[发明专利]一种生物质气燃料电池建筑热电联供系统

说明书

本申请公开了一种生物质气燃料电池建筑热电联供系统，属于能源清洁高效利用技术领域。该系统包括燃料电池电堆模块，生物质气化气供应模块和空气供应模块。相较于传统的生物质气燃料电池建筑热电联供系统，本申请的创新点在于：在充分利用燃料电池电堆模块尾气余热的基础上，利用了生物质气化气供应模块中的气固分离子模块的高温灰分和干燥子模块生成的高温合成气的热能预热气化子模块中的气化剂，以实现生物质气化气供应模块内的热自洽；同时，还利用了生物质气化气供应模块的干燥子模块分离出的高温水蒸气的热能预热空气供应模块中的空气；最后，将各个热能利用过程未用完的余热整合用于向系统外界的热用户提供热能，极大提高了系统的效率。

技术领域

本申请涉及能源清洁高效利用技术领域，尤其涉及一种生物质气燃料电池建筑热电联供系统。

背景技术

隶属于分布式供能系统的小型热电联供系统(英文：Combined heating andpower，简称：CHP)可将高品质的电能与低品质的热能有效整合在一个系统中同时供给用户端，实现能源的梯级利用，同时减少能源在传递和分配过程中的浪费。然而基于蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机等传统热力原动机的CHP系统仍摆脱不了卡诺循环对热机效率的限制和化石燃料燃烧所带来的相关污染物排放问题。固体氧化物燃料电池(英文：Solid OxideFuel Cell，简称：SOFC)除了具有一般燃料电池高效率、低污染的优点外，其最大特点是工作温度可达500～1000℃，具有较高的余热品质。因而基于SOFC的CHP系统(SOFC-CHP)具有较高的热、电效率，能够减少污染物的排放，恰好能弥补传统CHP系统的缺陷，因此受到国内外研究者的广泛关注。

已有SOFC-CHP系统多以天然气、煤气化气等作为燃料，仍然摆脱不了对化石燃料的依赖。目前国家提出的“2030碳达峰、2060碳中和”的目标下，采用清洁燃料替代化石燃料迫在眉睫。生物质能源是一种清洁高效、储量丰富、分布广泛的优质可再生清洁能源，其资源分散程度较高，特别适合应用于分布式供能系统，且其气化过程具有和SOFC发电相似的运行温度。因此，气化后的生物质气化气特别适合代替天然气等化石燃料作为SOFC的燃料，据此构建一种生物质气SOFC-CHP系统，可进一步降低SOFC-CHP系统的污染物排放，是一种清洁高效的可持续建筑用能方式。

目前关于生物质气燃料电池热电联供系统的研究大多直接将生物质气化模块与燃料电池电堆模块直接连接，且只利用燃料电池电堆高温尾气作为余热利用的热源以及向用户提供所需热量，并未考虑生物质气化模块可回收利用的余热，因此，尚未实现整个生物质气燃料电池热电联供系统的余热高效综合利用。

发明内容

本申请实施例的一种生物质气燃料电池建筑热电联供系统，目的在于解决现有生物质气燃料电池建筑热电联供系统余热利用不充分的技术缺陷，提出一种可综合利用燃料电池电堆尾气余热和生物质气化过程中产生的高温余热的新型生物质气燃料电池热电联供技术。

本发明实施例通过下述技术方案解决上述技术问题：