一种基于扁管式SOFC热电联供系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于扁管式SOFC热电联供系统，包括SOFC电堆、第一燃料供给系统、加热系统、尾气燃烧系统、降温系统；所述第一燃料供给系统的输出与所述SOFC电堆的阳极入口连接；所述加热系统为所述第一燃料供给系统和所述SOFC电堆供热；所述尾气燃烧系统与所述SOFC电堆的阳极出口和阴极出口连接，并输出高温热量；所述降温系统与所述SOFC电堆的冷端连接，并输出低温热量，实现了高低温热量输出，适用于不同的热量需求场合，提高了整个系统的综合效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于扁管式SOFC热电联供系统和方法


[0001]本专利技术涉及SOFC热电联供
，具体而言，涉及一种基于扁管式SOFC热电联供系统和方法。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池(SOFC)，工作温度高，在600～1000℃，可以将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能，具有发电效率高、燃料多元化、废热品质高、结构紧凑、应用场景广等优势，被认为是热电联供系统原动机的最佳选择。现有SOFC热电联供系统以平板式、管式为主，基于冷端密封的扁管式SOFC鲜有涉及。
[0003]有鉴于此，本说明书提供了一种基于扁管式SOFC热电联供系统和方法，以实现高低热量输出，提高整个系统的燃料综合利用效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于扁管式SOFC热电联供系统，包括SOFC电堆、第一燃料供给系统、加热系统、尾气燃烧系统、降温系统；所述第一燃料供给系统的输出与所述SOFC电堆的阳极入口连接；所述加热系统为所述第一燃料供给系统和所述SOFC电堆供热；所述尾气燃烧系统与所述SOFC电堆的阳极出口和阴极出口连接，并输出高温热量；所述降温系统与所述SOFC电堆的冷端连接，并输出低温热量。
[0005]进一步的，所述第一燃料供给系统包括气化模块和重整器；第一燃料的输入管道与所述气化模块的入口连接，所述气化模块的出口与所述重整器的入口连接，所述重整器的出口与所述SOFC电堆的阳极连接。
[0006]进一步的，所述加热系统包括第二燃料供给模块、空气供给模块、混合器和燃烧式加热器；所述第二燃料供给模块和所述空气供给模块的输出管道将第二燃料和空气输入所述混合器混合后，输入所述燃烧式加热器的入口，所述燃烧式加热器的出口与所述第一燃料供给系统的气化模块、重整器和所述SOFC电堆连接。
[0007]进一步的，还包括控制系统，所述控制系统至少包括燃烧控制子系统；所述第二燃料供给模块至少包括通断电磁阀和流量检测控制器；所述空气供给模块至少包括压力温度传感器、空气泵入单元和流量传感器；所述燃烧控制子系统与所述通断电磁阀、所述流量检测控制器、所述压力温度传感器、所述空气泵入单元、所述流量传感器和所述燃烧式加热器连接。
[0008]进一步的，所述尾气燃烧系统包括阳极尾气冷凝模块、阴极尾气换热模块、混合器和催化燃烧器；所述阳极尾气冷凝模块和所述阴极尾气换热模块的输出经尾气输送管道输入所述混合器混合后输入所述催化燃烧器。
[0009]进一步的，第二燃料与第一燃料的成分相同，其中，所述第一燃料用于所述SOFC电堆的阳极进行电化学反应；所述第二燃料用于燃烧产生热量，以气化重整所述第一燃料，并加热所述SOFC电堆；所述阳极尾气冷凝模块包括冷凝器和储水箱，所述储水箱的入口至少
与所述阳极尾气冷凝模块的冷凝器的出口连接，所述储水箱的出口至少与气化模块连接。
[0010]进一步的，所述阴极尾气换热模块包括换热器；所述SOFC电堆反应后产生的阴极尾气经管道输入所述换热器的入口，所述换热器的出口与所述混合器连接。
[0011]进一步的，所述降温系统包括循环泵、膨胀罐和冷凝器；冷凝介质从所述SOFC电堆的冷端输出后经管道输入所述降温系统的冷凝器的入口，所述降温系统的冷凝器的出口与所述膨胀罐的入口连接，所述膨胀罐的出口与所述循环泵的入口连接，所述循环泵的出口与所述SOFC电堆的冷端连接。
[0012]本专利技术的目的在于提供一种基于扁管式SOFC热电联供方法，包括，对第一燃料进行气化重整后输入SOFC电堆的阳极进行反应；通入第二燃料和空气，使其进行燃烧反应，以为所述第一燃料的气化重整和所述SOFC电堆供热；将所述燃烧反应后的气体输入所述SOFC电堆的阴极进行反应；将所述SOFC电堆的阳极输出的阳极尾气和阴极输出的阴极尾气处理后混合，并将混合后的气体输入催化燃烧器进行反应，以输出高温热量；通过冷凝介质为所述SOFC电堆的冷端降温，并输出低温热量。
[0013]进一步的，所述第一燃料和所述第二燃料的成分相同，处理阳极尾气为对阳极尾气进行冷凝，以除去所述阳极尾气中的水分；所述方法还包括：将冷凝阳极尾气得到的冷凝水输入气化模块，以对所述第一燃料进行气化。
[0014]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0015]基于扁管式SOFC特殊的结构，充分利用了冷端热量和电堆尾气热量，实现了高低温热量输出，适用于不同的热量需求场合，提高了整个系统的综合效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一些实施例提供的一种基于扁管式SOFC热电联供系统的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术一些实施例提供的使用新型催化剂的尾气燃烧系统的结构示意图；
[0018]图3为本专利技术一些实施例提供的使用单燃料的第一燃料供给系统及加热系统的结构示意图；
[0019]图4为本专利技术一些实施例提供的一种基于扁管式SOFC热电联供方法的示例性流程图；
[0020]图标：1
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控制系统、2
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第一燃料、3
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配量泵、4
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流量传感器、5
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气化模块、6
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重整器、7
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负载、8
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其他输入、9
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冷凝器、10
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储水箱、11
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水过滤器、12
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动力水源、13
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压力传感器、14
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换热器、15
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单向阀、16
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混合器、17
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第二燃料、18
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减压阀、19
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通断电磁阀、20
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流量检测控制器、21
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SOFC电堆、22
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空气过滤器、23
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压力温度传感器、24
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气泵、25
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燃烧式加热器、26
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循环泵、27
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动力风冷式冷凝器、28
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催化燃烧器、29
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燃烧后的尾气、30
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热水、31
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燃烧控制子系统、32
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水泵、33
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膨胀罐。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0022]图1为本专利技术一些实施例提供的一种基于扁管式SOFC热电联供系统的结构示意图。其中，基于扁管式SOFC热电联供系统可以包括SOFC电堆21、第一燃料供给系统、加热系统、尾气燃烧系统、降温系统。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于扁管式SOFC热电联供系统，其特征在于，包括SOFC电堆、第一燃料供给系统、加热系统、尾气燃烧系统、降温系统；所述第一燃料供给系统的输出与所述SOFC电堆的阳极入口连接；所述加热系统为所述第一燃料供给系统和所述SOFC电堆供热；所述尾气燃烧系统与所述SOFC电堆的阳极出口和阴极出口连接，并输出高温热量；所述降温系统与所述SOFC电堆的冷端连接，并输出低温热量。2.根据权利要求1所述的基于扁管式SOFC热电联供系统，其特征在于，所述第一燃料供给系统包括气化模块和重整器；第一燃料的输入管道与所述气化模块的入口连接，所述气化模块的出口与所述重整器的入口连接，所述重整器的出口与所述SOFC电堆的阳极连接。3.根据权利要求2所述的基于扁管式SOFC热电联供系统，其特征在于，所述加热系统包括第二燃料供给模块、空气供给模块、混合器和燃烧式加热器；所述第二燃料供给模块和所述空气供给模块的输出管道将第二燃料和空气输入所述混合器混合后，输入所述燃烧式加热器的入口，所述燃烧式加热器的出口与所述第一燃料供给系统的气化模块、重整器和所述SOFC电堆连接。4.根据权利要求3所述的基于扁管式SOFC热电联供系统，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统至少包括燃烧控制子系统；所述第二燃料供给模块至少包括通断电磁阀和流量检测控制器；所述空气供给模块至少包括压力温度传感器、空气泵入单元和流量传感器；所述燃烧控制子系统与所述通断电磁阀、所述流量检测控制器、所述压力温度传感器、所述空气泵入单元、所述流量传感器和所述燃烧式加热器连接。5.根据权利要求1所述的基于扁管式SOFC热电联供系统，其特征在于，所述尾气燃烧系统包括阳极尾气冷凝模块、阴极尾气换热模块、混合器和催化燃烧器；所述阳极尾气冷凝模块和所述阴极尾气换热模块的输出经尾气输送管道输入所述混合器混合后输入所述催化燃烧器。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：武洪松，吕佳，吴剑，陈弘，胡强，
申请(专利权)人：浙江臻泰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：