[发明专利]在热回收蒸汽发生器中的燃料电池集成

权利要求书

1.使用包含阳极和阴极的集成熔融碳酸盐燃料电池生产电的热回收蒸汽发生器HRSG，所述HRSG包括：

形成在接收气流的入口与排出至少一部分所接收气流的出口之间延伸的流路的外壳；

延伸至流路中的一个或多个换热器；和

位于该外壳内且包括多个具有阴极入口的熔融碳酸盐燃料电池的燃料电池屏，燃料电池屏在流路中定向使得熔融碳酸盐燃料电池的阴极入口接收实质上所有所接收气流，多个熔融碳酸盐燃料电池还具有多个流体暴露于流路的阴极出口以将阴极排气排放至流路。

2.权利要求1的HRSG，其中燃料电池屏位于一个或多个换热器上游和/或管道燃烧器下游的流路中，其中管道燃烧器位于HRSG内。

3.权利要求2的HRSG，其中阴极排气包含在向燃料电池屏下游的一个或多个换热器提供热的流路中的实质上所有气体，且任选其中外壳的在燃料电池屏处的第一横截面积是第一横截面积下游的第二横截面积的至少两倍，其中一个或多个换热器位于第一横截面积中。

4.权利要求2的HRSG，其中燃料电池屏位于一个或多个换热器的第一换热器下游和一个或多个换热器的第二换热器上游的流路中，且任选其中阴极排气包含在向第二换热器提供热的流路中的实质上所有气体。

5.权利要求4的HRSG，其中外壳的在燃料电池屏处的第一横截面积是第一横截面积下游的第二横截面积的至少两倍，其中第二换热器位于第一横截面积中。

6.权利要求2的HRSG，其中满足以下一项或多项：确定燃料电池屏的尺寸以将阴极排气中CO₂浓度相对于所接收气流减少至少65％；多个熔融碳酸盐燃料电池以大于1500mA/m²的电流密度运行；燃料屏的层包括至少5个燃料电池堆；燃料电池屏中的多个熔融碳酸盐燃料电池包括多层熔融碳酸盐燃料电池，任选其中燃料电池屏中的多层熔融碳酸盐燃料电池流体设置以提供所接收气流的并行加工；提供外壳的横截面积以产生对于所接收气流的至少4m/s的表面速度；和提供外壳的在燃料电池屏处的横截面积以产生对于所接收气流4m/s或更小的表面速度。

7.权利要求2的HRSG，其中HRSG进一步包括含有第二多个熔融碳酸盐燃料电池的第二燃料电池屏。

8.使用位于热回收蒸汽发生器内部的熔融碳酸盐燃料电池处理废气以减少CO₂的方法，包括使用根据权利要求2-7中任一项的HRSG处理废气。

9.根据权利要求1-7中任一项的热回收蒸汽发生器HRSG在使用位于HRSG内部的熔融碳酸盐燃料电池处理废气以减少CO₂的方法中的用途，所述方法包括：

通过HRSG的入口接收含CO₂废气以形成所接收气流；

传送所接收气流通过包含多个熔融碳酸盐燃料电池的燃料电池屏以产生包含比所接收气流少至少50体积％CO₂的阴极废气，燃料电池屏位于HRSG内，其中实质上所有所接收气流送入熔融碳酸盐燃料电池的阴极段；将阴极废气送入第一换热器；和

将阴极废气送入排气管中。

10.权利要求9的用途，其中所述方法进一步包括在将所接收气流送入燃料电池屏之前将所接收气流送入管道燃烧器中，所接收气流任选以至少4m/s的表面速度送入管道燃烧器中。

11.权利要求9或10的用途，其中：

所述方法进一步包括将所接收气流以4m/s或更小的表面速度送入燃料电池屏中；所述方法进一步包括将阴极废气以至少4m/s的表面速度送入第一换热器中；

通过HRSG的入口接收的含CO₂废气具有至少4m/s的表面速度；或者

其组合。

12.权利要求11的用途，其中燃料电池屏包括第一层和第二层，且所述方法进一步包括将所接收气流分成至少第一气流部分和第二气流部分，将所述第一气流部分送至第一层，将所述第二气流部分送至第二层。

13.权利要求12的用途，进一步包括在将所接收气流送入燃料电池屏中以前将所接收气流送至第二换热器中。