[实用新型]一种基于固体氧化物燃料电池的CO

说明书

本实用新型属于回收CO₂技术领域，具体涉及一种基于固体氧化物燃料电池的CO₂捕集系统，该系统主要包括换热器和膜分离组件，换热器与SOFC排放的含CO₂的尾气的出口相连通，膜分离组件包括膜壳、CO₂分离器及设置于所述膜壳的尾气入口，所述尾气入口与所述换热器通过缓冲装置连通，CO₂分离器包括间隔设置于膜壳内的若干中空疏水性陶瓷膜，在外界压力作用下，尾气中的CO₂能通过中空疏水性陶瓷膜进入其内腔中，并从其端部外排，尾气中水蒸气冷凝后回收再利用。该系统具有CO₂回收效率高、CO₂纯度高、工艺流程简单、易操作、能耗低等优点。

技术领域

本实用新型属于回收CO₂技术领域，具体涉及一种基于固体氧化物燃料电池的CO₂捕集系统。

背景技术

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)通过电化学反应直接产电，突破了传统热力循环卡诺定理的限制，具有较高的效率。同时SOFC具有燃料种类多样化、发电效率高、全固态结构、无液态熔融盐腐蚀、成本相对较低、易选址、燃料种类多、结构简单以及能够实现热电联供电或SOFC与蒸汽轮机混合进行二次发电等优点，是未来化石燃料发电技术的理想选择之一。

SOFC独特的内部结构使得化石燃料(如甲烷等)易与空气发生电化学反应，SOFC阳极产生的尾气的主要成分为CO₂和水蒸气，因化石燃料和空气发生电化学反应时并不掺混，使排出的CO₂浓度高达40％。CO₂过量排放是导致全球气候变暖、海平面上升等生态问题的主要原因之一。因此，如何回收利用 SOFC产生的CO₂具有重要的研究意义。

中国专利文献，CN107690722A中公开了一种具有CO₂捕集组件的高效燃料电池系统及其方法，其中，高效燃料电池系统包括顶部电池组件、底部燃料电池组件以及分离组件，所述方法采用冷凝器冷却含CO₂的排气后得到干燥的阳极排气，包括约90％的CO₂和9％的水蒸气，再采用CO₂分离器从已分离水的含CO₂的排气中再次分离CO₂，以输出具有减小CO₂含量的已分离气体并且单独地输出适合于储存和外部使用中的一种或多种的CO₂。但该方法得到的干燥后的阳极尾气中仍含有大量的水分，需要再次进行分离处理，操作工艺繁琐、回收能耗高、且分离设备较为复杂。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中SOFC排出尾气中回收分离CO₂的设备复杂、操作工艺繁琐、回收能耗高、回收的CO₂中含有大量的水分等问题，从而提供一种基于固体氧化物燃料电池的CO₂捕集系统。

为此，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供了一种基于固体氧化物燃料电池的CO₂捕集系统，包括，至少一组换热器，所述换热器与固体氧化物燃料电池排放的含CO₂和水蒸气的尾气的出口相连通，以将固体氧化物燃料电池排放的含CO₂和水蒸气的尾气送入所述换热器内与冷却介质换热；