[发明专利]电解装置

说明书

本发明涉及电解装置。更具体但非排它性地，本发明涉及流体产生 装置(fluid generating apparatus)。本发明的实施方案涉及氢产生装置， 比如结合有电解电池的氢产生装置。

水电解用作制备氢的简单明了的技术。水经电解以在阳极产生氧 气，在阴极产生氢气。氢气随后可以被储存起来。

根据本方面的一个方面，提供了电解装置，所述电解装置包括：用 于电解第一流体以产生产物流体的电解电池；用于电解燃料和加热第二 流体的燃料电池；用于将加热的第二流体从燃料电池转移到电解电池从 而提供热以驱使第一流体在电解电池中电解的机构。

在一个实施方案中，电解装置可以经设置以产生流体，比如气体。 所述气体可以是氢气或者一氧化碳。

在一个实施方案中，第一流体可以包括水。在该实施方案中，产物 流体可以包括氢气。在另一实施方案中，第一流体可以包括二氧化碳。 在此实施方案中，产物流体可以包括一氧化碳。

电解电池可以经设置以在800-1000℃范围的温度下操作。本发明优 选实施方案的优点在于该装置适于将低热值的流体转变成高热值的流 体。

燃料电池可以包括固体氧化物燃料电池。电解电池可以包括固体氧 化物电解电池。燃料电池和电解电池可以各自是同一电解堆(electrolysis stack)的一部分。

第二流体转移机构可以包括第二流体转移设备。在一个实施方案 中，燃料电池包括用于电解燃料以提供燃料产物的阳极。在该实施方案 中，燃料电池包括用于将燃料供给燃料电池的燃料供给机构。燃料电池 可以包括用于从燃料电池排出燃料产物的排放设备。

电解装置可以进一步包括燃料循环设备以将至少一些燃料产物循 环到燃料电池。燃料循环设备可以循环至少一些燃料产物到燃料供给设 备。循环设备可以包括燃料循环器械，比如喷射器，其可以携带上述燃 料产物以从燃料电池循环所述燃料产物。燃料循环器械优选设置在燃料 供给设备中。

电解装置可以包括燃料转换器以将前体燃料转换成燃料。前体燃料 可以包括烃燃料，优选烷烃，比如甲烷。燃料转换器提供的燃料可以包 括氢气，也可以包括一氧化碳。在优选实施方案中，燃料转换器可以包 括重整器。

电解装置优选包括加热机构以加热前体燃料从而实现上述转换。加 热机构可以包括热流体供给组件以将加热流体转移到燃料转换器。加热 流体供给组件可以经设置以将第二流体的热量转移到燃料转换器。

加热机构可以包括具有第一和第二传热侧的换热器。加热流体可以 沿着第一侧通过，前体燃料可以沿着第二侧通过以被转换成燃料。

燃料电池可以包括阴极，在该处第二流体的组分被阴极电解。燃料 电池可以包括第二流体供给机构以将第二流体供给燃料电池。第二流体 的上述电解的组分可以包括氧气。在优选实施方案中，第二流体包括空 气。

在一个实施方案中，电解电池可以包括阴极以电解第一流体。在该 实施方案中，电解电池包括第一流体供给设备以将第一流体供给电解电 池。电解电池可以包括产物流体排放设备以将产物流体从电解电池排 出。

电解装置可以包括燃烧器以提供燃烧产物。优选地，燃烧器经设置 以燃烧来自燃料电池的至少一些燃料产物。

电解装置可以包括第二流体供给设备以将第二流体供给燃料电池。 第二流体供给设备可以包括压缩器以压缩第二流体。第二流体供给设备 可以包括流体循环器械以将燃烧产物从燃烧器循环到燃料电池。流体循 环器械可以包括流体循环喷射器，其可以携带上述燃烧产物。

第二流体供给设备可以经设置以供给第二流体到燃料电池的阴极 侧。

电解装置可以包括第二流体排放设备以从电解电池排出第二流体。

至少一些排出的第二流体可以供给燃烧器供燃烧。来自燃烧器的燃 烧产物可以包括燃烧的排出的第二流体。

电解装置可以包括燃气轮机设备，并可以具有涡轮机供给机构以将 一些排放的第二流体供给涡轮机。优选地，涡轮机连接到压缩器，在该 处涡轮机可以驱动压缩器。

电解装置可以包括蒸发器以从排放的第二流体中回收热量，其可以 被从燃气轮机递送到蒸发器。

电解装置可以进一步包括产物流体循环设备以将至少一些产物流 体循环到电解电池。产物流体循环设备可以循环至少一些产物流体到第 一流体供给设备。