[发明专利]一种低能耗捕集二氧化碳的多联供系统和方法

说明书

本发明涉及一种低能耗捕集二氧化碳的多联供系统和方法。包括：依次连通的燃料电池SOFC、燃烧室、第一混合加热器、空气再热器、热水换热器、冷凝换热器、二氧化碳压缩机、CO₂换热器、蓄冷器；燃料电池SOFC的阳极气体出口与燃烧室连接，燃烧室的气体出口依次连接混合加热器、空气再热器、热水换热器、冷凝换热器，使燃烧室排出的气体释放热量；LNG储液罐，LNG储液罐液体出口与CO₂换热器的冷凝介质入口连接，CO₂换热器的冷凝介质出口与蓄冷器连接。在进行冷、热、电联供的同时，实现了二氧化碳捕集和冷凝水的回收，既保证了较高的联供效率和发电效率，又满足了用户的多种需求。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种低能耗捕集二氧化碳的多联供系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

最近，化石能源的不合理的开发和使用，既造成了能源问题，同时又给环境和生态造成了严重威胁。提高运行系统的热效率和降低污染物的排放是缓解这个问题的重要途径。

固体氧化物燃料电池(SOFC)可以直接将燃料化学能转化为电能，发电效率较高，由于SOFC排气温度比较高，通常与燃气轮机(GT)结合进行联合发电，但是从GT出来的排气温度仍然较高，直接排出浪费能源。

近年来，中国对液化石油天然气(LNG)具有较大需求，但大多LNG在使用之前都需要气化，传统的LNG气化过程是通过海水或空气实现的，气化过程不仅给周围环境造成了冷污染，同时还造成了大量冷能浪费。

CO₂无毒无害且成本较低，较容易达到临界状态，以其为工质的动力循环受到研究人员的广泛关注。其中跨临界二氧化碳循环因为冷凝温度低，很适合中低温余热回收，可实现较高输出功；但因其冷凝温度要低于CO₂临界点温度(30.98℃)，所以很难在常温下进行冷却。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种低能耗捕集二氧化碳的多联供系统和方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种低能耗捕集二氧化碳的多联供系统，包括：燃料电池SOFC、燃烧室、热水换热器、冷凝换热器、CO₂换热器；

燃料电池SOFC的阳极气体出口依次与燃烧室、热水换热器、冷凝换热器、CO₂换热器连接；

LNG储液装置，LNG储液装置液体出口与CO₂换热器的冷凝介质入口连接。

燃料电池SOFC的阳极室出来的气体(CO,CO₂,CH₄,H₂,H₂O)与氧气在燃烧室B中恰好完全燃烧，经过换热降低温度，与LNG换热，被LNG冷凝后的二氧化碳达到跨临界状态，热量供给LNG，助于LNG的气化。解决了CO₂很难在常温下进行冷却的问题。

燃烧室排出的烟气先后经过热水换热器、冷凝换热器、CO₂换热器进行释放热量，转化为热水进行供热，在进行热、电联供的同时，实现了二氧化碳捕集和冷凝水(燃烧室排出的烟气中的水蒸气被冷凝后得到的冷凝水)的回收，既保证了较高的联供效率和发电效率，又满足了用户的多种需求。