[实用新型]一种串联式熔融碳酸盐燃料电池发电系统

说明书

一种串联式熔融碳酸盐燃料电池发电系统，包括熔融碳酸盐燃料电池堆、催化燃烧器、换热器、风机、混合器、分离器、DC/AC转换器等部件，该系统将两个熔融碳酸盐燃料电池堆进行串联工作，一次燃料在第一燃料电池堆阳极进行电化学反应，第一电池堆尾气与二次燃料混合后通入到第二电池堆的阳极，通过第二电池堆充分将燃料的化学能转化为电能，提高燃料利用率。本实用新型系统进一步提高MCFC发电系统的发电效率和燃料适应性。

技术领域

本实用新型属于发电技术领域，尤其涉及一种串联式熔融碳酸盐燃料电池发电系统。

背景技术

随着国民经济的迅速增长，对能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所产生的环境污染问题日益尖锐。熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC)是一种清洁高效的发电技术，它能够将天然气、煤制合成气、生物质气等燃料的化学能通过电化学反应直接转化为电能，因无热力学循环从而超越了热机的卡诺循环效率限制，发电效率可以达到50％～60％，热电转化效率可达85％～90％，而且MCFC的发电效率与系统容量不直接相关，具有小型高效的突出优点。在环保方面，与内燃机和燃气轮机相比，MCFC工作温度低(650℃左右)，在反应过程中燃料与空气分别在两个腔室中进行反应，反应产生的NOx大大降低，仅为同等容量内燃机的1/100；对燃料进行前处理，去除燃料中的硫份，大大降低了SOx的排放浓度。

清洁高效的MCFC技术的发展能够有力推动分布式能源发电技术在城镇中的应用，同时大大降低对环境的影响，节约有限的化石能源，对保障国家能源安全、促进低碳社会发展具有重要作用。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供了一种串联式熔融碳酸盐燃料电池发电系统，进一步提高MCFC发电系统的发电效率和燃料适应性。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种串联式熔融碳酸盐燃料电池发电系统，一次燃料连通第一气体混合器1的第一入口，二次燃料连通第二气体混合器6的第一入口；去离子水连通第一换热器2并通入到第一换热器2中，转化为水蒸气；第一换热器2的水蒸气出口连接第一气体混合器1的第二入口，第一气体混合器1的出口连接第二换热器3的冷端入口，第二换热器3的冷端出口连接第一MCFC 4的阳极入口，第一MCFC4的阳极出口连接第三换热器5的热端入口，第三换热器5的热端出口连接第二气体混合器6的第二入口，第二气体混合器6的出口连接第四换热器7的冷端入口，第四换热器7的冷端出口连接第二MCFC 8的阳极入口，第二MCFC8的阳极出口连接第三气体混合器9的第一入口；一次空气通入到第一风机10中；第一风机10的出口连接第五换热器11的冷端入口，第五换热器11的冷端出口连接第六换热器12的冷端入口，第六换热器12的冷端出口连接到第三气体混合器9的第二入口；二次空气通入到第二风机13中，第二风机13的出口连接第三换热器5的冷端入口，第三换热器5的冷端出口连接到第四气体混合器14的第一入口；第三气体混合器9的出口连接催化燃烧器15的入口，催化燃烧器15的出口连接到第六换热器12的热端入口；第六换热器12的热端出口连接到第四换 热器7的热端入口；第四换热器7的热端出口连接到第二MCFC 8的阴极入口，MCFC 8的阴极出口连接第四气体混合器14的第二入口；第四气体混合器14的出口连接第一MCFC 4的阴极，第一MCFC 4的阴极连接第二换热器3的热端入口，换热器3的热端出口连接第五换热器11的热端入口，第五换热器11的热端出口连接第一换热器2的热端入口，第一换热器2的热端出口排出废气；第一MCFC 4输出电能输出端连接到第一DC/AC转换器16上，第一DC/AC转换器16对用户输出交流电能；第二MCFC 8输出电能输出端连接到第二DC/AC转换器17上，第二DC/AC转换器17对用户输出交流电能。

所述气体混合器1、气体混合器6、气体混合器9和气体混合器14具有两个以上气体入口，通入的气体在绝热的混合器内进行充分混合，实现温度和组分的均一。