[发明专利]集成OTM阴极排气产氧的加压CO2零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统

权利要求书

1.集成OTM阴极排气产氧的加压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（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）的原料侧入口，OTM模块（14）的原料侧出口与空气透平（15）串联后接入余热锅炉及汽轮机系统（10）；OTM模块（14）的渗透侧出口依次与第四换热器（17）、第二冷却器（22）、带中间冷却器的氧气压缩机（23）串联后接入后燃室（5）；后燃室（5）的出口依次与燃气透平（12）、第二换热器（3）、第三换热器（8）、第一换热器（2）串联后接入余热锅炉及汽轮机系统（10），进行余热回收；余热锅炉及汽轮机系统（10）的系统尾气与冷凝器（19）串联后分两路，一路通过二氧化碳压缩机（18），并串联第四换热器（17）后接入后燃室（5），另一路接入带中间冷却器的二氧化碳压缩机（20）及第一冷却器（21），制备液态CO₂。

2.根据权利要求1所述的集成OTM阴极排气产氧的加压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）的原料侧和渗透侧之间采用氧离子传输膜；氧离子传输膜为只渗透氧气的致密、选择性渗透膜，以达到分离提取纯氧的效果；OTM模块（14）的工作温度为700°C -1000°C。

3.根据权利要求2所述的集成OTM阴极排气产氧的加压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，原料侧的氧气分压力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阴极排气产氧的加压CO₂零排放SOFC/GT/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述的带中间冷却器的二氧化碳压缩机（20）由冷凝器、四级压缩机、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及冷却器压缩液化。

5.根据权利要求1所述的集成OTM阴极排气产氧的加压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阴极排气产氧的加压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阴极排气产氧的加压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。