[发明专利]一种天然气重整联合二氧化碳制氢发电系统及方法

权利要求书

1.一种天然气重整联合二氧化碳制氢发电系统，包括天然气蒸汽重整制氢系统和二氧化碳电池系统；

所述天然气蒸汽重整制氢系统与所述二氧化碳电池系统连通，所述天然气蒸汽重整制氢系统产生的氢气和二氧化碳通过连通的管路进入所述二氧化碳电池系统中正极室中的导电介质中；

所述二氧化碳电池系统中正极和负极通过导线连接，对外供电；

所述二氧化碳电池系统中所述正极室内产生氢气。

2.根据权利要求1所述的制氢发电系统，其特征在于：所述二氧化碳电池系统中，所述正极为贵金属/碳组成的复合电极材料，所述负极为金属钠。

3.根据权利要求2所述的制氢发电系统，其特征在于：所述二氧化碳电池系统中，所述正极室内的导电介质为净化后的海水或水，负极室内的导电介质为非水基导电有机溶液。

4.根据权利要求2或3所述的制氢发电系统，其特征在于：所述正极室与所述负极室通过导电隔板隔开，所述导电隔板只允许钠离子通过。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制氢发电系统，其特征在于：所述正极室与一气液分离器Ⅰ连通，所述气液分离器Ⅰ的气体出口得到氢气产品。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制氢发电系统，其特征在于：所述天然气蒸汽重整制氢系统包括依次连接的天然气预热器、天然气加热器和天然气转化制氢装置；

所述天然气转化制氢装置的水蒸汽入口与一蒸汽发生器连接；

所述天然气转化制氢装置的重整气出口与一氧化碳变换装置连接；

所述一氧化碳变换装置的气体出口与所述二氧化碳电池系统连接。

7.根据权利要求6所述的制氢发电系统，其特征在于：所述天然气预热器与所述天然气加热器之间设有脱硫装置；

所述蒸汽发生器的入口依次与脱盐水加热器和除氧装置连接。

8.根据权利要求7所述的制氢发电系统，其特征在于：所述天然气转化制氢装置的重整气出口依次连接所述蒸汽发生器、所述天然气加热器和所述一氧化碳变换装置；

所述一氧化碳变换装置的气体出口依次连接所述脱盐水加热器、所述天然气预热器、冷却换热装置、气液分离装置Ⅱ和所述二氧化碳电池系统。

9.一种天然气重整联合二氧化碳制氢发电方法，包括如下步骤：

S1、将天然气通入至权利要求1-8中任一项所述天然气重整联合二氧化碳制氢发电系统中的所述天然气蒸汽重整制氢系统中，通过天然气蒸汽重整和一氧化碳变换得到氢气和二氧化碳；

S2、步骤S1得到的所述氢气和所述二氧化碳通入至所述二氧化碳电池系统中，所述二氧化碳在原电池的作用下产生电能并制取氢气。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述天然气预热至200℃～250℃，经脱硫后加热至380℃～480℃，然后进行所述天然气蒸汽重整得到重整气；

所述重整气加热至250℃～320℃后进行所述一氧化碳变换得到所述氢气和所述二氧化碳；

所述氢气和所述二氧化碳经冷却换热和气液分离后的压力为0.1MPa～4.0MPa，温度为20℃～30℃。