用于产生电力的基于燃料电池的方法

摘要

本发明涉及用于产生电力的固体氧化物燃料电池系统。所述系统包括固体氧化物燃料电池、重整反应器、氢分离设备和阳极排气管道。重整反应器包括重整区域，其中，包括一或多种烃的进料可以进行蒸气重整以产生含有氢的重整产物气体。氢分离设备位于重整反应器中，其定位成使氢从重整反应器中产生的重整产物气体分离。氢分离设备操作连接到固体氧化物燃料电池的阳极上以将氢作为燃料提供给燃料电池，从而进行氧化以产生电力。阳极排气管道位于重整反应器的重整区域中并且操作连接至燃料电池的阳极排气，使得离开燃料电池的热阳极排气可以流过阳极排气管道并与重整反应器的重整区域中的反应物进行热交换。

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)重整反应器，其包括1)适于使蒸汽和包括一或多种气态烃的进料的汽化混合物重整的重整区域，所述重整区域包含其中具有至少一种重整催化剂的重整催化剂床，所述至少一种重整催化剂定位成在重整区域中与蒸汽和进料的汽化混合物接触；和2)与所述重整区域以气体连通方式联接的一或多个重整区域入口，蒸汽、包括一或多种气态烃的进料、或者蒸汽和包括一或多种气态烃的进料的汽化混合物能通过所述重整区域入口引入重整区域中；c)氢分离设备，其具有1)能有选择地使氢透过的构件，其定位于重整反应器的重整区域中并且与重整反应器的重整区域气体连通；和2)与所述构件以气体连通方式操作联接的氢气出口，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有选择的流动，其中，所述氢气出口与燃料电池的阳极入口以气体连通的方式操作联接；d)与所述阳极排气出口以气体连通方式操作联接的阳极排气管道，所述阳极排气管道的至少一部分位于重整反应器的重整区域中，所述阳极排气管道以与重整区域热连通的方式定位在重整反应器的重整区域内，其有效地使离开固体氧化物燃料电池的阳极的热气体与重整区域中的催化剂和存在于重整区域中的任何蒸汽和进料进行热交换。