[发明专利]用熔融碳酸盐燃料电池捕获燃煤电厂CO2的系统及方法

权利要求书

1.一种用熔融碳酸盐燃料电池捕获燃煤电厂CO₂的系统，其特征在于：该系统中，燃煤电厂锅炉(1)、第一混合器(2)、热交换器(3)、MCFC电池堆(4)阴极入口依次连接；

MCFC电池堆(4)阴极出口与热交换器(3)连接；

第二混合器(5)、预重整器(6)、MCFC电池堆(4)的阳极、第一分离器(7)依次连接；

第一分离器(7)出口分为两路，一路与第二混合器(5)入口端连接，另一路为第一分离器(7)出口、后燃室(8)、余热锅炉及汽轮机单元(9)、第二分离器(10)、冷凝器(11)、二氧化碳回收单元(12)依次连接；

独立空分单元(13)的入口与后燃室(8)连接；

第二分离器(10)出口分为两路，一路与后燃室(8)连接，另一路为第二分离器(10)出口、冷凝器(11)和二氧化碳回收单元(12)依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种用熔融碳酸盐燃料电池捕获燃煤电厂CO₂的系统，其特征在于：燃煤电厂汽轮机组(15)与第一发电机(16)相连，并驱动其汽轮机组(15)发电。

3.根据权利要求1所述的一种用熔融碳酸盐燃料电池捕获燃煤电厂CO₂的系统，其特征在于：所述MCFC电池堆(4)的输出端与直流/交流转换器(14)连接，输出电能。

4.根据权利要求1所述的一种用熔融碳酸盐燃料电池捕获燃煤电厂CO₂的系统，其特征在于：所述余热锅炉及汽轮机单元(9)与第二发电机(17)相连，并驱动余热锅炉及汽轮机单元(9)发电。

5.一种权利要求1所述的系统的捕获燃煤电厂CO₂的方法，其特征在于：燃煤电厂锅炉(1)出口的烟气与空气在第一混合器(2)中混合后进入热交换器(3)，在热交换器(3)中被高温排气加热后进入MCFC电池堆(4)阴极；烟气中的CO₂与O₂在MCFC电池堆(4)阴极发生电化学反应，反应生成碳酸根离子，碳酸根离子进入MCFC电池堆(4)阳极；没有反应的CO₂与O₂随MCFC电池堆(4)阴极出口的高温排气进入热交换器(3)；

MCFC电池堆(4)阳极排气进入第一分离器(7)，第一分离器(7)出口分为两路，一路通过第二混合器(5)入口端与燃料混合后进入预重整器(6)，再次进入MCFC电池堆(4)阳极，在阳极与碳酸根离子发生电化学反应生成CO₂和H₂O，另一路进入后燃室(8)进行纯氧燃烧；

独立空分单元(13)分离出的氧气进入后燃室(8)参与纯氧燃烧，燃烧产物只有CO₂和H₂O；后燃室(8)出口的烟气进入余热锅炉及汽轮机单元(9)回收余热并做功后进入第二分离器(10)，第二分离器(10)出口分为两路，一路进入后燃室(8)用于控制其反应温度，另一路依次进入冷凝器(11)和二氧化碳回收单元(12)。

6.根据权利要求5所述的捕获燃煤电厂CO₂的方法，其特征在于：燃煤电厂锅炉(1)烟气进入MCFC电池堆(4)阴极，烟气中低浓度的CO₂与O₂和燃料在MCFC电池堆(4)内部发生电化学反应生成CO₂和H₂O；高浓度的CO₂集中在MCFC电池堆(4)阳极排气。

7.根据权利要求5所述的捕获燃煤电厂CO₂的方法，其特征在于：余热锅炉及汽轮机单元(9)出口进入冷凝器(11)的低温排气冷凝后分离出水，得到的高纯度干燥的CO₂气体通过二氧化碳回收单元(12)压缩液化，进行捕集回收。