基于碳捕集与储热共用的燃料电池系统与热电解耦方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于碳捕集与储热共用的燃料电池系统与热电解耦方法，本发明专利技术以碳氢燃料驱动的固体氧化物燃料电池可采用吸附方法捕集CO2，CO2吸附与吸附剂再生分别是放热与吸热过程，吸附剂体积能量密度与储热材料相当，碳捕集的CO2吸附/再生过程可以同时具有储热作用，通过吸附（放热）/再生（储热）时间上运行解耦实现系统热电解耦。根据热电负荷变化，吸附与再生过程不同时进行：当系统产热大于热负荷，余热可用于驱动再生过程；反之，再生过程吸热调减、吸附放热满足热负荷缺口。本发明专利技术通过一套碳吸附/再生设备实现碳捕集与储热两个功能，减少对储热专用设备的需求，实现了系统供热与供电的灵活解耦调控。供热与供电的灵活解耦调控。供热与供电的灵活解耦调控。

【技术实现步骤摘要】
基于碳捕集与储热共用的燃料电池系统与热电解耦方法


[0001]本专利技术属于能源利用
，尤其涉及一种基于碳捕集与储热共用的燃料电池系统与热电解耦方法。

技术介绍

[0002]燃料电池可通过电化学反应将燃料化学能直接转化为电能，伴随产生热能，不受卡诺循环限制，具有能量转换效率高、低碳无污染等优点，被广泛认为是支撑能源体系实现零碳排放的关键能源技术之一。其中，固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）是我国当前正经历技术转化与产业化的一种燃料电池技术，工作温度为700
‑
1000℃，余热利用价值高，可用于热电联供，提高能源利用效率至90%以上。固体氧化物燃料电池可以与柴油、甲醇、甲烷等碳氢燃料重整制氢相结合，构建现场重整制氢直接利用的燃料电池系统，燃料来源广泛灵活，可有力保障系统持续运行。固体氧化物燃料电池可作为分布式热电联产系统，为各类民用与工业建筑、海岛边防、应急抢险等场景供电与供热，具有很好的发展前景和应用价值。
[0003]应用场景的热、电负荷变化不同步，需要固体氧化物燃料电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳捕集与储热共用的燃料电池系统，其特征在于，包括固体氧化物燃料电池、重整器、蒸发器、空气预热器、冷凝器、吸附器、再生器、第一合流器、第二合流器、第一分流器、第二分流器、第一压气机、第二压气机和泵；所述泵的出口连接所述蒸发器的低温流体入口，所述蒸发器的低温流体出口连接所述第一合流器的第一入口，所述第一合流器的出口连接所述重整器的反应物入口；所述重整器的生成物出口连接所述第二合流器的第一入口，所述第二合流器的出口连接所述固体氧化物燃料电池的阳极入口，所述固体氧化物燃料电池的阳极出口连接所述第二压气机的入口，所述第二压气机的出口连接所述第一分流器的入口，所述第一分流器的第一出口连接所述第一合流器的第二入口，所述第一分流器的第二出口连接所述第二分流器的入口；所述第二分流器的第一出口连接所述冷凝器的高温流体入口，所述第二分流器的第二出口连接所述再生器的加热流体入口，所述再生器的加热流体出口连接所述冷凝器的高温流体入口，所述冷凝器的高温流体出口连接所述吸附器的气体入口，所述吸附器气体的出口连接所述第二合流器的第二入口；所述第一压气机的出口连接所述空气预热器的低温流体入口，所述空气预热器的低温流体出口连接所述固体氧化物燃料电池的阴极入口，所述固体氧化物燃料电池的阴极出口连接所述空气预热器的高温流体入口；所述吸附器的吸附剂出口连接所述再生器的吸附剂入口，所述再生器的吸附剂出口连接所述吸附器的吸附剂入口。2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一分流器可调整分流比例，从而调整回流驱动所述重整器的尾气与进入脱水、脱碳过程的尾气的流量比例，进而调整对外产热量。3.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述吸附器可调整出口流体的CO2浓度以及调节CO2吸附过程，进而调整产热量。4.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述吸附器为低温固体吸附器。5.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述再生器可调整吸附剂再生反应过程，进而调整吸热量。6.一种如权利要求1所述的燃料电池系统的热电解耦方法，其特征在于，包括以下流程：空气流路处理：空气经过所述第一压气机后进入所述空气预热器被电池阴极尾气预热后转化为热空气，所述热空气进入所述固体氧化物燃料电池的阴极参与电化学反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静贻，秦江，冯宇，严泰森，张德明，王紫璇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：