[發明專利]一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統及方法

在審

• 申請號: 202010634270.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111640971A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 張純;楊玉;白文剛;張一帆;李紅智;姚明宇
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606;H01M8/0662;C10J3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

1.一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，其特征在于，包括垃圾氣化子系統和燃料電池聯合發電子系統；

所述的垃圾氣化子系統包括垃圾氣化爐(1)、凈化系統(2)和廢熱鍋爐(11)，所述的垃圾氣化爐(1)的氣體出口與凈化系統(2)的入口相連通，所述的廢熱鍋爐(11)的冷側出口與垃圾氣化爐(1)的氣體入口相連通；

所述的燃料電池聯合發電子系統包括預熱器(3)，所述的預熱器(3)冷側出口與燃料電池(6)的陽極入口相連通，燃料電池6的陽極出口與燃燒室(7)相連通，空氣壓縮機(4)的出口與空氣預熱器(5)的冷側入口相連通，空氣預熱器(5)的冷側出口與燃料電池(6)的陰極入口相連通進入，燃料電池(6)的陰極出口與燃燒室(7)相連通，燃燒室(8)的出口與余熱鍋爐(9)熱側入口相連通，余熱鍋爐(9)熱側出口與廢熱鍋爐(11)的熱側入口相連通，廢熱鍋爐(11)的熱側出口與預熱器(3)的熱側入口相連通，預熱器3的熱側出口與空氣預熱器(5)的熱側入口相連通，燃料電池4的陽極電極和陰極電極與逆變器(5)相連通，所述的余熱鍋爐(9)的冷側出口與熱力發電系統(10)的入口相連通，熱力發電系統(10)的出口與余熱鍋爐(9)的冷側入口相連通；

所述的凈化系統(2)的出口連接在預熱器(3)上。

2.根據權利要求1所述的一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，其特征在于，所述的預熱器(3)冷側出口與燃燒室(6)的入口相連通。

3.根據權利要求1所述的一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，其特征在于，所述的空氣預熱器(5)冷側出口與垃圾氣化爐(1)的氣體入口相連通。

4.根據權利要求1所述的一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理系統，其特征在于，所述的進入燃料電池(6)陰極的空氣相對于進入燃料電池(6)陽極的垃圾氣化氣是過量的。

5.一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理方法，其特征在于，包括以下步驟；

給水經過廢熱鍋爐(11)后生成蒸汽進入垃圾氣化爐(1)，空氣經過空氣壓縮機(4)加壓后進入空氣預熱器(5)預熱，預熱后的空氣進入垃圾氣化爐(1)，垃圾進入垃圾氣化爐(1)與蒸汽和空氣發生氣化反應，產生的垃圾氣化氣進入凈化系統(2)，灰渣從垃圾氣化爐(1)下部排出；

垃圾氣化氣經過凈化系統(2)凈化后，經過預熱器(3)的冷側進行預熱，進入燃料電池(6)的陽極，空氣經過空氣壓縮機(4)加壓和空氣預熱器(5)的預熱后，進入燃料電池(6)的陰極，垃圾氣化氣和空氣在燃料電池(6)中反應，反應后的氣體進入燃燒室(8)燃燒，如果反應后的垃圾氣化氣中可燃氣體含量太低，不足以支持燃燒，一部分垃圾氣化氣從預熱器(3)的冷側后直接進入燃燒器(8)，保證燃燒器(8)中可以穩定燃燒，燃料電池(6)的陰極電極和陽極電極輸出電力到逆變器(7)，燃燒后的煙氣進入余熱鍋爐(9)的熱側，加熱冷側的工質，加熱后的工質回到熱力發電系統(10)中做功發電，做功后的工質再回到余熱鍋爐(9)的冷側吸熱，余熱鍋爐(9)熱側排出的煙氣進入廢熱鍋爐(11)的熱側，加熱冷側的給水，產生蒸汽，供垃圾氣化爐(1)使用，廢熱鍋爐(11)的熱側排出的煙氣進入預熱器(3)的熱側預熱垃圾氣化氣，之后進入空氣預熱器(5)的熱側預熱空氣，最后去尾氣處理。

6.根據權利要求6所述的一種基于燃料電池聯合發電的垃圾處理方法，其特征在于，所述的垃圾氣化氣經過預熱器(3)預熱到450℃，空氣經過空氣壓縮機(4)加壓到3MPa，經過空氣預熱器(5)預熱到450℃。