[发明专利]一种固体氧化物燃料电池发电系统

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池发电系统，包括阴极纯氧回路、阳极原料气回路、燃烧回路；通入纯氧的阴极纯氧回路依次与第一换热器、固体氧化物燃料电池的阴极连接；通入纯水、天然气的阳极原料气回路与还原气体回路相互连接后、再依次与第二换热器、重整器、固体氧化物燃料电池的阳极连接；固体氧化物燃料电池的阴极、阳极排出的气体均与燃烧器连接；通入天然气、纯氧的燃烧回路依次与燃烧器、第一换热器、重整器、第二换热器连接，并排出二氧化碳气体。本一种固体氧化物燃料电池发电系统，结构简单，不仅实现对天然气水蒸气的充分利用，而且对固体氧化物燃料电池尾气进行处理，保障其排出的二氧化碳浓度更高，更加环保。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池发电系统。

背景技术

目前以石化能源为主的能源体系将会对环境造成一定的污染，为解决环境污染问题，急需一种环境友好的新能源技术。

新能源技术中固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种可以将燃料中的化学能转化为电能的装置，其工作温度为500～1000℃。由于工作温度高，SOFC可以把化石能源、生物质能源转化的碳氢化合物直接作为燃料，经过外部或内部重整反应，及电极内的电化学反应，把化学能高效地转化成电能。与其他燃料电池相比，SOFC燃料灵活、不需要昂贵的催化剂、环境友好、转化率高等优点，但也存在一些新挑战。

现有SOFC发电系统技术中，天然气水蒸气重整过程中水蒸气未得到充分利用，同时燃烧的烟气及固体氧化物燃料电池尾气二氧化碳纯度低且成分庞杂，回收经济价值低，大多直接排放，无法满足当经社会对碳排放的要求。

发明内容

本发明提供一种固体氧化物燃料电池发电系统，结构简单，不仅实现对天然气水蒸气的充分利用，而且对固体氧化物燃料电池尾气进行处理，保障其排出的二氧化碳浓度更高，更加环保。

为实现上述目的，本一种固体氧化物燃料电池发电系统，包括阴极纯氧回路、阳极原料气回路、燃烧回路以及还原气体回路；

通入纯氧的阴极纯氧回路依次与第一换热器、固体氧化物燃料电池的阴极连接；

通入纯水、天然气的阳极原料气回路与还原气体回路相互连接后、再依次与第二换热器、重整器、固体氧化物燃料电池的阳极连接；

固体氧化物燃料电池的阴极排出的气体通过阴极支路与燃烧器连接、阳极排出的气体通过阳极支路与燃烧器连接；

通入天然气、纯氧的燃烧回路依次与燃烧器、第一换热器、重整器、第二换热器连接，并排出二氧化碳气体。

进一步的，所述阳极原料气回路包括水蒸气发生支路、天然气重整支路；

通入纯水的水蒸气发生支路先与第四换热器连接，再分别作为低温水蒸气输出、与第三换热器连接作为高温水蒸气输出；

通入天然气的天然气重整支路与高温水蒸气管路、还原气体回路相互连接混合后、再与第二换热器连接；

燃烧回路与第二换热器连接后、再与第三换热器、第四换热器连接。

进一步的，所述还原气体回路包括通入氮气的氮气供应支路、通入氢气的氢气供应支路；

所述氮气供应支路、氢气供应支路上分别从气体进入方向依次设有第一压力变送器、第一电磁阀、第一流量控制器、第一单向阀。

进一步的，所述燃烧回路包括天然气供应支路、纯氧供应支路；

天然气供应支路、纯氧供应支路上分别从气体进入方向依次设有第二压力变送器、第二电磁阀、第二流量控制器、第二单向阀、回火阀。

进一步的，所述水蒸气发生支路上从气体进入方向依次设有发生压力变送器、发生脱硫器、发生过滤器、发生电磁阀、发生流量控制器、发生单向阀；