集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统

摘要

本发明属于常压CO₂零排放的固体氧化物燃料电池（SOFC）复合动力发电技术领域，特别涉及集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统。本发明将SOFC电池堆系统、OTM系统、空气透平AT、余热锅炉和汽轮机系统、CO₂回收系统集成得到一个高效节能环保的CO₂零排放复合动力系统。系统能量利用率高，燃烧产物只有CO₂和H₂O便于CO₂分离存储，功耗少，系统在回收CO₂的同时仍具有很高的效率。本发明充分利用了SOFC的高温排气余热，提高了系统的效率，并大大的降低了分离捕捉CO₂的能耗。

主权项

集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：第一空气压缩机(1)依次与第一换热器(2)、第二换热器(3)串联后接入SOFC电池堆(4)的阴极；燃料压缩机(9)依次与第三换热器(8)、预重整器(7)串联后接入SOFC电池堆(4)的阳极；SOFC电池堆(4)的阳极排气分为两路：一路接入预重整器(7)进行循环，另一路接入后燃室(5)燃烧；SOFC电池堆(4)的输出端与直流/交流转换器(6)连接；SOFC电池堆(4)的阴极排气与第一换热器(2)串联后接入余热锅炉及汽轮机系统(10)；第二空气压缩机(12)依次与第四换热器(13)、第五换热器(14)、第六换热器(15)串联后接入OTM模块(16)的原料侧入口，第二空气压缩机(12)的出口压力为4atm；OTM模块(16)的原料侧出口与空气透平(17)串联后接入余热锅炉及汽轮机系统(10)；OTM模块(16)的渗透侧出口与第四换热器(13)串联后接入后燃室(5)；后燃室(5)的出口依次与第六换热器(15)、第五换热器(14)、第二换热器(3)串联后分为两路：一路接入OTM模块(16)的渗透侧入口进行循环，另一路依次与第三换热器(8)、余热锅炉及汽轮机系统(10)连接，进行余热回收后接入冷凝器(19)，析出水后进入带中间冷却器的二氧化碳压缩机(20)和冷却器(21)，制备液态CO₂；后燃室(5)的燃烧排气CO₂、H₂O气体作为吹扫气，经第六换热器(15)、第五换热器(14)、第二换热器(3)换热达到OTM模块(16)的工作温度后送入OTM模块(16)渗透侧入口对氧气进行吹扫。