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申请/专利权人：广东佛燃科技有限公司;佛燃能源集团股份有限公司

摘要：本发明涉及一种室温阳极尾气循环固体氧化物燃料电池SolidOxideFuelCell，简称SOFC发电系统及其运行方法，该系统主要包括SOFC电堆、燃料预热器、蒸汽发生器、二级空气预热器、预重整器、汽水分离器、常温脱硫器、室温阳极尾气循环风机、鼓风机、去离子水装置、去离子水泵、燃烧器。该系统采用室温阳极尾气循环工艺，利用二级空气预热器、汽水分离器、室温阳极尾气循环风机实现了SOFC电堆出口阳极尾气的室温循环利用，有效降低了阳极尾气循环风机的工作温度；配合去离子水泵、蒸汽发生器实现了阳极循环尾气中水蒸气的循环利用；最大限度的利用了高温烟气中的热量，提高了系统效率；相对于常规的SOFC发电系统，该系统简单、可靠性高、具有很高的可操作性。

主权项：1.一种室温阳极尾气循环SOFC发电系统，该系统主要包括SOFC电堆、燃料预热器、蒸汽发生器、二级空气预热器、预重整器、汽水分离器、常温脱硫器、室温阳极尾气循环风机、鼓风机、去离子水装置、去离子水泵、燃烧器和相关管道、阀门、分离器、混合器、保温材料；所述系统采用室温阳极尾气循环工艺，SOFC电堆阳极出口的高温阳极尾气经电堆阳极出口气体管道上的分离器分离，一部分高温阳极尾气进入燃烧器进行燃烧，为系统其它部件提供热量，另一部分高温阳极尾气在室温阳极尾气循环风机的作用下进入到二级空气预热器中的低温段，与二级空气预热器中的常温空气换热，电堆阳极尾气降低至接近室温并产生冷凝水，接近室温的电堆阳极尾气在室温阳极尾气循环风机的作用下与脱硫后的室温天然气混合，混合后的燃料再与系统中新产生的高温水蒸气混合，一同进入预重整器，然后经高温烟气加热后进入到SOFC电堆阳极进行发电；另一部分高温阳极尾气经二级空气预热器低温段的常温空气冷却后产生冷凝水，冷凝水在汽水分离器中分离后进入到去离子水装置，去离子水在去离子水泵的作用下进入到蒸汽发生器，被高温烟气加热后产生高温水蒸气，高温水蒸气经管道与脱硫后的室温天然气、室温阳极尾气循环风机出口的电堆阳极尾气充分混合，再进入到预重整器中进行预重整反应；管道、高温水蒸气与脱硫后的室温天然气及循环的阳极尾气的混合器、预重整器入口的气体管道均在SOFC发电系统的热区内；所述SOFC电堆阳极出口的一部分高温阳极尾气和阴极出口的全部高温空气进入到所述燃烧器中混合、燃烧，产生的高温烟气依次进入燃料预热器、蒸汽发生器、二级空气预热器，最终进入烟气余热回收系统；室温阳极尾气循环SOFC发电系统的运行方法，①系统启动时，关闭室温阳极尾气循环风机、关闭去离子水泵，向系统燃气管道内通入一定流量的天然气，启动鼓风机向系统内供入一定流量的空气，脱硫后的天然气与空气分别在燃料预热器、二级空气预热器中被燃烧器出口的高温烟气加热，然后进入SOFC电堆，通过控制系统入口的天然气流量、空气流量来调节燃烧器出口烟气的流量和温度，以控制进入SOFC电堆入口的燃料、空气温度，从而控制好SOFC电堆的升温速率；②当SOFC电堆温度以设定的温升速率升至目标温度时，通过汽水分离器上的补水口向其注入去离子水，打开去离子水泵，通过调节去离子水泵的转速控制好高温水蒸气的量，以满足SOFC系统的需求；打开室温阳极尾气循环风机，调整进入SOFC系统的天然气流量、空气流量，以满足SOFC电堆的温升需求；③当SOFC电堆温度以设定的温升速率升至新的目标温度，天然气流量、空气流量及系统各点温度达到目标值时，SOFC系统开始发电，发电功率逐渐增加至额定功率；期间，发电功率达到某特定值时，停止向汽水分离器中补充去离子水；④SOFC发电系统以额定功率发电运行过程中，根据各点的温度值调整天然气、空气的流量，以保证SOFC系统的安全、稳定运行；⑤需要降低SOFC系统的发电负荷时先降低发电功率，然后改变天然气流量、空气流量；需要提高SOFC系统的发电负荷时先改变天然气流量、空气流量，然后提高发电功率；⑥SOFC发电系统停止发电、按照一定的降温速率降低至室温的过程与SOFC发电系统发电、升温的相关操作过程相反。

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