[发明专利]燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环工艺系统有效
申请号: | 201310269160.1 | 申请日: | 2013-07-01 |
公开(公告)号: | CN104282924A | 公开(公告)日: | 2015-01-14 |
发明(设计)人: | 赵洪滨;刘畅;江婷 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(北京) |
主分类号: | H01M8/04 | 分类号: | H01M8/04;F02C6/18 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 102249*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 燃烧 焦炉煤气 高效 燃料电池 联合 循环 工艺 系统 | ||
1.一种燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环工艺系统,包括焦炉煤气转化-发电子系统、燃气换热-蒸汽发电子系统和溴化锂吸收式制冷子系统。
焦炉煤气转化-发电子系统包括空气过滤器、固体氧化物燃料电池、空气压气机、燃烧室、燃气透平、发电装置;
燃气换热-蒸汽发电子系统包括余热锅炉、抽凝式蒸汽轮机、发电装置;
溴化锂吸收式制冷子系统包括冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液泵、减压阀、溶液热交换器、发生器。
2.如权利要求1所述的燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环系统,其特征在于,焦炉煤气转化-发电子系统中固体氧化物燃料电池(b)具有燃料进口(1)和净空气进口(3),其反应后的气体出口(4)与燃气轮机燃烧室(d)相连,且产生的电能直接供工业负载使用;燃气轮机机组的压气机(c)与燃气透平(e)同轴布置,且与发电机组相连(f);压气机进口空气与固体氧化物燃料电池的净空气共用同一气源,高压空气出口(5)通入燃烧室;燃烧室具有高压空气进口(5)、燃料进口(1)和固体氧化物燃料电池的反应气体进口(4),其反应后的初燃气出口(6)与燃气透平相连;燃气透平的出口烟气(7)通入余热锅炉(g)。
3.如权利要求1所述的燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环系统,其特征在于,燃气换热-蒸汽发电子系统中余热锅炉具有气侧进口(7)、气侧出口(8),排气直接放空;水侧进口(9)、水侧出口(10)通入蒸汽轮机(h);蒸汽轮机与发电机组(i)同轴布置,中间抽汽(11)供给热用户(i),背压排气(12)通入制冷装置。
4.如权利要求1所述的燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环系统,其特征在于,溴化锂吸收式制冷子系统中制冷装置采用吸收形式,吸收剂为溴化锂浓溶液,制冷剂为水;制冷装置包括发生器(k)、冷凝器(1)、节流装置(m)、蒸发器(n)、吸收器(o)、溶液循环泵(p)、溶液热交换器(q)、减压阀(r);制冷装置具有吸收剂与制冷剂两个循环,工作过程均为表面式换热,两个循环的流体不相接触;吸收剂循环为(28)、(29)、(31)、(32),制冷剂循环为(24)、(25)、(26)、(27)、(30);冷却水源(15)先后通过吸收器、冷凝器,冷媒水源(14)通过蒸发器,放热后变成冷冻水(20)供冷用户(s)使用。
5.如权利要求1所述的燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环系统,其特征在于,热用户、发生器、冷用户的液流出口回液(13)、(16)、(21),与冷凝器出口的冷却水(18)汇到一起(23),经多根管线连接构成系统排水。
6.如权利要求1所述的燃烧焦炉煤气的高效燃料电池联合循环系统,其特征在于,冷能、热能、电能的供应与控制可根据需求关系、季节或经济要求等情况的变化而做出调整;当某一能量种类的供应需求情况较大时可增加某一子系统的并联数量以满足供应;当某一能量种类的供应需求情况较小或无需求时,可在满足系统整体运行能够实现的条件下,减少相应功能工质的供应流量或切断功能工质的供应,完成系统的部分运行。
7.如权利要求2所述的焦炉煤气转化-发电子系统,其特征在于,固体氧化物燃料电池耗用燃料及燃气轮机燃烧室补燃燃料采用工业副产燃气焦炉煤气;炼焦工业焦炉复产粗煤气经净化工艺、加压装置及管线,通入焦炉煤气转化-发电子系统,供燃料电池重整制氢发电,以及对燃气轮机燃烧室进行补燃发电。
8.如权利要求2所述的焦炉煤气转化-发电子系统,其特征在于,空气处理装置可以采用但不局限于空气过滤器,也可采用其他过滤方式的空气处理设备;燃气轮机与燃料电池的循环方式可以采用但不局限于顶层循环、后燃、补燃式,也可采用基于底层循环模式的循环方式;燃气轮机的补燃燃料可以使用但不局限于焦炉煤气,也可使用天然气、雾化燃油等多种类型的适应燃料。
9.如权利要求3所述的燃气换热-蒸汽发电子系统,其特征在于,余热锅炉可以采用但不局限于单压气液表面换热式,也可采用双压换热或多级换热等其他结构布置;蒸汽轮机可以采用但不局限于一次抽凝、背压排汽式,也可采用多级膨胀、抽汽、回热等多种循环方式。
10.如权利要求4所述的溴化锂吸收式制冷子系统,其特征在于,制冷装置可以采用但不局限于溴化锂吸收式制冷循环,也可采用压缩式制冷或氨水制冷等其他多种制冷模式。
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