[实用新型]六罐循环式沼气双路SOFC阳极燃料供给系统

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源领域，特别涉及用于固体氧化物燃料电池(简称：SOFC)的阳极燃料供给系统。

背景技术

当今世界能源问题和环境保护问题已成为“人类面临的最大威胁”的严重问题，工业和农业的发展离不开能源的开发；人类生存离不开环境保护。能源的开发与环境保护必须统筹考虑。SOFC发电系统具有发电效率高、无噪音和无污染等优点。但是，SOFC发电系统中所用的阳极燃料，应用比较成熟技术都采用天然气、石油和煤炭中提炼的甲烷、煤气等富氢气体做燃料。富氢气体燃料都来自一次性(化石)能源，不能再生。且从煤炭中制取煤气，严重污染环境。

近期，有人提出以城市垃圾为原料，发酵产生沼气做SOFC阳极燃料的专利技术。该专利采用单一发酵罐生成沼气气体，产生沼气的流量和压力都不够稳定。必将影响在沼气中提取甲烷气体的纯度。甲烷气体的纯度、流量和压力的不稳定等因素，也将影响甲烷气体在燃料重整装置中的氢气提纯效果。阳极燃料带有二氧化碳等其它气体。导致SOFC碳中毒，SOFC发电效率降低。直至SOFC发电系统报废。同时，由于SOFC的阳极燃料供给系统不稳定，迫使SOFC发电系统发生停机或再启动状态。从而，诱发SOFC发电系统的故障；SOFC发电系统的故障也导致局域供电网故障事故的发生。

总之，背景专利由于采用单罐生成沼气技术，并且在沼气脱硫、甲烷提纯和甲烷提取氢气的燃料重整等技术环节，都是单路系统设计。在沼气渣的清除、新的沼气原料添加环节、在沼气脱硫、甲烷提纯和甲烷提取氢气的燃料重整等部位，都存在原材料或易损元件更换问题。上述问题的存在，是无法保证SOFC发电系统连续运行的基本要求。所以，背景专利技术仅是一种概念技术，缺乏实际使用的价值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术单罐生成沼气和单路阳极燃料供给系统存在的缺欠，设计六罐循环式沼气双路SOFC阳极燃料供给系统，实现沼气流量大和运行压力平稳，保证SOFC阳极燃料系统的不间断供给，达到固体氧化物燃料电池(SOFC)能够实际运行的目的。

为实现本实用新型的目的，给出具体的技术方案如下。

一种六罐循环式沼气双路SOFC阳极燃料供给系统，有沼气产生系统和阳极燃料供给系统；所述的沼气产生系统的结构包括产生沼气的发酵罐、混合粉碎秸秆和甲烷发酵菌的搅拌机9、沼气存储罐66构成；所述的阳极燃料供给系统的结构按顺序包括沼气脱硫装置、甲烷提纯装置、燃料升温及蒸汽发生装置、高温重整装置、低温重整装置、气水分离装置，阳极燃料供给系统的前后装置之间有管道连通；其特征在于，所述的沼气产生系统有6套构成六罐循环式沼气产生系统；搅拌机9输出的粉碎秸秆和甲烷发酵菌经传送带10分别进入一号发酵罐1、二号发酵罐2、三号发酵罐3、四号发酵罐4、五号发酵罐5和六号发酵罐6，6个发酵罐在同一时间的工作状态均不相同；6个发酵罐产生的沼气经输出阀门进入沼气存储罐66；所述的阳极燃料供给系统是由A路阳极燃料供给系统和B路阳极燃料供给系统构成双路固体氧化物燃料电池阳极燃料供给系统；在A路阳极燃料供给系统和B路阳极燃料供给系统所对应的相同装置的输入端之间都用管道相连通，A路阳极燃料供给系统和B路阳极燃料供给系统所对应的相同装置的输出端之间都用管道相连通，各装置在靠近输入端和输出端处均装有阀门。

所述的6个发酵罐均与固体氧化物燃料电池(SOFC)的高温尾气315接通，为发酵罐提供发酵温度。

所述的6个发酵罐的沼气废渣20均进入烘干装置24；烘干装置24由高温阴极燃料尾气317供热；最后由包装机25打包用作肥料。

本实用新型的六发酵罐循环产生沼气装置，可依次循环达到沼气的连续生产的过程。能够使SOFC阳极燃料供给系统具有沼气流量和压力运行平稳、沼气供给流量大且连续不间断的特点；并且有利于发酵罐的检修维护。

双路燃料供给系统可以保证SOFC阳极燃料供给系统的连续运行，在A路系统处在工作运行状态时，B路系统可以处在周期性维护保养或备用状态。B路系统维护保养工作包括：沼气脱硫装置的脱硫剂的更换、在甲烷提纯装置和低温重整装置中的吸附剂达到饱和状态时，将吸附塔进行降压处理，再进行抽真空，使吸附剂上的二氧化碳气体全部释放出来。B路系统另一个功能是为防止A路系统处在工作状态中的某一装置出现突发运行故障时，通过该装置的输入端和输出端与B路系统所对应相同装置的输入端和输出端之间的连接管道，及时将所对应的B路系统备用装置切换到A路系统中，保证A路系统的燃料不间断供给。并隔离出故障装置，以便及时排除故障。