[发明专利]用两级常压MCFC回收燃气轮机排气中CO2的复合动力系统

摘要

本发明属于熔融碳酸盐燃料电池复合动力发电技术领域，特别涉及一种用两级常压熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）回收燃气轮机排气中CO2的复合动力系统。本发明以不回收CO2的燃气蒸汽联合循环系统为基准系统提出利用两级MCFC捕获CO2的集成方案，由燃气轮机、两级熔融碳酸盐燃料电池、氧离子传输膜（OTM）、高温空气透平、余热锅炉及汽水系统以及CO2回收单元组成，两级MCFC能够实现CO2的有效分离，有利于更多的回收燃气轮机排气中CO2的含量。系统集成OTM后，MCFC的后燃室产物只有CO2和H2O，在CO2的分离压缩过程中没有了N2的掺混可以减少CO2回收能耗；本发明充分利用燃气轮机高温排气中的余热及其成分温室气体CO2，以及MCFC与OTM的高温排气余热，利用两级MCFC更加有效的回收燃气轮机排气中的CO2。

主权项

用两级常压MCFC回收燃气轮机排气中CO2的复合动力系统，其特征在于：燃料压缩机（1）和第一空气压缩机（2）分别与燃烧室（3）连接，燃烧室（3）、第一透平（4）、第一级MCFC电池堆（9）的阴极、第二级MCFC电池堆（11）的阴极依次连接；混合器（6）、冷却器（7）、预重整器（8）、第一级MCFC电池堆（9）的阳极、第二级MCFC电池堆（11）的阳极、分离器（13）依次连接；第一级MCFC电池堆（9）的输出端与直流/交流转换器（10）连接；第二级MCFC电池堆（11）的输出端与直流/交流转换器（12）连接；第一级MCFC电池堆（9）以及第二级MCFC电池堆（11）的阳极排气端与分离器（13）的入口端连接，第二级MCFC电池堆（11）的阴极排气端与余热锅炉及汽轮机系统（21）的入口端连接；分离器（13）的出口端分两路，一路与混合器（6）的入口端连接，另一路依次与后燃室（14）、第二换热器（16）的高温侧、第三换热器（20）的高温侧、余热锅炉及汽轮机系统（21）的入口侧连接；第二空气压缩机（15）依次与第二换热器（16）的低温气体侧、OTM模块（17）串联；OTM模块（17）的原料侧出口与第二透平（18）、第三换热器（20）串联后接入余热锅炉及汽轮机系统（21）的入口端，OTM模块（17）的渗透侧出口与后燃室（14）连接；余热锅炉及汽轮机系统（21）的出口侧与冷凝器（23）、以及带中间冷却器的二氧化碳压缩机（24）串联。