The invention provides a solid oxide fuel cell composite system and its application method, including a power generation system and a carbon dioxide capture system. The power generation system includes a reformer, a battery stack, a vaporizer and a burner. The first input end of the reformer is connected with the fuel gas supply device, the second input end of the reformer is connected with the vaporizer, and the first output end of the reformer is connected with the battery stack. One input end is connected with the fuel gas supply device, the second input end of the burner is connected with the air; the entrance of the trapping system is connected with the anode exit of the battery stack, and the outlet of the trapping system is selected from at least one which is connected with the burner, with the reformer and directly discharged into the air. The invention separates the combustible components and the generated water in the anode tail gas of the battery stack, realizes the recovery and utilization of the combustible components, fully utilizes the high-grade heat energy of the fuel gas to drive the carbon dioxide capture system, realizes the recovery of carbon dioxide on the basis of low energy consumption or even zero energy consumption, so that the system can generate electricity efficiently and realize near-zero carbon dioxide emission at the same time.
【技术实现步骤摘要】
固体氧化物燃料电池复合系统及使用方法
本专利技术属于燃料电池发电系统
，特别是涉及一种固体氧化物燃料电池复合系统及使用方法。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统是将燃料中的化学能转化为电能的发电装置。SOFC可选择的燃料较为广泛，工业氢气、天然气、城市煤气、甲醇、酒精、柴油和一些生物燃料等都可以直接或经过简单处理后应用于SOFC发电系统当中，因而，SOFC被公认为是搭接氢能社会的桥梁。SOFC的另一突出优点在于其效率较高，其电效率可达55％，若实现热电联产，其效率可达80％以上，高于任何一种传统的发电机或其它类型的燃料电池。SOFC能否实现较高的发电效率与其燃料利用率(FuelUtilizationrate)的大小有直接关系，即一定进口条件下燃料利用率的大小决定了燃料电池发电效率的大小(燃料利用率越低，电堆阳极尾气中可燃成分的含量越高)。因此，高燃料利用率是评价SOFC商业化的重要指标之一。通常用于提高SOFC发电系统的燃料利用率的方法主要为：(1)提高单电池或电堆的性能；(2)降低电堆的供气量。上述方法(1)在燃料电池技术达到一定水平的现有条...
【技术保护点】
1.一种固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池复合系统包括发电系统及二氧化碳捕集系统，其中：所述发电系统包括重整器、电池堆、汽化器以及燃烧器，其中：所述重整器的重整器第一输入端与燃料供气装置相连通，重整器第二输入端与所述汽化器相连通，重整器第一输出端与所述电池堆相连通，所述重整器内部基于所述供气装置中的燃料气以及所述汽化器中的水蒸气进行重整反应，且所述重整内部反应后的气体自所述重整器第一输出端输出至所述电池堆的阳极入口；所述燃烧器的燃烧器第一输入端与所述燃料供气装置相连通，燃烧器第二输入端与空气相连通，所述燃烧器内部基于所述供气装置中的所述燃料气、回...
【技术特征摘要】
1.一种固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池复合系统包括发电系统及二氧化碳捕集系统，其中：所述发电系统包括重整器、电池堆、汽化器以及燃烧器，其中：所述重整器的重整器第一输入端与燃料供气装置相连通，重整器第二输入端与所述汽化器相连通，重整器第一输出端与所述电池堆相连通，所述重整器内部基于所述供气装置中的燃料气以及所述汽化器中的水蒸气进行重整反应，且所述重整内部反应后的气体自所述重整器第一输出端输出至所述电池堆的阳极入口；所述燃烧器的燃烧器第一输入端与所述燃料供气装置相连通，燃烧器第二输入端与空气相连通，所述燃烧器内部基于所述供气装置中的所述燃料气、回收的可燃成分以及自所述燃烧器第二输入端输入的空气进行反应并产生热能；所述二氧化碳捕集系统包括捕集系统入口及捕集系统出口，其中，所述捕集系统入口与所述发电系统中所述电池堆的阳极出口相连通，所述捕集系统出口选自于与所述燃烧器相连通、与所述重整器相连通以及直接排空中的至少一种。2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述燃烧器还包括燃烧器第一输出端，所述燃烧器第一输出端依次经由所述重整器、所述汽化器与所述捕集系统入口相连通，以将所述燃烧器中产生的燃烧尾气输入至所述二氧化碳捕集系统中。3.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统包括二氧化碳吸收塔，所述二氧化碳吸收塔包括吸收塔供气口及吸收塔排气口，其中，所述吸收塔供气口作为所述捕集系统入口，所述吸收塔排气口作为所述捕集系统出口。4.根据权利要求3所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收塔自下而上依次包括吸收塔塔底、吸收塔填料层及吸收塔喷淋装置，且所述吸收塔供气口设置于所述填料层的下方，其中，所述吸收塔喷淋装置用于喷洒二氧化碳吸收贫液，所述吸收塔塔底容纳所述二氧化碳吸收贫液吸收二氧化碳后形成的二氧化碳富液。5.根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收塔还包括吸收塔换热装置，所述吸收塔换热装置设置于所述吸收塔塔底的底部，所述吸收塔换热装置将所述二氧化碳吸收贫液吸收二氧化碳时产生的热量输出。6.根据权利要求3所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括二氧化碳吸收液再生塔，所述二氧化碳吸收液再生塔包括吸收富液入口及吸收贫液出口，所述二氧化碳吸收塔还包括吸收贫液入口及吸收富液出口，其中，所述二氧化碳吸收液再生塔的吸收贫液出口与所述二氧化碳吸收塔的吸收贫液入口相连通，所述二氧化碳吸收塔的吸收富液出口与所述二氧化碳吸收液再生塔的吸收富液入口相连通。7.根据权利要求6所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收液再生塔自下而上依次包括再生塔塔底、再生塔填料层及再生塔喷淋装置，所述再生塔塔底容纳所述二氧化碳吸收富液再生后得到的所述二氧化碳吸收贫液，其中，所述二氧化碳吸收液再生塔的所述吸收富液入口与所述再生塔喷淋装置相连接，所述二氧化碳吸收液再生塔的所述吸收贫液出口与所述再生塔塔底相连通。8.根据权利要求6所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收塔与所述二氧化碳吸收液再生塔之间还设置有吸收液换热装置，所述吸收液换热装置设置于所述吸收富液出口与所述吸收富液入口及所述吸收贫液出口及所述吸收贫液入口之间的管路上，以使得自所述二氧化碳吸收塔输出的的所述吸收富液与自所述二氧化碳吸收液再生塔输出的所述吸收贫液进行热量交换。9.根据权利要求6所述的固体氧化物燃料电池复合系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集系统还包括再沸器，所述再沸器的再沸器入口与经过所述再生塔填料层后输出的液体相连通，所述再沸器加热所述二氧化碳吸收液再生塔中的所述吸收贫液，以产生大量的水蒸气进行气提，并保持所述二氧化碳吸收液再生塔中的温度。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶爽，黄伟光，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31
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