[發(fā)明專利]一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811024426.5
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109326805B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙先興;李景云;史立杰;苗磊;劉雪飛;李晨佳;常俊石
• 申請（專利權(quán)）人: 新地能源工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/0612;H01M8/1231
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

本發(fā)明提供一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)及工藝，包括固體氧化物燃料電池、燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)，利用換熱器、蒸汽發(fā)生器回收固體氧化物燃料電池尾氣中的熱能，降低循環(huán)冷卻水的使用量，降低工藝成本，增加副產(chǎn)的飽和蒸汽，從而提高產(chǎn)飽和蒸汽的量，降低循環(huán)水消耗量，提高綜合效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體氧化物燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)

固體氧化物燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，在已知的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)中，對于余熱回收系統(tǒng)，在陰極：從陰極出來的氣體預(yù)熱陰極入口空氣后，一部分用于催化燃燒，一部分需要被循環(huán)水冷卻后排放。

在陰極，需要將冷卻后的陰極尾氣排放而不能達(dá)到“零排放”；從節(jié)能角度考慮，對于陰極進(jìn)口，陰極廢氣預(yù)熱大量陰極入口氣體后，溫度已經(jīng)很低，不能產(chǎn)生高位熱被重新利用，只能使用循環(huán)水將其冷卻后排放，使熱量不能合理利用，而且消耗大量循環(huán)水，本身就是一種資源浪費(fèi)，不利于“節(jié)能”。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中固體氧化物燃料電池的陰極尾氣熱能浪費(fèi)的問題，本發(fā)明提供一種固體氧化物燃料電池的尾氣處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)固體氧化物燃料電池的陰極尾氣熱能的充分利用，并且達(dá)到零排放的要求。

本發(fā)明的一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其包括固體氧化物燃料電池、燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)。

所述燃料供給系統(tǒng)包括第一換熱器、第二換熱器和預(yù)重整器，其中，燃料輸入管道與第一換熱器的燃料通道的入口連接，第一換熱器的燃料通道的出口經(jīng)第二換熱器的燃料通道后連接于預(yù)重整器的燃料入口，預(yù)重整器的出口通過管道經(jīng)第三換熱器的燃料通道后連接于固體氧化物燃料電池的陽極入口。

所述空氣供給系統(tǒng)包括與固體氧化物燃料電池陰極入口連接的空氣輸入管道及設(shè)置在空氣輸入管道上的第四換熱器。

所述余熱回收系統(tǒng)包括催化氧化燃燒器、第一蒸汽發(fā)生器、第二蒸汽發(fā)生器、第五換熱器、第六換熱器、循環(huán)壓縮機(jī)及氣液分離器，固體氧化物燃料電池的陰極尾氣輸出管道經(jīng)第四換熱器之后連接于第二蒸汽發(fā)生器的陰極尾氣入口，第二蒸汽發(fā)生器的陰極尾氣輸出管道經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)后與空氣供給系統(tǒng)的空氣輸入管道匯合，固體氧化物燃料電池的陽極尾氣輸出管道依次經(jīng)過第三換熱器、第二換熱器、第一換熱器的尾氣通道之后與一路空氣輸入管道匯合后連接催化氧化燃燒器的入口，催化氧化燃燒器的氣體出口經(jīng)管道連接于預(yù)重整器的陽極尾氣入口，預(yù)重整器的陽極尾氣輸出管道經(jīng)第一蒸汽發(fā)生器的氣體入口進(jìn)入第一蒸汽發(fā)生器，出第一蒸汽發(fā)生器后分為兩個(gè)支管，一個(gè)支管先后連接第五換熱器和第六換熱器各自的一個(gè)換熱通道，然后連接于氣液分離器入口，氣液分離器的氣體出口管道與第一蒸汽發(fā)生器的另一支管匯合成總尾氣輸出管道或單獨(dú)作為尾氣輸出管道，氣液分離器的液體輸出管道經(jīng)第五換熱器的另一換熱通道之后分為兩個(gè)支管，一個(gè)支管經(jīng)第一蒸汽發(fā)生器之后連接于第一、第二換熱器之間的管道，另一支管連接于第二蒸汽發(fā)生器的液體進(jìn)口，第二蒸汽發(fā)生器的蒸汽輸出管道為外供蒸汽管道。

優(yōu)選地，所述氣液分離器的液體輸出管道上設(shè)有為液體提供動力的離心泵。

優(yōu)選地，所述循環(huán)壓縮機(jī)為迷宮壓縮機(jī)。

優(yōu)選地，所述第六換熱器的另一換熱通道與冷水管連接，該換熱通道的出口與熱水輸出管道連接。

優(yōu)選地，還包括用于控制整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)和將電能輸出至下游的電能輸出系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供一種固體氧化物燃料電池發(fā)電工藝，其流程如下：