[发明专利]一种基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统及其工作方法

说明书

本发明涉及一种基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统及其工作方法，属于燃料电池发电综合利用领域，具体用于固体氧化物燃料电池尾气的回收利用。本发明包括固体氧化物燃料电池集成设备、尾气冷凝器、中温水罐、高温水罐和蒸汽发生器，其结构特点在于：所述固体氧化物燃料电池集成设备与尾气冷凝器通过系统尾气管道连通，所述固体氧化物燃料电池集成设备与蒸汽发生器通过高温ATO尾气管道连通，所述去水尾气管道与尾气冷凝器连通，所述冷却水管道与尾气冷凝器连通，所述尾气冷凝器与高温水罐通过冷凝水管道连通，所述蒸汽管道与蒸汽发生器连通。提高了固体氧化物燃料电池集成设备的综合能源利用率、经济性和市场竞争力。

技术领域

本发明涉及一种基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统及其工作方法，属于燃料电池发电综合利用领域，具体用于固体氧化物燃料电池尾气的回收利用。

背景技术

固体氧化物燃料电池集成设备是一种高效清洁的电化学发电设备，因其清洁、高效、无噪音等优点，受到人们的关注。尤其是近年来分布式能源站迅速发展，使得固体氧化物燃料电池有了更广阔的应用空间。固体氧化物燃料电池集成设备的尾气温度较高，一般在100～250°C，但目前基本上是采用排空的方式，造成了能量的巨大浪费。虽然有的专利曾提到通过尾气与水换热的方式回收部分热量，但能获取的产物只有热水，回收的热量品质较低，经济效益不高，使得模式难以推广。有鉴于此，在申请号为201610282126.1的专利文献中公开了一种太阳能多联产能源系统。

综上所述，目前还没有一种固体氧化物燃料电池的能源综合利用系统可以合理，经济，高效的方法去解决固体氧化物燃料电池烟气充分利用的问题。

发明内容

针对目前固体氧化物燃料电池集成设备尾气利用不充分，能源浪费严重的情况，本发明提出了一种基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统及其工作方法，合理、经济、高效地解决固体氧化物燃料电池烟气充分利用的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统，包括固体氧化物燃料电池集成设备、尾气冷凝器、中温水罐、高温水罐和蒸汽发生器，其结构特点在于：所述固体氧化物燃料电池集成设备、中温水罐、高温水罐和蒸汽发生器均与尾气冷凝器连接，所述固体氧化物燃料电池集成设备和高温水罐均与蒸汽发生器连接。

进一步地，还包括系统尾气管道、高温ATO尾气管道、去水尾气管道、冷却水管道、冷凝水管道和蒸汽管道；所述固体氧化物燃料电池集成设备与尾气冷凝器通过系统尾气管道连通，所述固体氧化物燃料电池集成设备与蒸汽发生器通过高温ATO尾气管道连通，所述去水尾气管道与尾气冷凝器连通，所述冷却水管道与尾气冷凝器连通，所述尾气冷凝器与高温水罐通过冷凝水管道连通，所述蒸汽管道与蒸汽发生器连通。

进一步地，所述中温水罐和高温水罐的外部均设置有保温层。中温水罐和高温水罐及相关管道均需做好保温，减少热量损失。

进一步地，本发明的另一个技术目的在于提供一种基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统的工作方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

一种基于固体氧化物燃料电池的多联供能源系统的工作方法，其特点在于：所述工作方法如下：固体氧化物燃料电池集成设备的尾气主要成分包括水蒸汽、二氧化碳、过量的空气以及为反应完全的少量的燃料气体，固体氧化物燃料电池集成设备的尾气通入尾气冷凝器后，与冷却水换热后，冷凝成液态水，汇入高温水罐，控制冷凝温度，使得冷凝的水温度升高，尾气冷凝器的冷却水使用自来水，在尾气冷凝器里换热后，冷却水温度升高，流入中温水罐，作为生活热水供应。