一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统及方法技术方案

技术编号:18734666 阅读:39 留言:0更新日期:2018-08-22 03:54
一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统及方法,该系统包括粉碎装置、送料装置、气固分离器、风机、直接碳燃料电池、两个换热器、催化燃烧器、透平、压气机和发电机;本发明专利技术还公开了该系统的发电方法;可直接利用煤炭或生物质等固体碳基燃料,实现高效清洁发电;实现了直接碳燃料电池与透平机械的耦合发电,能够提高系统的发电效率达到60%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统及方法
本专利技术属于发电
,尤其涉及一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统及方法。
技术介绍
随着国民经济的迅速增长,对能源的需求日益旺盛,能源短缺以及化石能源所产生的环境污染问题日益尖锐。我国是一个煤炭大国,煤炭是我国最主要的一次能源,煤炭的基础地位在很长一段时间内不会发生改变,煤基发电也将是我国电力供给的主要组成部分。清洁、高效、绿色、低碳是煤电一直以来的发展方向。直接碳燃料电池是一种直接将煤炭、生物质等固体含碳燃料的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电技术,因无热力学循环从而超越了热机的卡诺循环效率限制,发电效率可以达到50%~60%,热电转化效率可达85%~90%。而且由于工作温度在600℃-1000℃,且空气与燃料被分隔开来,从而能够大大降低NOx、SOx等污染物的排放,而且燃料腔室能够输出高浓度的CO2从而能够大大降低CO2捕集的成本。正因为清洁、高效、低碳的突出优势,直接碳燃料电池成为当前研发的热电,在未来煤基分布式发电领域具有广阔的应用前景。目前,国际上正在开发的直接碳燃料电池,根据电解质的不同可以主要有以下两类:熔融碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统,其特征在于:包括粉碎装置(1),粉碎装置(1)的入口连接煤炭或生物质,粉碎装置(1)的出口连接送料装置(2)的第一燃料入口;送料装置(2)的第二燃料入口连接气固分离器(5)的碳燃料出口,送料装置(2)的气体入口连接风机(4)的气体出口,送料装置(2)的出口连接直接碳燃料电池(3)的阳极入口;直接碳燃料电池(3)的阳极出口连接气固分离器(5)的入口;气固分离器(5)的气体出口连接第一换热器(6)的高温气体入口;第一换热器(6)的高温气体出口连接分离器(7)的入口;分离器(7)的第一出口连接风机(4)的入口,分离器(7)的第二出口连接催化燃烧器(8)的燃料...

【技术特征摘要】
1.一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统,其特征在于:包括粉碎装置(1),粉碎装置(1)的入口连接煤炭或生物质,粉碎装置(1)的出口连接送料装置(2)的第一燃料入口;送料装置(2)的第二燃料入口连接气固分离器(5)的碳燃料出口,送料装置(2)的气体入口连接风机(4)的气体出口,送料装置(2)的出口连接直接碳燃料电池(3)的阳极入口;直接碳燃料电池(3)的阳极出口连接气固分离器(5)的入口;气固分离器(5)的气体出口连接第一换热器(6)的高温气体入口;第一换热器(6)的高温气体出口连接分离器(7)的入口;分离器(7)的第一出口连接风机(4)的入口,分离器(7)的第二出口连接催化燃烧器(8)的燃料入口;空气通入压气机(10)的入口,压气机(10)的出口连接第一换热器(6)的低温气体入口,第一换热器(6)的低温气体出口连接第二换热器(9)的低温气体入口,第二换热器(9)的低温气体出口连接透平(11)的入口,透平(11)的出口连接催化燃烧器(8)的空气入口;催化燃烧器(8)的出口连接直接碳燃料电池(3)的阴极入口,直接碳燃料电池(3)的阴极出口连接第二换热器(9)的高温气体入口,第二换热器(9)的高温气体出口对外排出废气;直接碳燃料电池(3)输出电能连接DC/AC转换器(12),DC/AC转换器(12)对外输出交流电能;透平(11)连接发电机(13),带动发电机(13)转动,发电机(13)对外输出交流电能。2.根据权利要求1所述的一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统,其特征在于:所述粉碎装置(1)采用磨煤机或者生物质粉碎造粒机,将煤炭或者生物质制成粉末颗粒物。3.根据权利要求1所述的一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统,其特征在于:所述送料装置(2)采用气体送料装置,通过气体将煤粉或者生物质粉末送入到直接碳燃料电池(3)的阳极。4.根据权利要求1所述的一种基于直接碳燃料电池的混合发电系统,其特征在于:所述直接碳燃料电池(3)由阴极腔室、阴极、阳极腔室、阳极和电解质组成;采用熔融碳酸盐直接碳燃料电池MC-DCFC发电技术或固体氧化物直接碳燃料电...

【专利技术属性】
技术研发人员:王洪建许世森程健张瑞云任永强
申请(专利权)人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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