[发明专利]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

权利要求书

1.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，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。

2.根据权利要求1所述的集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述OTM模块（16）的原料侧和渗透侧之间采用氧离子传输膜，OTM模块（16）的原料侧进气为经加压和加热的空气，出口为贫氧空气；从原料侧渗透到渗透侧的氧气由CO₂、H₂O气体吹扫；氧离子传输膜为只渗透氧气的致密、选择性渗透膜，可达到分离提取纯氧的效果；OTM模块（16）的工作温度为700°C -1000°C。

3.根据权利要求2所述的集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述氧离子传输膜的膜两侧氧气压力差是OTM模块（16）分离氧气的驱动力，原料侧的氧气分压力高于渗透侧的氧气分压力。

4.根据权利要求1所述的集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述带中间冷却器的二氧化碳压缩机（20）由冷凝器、四级压缩机、冷却器串联组成。

5.根据权利要求1所述的集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述SOFC电池堆系统（4）输出端与直流/交流转换器（6）相连，输出电能。

6.根据权利要求1所述的集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述余热锅炉及汽轮机系统（10）与第一发电机（11）连接，并驱动其发电。

7.根据权利要求1所述的集成带吹扫气OTM供氧的常压CO₂零排放SOFC/AT/ST复合动力系统，其特征在于：所述空气透平（17）与第二发电机（18）连接，并驱动其发电。