[发明专利]SOFC系统和操作SOFC系统的方法

权利要求书

1.SOFC系统（1），其包括：

-用于将气态烃流（100）和蒸汽（404）重整成富氢气体（103）的燃料重整器（102），

-包括阳极（4）和阴极（3）的固体氧化物燃料电池堆（2），其用于使富氢气体（103）和阴极空气流（204）进行电化学反应以产生电、阳极废气流（104）和阴极贫化空气流（205），其中阳极废气流（104）和阴极贫化空气流（205）保持分离，

-用于燃烧阳极废气流（104）和新鲜空气流（300）的混合物以完全燃烧和产生用于燃料重整器（102）的热的燃烧器（105），其中，所述新鲜空气流（300）被进料至燃烧器（105），

其特征在于

-所述燃料重整器（102）仅接收所述气态烃流（100）和蒸汽（404），

-所述燃料重整器（102）和燃烧器（105）为紧凑性、更好的热整合和更少的热损失的目的被集成在同一单元中，从而在所述燃烧器（105）中产生热，该热被转移至燃料重整器（102），以控制所述燃料重整器（102）中的预重整率，

-提供了控制单元（601）和鼓风机（302），所述控制单元（601）被配置成通过鼓风机（302）控制新鲜空气流（300）的质量流速，使得向所述燃料重整器（102）提供热来重整所述气态烃流（100）和蒸汽（404），和使得燃烧器废气流（106）提供用于产生蒸汽（404）的足够的热，

-在所述燃烧器（105）之后设置有至少一个热交换器（107），其是蒸发器，以冷却所述燃烧器废气流（106）和加热冷凝水（403）来产生蒸汽（404），

-将来自所述热交换器（107）的蒸汽（404）进料至所述燃料重整器（102），

-燃烧器废气流（106）被冷却以产生冷凝水（403），从而不需要外部水管线，

其中，温度传感器（700）被设置用于感测富氢气体（103）的温度，其中控制单元（601）响应温度传感器（700）以控制鼓风机（302）将燃烧器废气流（106）的氧含量保持在预选范围，以便向燃料重整器（102）提供足够的热。

2.根据权利要求1所述的SOFC系统，其中所述燃烧器废气流（106）在通过所述蒸发器（107）之后被进料到至少一个另外的热交换器（109、111）以冷却和冷凝燃烧器废气流（106）来产生包含冷凝水（403）的冷却的燃烧器废气流（108），并且其中冷却的燃烧器废气流（108）被进料至分离器（113），以将冷却的燃烧器废气流（108）分离成冷凝水（403）和残余废气（112）。

3.根据前述权利要求中的一项所述的SOFC系统，还包括第二气态烃流（500），其与所述燃烧器（105）连接以在所述系统的加热阶段期间提供额外的热。

4.根据权利要求1或2所述的SOFC系统，其中在鼓风机（302）之后设置有阀（800），其中阀（800）由控制单元（601）控制，并且其中阀（800）将空气流（200）分成阴极空气流（204）和新鲜空气流（300）。

5.根据权利要求1或2所述的SOFC系统，其中过滤器（122）被设置成过滤冷凝水（403）。