[发明专利]用于产生电力的基于燃料电池的系统

摘要

本发明涉及固体氧化物燃料电池系统。所述系统包括预重整反应器、重整反应器、氢分离设备和固体氧化物燃料电池。固体氧化物燃料电池的阳极排气出口操作连接至预重整反应器的入口，以使得来自燃料电池的阳极排气可以进入预重整反应器。预重整反应器还具有用于烃进料前体的入口。重整反应器操作联接至预重整反应器，以使得由进料前体在预重整反应器中产生的进料可以供应给重整反应器。重整反应器操作连接至氢分离设备，以使得重整反应器中产生的氢可以从重整产物气体分离。固体氧化物燃料电池的阳极入口操作连接至氢分离设备，以使得氢可以从氢气分离设备作为燃料供应给固体氧化物燃料电池。

主权项

一种用于产生电力的系统，包括：a)固体氧化物燃料电池，其包括1)阳极，其具有(i)阳极入口；和(ii)阳极排气出口；2)阴极，其具有(i)阴极入口；和(ii)阴极排气出口；和3)位于所述阳极和阴极之间、接触阳极和阴极并分开阳极和阴极的电解质；b)预重整反应器，其包括1)适于使进料前体中的一或多种烃裂化以形成进料的预重整区域，所述预重整区域中包含裂化催化剂，所述裂化催化剂定位成接触进料前体的一或多种烃和蒸汽的汽化混合物；2)与所述预重整区域以气体/流体连通方式联接的一或多个预重整反应器进料前体入口，进料前体能通过所述预重整反应器进料前体入口引入预重整区域；和3)与所述预重整区域以气体连通方式联接并且与所述阳极排气出口以气体连通方式操作联接的一或多个预重整反应器阳极排气入口，来自燃料电池的阳极排气流能通过所述预重整反应器阳极排气入口引入预重整区域；和4)与所述预重整区域处于气体连通的一或多个预重整反应器出口；c)重整反应器，其包括1)适于使包括一或多种气态烃的进料和蒸汽的汽化混合物重整的重整区域，所述重整区域中包含重整催化剂，所述重整催化剂定位成在重整区域中与进料和蒸汽的汽化混合物接触；和2)一或多个重整区域入口，其与所述重整区域以气体连通方式联接并且与一或多个预重整反应器出口以气体连通方式操作联接，以允许来自预重整反应器的进料和蒸汽引入重整反应器的重整区域；和d)氢分离设备，其具有1)能选择性地使氢透过的构件，其与重整反应器的重整区域以气体连通方式操作连接；2)与所述构件处于气体连通的氢气出口，所述构件介于重整反应器的重整区域和氢气出口之间以允许氢从重整区域通过该构件到氢气出口的选择性的流动，其中，所述氢气出口与燃料电池的阳极入口以气体连通方式操作联接以允许氢气流从氢气分离设备流动到燃料电池的阳极。