[发明专利]熔融碳酸盐燃料电池在钢铁加工中的集成

权利要求书

1.一种生产铁和/或钢的方法，所述方法包括：将包含可重整燃料的燃料料流引入熔融碳酸盐燃料电池的阳极、与所述阳极相关的内部重整元件、或它们的组合；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；在熔融碳酸盐燃料电池内发电；从阳极排气中取出包含CO的第一气体料流，所述阳极排气具有500kPag或更低的压力；和将从阳极排气中取出的第一气体料流引入铁和/或钢生产工艺。

2.权利要求1的方法，其进一步包括利用生成的电向铁和/或钢生产工艺供热。

3.权利要求1的方法，其进一步包括从阳极排气中取出包含H₂的第二气体料流并利用第二气体料流作为用于加热铁和/或钢生产工艺的燃料。

4.权利要求1的方法，其进一步包括从阳极排气、从阳极排气中取出的第一气体料流、或它们的组合中分离水，并使用分离的水洗涤工艺炉渣。

5.权利要求1的方法，其中所述阴极入口料流包含至少一部分由铁和/或钢生产工艺产生的含CO₂的排气。

6.权利要求5的方法，其进一步包括从由铁和/或钢生产工艺产生的含CO₂的排气中分离CO₂。

7.权利要求1的方法，其进一步包括在将取出的第一气体料流引入铁和/或钢生产工艺之前，使取出的第一气体料流在有效水煤气变换条件下暴露在水煤气变换催化剂下。

8.权利要求1的方法，其中以1.0或更低的热比率运行所述熔融碳酸盐燃料电池以发电，所述方法进一步包括将来自铁和/或钢生产工艺的热转移到熔融碳酸盐燃料电池中。

9.权利要求8的方法，其中阳极排气的温度高于阳极入口的温度。

10.权利要求8的方法，其中转移来自铁和/或钢生产工艺的热包括在阳极入口料流与铁和/或钢生产工艺炉和铁和/或钢生产工艺排气中至少一项之间进行热交换。

11.权利要求10的方法，其中进行热交换包括将阳极入口料流的温度提高至少100℃。

12.权利要求1的方法，其中熔融碳酸盐燃料电池以0.25至1.0的热比率运行。

13.权利要求1的方法，其进一步包括在一个或多个分离段中从阳极排气中分离CO₂和水中的至少一个，和从取出的第一气体料流中分离水。

14.权利要求1的方法，其中引入阳极、与所述阳极相关的内部重整元件、或它们的组合中的可重整燃料的量提供至少1.5的可重整燃料剩余率。

15.权利要求1的方法，其中阳极排气中的合成气的净摩尔数与阴极排气中的CO₂的摩尔数的比率为至少2.0。

16.权利要求1的方法，其中阳极中的燃料利用率为50％或更低，阴极中的CO₂利用率为至少60％。

17.权利要求1的方法，其中熔融碳酸盐燃料电池在至少150mA/cm²的电流密度和至少40mW/cm²的废热下运行以生成电力，所述方法进一步包括进行有效量的吸热反应以维持阳极入口与阳极出口之间100℃或更低的温差。

18.权利要求17的方法，其中进行吸热反应消耗至少40％的废热。

19.权利要求1的方法，其中熔融碳酸盐燃料电池的电效率为10％至40％，熔融碳酸盐燃料电池的总燃料电池效率为至少55％。

20.权利要求1的方法，其中至少90体积％的可重整燃料为甲烷。