[实用新型]一种基于燃料电池联合发电的弛放气利用系统

说明书

本实用新型公开了一种基于燃料电池联合发电的弛放气利用系统，包括固体氧化物燃料电池发电子系统和超临界二氧化碳循环发电子系统，固体氧化物燃料电池发电子系统，包括预热器、空气压缩机、空气预热器、固体氧化物燃料电池、逆变器、燃烧室和余热锅炉，超临界二氧化碳循环发电子系统，包括透平、回热器、预冷器、压缩机和发电机。固体氧化物燃料电池发电子系统将弛放气中可燃气体的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，未反应的可燃气体燃烧后通过超临界二氧化碳布雷顿循环进行发电，尾气用于预热弛放气和空气，该系统可以实现对弛放气的高效利用。

技术领域

本实用新型涉及弛放气利用技术领域，特别涉及一种基于燃料电池联合发电的弛放气利用系统。

背景技术

弛放气，是化工生产中不参与反应的气体或因品位过低不能利用，在化工设备或管道中积聚而产生的气体。由于弛放气影响设备的传热效果、影响反应速度和进度、降低生产效率等，弛放气必须定期排放。弛放气中一般含有化工生产的原料气，大多数为可燃气体，弛放气的处理方式一般有三种，一种是利用变压吸附或者膜分离，提取弛放气中的原料气成分，提取后继续进行化工生产，工艺复杂，第二种是直接作为燃料气燃烧后生产蒸汽等，效率较低，第三种是处理后放空。

固体氧化物燃料电池，对燃料的适应性强，能在多种燃料包括碳基燃料的情况下运行，能提供高品质余热，实现热电联产，燃料利用率高，能量利用率高达80％左右。

目前尚未有利用固体氧化物燃料电池实现对驰放气高效利用的报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于燃料电池联合发电的弛放气利用系统，该系统及方法能实现弛放气的高效利用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于燃料电池联合发电的弛放气利用系统，包括固体氧化物燃料电池发电子系统和超临界二氧化碳循环发电子系统；

所述的固体氧化物燃料电池发电子系统包括预热器1和空气压缩机2，所述的预热器1冷侧出口与固体氧化物燃料电池4的阳极入口相连通，固体氧化物燃料电池4的阳极出口与燃烧室6相连通，空气压缩机2的出口与空气预热器3的冷侧入口相连通，空气预热器3的冷侧出口与固体氧化物燃料电池4的阴极入口相连通进入，固体氧化物燃料电池4的阴极出口与燃烧室6相连通，燃烧室6的出口与余热锅炉7热侧入口相连通，余热锅炉7热侧出口与预热器1的热侧入口相连通，预热器1的热侧出口与空气预热器3的热侧入口相连通，固体氧化物燃料电池4的阳极电极和阴极电极与逆变器5相连通；

所述的超临界二氧化碳循环发电子系统包括透平8，余热锅炉7的冷侧出口与透平8的入口相连通，透平8的出口与回热器9热侧入口相连通，回热器9热侧出口与预冷器10的热侧入口相连通，预冷器10的热侧出口与压缩机11入口相连通，压缩机11出口与回热器9的冷侧入口相连通，回热器9的冷侧出口与余热锅炉7的冷侧入口相连通，透平8通过联轴器与压缩机11和发电机12相连。

所述的预热器1冷侧出口与燃烧室6的入口相连通。

所述的预冷器10的冷却介质为循环冷却水。

所述的进入空气压缩机2的空气相对于进入预热器1的弛放气是过量的。

所述的透平8通过联轴器拖动压缩机11和发电机12旋转，压缩机11压缩二氧化碳，发电机12输出电力。

一种基于燃料电池联合发电的弛放气利用的方法，包括以下步骤；