[发明专利]CO2

说明书

COsubgt;2/subgt;近零排放的整体煤气化燃料电池系统及方法，本发明在基于高温燃料电池的煤气化燃料电池发电系统中实现了COsubgt;2/subgt;捕集，能够使得系统的COsubgt;2/subgt;的排放量降低95％以上，大大提高了煤气化燃料电池发电系统的环保特性，同时通过阳极出口气体的回收，提高系统的燃料利用率和发电效率，发电效率达到50％以上，从而能够实现煤炭资源的清洁高效低碳利用。

技术领域

本发明属于发电技术领域，尤其涉及一种CO₂近零排放的整体煤气化燃料电池系统及方法。

背景技术

煤制合成气是一种低成本的煤炭清洁高效利用的方式，合成气进一步通过燃料电池高效发电，可以实现清洁高效灵活的煤基发电多联产，是煤基发电的根本性变革，成为21世纪各国竞相研究的热点。

在整体煤气化联合循环发电(IGCC)的基础上发展的煤气化燃料电池发电技术(IGFC)，可实现煤基发电由单纯热力循环发电向电化学和热力循环复合发电的技术跨越，大幅提高煤电效率，在高效发电的同时能够实现污染物近零排放和负荷快速响应，被视作未来最有发展前景的近零排放煤气化发电技术。

燃料电池中的高温燃料电池，包括熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate FuelCell,MCFC)和固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)。对于MCFC，由于需要CO₂和空气中的氧气作为氧化剂，CO₂和氧气在MCFC阴极催化转化为CO₃^2－，CO₃^2－通过电解质层到达阳极与H₂和CO反应生成水和CO₂，这一过程能够利用燃煤电厂烟气中的CO₂，将CO₂浓缩达到CO₂富集而捕获的目的。对于SOFC，阴极采用空气，阳极采用碳氢燃料，实现了燃料和氧化剂的分离，在阳极可实现CO₂的富集。因此，在IGFC系统的基础上进一步实现CO₂捕集，有利于推动低碳经济的发展。在我国当前能源新形势下，发展高效、低碳、清洁、灵活的IGFC发电技术对保障我国能源安全与促进燃煤发电行业的可持续发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CO₂近零排放的整体煤气化燃料电池发电系统及方法，本发明在基于高温燃料电池的IGFC中实现了CO₂捕集，能够使得系统的CO₂的排放量降低95％以上，大大提高了IGFC系统的环保特性，同时通过阳极出口气体的回收，提高系统的燃料利用率和发电效率，发电效率达到50％以上，从而能够实现煤炭资源的清洁高效低碳利用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：