[发明专利]以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型及设计方法

权利要求书

1.一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：包括阳极气体混合器(1)、阴极气体混合器(2)、阳极气体加热器(3)、阳极气体重整器(4)、阳极反应器(5)、阴极气体加热器(6)、阴极反应器(7)以及分离器(8)，所述的阳极气体混合器(1)与阳极气体加热器(3)连通，所述的阳极气体加热器(3)与阳极气体重整器(4)连通，所述的阳极气体重整器(4)与阳极反应器(5)连通，所述的阴极气体混合器(2)与阴极气体加热器(6)连通，所述的阴极气体加热器(6)与阴极反应器(7)连通，所述的阳极反应器(5)和阴极反应器(7)与分离器(8)连接；

阳极气体混合器(1)的两个输入端分别连接氢气输入管道、一氧化碳输入管道和水蒸气输入管道；

阴极气体混合器(2)的两个输入端分别连接空气输入管道和二氧化碳输入管道。

2.根据权利要求1所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的熔融碳酸盐燃料电池试验模型按照如下操作进行试验操作：

阴极运行操作：向阴极气体混合器(2)中注入空气和二氧化碳，充分混合，空气和二氧化碳的混合气体送入阴极气体加热器(6)内进行预加热并进行保温，预热后的空气和二氧化碳的混合气体送入阴极反应器(7)内进行阴极反应生成熔融碳酸根离子，熔融碳酸根离子通过分离器(8)分离出阴极废气并排出，熔融碳酸根离子送入阳极反应器(5)；

阳极运行操作：向所述的阳极气体混合器(1)内注入氢气、一氧化碳和水蒸气，充分混合，氢气、一氧化碳和水蒸气的混合气体送入阳极气体加热器(3)内进行预加热并进行保温，预热完成后的氢气、一氧化碳和水蒸气的混合气体送入阳极气体重整器(4)内进行重整操作，从而完成一氧化碳和水蒸气生成二氧化碳和氢气的重整反应，重整之后的气体送入阳极反应器(5)与阴极反应器(7)产生的熔融碳酸根离子反应并将产生的阳极废气排出。

3.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的氢气、一氧化碳和水蒸气的体积比为2.8:1:1.2。

4.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的氢气、一氧化碳和水蒸气在阳极气体加热器(3)内的加热温度在400-650℃。

5.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的空气与二氧化碳的体积比为5：2。

6.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的空气与二氧化碳在阴极气体加热器(6)内的加热温度在400-650℃。

7.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的阳极废气包括阳极反应生成的二氧化碳和水、以及未完全反应的氢气、一氧化碳和水蒸汽。

8.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的阴极废气包括未完全反应的空气和二氧化碳。

9.根据权利要求2所述的一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型，其特征在于：所述的阳极气体混合器(1)内的混合温度为400-650℃；所述的阴极气体混合器(2)内的混合温度为400-650℃。

10.一种以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型的设计方法，其特征在于，包括：搭建权利要求1所述以合成气为原料的熔融碳酸盐燃料电池试验模型；所述的熔融碳酸盐燃料电池试验模型按照如下操作进行试验操作：

阴极运行操作：向阴极气体混合器(2)中注入空气和二氧化碳，充分混合，空气和二氧化碳的混合气体送入阴极气体加热器(6)内进行预加热并进行保温，预热后的空气和二氧化碳的混合气体送入阴极反应器(7)内进行阴极反应生成熔融碳酸根离子，熔融碳酸根离子通过分离器(8)分离出阴极废气并排出，熔融碳酸根离子送入阳极反应器(5)；

阳极运行操作：向所述的阳极气体混合器(1)内注入氢气、一氧化碳和水蒸气，充分混合，氢气、一氧化碳和水蒸气的混合气体送入阳极气体加热器(3)内进行预加热并进行保温，预热完成后的氢气、一氧化碳和水蒸气的混合气体送入阳极气体重整器(4)内进行重整操作，从而完成一氧化碳和水蒸气生成二氧化碳和氢气的重整反应，重整之后的气体送入阳极反应器(5)与阴极反应器(7)产生的熔融碳酸根离子反应并将产生的阳极废气排出。