[发明专利]基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统

权利要求书

1.基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，包括：重整制氢装置和燃料电池堆，其特征在于：还包括：电能转换器、催化加热器、带压缩机的碳捕捉器以及供热热交换器；

重整制氢装置输出的富含氢气的重整气输送至供热热交换器中释放热量后再输送至燃料电池堆发电使用，供热热交换器向外提供热量；燃料电池堆产生的电能通过电能转换器输出，电能转换器还与外来电力源连接；

重整制氢装置内设置有重整电加热器和重整热交换器，重整电加热器与电能转换器连接，重整制氢装置启动所需的初始电力均由外来电力源通过电能转换器提供；重整电加热器为重整制氢装置提供热能；

燃料电池堆的尾气输出端分别与催化加热器和带压缩机的碳捕捉器连接，催化加热器与带压缩机的碳捕捉器连接；燃料电池堆尾气输出端输出的尾气被输送至催化加热器中或被输送至带压缩机的碳捕捉器中；

如燃料电池堆输出的尾气被输入至催化加热器中时，尾气在催化加热器内催化放热反应产生的高温气体进入至重整器热交换器中，重整器热交换器中的释放了热能后的气体进入至带压缩机的碳捕捉器中进行碳氧化物的去除，之后从带压缩机的碳捕捉器中直接向外排出；如燃料电池堆输出的尾气被输送至带压缩机的碳捕捉器中，带压缩机的碳捕捉器对尾气进行碳氧化物去除，去除了碳氧化物的气体回送至燃料电池堆内发电使用。

2.根据权利要求1所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：当燃料电池堆为中温型燃料电池堆或高温型燃料电池堆时，燃料电池堆内设置有电堆电加热器和电堆热交换器，电堆电加热器与电能转换器连接，电堆电加热器为燃料电池堆启动提供初始热能；

催化加热器内催化放热反应产生的高温气体进入至重整器热交换器和/或电堆热交换器中，电堆热交换器中释放了热量的气体进入带压缩机的碳捕捉器中进行碳氧化物的去除，之后从带压缩机的碳捕捉器中直接向外排出。

3.根据权利要求2所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：催化加热器上还设置有燃料输入管，用于输送至重整制氢装置中进行重整制氢反应的原料一部分通过燃料输入管输送进入至催化加热器中进行催化放热反应，催化加热器中催化放热反应产生的热量被输送至重整制氢装置和/或输送至中温型或者高温型的燃料电池电堆中。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：所述的外来电力源包括再生能源发电模块和电网，再生能源发电模块与电网均与电能转换器相连接，再生能源发电模块的电能通过电能转换器输出，电网与电能转换器之间能相互传递电能。

5.根据权利要求4所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：再生能源发电模块与燃料电池堆的电能都还分别与电能储存器相连接，再生能源发电模块和燃料电池堆均能将电能输送至电能储存器储存；所述的电能储存器与电能转换器连接，电能储存器中的电能通过电能转换器输出。

6.根据权利要求4所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：再生能源发电模块采用的再生能源包括：太阳能、风能、水力发电、地热能。

7.根据权利要求1或2或3所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：重整制氢装置与供热热交换器之间还设置有氢气纯化器，氢气纯化器用于去除富含氢气的重整气中的一氧化碳；所述的氢气纯化器与气体输送管并联设置在重整制氢装置与供热热交换器之间，重整制氢装置输出的富含氢气的重整气能通过气体输送管直接输送至供热热交换器中、或通过氢气纯化器去除一氧化碳后再输送至供热热交换器中。

8.根据权利要求1或2或3所述的基于重整制氢装置与燃料电池的热电联供系统，其特征在于：燃料电池堆的尾气输出端通过三通阀分别与催化加热器以及带压缩机的碳捕捉器连接。