[发明专利]一种高效低浓度瓦斯发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种高效低浓度瓦斯发电系统，其特征在于，将质子交换膜燃料电池与固体氧化物燃料电池组合，并配备有冷凝器、脱硫器、换热器A、换热器B和燃烧器；其中，质子交换膜燃料电池空气极依次经冷凝器、脱硫器与固体氧化物燃料电池阳极进口相连，固体氧化物燃料电池阳极出口与燃烧器进口相连，固体氧化物燃料电池阴极出口经换热器B与燃烧器进口相连，燃烧器出口与换热器A进口相连，换热器A出口经换热器B进口与固体氧化物燃料电池阴极进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种高效低浓度瓦斯发电系统，其特征在于，还包括换热器C，换热器C进口与换热器A出口相连。

3.一种高效低浓度瓦斯发电系统控制方法，其特征在于，将低浓度瓦斯气体通入质子交换膜燃料电池的空气极后，调整质子交换膜燃料电池空气极的氧气利用率，然后进入冷凝器进行冷凝，通过调整冷凝器的温度，对气体中的水蒸气含量进行控制，最后经脱硫器脱硫后，作为燃料气体通入固体氧化物燃料电池的阳极；

同时，外界空气依次经换热器A、换热器B两次换热后，通入固体氧化物燃料电池阴极，当固体氧化物燃料电池达到发电的工作温度后，其阴阳极气体在其内部发生电化学反应，输出电能。

4.根据权利要求3所述的一种高效低浓度瓦斯发电系统控制方法，其特征在于，其特征在于，换热方法如下：

1)固体氧化物燃料电池阳极未反应完全的燃料气体进入燃烧器进行催化燃烧，燃烧后的尾气进入换热器A，同时，固体氧化物燃料电池阴极空气尾气进入换热器B；

2)外界空气经换热器A与燃烧器尾气进行热交换，完成第一次换热，换热后的燃烧器尾气排到大气中；

第一次换热后的外界空气，再经换热器B与固体氧化物燃料电池阴极空气尾气进行热交换，完成第二次换热，换热后的外界空气通入固体氧化物燃料电池阴极，与燃料气体在固体氧化物燃料电池内发生电化学反应，输出电能；换热后的空气尾气则进入燃烧器，与未完全反应的燃料气体进行催化燃烧，执行步骤1)。

5.根据权利要求3或4所述的一种高效低浓度瓦斯发电系统的控制方法，其特征在于，经换热器A换热后的燃烧器尾气，再经换热器C与冷水换热，得到日常可用的热水。