[实用新型]一种高温燃料电池耦合发电系统

说明书

一种高温燃料电池耦合发电系统，该系统包括燃料净化器、气体混合器、换热器、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、风机、催化燃烧器和DC/AC转换器；本实用新型通过固体氧化物燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池进行耦合，可提高燃料电池中的燃料利用率，提高系统的发电效率；通过对系统中换热器的布置，实现对热能的充分利用，提高系统的发电效率和综合能量利用效率；系统采用二次燃料和二次空气作为补充，可以提高系统的燃料适应特性，不仅可以利用天然气、煤制气等燃料，还可以采用低热值的煤层气、生物质气等燃料。

技术领域

本实用新型属于发电技术领域，尤其涉及一种高温燃料电池耦合发电系统。

背景技术

清洁高效、绿色低碳是化石能源未来发展的主题。燃料电池发电技术能够将化石燃料的化学能通过电化学反应转化为电能，实现化石能源的清洁高效、绿色低碳发展需求。特别是工作温度超过 500℃的高温燃料电池，发电效率可以超过50％，可实现污染物和CO₂近零排放。高温燃料电池因无热力学循环从而超越了热机的卡诺循环效率限制，发电效率可以达到50％～60％，热电转化效率可达85％～ 90％，而且高温燃料电池的发电效率与系统容量不直接相关，具有小型高效的突出优点。在环保方面，与内燃机和燃气轮机相比，高温燃料电池工作温度低(1000℃以下)，在反应过程中燃料与空气分别在两个腔室中进行反应，反应产生的NOx大大降低，仅为同等容量内燃机的1/100；对燃料进行前处理，去除燃料中的硫份，大大降低了SOx的排放浓度。高温燃料电池可应用于分布式发电、固定式发电等领域，是未来火力发电的重要发展方向。

高温燃料电池根据电解质的不同可以分为两类：(1)熔融碳酸盐燃料电池(MoltenCarbonate Fuel Cell，MCFC)和(2)固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)。SOFC一般工作在700℃～800℃，工作效率高，但是系统容量放大较为困难，而熔融碳酸盐燃料电池一般工作在600℃～700℃，系统容量易于放大，但是工作效率较SOFC偏低。为了能够发挥MCFC和SOFC的各自优势，本实用新型提供了一种高温燃料电池耦合发电系统，以提高燃料电池系统的发电效率和系统容量。

发明内容

为了进一步提高高温燃料电池发电系统的发电效率和系统容量，本实用新型提供了一种高温燃料电池耦合发电系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：