[发明专利]一种合成气燃料电池发电系统及发电方法

说明书

本发明公开一种合成气燃料电池发电系统及发电方法，涉及燃料电池技术领域，为提供一种能够实现合成气高效发电、实现CO₂捕集的燃料电池发电系统而发明。合成气燃料电池发电系统包括燃料电池组件、燃烧器、阳极换热器和第一阴极换热器，燃烧器包括第一进气端、第二进气端和出气端，第一进气端用于通入氧气，阳极换热器的合成气进气口用于通入合成气，合成气出气口与燃料电池组件的阳极进气口连通，换热器进气口与燃料电池组件的阳极出气口连通，换热器出气口与所述第二燃烧进气端连通，燃烧器生成的高温气体也通入第一阴极换热器，以对含氧气体进行预热。本发明合成气燃料电池发电系统及发电方法用于提高电池工作性能。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种合成气燃料电池发电系统及发电方法。

背景技术

固体氧化物燃料电池发电系统是一种清洁、高效的能量转化系统，以天然气等气态烃类或氢气、一氧化碳等为燃料，将燃料中的化学能转化为电能。采用天气燃作为燃料时，首先要采用重整器对天然气进行重整，产生氢气和一氧化碳等有效气体。

煤气化生成的合成气中也含有氢气、一氧化碳等有效燃料气体，若将煤气化生成的合成气充分利用，以进行发电，将会大大降低燃料电池发电系统的发电成本(因为合成气相比天然气价格低廉)，且可起到节能环保的功效。

如果将合成气直接通入现有的以天然气作为燃料的燃料电池发电系统中进行发电时，会存在下述技术问题：一是现有燃料电池发电系统不能对合成气进行高效的发电；二是未实现CO₂捕集，因为目前全球对温室气体排放越来越关注，利用煤炭发电面临巨大的CO₂减排压力，所以设计一种能够利用合成气高效发电、实现CO₂捕集的发电系统是很有必要的。

发明内容

本发明的实施例提供了一种合成气燃料电池发电系统及发电方法，主要目的是提供一种能够实现合成气高效发电、实现CO₂捕集的燃料电池发电系统。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种合成气燃料电池发电系统，包括：

燃料电池组件，所述燃料电池组件用于将合成气和含氧气体产生电能；

燃烧器，所述燃烧器包括第一进气端、第二进气端和出气端，所述第一进气端用于通入氧气；

阳极换热器，所述阳极换热器包括合成气进气口、合成气出气口、换热器进气口和换热器出气口，所述合成气进气口用于通入所述合成气，所述合成气出气口与所述燃料电池组件的阳极进气口连通，所述换热器进气口与所述燃料电池组件的阳极出气口连通，所述换热器出气口与所述燃烧器的第二进气端连通；

第一阴极换热器，所述第一阴极换热器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通，所述第一端口用于通入所述含氧气体，所述第二端口与所述燃料电池组件的阴极进气口连通，所述第三端口与所述燃烧器的出气端连通；

水分离装置，所述水分离装置的进气口与所述第一阴极换热器的第四端口连通，所述水分离装置的出气口用于排出分离得到的捕集气体，所述捕集气体包括二氧化碳。

可选的，所述第一阴极换热器的第四端口排出的部分烟气通入所述燃烧器的第一进气端，以控制所述燃烧器的出气端温度为800-900℃。

可选的，所述合成气燃料电池发电系统还包括：

第二阴极换热器，所述第二阴极换热器包括第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口，所述第一进气口和所述第一出气口连通，所述第二进气口和所述第二出气口连通，所述第一进气口与所述第一阴极换热器的第二端口连通，所述第一出气口与所述燃料电池组件的阴极进气口连通，所述第二进气口与所述燃料电池组件的阴极出气口连通。