[發明專利]用于LNG接收站零碳排高溫可逆燃料電池供能/儲能系統

在審

• 申請號: 202210276668.3
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114583223A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張超;姚輝超;王秀林;侯建國;隋依言;宋鵬飛;張瑜;段品佳;穆祥宇;侯海龍;周樹輝;張雨晴
• 申請（專利權）人: 中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04007;H01M8/04082;H01M8/0656;H01M8/0662;C01B3/34
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

1.一種用于LNG接收站零碳排高溫可逆燃料電池供能/儲能系統，包括天然氣重整裝置、高溫可逆燃料電池發電供能裝置和高溫可逆燃料電池電解儲能裝置；

所述天然氣重整裝置設有天然氣入口、水蒸氣入口和產品出口，所述天然氣入口與LNG儲罐連接，用于將所述LNG儲罐產生BOG進入所述天然氣重整裝置中，所述產品出口與所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的陽極連接，所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的陰極與氧氣/空氣入口管路連接；

所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置的原料入口與所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的尾氣排放管路連接，產品氣出口與所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的陽極連接；

所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置由海上風電供電；

所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置為LNG接收站供應電力；

所述燃料電池供能/儲能系統的熱量來自于所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置產生的余熱。

2.根據權利要求1所述的燃料電池供能/儲能系統，其特征在于：所述LNG儲罐與所述天然氣重整裝置的連接管路上設有天然氣凈化裝置。

3.根據權利要求2所述的燃料電池供能/儲能系統，其特征在于：所述LNG儲罐與所述天然氣凈化裝置的連接管路、所述天然氣凈化裝置與所述天然氣重整裝置的連接管路均與所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的余熱回收管路連接。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的燃料電池供能/儲能系統，其特征在于：所述天然氣重整裝置的水蒸氣入口連接蒸汽發生器；

所述蒸汽發生器的入口管路連接所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的余熱回收管路。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的燃料電池供能/儲能系統，其特征在于：所述氧氣/空氣入口管路與所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的余熱回收管路連接。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的燃料電池供能/儲能系統，其特征在于：所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的尾氣排放管路上設有尾氣濃縮裝置。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的燃料電池供能/儲能系統，其特征在于：所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置的產品氣出口管路與所述天然氣重整裝置的產品出口管路匯合后與所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置連接。

8.一種利用權利要求1-7中任一項所述燃料電池供能/儲能系統為LNG接收站供電的方法，包括如下步驟：

來自所述LNG儲罐的BOG經加熱和凈化后進入所述天然氣重整裝置，與通入的水蒸氣發生轉化反應得到重整氣；

所述重整氣與來自所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置的一氧化碳與氫氣的混合氣體進入所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的陽極產生電力，為LNG接收站供電，同時產生富余的熱量；空氣或氧氣經加熱后進入所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的陰極，氧氣得電子生成的O^2-經過電解質到達所述陽極與一氧化碳和氫氣分別反應生成二氧化碳和水，同時失去電子，完成高溫可逆燃料電池發電供能裝置發電過程；

所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置發電過程產生的尾氣進入所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置中進行電解，得到的一氧化碳和氫氣與所述重整氣混合；

所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置由海上風電供電。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述BOG的溫度為-155℃～-120℃；

所述BOG經來自所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的余熱加熱至200～250℃后進行脫硫處理，再經來自所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的余熱加熱至380℃～480℃后進入所述天然氣重整裝置中；

水經來自所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的余熱加熱得到320℃～420℃的水蒸氣。

10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述高溫可逆燃料電池發電供能裝置的陰極處的溫度為600℃～800℃；

所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置的電解溫度為600℃～800℃。