一种CO2零排放的SOFC热电联供系统及其运行方法

    公开(公告)号:CN117239195B

    公开(公告)日:2024-10-22

    申请号:CN202311122778.5

    申请日:2023-09-01

    摘要: 本发明涉及一种CO2零排放的固体氧化物燃料电池(简称SOFC)热电联供系统及其运行方法,该系统以天然气/甲烷/焦炉煤气等为燃料,包括SOFC电堆、风机、空气预热器、空气加热器、蒸汽发生器、重整器、燃料加热器、燃烧器、冷凝器、水泵、脱硫器等;系统运行时SOFC电堆出口的阳极尾气换热后与氧气混合、燃烧,产生的高温烟气在空气预热器、蒸汽发生器中冷却后产生液态冷凝水和高纯CO2;其中高纯CO2可直接捕集后实现零排放,冷凝水通过水泵进入蒸汽发生器中,生成的高温水蒸气与天然气混合后经过重整、加热后进入到SOFC电堆发电;该系统实现了CO2的零排放、无需依赖外部供水,系统切实可行、成本低、稳定性高、对环境适应性强。

    一种具有抗积炭功能的重整反应装置及其使用方法

    公开(公告)号:CN117658074B

    公开(公告)日:2024-08-20

    申请号:CN202311583214.1

    申请日:2023-11-24

    摘要: 本发明涉及一种具有抗积炭功能的重整反应装置及其使用方法。包括重整反应构件、吸附反应器、冷凝器、第一出口、第二出口、三通阀和转换管,重整反应构件的重整反应器上端与吸附反应器下端通过冷凝器连接,冷凝器与第一出口连接,吸附反应器上端通过三通阀与第二出口连接,三通阀通过转换管与第三管道连通,重整反应器和吸附反应器均置于独立的加热炉内。本发明通过消炭反应包括式(8)C+CO2→2CO;(9)C+O2→CO2;(10)C+H2O→CO+H2,可以在不进行重整反应时,通过向重整反应器中引入CO2诱发消炭反应(式(8)),促进重整催化剂再生,缓解了反应器内的温度梯度,同时实现副产物CO2的捕集与再利用。

    一种气体多支路中风机风阀控制系统及其控制方法

    公开(公告)号:CN117515418A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311603353.6

    申请日:2023-11-28

    IPC分类号: F17D1/04 F17D3/01 F17D5/00

    摘要: 本发明涉及一种气体多支路中风机风阀控制系统及其控制方法。其中系统包括风机,用于对主管道中的气体流动提供动力;管道组,用于将主管道中的气体进行分流,管道组包括风阀、流量计和管道支路,风机、主管道、风阀、流量计和管道支路依次连接,管道组包括若干组,各组管道组分别与主管道连接,各组管道支路的末端连接在同一个压力环境中;控制模块,用于数值设定、采集数值和发送控制指令,风机、风阀和流量计分别与控制模块电连接,设定管道支路的流量设定值,控制风阀开度,控制流量计采集管道支路数据,控制风机转速使得管道支路达到流量设定值。本发明在满足各管道支路风量需求的同时,可以让风机始终处于能耗最低的状态,以达到节能的目标。

    一种用于SOFC系统的反应器及其运行方法

    公开(公告)号:CN115275287A

    公开(公告)日:2022-11-01

    申请号:CN202211186245.9

    申请日:2022-09-28

    摘要: 本发明涉及一种用于SOFC系统的反应器及其运行方法,包括外腔壳体和设置在其内部设有内腔壳体,外腔壳体与内腔壳体之间围成的第一空腔中填充有甲烷水蒸气重整催化剂,内腔壳体围成的第二空腔填充有甲烷催化部分氧化催化剂;向反应器中通入N2、天然气、空气、阳极尾气等,使得在SOFC系统启动/关停阶段和正常运行阶段可分别实现制备电堆保护气、燃料预处理的功能,结构简单、易于制造和装配,且可配合SOFC电堆阳极尾气循环,省去SOFC系统的水处理装置、蒸汽发生器等,简化了工艺流程、提升了系统可靠性。

    一种用于固体氧化物燃料电池系统的重整器设计及其运行方法

    公开(公告)号:CN114988363A

    公开(公告)日:2022-09-02

    申请号:CN202210884759.5

    申请日:2022-07-25

    摘要: 本发明涉及一种用于固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel cell,简称“SOFC”)系统的重整器设计及其运行方法,包括壳体、保温层、燃料入口管、空气入口管及其阀门、燃料出口管、高温气体入口管、高温气体出口管、高温气体盘管、甲烷催化部分氧化(Catalytic Partial Oxidatio,简称“CPOX”)催化剂、甲烷水蒸气重整(Steam Reforming,简称“SR”)催化剂、入口栅栏、出口栅栏、中间栅栏;还包括CPOX催化剂的填料口、SR催化剂的填料口,本发明用于SOFC系统可以省去水处理系统、蒸汽发生器等,简化了工艺流程、提升了系统可靠性。

    一种MW级固体氧化物燃料电池发电系统的热区结构及其运行方法

    公开(公告)号:CN113903949A

    公开(公告)日:2022-01-07

    申请号:CN202111198364.1

    申请日:2021-10-14

    摘要: 本发明涉及一种MW级固体氧化物燃料电池发电系统的热区结构,包括隔热壳体、两段式空气预热器、脱硫器、蒸汽发生器、预转化器、重整器、燃烧器及相应的气体管道。该热区结构的燃料处理量大、热区空间小,内部装置布置紧凑,同时实现了燃料的处理、空气的预热、尾气的处理和余热利用,可满足以天然气、甲烷、沼气等为燃料的MW级固体氧化物燃料电池发电系统的需求;采用阳极尾气再循环工艺,提高了燃料利用率、降低了水碳比,有助于提高SOFC发电系统的电效率和热效率;采用两段式空气预热器充分利用烟气的空气预热器高温段和空气预热器低温段,有效降低排烟温度、保证SOFC电堆阴极入口空气达到适宜温度。

    一种固体氧化物燃料电池热电联供系统及其运行方法

    公开(公告)号:CN113851673A

    公开(公告)日:2021-12-28

    申请号:CN202111052424.9

    申请日:2021-09-08

    摘要: 本发明提供了一种固体氧化物燃料电池热电联供系统及其运行方法,包括SOFC电堆、燃料供给系统、空气供给系统、阳极尾气循环系统、尾气燃烧系统;该系统采用了阳极尾气循环,搭配燃料预热器,降低了阳极再循环气体的温度,降低了阳极尾气循环泵的选材要求,同时提高了系统发电效率,还省去了水处理系统和水蒸气发生器,避免了给水故障导致的降负荷、停机,提高系统可靠性的同时提高了系统电效率和热效率,省去了燃料预转化反应前的预热器、降低了系统复杂程度和体积。

    基于混合燃料的SOFC发电与电解制氢联合系统及控制方法

    公开(公告)号:CN118943436A

    公开(公告)日:2024-11-12

    申请号:CN202411110842.2

    申请日:2024-08-14

    摘要: 本申请公开了基于混合燃料的SOFC发电与电解制氢联合系统及控制方法,包括SOFC发电系统,电解水制氢系统和余热回收装置,通过电解水制氢系统中电解槽进行电解水生产氢气和氧气,氢气混合天然气得到掺氢混合气体,氧气混合空气得到掺氧混合气体,掺氢混合气体和掺氧混合气体分别提供给SOFC发电系统的第一管路和第二管路,进而将掺氢混合气体和掺氧混合气体输入到SOFC电堆进行发电,另一方面,利用SOFC发电系统排出尾气的热能以加热热水循环系统中的水,并将热水补充到电解槽中,节省电解水系统能源消耗,有效地利用热能品位低的尾气,提高能源资源的利用率,有效扩大了SOFC发电的应用场景。

    一种固体氧化物燃料电池和热泵耦合蒸汽供应系统

    公开(公告)号:CN118582726A

    公开(公告)日:2024-09-03

    申请号:CN202410470822.X

    申请日:2024-04-18

    摘要: 本发明涉及一种固体氧化物燃料电池和热泵耦合蒸汽供应系统,用于为生产过程供应蒸汽,生产过程的前端连接有外部蒸汽供应管道,生产过程的后端连接有高温废水排出管道,包括热泵模块、SOFC模块、液液换热器、气液换热器、高温废水排水泵与冷水进水泵,热泵模块包括蒸发器、冷媒压缩机、冷凝器和冷媒节流阀,蒸发器、冷媒压缩机、冷凝器与冷媒节流阀依次串联,形成冷媒回路,蒸发器的水侧进水口与高温废水排出管道的出水口连接,高温废水排出管道连接有高温废水排水泵,蒸发器的水侧出水口与液液换热器的热流体进水口连接。本发明能够对工厂的高温废水进行余热利用,用来产生蒸汽,降低工厂的蒸汽采购量,减少了工厂的运行成本。