[实用新型]一种生物质的燃料电池热电联供系统

说明书

本实用新型公开了一种生物质的燃料电池热电联供系统，系统包括依次连接的生物质供应单元、生物质气化单元和燃料电池，还包括后燃烧室和生物质烘焙单元；生物质供应单元连接生物质烘焙单元，生物质烘焙单元的生物质出口连接生物质气化单元的生物质进口；生物质气化单元的合成气出口连接燃料电池的阳极；燃料电池的出气口连接后燃烧室的进气口，后燃烧室的烟气出口连接生物质气化单元和生物质烘焙单元的烟气进口。本实用新型采用烟气对生物质进行高温烘焙处理，可以脱除挥发分，从而可以减少合成气中焦油的含量，并将烘焙得到的挥发分进行燃烧，燃烧释放的热量为生物质气化单元供热，同时高温烟气也为生物质气化过程供应热量。

技术领域

本实用新型涉及生物质的综合利用领域，具体涉及将生物质作为燃料电池的原料进行高效发电与供热的领域，尤其涉及一种生物质的燃料电池热电联供系统。

背景技术

生物质能源是一种清洁的、可再生的碳中性能源，其资源储量大，分布较为广泛，有利于发展分布式的能源供应系统。生物质能源在利用过程中的污染物排放量及二氧化碳排放量较少，生物质资源的高效利用对于目前我国面临的能源、环境问题提供了解决的方案。生物质中富含C、H、O等元素，将其进行气化可以制备富含一氧化碳及氢气的合成气，该合成气不仅可以用于化工合成还可以作为固体氧化物燃料电池(SOFC)的燃料进行高效发电与供热。

SOFC的燃料适用性广、运行温度高、发电效率高、清洁无污染，可以以生物质气化制得的合成气为燃料进行高效发电与供热。目前生物质气化有些需要纯氧气的供应，从而加大了成本及提高了系统的复杂性，空气气化则会降低有效气组分、合成气热值及SOFC的运行电压。

专利CN201710524024.0公开了一种以生物质气化制氢的燃料电池系统及其发电方法，但是在该专利未解决生物质气化产生的焦油使燃料电池失活的问题。SOFC的运行温度通常低于1000℃，为了实现系统温度的匹配通常生物质气化的温度也要小于1000℃；由于生物质中挥发分含量较高，当在低于1000℃生物质气化时合成气中不可避免的会存在焦油，焦油的存在会使得燃料电池迅速的积碳失活，因此亟需开发新的燃料电池系统解决生物质发电中焦油的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生物质的燃料电池热电联供系统，来解决生物质发电中焦油使燃料电池失活的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种生物质的燃料电池热电联供系统，包括依次连接的生物质供应单元、生物质气化单元和燃料电池，还包括后燃烧室和用于对生物质进行烘焙处理的生物质烘焙单元；所述生物质供应单元连接所述生物质烘焙单元的生物质进口，所述生物质烘焙单元的生物质出口连接所述生物质气化单元的生物质进口；

所述燃料电池热电联供系统处于稳定运行阶段时，所述生物质气化单元的合成气出口连接所述燃料电池的阳极；所述燃料电池的出气口连接所述后燃烧室的进气口，所述后燃烧室的烟气出口分别连接所述生物质气化单元和所述生物质烘焙单元的烟气进口。

可选的，所述生物质气化单元和所述燃料电池之间还连接有合成气净化单元和合成气预热单元；

所述燃料电池热电联供系统处于稳定运行阶段时，所述生物质气化单元的合成气出口连接所述合成气净化单元的合成气进口，所述合成气净化单元的合成气出口连接所述合成气预热单元的合成气进口，所述合成气预热单元的合成气出口连接所述燃料电池的阳极；

所述后燃烧室的烟气出口还连接所述合成气预热单元的烟气进口。

可选的，所述燃料电池热电联供系统还包括前燃烧室；

所述燃料电池热电联供系统处于稳定运行阶段时，所述生物质烘焙单元的挥发分出口和烟气出口均连接所述前燃烧室的进气口；所述前燃烧室的烟气出口连接所述生物质气化单元的烟气进口。