[发明专利]用于二氧化碳捕获的熔融碳酸盐燃料电池阳极废气后处理

权利要求书

1.一种燃料电池系统，包括：

第一燃料电池，包括第一阳极和第一阴极，其中，所述第一阳极配置为输出第一阳极废气，并且所述第一燃料电池为熔融碳酸盐燃料电池；

第一氧化器，配置为接收所述第一阳极废气和来自第一空气供应器的空气，以在用于将CO转换为CO₂的优先氧化反应中使所述第一阳极废气和所述空气反应，并输出氧化气体；

第二燃料电池，配置为用作电化学氢分离器，所述第二燃料电池包括：

第二阳极，配置为接收来自所述第一氧化器的所述氧化气体并输出第二阳极废气；和

第二阴极，配置为输出氢气流；以及

冷凝器，配置为接收所述第二阳极废气并分离水和CO₂。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述冷凝器输出CO₂，并且还包括压缩机，所述压缩机配置为接收并液化从所述冷凝器输出的CO₂。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括第二氧化器，所述第二氧化器配置为接收来自所述第二阴极的氢气流的第一部分和来自第二空气供应器的空气，并且输出氧化氢气流。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，还包括热交换器，所述热交换器配置为接收来自所述氧化氢气流的热量并将热量传递到由所述第一阴极接收的阴极入口流。

5.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，所述第一阳极配置为从所述第二阴极接收所述氢气流的第二部分。

6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括：

第一热交换器，配置为接收并冷却所述第一阳极废气并输出第一部分冷却气体；

第一CO变换反应器，配置为接收所述第一部分冷却气体，在第一温度下对所述第一部分冷却气体执行第一CO变换反应，并且输出第一变换气体；

第二热交换器，配置为接收并冷却所述第一变换气体，并且输出第二部分冷却气体；

第二CO变换反应器，配置为接收所述第二部分冷却气体，在第二温度下对所述第二部分冷却气体执行第二CO变换反应，并且输出第二变换气体；以及

第三热交换器，配置为接收并冷却所述第二变换气体，并且输出冷却气体；

其中，在所述第一氧化器处接收的所述第一阳极废气是从所述第三热交换器输出的所述冷却气体；并且

其中，所述第一温度高于所述第二温度。

7.一种处理燃料电池废气的方法，所述方法包括：

在第一氧化器处，接收来自第一燃料电池的第一阳极的第一阳极废气和来自第一空气供应器的空气；

从所述第一氧化器输出氧化气体；

在具有第二阳极和第二阴极的第二燃料电池中，在所述第二阳极处接收所述氧化气体，电化学分离所述氧化气体中的氢气，从所述第二阴极输出氢气流，并且从所述第二阳极输出第二阳极废气；

其中所述第一燃料电池为熔融碳酸盐燃料电池。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在冷凝器处，接收所述第二阳极废气并分离所述第二阳极废气中的水和CO₂；并且

在压缩机处，接收来自所述冷凝器的CO₂并输出液化CO₂。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在第一热交换器处，冷却所述第一阳极废气并输出第一部分冷却气体；

在第一CO变换反应器中，在第一温度下对所述第一部分冷却气体执行第一CO变换反应并输出第一变换气体；

在第二热交换器处，冷却所述第一变换气体并输出第二部分冷却气体；

在第二CO变换反应器中，在第二温度下对所述第二部分冷却气体执行第二CO变换反应并输出第二变换气体；并且

在第三热交换器中，冷却所述第二变换气体并输出冷却气体；

其中，在所述第一氧化器处接收的所述第一阳极废气是从所述第三热交换器输出的所述冷却气体；并且

其中，所述第一温度高于所述第二温度。