[发明专利]一种以生物质气化制氢的燃料电池系统及其发电方法

摘要

本发明公开了一种以生物质气化制氢的燃料电池系统及其发电方法。本发明采用生物质制氢技术是一种环境友好的清洁能源技术，利用农林废弃物为原料，可以实现生物质资源的高效清洁当地利用，避免生物质原料大规模收集储存的费用；通过生物质制氢与清洁高效的氢燃料电池相结合，可以解决部分地区的电力供应，缓解电力供应紧张；采用的熔融碳酸盐燃料电池有利于生物质热化学转化的利用，且已接近商业化；本发明的燃料电池系统具有较高的系统发电效率，可达50％左右，与常规的生物质气化驱动燃气轮机系统相比，系统性能大大提高。

主权项

一种以生物质气化制氢的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括：气化反应器、燃烧反应器、气体净化器和燃料电池；其中，生物质通过生物质入口进入气化反应器，水蒸气从水蒸气入口进入气化反应器，在气化反应器内，生物质以水蒸气为流化介质进行气化反应；气化反应生成的产物包括气化产物和未完全反应的剩余固态产物；未完全反应的剩余固态产物通过固态产物出口排出气化反应器；固态产物通过返料管入口进入燃烧反应器，空气通过空气入口进入燃烧反应器，同时燃料电池未反应的阳极排气通过阳极排气入口进入燃烧反应器，在燃烧反应器内，以空气和阳极排气为流化介质进行燃烧反应；燃烧分解后的产物包括废气和固体，废气通过废气出口直接排出燃烧反应器，固体作为床料通过床料出口返回给气化反应器，通过床料入口进入反应器，继续进行气化反应；气化反应的气化产物是富氢气体，通过气化产物出口输送至气体净化器，在气体净化器内去除富氢气体的杂质，净化后的氢气输送至燃料电池的阳极；燃料电池的阳极排气中未反应的气体送入燃烧反应器进行燃烧反应；阳极排气中反应生成的CO2与阴极排气和空气混合后，输送至燃料电池的阴极；燃料电池的输出端连接至外部的负载系统；从而气化反应器、燃烧反应器、气体净化器和燃料电池形成循环流化床系统。