[发明专利]一种固体氧化物燃料电池分布式供能系统

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池分布式供能系统，属于固体氧化物燃料电池、分布式能源的技术领域，该供能系统中空气预热器和燃气预热器分别连接于燃料电池发电子系统，且燃料电池发电子系统中未反应完全的阴阳极气体排放至燃烧器；通过空气供应子系统供应压缩空气至空气预热器和燃烧器，通过天然气供应单元供应天然气至合成气生成单元和燃烧器，由合成气生成单元产生合成气并供应至燃气预热器；其中，所述燃烧器燃烧产生的高温烟气分别进入至空气预热器和燃气预热器，由空气预热器和燃气预热器排放至合成气生成单元并辅助合成气生成单元生成合成气，以达到广泛应用于中小型热电联供的固定电站及数据中心、医院、机场等分布式能源的目的。

技术领域

本发明属于固体氧化物燃料电池、分布式能源的技术领域，具体而言，涉及一种固体氧化物燃料电池分布式供能系统。

背景技术

近几十年来，随着经济的快速发展，我国已经成为一个能源生产和消费大国，随之引起的资源消耗和环境问题日益凸显，寻求和发展高效、清洁的新能源技术是解决上述问题的关键。燃料电池是一种通过电极反应直接将燃料的化学能转化为电能的电化学装置，燃料电池技术是继水力、火力和核能之后的新一代发电技术。根据电解质的不同，燃料电池可分为多种类型，其中，固体氧化物燃料电池因具有能量转化效率高(热电联供的转化效率可达80％以上)、对环境友好、良好的安全性与适应性等优点而备受关注。

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。除了燃料电池的一般优点外，SOFC还具有以下特点：对燃料的适应性强，能在多种燃料包括碳基燃料的情况下运行；不需要使用贵金属催化剂；使用全固态组件，不存在对漏液、腐蚀的管理问题；积木性强，规模和安装地点灵活等。被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。

近些年来，分布式电站由于其成本低、可维护性高等优点已经渐渐成为世界能源供应的重要组成部分。由于SOFC发电的排气有很高的温度，具有较高的利用价值，可以提供天然气重整所需热量，也可以用来生产蒸汽，更可以和燃气轮机组成联合循环，非常适用于分布式发电。因此，固体氧化物燃料电池在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源，都有广阔的应用前景。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种固体氧化物燃料电池分布式供能系统以达到广泛应用于中小型热电联供的固定电站及数据中心、医院、机场等分布式能源的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种固体氧化物燃料电池分布式供能系统，该供能系统至少包括：

燃料电池发电子系统；

能量回收子系统，所述能量回收子系统至少包括空气预热器、燃气预热器和燃烧器，所述空气预热器和燃气预热器分别连接于燃料电池发电子系统，且燃料电池发电子系统中未反应完全的阴阳极气体排放至燃烧器，采用燃烧器对固体氧化物燃料电池的未反应尾气进行燃尽利用；

空气供应子系统，通过空气供应子系统供应压缩空气至空气预热器和燃烧器；

燃料供应子系统，所述燃料供应子系统包括天然气供应单元和合成气生成单元，通过天然气供应单元供应天然气至合成气生成单元和燃烧器，由合成气生成单元产生合成气并供应至燃气预热器；

其中，所述燃烧器燃烧产生的高温烟气分别进入至空气预热器和燃气预热器，由空气预热器和燃气预热器排放至合成气生成单元并辅助合成气生成单元生成合成气。

进一步地，该供能系统还包括：氮气供应子系统，所述氮气供应子系统分别与空气供应子系统和燃料供应子系统相连接，为系统启停阶段提供管道及设备吹扫的作用。