[发明专利]集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统有效
| 申请号： | 201210007215.7 | 申请日： | 2012-01-11 |
| 公开（公告）号： | CN102569859A | 公开（公告）日： | 2012-07-11 |
| 发明（设计）人： | 段立强;黄科薪;杨勇平 | 申请（专利权）人： | 华北电力大学 |
| 主分类号： | H01M8/06 | 分类号： | H01M8/06;F01D15/10 |
| 代理公司： | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人： | 张文宝 |
| 地址： | 102206 北京市*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 集成 otm 加压 co sub 排放 sofc gt at st 复合 动力 系统 | ||
1.集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：
空气压缩机(1)依次与第一换热器(2)、第二换热器(3)串联后接入SOFC电池堆(4)的阴极；燃料压缩机(9)依次与第三换热器(17)、第四换热器(8)、预重整器(7)串联后接入SOFC电池堆(4)的阳极；SOFC电池堆(4)的阳极排气分为两路：一路接入预重整器(7)进行循环，另一路接入后燃室(5)燃烧；SOFC电池堆(4)的输出端与直流/交流转换器(6)连接；
SOFC电池堆(4)的阴极排气接入OTM模块(14)的入口，OTM模块(14)的纯氧出口依次与第三换热器(17)、冷却器(18)、带中间冷却器的空气压缩机(19)串联后接入后燃室(5)；OTM模块(14)的贫氧出口与空气透平(15)、第一换热器(2)、第四换热器(8)串联后接入余热锅炉及汽轮机系统(10)；余热锅炉及汽轮机系统(10)的排气接入冷凝器(20)串联后分为两路，一路通过二氧化碳压缩机(21)接入后燃室(5)，另一路接入带中间冷却器的二氧化碳压缩机(22)，制备液态CO2；
后燃室(5)的排气依次与燃气透平(12)、第二换热器(3)串联后接入余热锅炉及汽轮机系统(10)，进行余热回收。
2.根据权利要求1所述的集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述OTM模块(14)及其单元由两级压缩机、冷却器、气-气热交换器、氧离子传输膜串联组成；氧离子传输膜是只渗透氧气的致密、选择性渗透膜，以达到分离提取纯氧的效果；OTM模块(14)的工作温度通常为700℃-1000℃。
3.根据权利要求2所述的集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述氧离子传输膜的膜两侧氧气压力差是OTM模块(14)分离氧气的驱动力，进料侧的氧气分压力要高于渗透侧的氧气分压力。
4.根据权利要求1所述的集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述的CO2回收单元由冷凝器、带中间冷却器的四级二氧化碳压缩机(22)、冷却器串联组成，低温燃烧尾气通过冷凝器析出水，得到干燥高纯度的CO2气体，再通过四级间冷压缩机压缩液化。
5.根据权利要求1所述的集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述余热锅炉及汽轮机系统(10)与第一发电机(11)连接，并驱动其发电。
6.根据权利要求1所述的集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述燃气透平(12)与第二发电机(13)连接，并驱动其发电。
7.根据权利要求1所述的集成OTM的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述空气透平(15)与第三发电机(16)连接，并驱动其发电。
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