[发明专利]使用燃料电池的综合碳捕集和化学生产

权利要求书

1.使用包含阳极和阴极的熔融碳酸盐燃料电池生产电力和氢气或合成气的方法，所述方法包括：将包含可重整燃料的阳极燃料料流引入熔融碳酸盐燃料电池的阳极、与熔融碳酸盐燃料电池的阳极相关的内部重整元件或其组合；将包含CO₂和O₂的阴极入口料流引入熔融碳酸盐燃料电池的阴极；在所述熔融碳酸盐燃料电池内发电；从熔融碳酸盐燃料电池的阳极出口生成阳极排气；从阳极排气中分离含H₂料流、含合成气的料流或其组合，其中所述阳极的燃料利用率为大约50％或更低且所述阴极的CO₂利用率为至少大约60％。

2.权利要求1的方法，其中引入熔融碳酸盐燃料电池的阳极、与熔融碳酸盐燃料电池的阳极相关的内部重整元件或其组合的可重整燃料的可重整氢含量比为发电而在熔融碳酸盐燃料电池的阳极中氧化的H₂量大至少大约75％。

3.上述权利要求任一项的方法，其中所述阴极入口料流包含大约20体积％CO₂或更低(例如大约15体积％CO₂或更低，或大约12体积％CO₂或更低)。

4.上述权利要求任一项的方法，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的阳极的燃料利用率为大约40％或更低(例如大约30％或更低)。

5.上述权利要求任一项的方法，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的阴极的CO₂利用率为至少大约65％(例如至少大约70％)。

6.上述权利要求任一项的方法，其中所述阳极燃料料流包含至少大约10体积％惰性化合物、至少大约10体积％CO₂或其组合。

7.上述权利要求任一项的方法，其中所述含合成气的料流具有大约3.0:1(例如大约2.5:1或更低)至大约1.0:1(例如至少大约1.5:1)的H₂/CO摩尔比。

8.上述权利要求任一项的方法，其中所述阳极排气具有大约1.5:1(例如至少大约3.0:1)至大约10:1的H₂/CO摩尔比。

9.上述权利要求任一项的方法，其中a)少于10体积％的阳极排气、b)少于10体积％的在熔融碳酸盐燃料电池的阳极中单程产生的H₂或c)少于10体积％的所述含合成气的料流直接或间接再循环到熔融碳酸盐燃料电池的阳极或熔融碳酸盐燃料电池的阴极。

10.权利要求1-8任一项的方法，其中没有一部分阳极排气直接或间接再循环到熔融碳酸盐燃料电池的阳极、直接或间接再循环到熔融碳酸盐燃料电池的阴极或其组合。

11.上述权利要求任一项的方法，其进一步包括从i)阳极排气、ii)含H₂料流和iii)含合成气的料流之一或其组合中分离CO₂和H₂O的至少一种。

12.上述权利要求任一项的方法，其中所述含H₂料流含有至少大约90体积％H₂(例如至少大约95体积％，或至少大约98体积％)。

13.上述权利要求任一项的方法，其中所述阴极入口料流包含来自燃烧供能发电机的燃烧排气料流。

14.上述权利要求任一项的方法，其中所述熔融碳酸盐燃料电池在大约0.67伏特或更低(例如大约0.65伏特或更低)的电压V_A下运行。