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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109659590A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201811526188.8H01M8/04082(2016.01)(22)申请日2018.12.13H01M8/04014(2016.01)C10J3/84(2006.01)(71)申请人中国华能集团清洁能源技术研究院C10J3/72(2006.01)有限公司地址102209北京市昌平区北七家镇未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼(72)发明人王洪建程健许世森张瑞云卢成壮任永强杨冠军黄华(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.H01M8/1231(2016.01)H01M8/12(2016.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统及方法(57)摘要本发明提供的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统及方法,包括空分装置、气化炉、高温换热器、除杂装置、固体氧化物燃料电池、催化燃烧器、余热回收器、低温换热器、DC/AC转换器、压缩机、透平和发电机,充分地利用了合成气的热量用来加热高压空气,并最终通过透平做功,充分地利用了系统中的热量。与此同时采用发电效率高的高温固体氧化物燃料电池,从而能够实现煤炭资源的清洁高效利用,发电效率可达50%以上,污染物排放大大降低。CN109659590ACN109659590A权利要求书1/2页1.一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,包括空分装置(1)、气化炉(2)、高温换热器(3)、除杂装置、固体氧化物燃料电池(8)、催化燃烧器(9)、余热回收器(10)、低温换热器(11)、DC/AC转换器(12)、压缩机(13)、透平(14)和发电机(15),其中,空分装置(1)的氧气出口接气化炉(2)的氧气入口,气化炉2的高温气体出口连接至高温换热器3的高温气体入口,高温换热器3的高温气体出口连接除杂装置的入口,除杂装置的出口连接余热回收器(10)的低温气体入口,余热回收器(10)的低温气体出口连接固体氧化物燃料电池(8)阳极入口;压缩机(13)的出口连接高温换热器(3)的低温气体入口,高温换热器(3)的低温气体出口连接低温换热器(11)的低温气体入口,低温换热器(11)的低温气体出口接透平(14)的入口,透平(14)的出口连接催化燃烧器(9)的第二入口,同时,透平(14)驱动连接发压缩机(13);催化燃烧器(9)的第一入口连接固体氧化物燃料电池(8)阳极出口,催化燃烧器(9)的出口连接低温换热器(11)的高温气体入口,低温换热器(11)的高温气体出口连接固体氧化物燃料电池(8)的阴极入口;固体氧化物燃料电池(8)的电能输出端连接DC/AC转换器(12)的入口,DC/AC转换器(12)出口接交流电网或电器。2.根据权利要求1所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,固体氧化物燃料电池(8)的阴极出口连接余热回收器(10)的高温气体入口,余热回收器(10)的高温气体出口为废气。3.根据权利要求1所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,除杂装置包括颗粒物脱除装置(4)、脱硫装置(5)、汞脱除装置(6)和水汽变换装置(7),其中,高温换热器(3)的高温气体出口连接颗粒物脱除装置(4)的入口,颗粒物脱除装置(4)的出口连接脱硫装置(5)的入口,脱硫装置(5)的出口连接汞脱除装置(6)的入口,汞脱除装置(6)的出口连接水汽变换装置(7)的入口,水汽变换装置(7)的出口连接余热回收器(10)的低温气体入口。4.根据权利要求3所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,颗粒物脱除装置(4)采用袋式除尘器或电除尘器。5.根据权利要求1所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,空分装置(1)上的氮气出口接氮气储存装置。6.根据权利要求1所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,透平(14)驱动连接发电机(15)。7.根据权利要求1所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,其特征在于,透平(14)和发电机(15)同轴布置。8.一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电方法,其特征在于,基于权利要求1所述的一种整体煤气化固体氧化物燃料电池发电系统,包括以下步骤:煤和氧气通入气化炉(2)产生合成气,合成气首先经过高温换热器(3)换热,温度降低后通入除杂装置进行除杂,然后经过余热回收器(10)预热燃料气,最后通入到固体氧化物燃料电池(8)的阳极;与此同时,空气通过压缩机(13)进行增压,接着经过高温换热器(3)、低温换热器(11)提高空气的温度,然后空气通过透平(14)做功