合成气高温燃料电池发电系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及电池发电领域，公开了一种合成气燃料电池发电系统，所述系统包括合成气源、换热装置、燃料电池、燃烧装置，其中，所述合成气源用于提供合成气；所述换热装置包括换热变换装置、第一换热装置和第二换热装置；所述换热变换装置经第一换热装置与所述燃料电池的阳极相连接；所述燃料电池的阴极与所述燃烧装置相连接；所述燃烧装置经第二换热装置与所述燃料电池的阴极相连接。本发明专利技术所提供的合成气燃料电池发电系统流程简单，采用该系统进行发电时，提高了氢气分压，降低合成气燃料电池发电过程发热量，合理利用系统热量，提高燃料电池发电效率。

【技术实现步骤摘要】
合成气高温燃料电池发电系统及其方法
本专利技术涉及电池发电领域，具体涉及一种合成气高温燃料电池发电系统及其方法。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，SOFC)发电系统是一种清洁、高效的能量转换系统，以天然气等气态烃类或氢气、一氧化碳等为原料，能将燃料中的化学能转换为电能。依托分布广泛的天然气管网，SOFC发电系统可以规模集成为以天然气为原料的分布式发电站，供应楼宇、厂房、社区等的用电需求，具有良好的商业前景。现有技术中，固体氧化物燃料电池通常以天然气为原料，经过重整，产生氢、一氧化碳气等气体，进入电池堆阳极，阴极空气进入电池堆的阴极，在一定的条件下，阳极气体与阴极气体发生反应，生成水，产生电。为了完成这些过程，需要各种配套器件如重整器、启动燃烧器、阳极尾气燃烧器、换热器等部件。各部件需要很好的组合起来，形成一个有机整体，这样才能进行物质流与能量流的流动。例如，CN106784940A公开了一种固体氧化物燃料电池发电系统，包括热区、重整器、启动燃烧器、阳极尾气燃烧器、混合器和换热部件，热区包括电池堆阵列与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成气燃料电池发电系统，所述系统包括合成气源、换热装置、燃料电池、燃烧装置，其中，所述合成气源用于提供合成气；所述换热装置包括换热变换装置、第一换热装置和第二换热装置；所述换热变换装置经第一换热装置与所述燃料电池的阳极相连接；所述燃料电池的阴极与所述燃烧装置相连接；所述燃烧装置经第二换热装置与所述燃料电池的阴极相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成气燃料电池发电系统，所述系统包括合成气源、换热装置、燃料电池、燃烧装置，其中，所述合成气源用于提供合成气；所述换热装置包括换热变换装置、第一换热装置和第二换热装置；所述换热变换装置经第一换热装置与所述燃料电池的阳极相连接；所述燃料电池的阴极与所述燃烧装置相连接；所述燃烧装置经第二换热装置与所述燃料电池的阴极相连接。


2.根据权利要求1所述的合成气燃料电池发电系统，其中，所述换热装置还包括第三换热装置，分别与第二换热装置和换热变换装置相连接，用以提供低压蒸汽供给换热变换装置。


3.根据权利要求1或2所述的合成气燃料电池发电系统，其中，所述换热变换装置内装有变换反应催化剂，用于将合成气中的一氧化碳转换为氢气；
所述系统还包括CO2分离器，分别与换热变换装置与第一换热装置相连，用于降低阳极进料气中CO2的含量；
所述第三换热装置为蒸汽发生器。


4.一种合成气燃料电池发电方法，其中，所述方法包括以下步骤：
将由合成气源提供的合成气与水蒸气混合后经换热变换装置预热至第一温度，然后进行水煤气变换反应，制得包含氢气和一氧化碳的混合燃料气体；
所述混合燃料气体经第一换热装置加热至第二温度后，进入燃料电池的阳极，与经第二换热装置加热并进入燃料电池的阴极的空气发生反应，进行发电，分别产生阳极尾气和阴极尾气；
所述阴极尾气进入燃烧装置中进行燃烧，产生燃烧尾气。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述阳极尾气依次进入第一换热装置和换热变换装置用于加热混合燃料气体和合成气后，进入所述燃烧装置中进行燃烧。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：季明彬，李初福，吴培华，李萍萍，张宇琼，刘智恩，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，神华新能源有限责任公司，北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11