[實用新型]一種利用SOFC高溫煙氣的甲烷重整系統

有效

• 申請號: 201821649438.2
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN208898500U
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 李海賓;康磊;宋文婉;夏云峰;韓敏芳;孫再洪
• 申請（專利權）人: 廣東索特能源科技有限公司;東莞深圳清華大學研究院創新中心
• 主分類號: C01B3/34
• 分類號: C01B3/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本實用新型公開了一種利用SOFC高溫煙氣的甲烷重整系統，包括甲烷重整單元，甲烷重整單元包括用于流通SOFC高溫煙氣的重整高溫通道和用于進行甲烷重整反應的重整反應通道；重整高溫通道與重整反應通道毗鄰，以進行換熱；甲烷重整單元連接有甲烷供應單元；甲烷供應單元包括甲烷供應器和用于對甲烷進行預熱的甲烷預熱通道，甲烷預熱通道的入料口連通重整高溫通道的出料口，甲烷供應器的出料口連通重整反應通道的入料口；SOFC高溫煙氣在甲烷預熱通道中，用于對甲烷進行預熱。本實用新型提供的甲烷重整系統，利用SOFC高溫煙氣中的高溫余熱進行換熱并將SOFC高溫煙氣經處理作為重整介質進行回用，節約了資源及能量。

技術領域

本實用新型涉及甲烷重整領域，尤其涉及一種利用SOFC高溫煙氣的甲烷重整系統。

背景技術

固體氧化物燃料電池(SOFC)屬于第三代燃料電池，具有燃料適用性廣、發電效率高、運行溫度高、無污染物排放等優點。SOFC可以甲烷作為燃料，當以甲烷為燃料時由于存在積碳的風險，通常要將甲烷進行干重整/濕重整后再通入SOFC的陽極進行高效發電。由于該重整過程為吸熱反應，需要外部能量的供應，實際重整反應運行過程通常要燃燒大量甲烷來為該重整反應進行供熱，因此造成燃料的大量消耗。由于SOFC在高溫下(600-1000℃左右)運行，因此在實現高效發電的同時還會排出高溫的尾氣(主要組成為二氧化碳+氫氣，通常不會實現燃料100％的轉化率，因此SOFC排氣中含有一定組成的一氧化碳+氫氣)，目前該部分尾氣主要是直接排空因此造成了能量的浪費。

因此亟需一種甲烷重整系統，將SOFC高溫煙氣充分利用，以節約資源此可以實現能量的高效利用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種利用SOFC高溫煙氣的甲烷重整系統，將SOFC高溫煙氣充分利用于甲烷重整過程。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種利用SOFC高溫煙氣的甲烷重整系統，包括甲烷重整單元，所述甲烷重整單元包括用于流通所述SOFC高溫煙氣的重整高溫通道和用于進行甲烷重整反應的重整反應通道；所述重整高溫通道與所述重整反應通道毗鄰，以進行換熱；

所述甲烷重整單元連接有甲烷供應單元；所述甲烷供應單元包括甲烷供應器和用于對甲烷進行預熱的甲烷預熱通道，所述甲烷預熱通道的入料口連通所述重整高溫通道的出料口，所述甲烷供應器的出料口連通所述重整反應通道的入料口；所述SOFC高溫煙氣在所述甲烷預熱通道中，用于對甲烷進行預熱；

所述甲烷重整單元包括重整介質供應單元；所述甲烷預熱通道的出料口連通所述重整介質供應單元的入料口，所述重整介質供應單元的出料口連通所述重整反應通道的入料口；所述SOFC高溫煙氣經處理作為重整介質回用至所述重整反應通道，與甲烷進行重整反應。

可選的，所述重整介質供應單元包括煙氣分流管，所述煙氣分流管的入料口連通所述甲烷預熱通道的出料口；

所述煙氣分流管的第一分流口連接有煙氣回流管，所述煙氣回流管的出料口連通所述重整反應通道的入料口；所述第一分流口處設有煙氣流量計，所述煙氣流量計用于根據甲烷的流量控制煙氣回流的流量；

所述煙氣分流管的第二分流口連接有排空管。

可選的，所述重整介質供應單元包括水預熱子單元，所述水預熱子單元包括水通道和與水通道毗鄰的水預熱通道；

所述水預熱通道的入料口連通所述甲烷預熱通道的出料口；所述水通道的出料口連通所述重整反應通道的入料口；所述水通道用于流通水；所述SOFC高溫煙氣在所述水預熱通道中，用于將水氣化為水蒸氣并進行預熱。

可選的，所述重整介質供應單元還包括煙氣冷凝子單元；所述水通道的入料口連通所述煙氣冷凝子單元的出料口，所述水通道和所述煙氣冷凝子單元之間設有質量流量計；所述水預熱通道的出料口連通所述煙氣冷凝子單元的入料口；