[发明专利]一种零排放船用冷热电联供机组及其使用方法

权利要求书

1.一种零排放船用冷热电联供机组的使用方法，其特征在于：所述冷热电联供机组由如下组成：固体氧化物燃料电池电堆模组（13）和与燃料电池电堆模组（13）连接的空气预热室（10）、重整室（11）、蓄电池（12）以及燃烧室（14），与燃烧室（14）连接的空气过滤装置（8）和预混气化室（5），以及与预混气化室（5）连接的船用燃料舱（1）、蒸汽发生器（6）和脱硫室（9）的冷热电联供机组；所述的燃料电池电堆模组（13）为工作温度500～1000℃的阳极支撑型固体氧化物燃料电池电堆；

所述的船用燃料舱（1）内使用氨类液体类燃料或碳氢液体燃料；

所述空气预热室（10）的空气侧出口和重整室（11）的燃料侧出口分别与燃料电池电堆模组（13）的阴极入口和阳极入口连接，所述燃料电池电堆模组（13）的阴极出口和阳极出口分别与燃烧室（14）的空气侧进口和燃料侧进口连接，所述燃烧室（14）的旁路空气侧进口和旁路燃料侧进口分别与空气过滤装置（8）的空气启动路和预混气化室（5）的燃料启动路连接，所述预混气化室（5）的燃料侧进口和燃料侧出口分别与蒸汽发生器（6）和脱硫室（9）的燃料侧进口连接，空气过滤装置（8）上连接有空气鼓风机（7），所述蒸汽发生器（6）分别与水箱（2）和回热室（15）连接；

所述空气预热室（10）和脱硫室（9）分别与重整室（11）连接，蓄电池（12）分别与燃料电池电堆模组（13）和燃烧室（14）连接；所述的脱硫室（9）中脱硫催化剂为锌基化合物；所述的燃烧室（14）为传统火焰燃烧、化学链燃烧或催化氧化燃烧；所述的蓄电池（12）为铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池或超级电容器；

所述回热室（15）出口侧分别与制冷机组（16）和船舱供暖装置（17）连接，并于冷凝器（18）处汇合，然后进入尾气气液分离器（19）；所述尾气气液分离器（19）与水箱（2）连接循环利用，同时与尾气CO2捕捉装置（20）连接；所述尾气CO2捕捉装置（20）与尾气封存舱（21）连接，实现零碳排放；

所述的燃料电池电堆模组（13）通过直流变换器（22）连接有充电储能装置（23），所述充电储能装置（23）连接船舶用电设备（24），所述的直流变换器（22）、充电储能装置（23）和船舶用电设备（24）分别与船舶用电装置控制柜（25）连接，用于不同工况智能控制管理；

所述使用方法步骤如下：

蓄电池（12）在机组启动时对燃烧室（14）进行通电加热；

当燃烧室（14）温度达到设定温度时，空气鼓风机（7）和船用燃料舱（1）分别经空气过滤装置（8）和预混气化室（5）为燃烧室（14）提供启动空气和启动燃料进行燃烧；

燃烧室（14）产生的高温尾气流经空气预热室（10）给主路空气进行换热后，再经过重整室（11）为燃料重整提供热量；

预热后的重整气与空气通过重整室（11）进入燃料电池电堆模组（13）发生电化学反应产生电能与热能，电能经过直流变换器（22）储存于充电储能装置（23）中，并经船舶用电装置控制柜（25）提供给船舶用电设备（24）；

未反应完的燃料气与空气进入燃烧室（14），流经空气预热室（10）与重整室（11）后，通过脱硫室（9）接着流经预混气化室（5）与蒸汽发生器（6），为船用燃料及水气化提供热量；

然后流经回热室（15）提供制冷与供暖两种需求；

最后经过冷凝器（18）冷凝后分离为水和二氧化碳，水流入水箱（2），二氧化碳经过捕捉与封存，实现零排放；

当无用电设备时，燃料电池电堆模组（13）发出的电量充入充电储能装置（23）中进行存储，或者降低燃料电池电堆模组（13）输出的电能，实现待机状态；

所述的制冷机组（16）、船舱供暖装置（17）同时工作，或单独工作。

2.根据权利要求1所述的一种零排放船用冷热电联供机组的使用方法，其特征在于，所述的船用燃料舱（1）通过计量泵（3）与预混气化室（5）的燃料侧进口连接。

3.根据权利要求1所述的一种零排放船用冷热电联供机组的使用方法，其特征在于，所述的水箱（2）通过水泵（4）与蒸汽发生器（6）连接。