣，并且
將加熱的煙氣提供給所述燃料電池組件的所述陰極部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含熱交換器，所述熱交換器配置成使用所述陰極廢氣中的廢熱來(lái)加熱來(lái)自所述煙氣發(fā)生器的所述煙氣，并將所述加熱的煙氣提供給所述氧化器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含熱交換器，所述熱交換器配置成使用所述陰極廢氣中的廢熱來(lái)加熱來(lái)自所述煙氣發(fā)生器的所述煙氣，并將所述加熱的煙氣提供給所述燃料電池組件的所述陰極部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其還包含熱交換器，所述熱交換器配置成使用所述陰極廢氣中的廢熱來(lái)加熱來(lái)自所述燃料供應(yīng)的所述燃料氣體，并將加熱的燃料氣體提供給所述燃料電池組件的所述陽(yáng)極部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述燃料電池組件的所述陽(yáng)極部分配置成從所述氣體分離組件接收一部分所述殘余燃料氣體。
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