[发明专利]低浓度煤层气辅助电解CO2/H2O制备合成气方法及装置

权利要求书

1.一种低浓度煤层气辅助电解CO₂/H₂O制备合成气方法及装置系统，所述方法：

在原有SOEC高温共电解制备合成气的基础上，耦合了煤层气部分氧化与尾气催化燃烧两个反应，二者辅助SOEC高温共电解过程的进行，实现了以废制废。与原来阳极通入空气的传统模式相比，阳极通入煤层气取代空气可有效降低工作电压，电堆甚至能实现自发运行，若辅以一定的外加电压，则可实现过程的高效运行，极大的降低了电堆的电耗水平。同时煤层气经电堆内部部分氧化后所得的低品质产物，通过催化氧化可以为原料气预热，从而进一步降低了原过程的能耗水平，实现整个过程的低能耗运行。

2.根据权利要求1所述，其所述低浓度煤层气浓度范围为3％～80％。

3.根据权利要求1所述，其所述低浓度煤层气主要成分CH_n中n＝0～4。

4.根据权利要求1所述，其所述SOEC设备由阳极、电解质、阴极和外接电源组成。

5.根据权利要求4所述，其所述SOEC阳极材料为Ni-YSZ、Ni-GDC、Ni-LSGM、La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O_3-δ(LSCM)、Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ(SFM)、La_0.4Sr_0.6Co_0.2Fe_0.7Nb_0.1O_3-δ(LSCFN)、Pr_0.4Sr_0.6Co_0.2Fe_0.7Nb_0.1O_3-δ(PSCFN)等。

6.根据权利要求4所述，其所述SOEC阴极材料为La_0.5Sr_0.5Co_3-δ(LSC)、Sm_0.5Sr_0.5Co_3-δ(SSC)、La_0.5Sr_0.5Co_0.2Fe_0.8O_3-δ(LSCF)、La_0.8Sr_0.2MnO_3-δ(LSM)、Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ(BSCF)等。

7.根据权利要求4所述，其所述SOEC电解质材料为氧化锆系电解质、氧化铈系电解质、LaGaO₃钙钛矿系电解质。