[发明专利]一种太阳能甲醇重整回收CO2的SOFC-STIG联合循环工艺系统

说明书

本发明涉及热力设备及其系统技术领域，且公开了一种太阳能甲醇重整回收CO₂的SOFC‑STIG联合循环工艺系统，具体包括：甲醇重整制氢‑SOFC发电子系统中的甲醇通过吸收中低温太阳能热分解为低品位的碳氢燃料，进一步该碳氢燃料通过CO₂吸收子系统的重整、分离且回收其中的CO₂等一系列处理，来制取高纯度的H₂作为固体氧化物燃料电池的阳极燃料，与此同时CO₂吸收子系统回收的CO₂通入CO₂燃气透平发电子系统的CO₂燃气透平进行发电，更进一步将固体氧化物燃料电池中未反应完全的阳极燃料通入注蒸汽燃气轮机循环发电子系统，对后燃室进行补充燃料。本发明解决了传统的分产模式使能源动力系统难以综合梯级利用各种能量，导致出现不能科学合理用能的技术问题。

技术领域

本发明涉及热力设备及其系统技术领域，具体为一种太阳能甲醇重整回收CO₂的SOFC-STIG联合循环工艺系统。

背景技术

由于氢能是最有利用价值的二次无污染、高效可再生能源，受到日益广泛的关注。针对甲醇重整制氢的较高氢收率，进一步结合甲醇吸收低温太阳能热利用制取氢气的合理利用理念，发展以甲醇重整氢气为燃料的燃料电池系统将成为氢能利用的新颖途径和可操作性强的前沿技术。

和常规的燃气蒸汽循环相比，注蒸汽燃气轮机系统不用配备蒸汽轮机发电机组，在相同的发电能力下可以降低投资额。另外，和燃气轮机相比，注蒸汽燃气轮机由于注入了蒸汽，使燃烧室温度降低，对设备的要求降低，且由于蒸汽的输入，还增加了透平进口烟气流量，使输出功也相应增大，发电量增加。

应用CO₂捕集技术来捕集CO₂是目前降低CO₂排放量的有效方法之一。CO₂的捕集技术可分为三种主要类型：燃烧后、氧化燃料、燃烧前；其中，燃烧后捕集技术是在燃烧后的烟道气中分离CO₂，通过物理吸附或化学吸收等方法分离CO2，这种技术烟气体积大，排放压力低，CO₂分压小，投资和运行成本相对较高；氧化燃料捕集技术是将化石燃料在纯氧或富氧中燃烧，烟道气中只含CO₂和蒸汽，将蒸汽冷凝，便只剩有CO₂，能百分之百地分离CO₂，一般需要对燃烧后的烟道气重新回注燃烧炉，降低燃烧温度，提高CO₂的体积分数，这种技术需要专门的空气分离系统提供氧气；燃烧前捕集是将CO₂在化石燃料燃烧前分离出来，先将燃料气化生产成煤气，再将煤气重整，生产出CO₂和H₂，分离出CO₂，再燃烧H₂。

CO₂的捕集、利用与封存，对于控制CO₂排放，实现可持续发展起着至关重要的作用。CO₂作为工业活动的必然产物，相比单纯地对其进行捕集与封存，CO₂资源化利用可以得到可观的环境效益与经济收益。

然而，上述传统的分产模式使能源动力系统难以综合梯级利用各种能量，导致出现不能科学合理用能的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能甲醇重整回收CO₂的SOFC-STIG联合循环工艺系统，解决了传统的分产模式使能源动力系统难以综合梯级利用各种能量，导致出现不能科学合理用能的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：