回收CO 2 的MCFC复合集成系统及变工况特性研究

发布时间：2021-09-23 17:49

　　熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是一种新型的发电设备,与传统的热力发电装置相比较,燃料电池发电不受卡诺循环的限制,能量转化效率远远超过传统能源转换效率,可达60%-80%[1]。由于其排气温度高,余热具有较高的利用价值,因而可以用余热锅炉回收其高温排气中热量进行发电,这样不但可以提高能源的利用效率,而且能大幅度降低污染物的排放。近年来,MCFC/GT以及MCFC/ST组成的复合发电系统受到各国研究人员的重视,使得对MCFC复合系统的变工况研究也具有重要意义。为确保系统在工况变化时整个系统不至受到较大影响甚至损坏,保证MCFC正常稳定运行,有必要对燃料电池系统进行有效的控制。负载的变化或燃料输入量的变化都会引起电池性能和系统运行工况的变化。本文基于MCFC稳态变工况模型,一方面对MCFC/ST复合系统进行了优化,探讨了电流密度同燃料利用率、CO2利用率及输出电压之间的关系。一方面对MCFC/GT以及MCFC/ST组成的复合发电系统分别进行了变工况研究,探索出合理的变工况控制策略,并分析了各控制策略对复合系统运行特性的影响。熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）独特的内部反应机理能有效实现CO2捕获... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１?ＭＣＦＣ电池的工作原理示意图??

反应提供所需的ｃｏ２，阴极出口烟气部分重新进入燃烧室，以提高燃烧室出口烟气??温度，同时对未利用完的ｃｏ２进一步回收利用。另一部分烟气用来回热进入燃烧室??的空气，然后进入余热锅炉单元回收余热产生蒸汽以驱动蒸汽轮机做功，如图２－３??所示。??９??

??图２－２原系统流程图??２．３．２?ＭＣＦＣ／ＳＴ复合动力新系统??新系统与基准系统的主要区别在于燃烧室的集成位置，电池堆阴极排气不再进??入燃烧室燃烧，而是空气与阳极剩余燃料在燃烧室燃尽后进入电池堆阴极，为电池??反应提供所需的ｃｏ２，阴极出口烟气部分重新进入燃烧室，以提高燃烧室出口烟气??温度，同时对未利用完的ｃｏ２进一步回收利用。另一部分烟气用来回热进入燃烧室??的空气，然后进入余热锅炉单元回收余热产生蒸汽以驱动蒸汽轮机做功，如图２－３??所示。??９??

【参考文献】：
期刊论文
[1]车用质子交换膜燃料电池动态建模与仿真分析[J]. 郏怡颖,赵治国.  机械与电子. 2012(04)
[2]燃料电池/燃气轮机混合动力系统中的燃气轮机运行特性分析[J]. 刘爱虢,刘宏波.  燃气轮机技术. 2010(01)
[3]熔融碳酸盐燃料电池建模及控制的综述[J]. 熊家祚,曾庆山,孔金生.  矿山机械. 2007(06)
[4]MCFC-燃气轮机联合循环系统模拟与优化[J]. 陈跃华,曹广益,翁一武.  热能动力工程. 2006(02)
[5]SOFC/Micro-GT混合循环系统性能分析[J]. 史翊翔,蔡宁生,李振山.  清华大学学报(自然科学版). 2005(08)
[6]燃料电池——有前途的分布式发电技术[J]. 张颖颖,曹广益,朱新坚.  电网技术. 2005(02)
[7]300W熔融碳酸盐燃料电池的研究[J]. 周利,林化新,衣宝廉,张华民.  宁夏大学学报(自然科学版). 2001(02)
[8]单压过热蒸汽余热锅炉变工况解析解[J]. 江丽霞,张娜,蔡睿贤.  工程热物理学报. 1999(04)



本文编号：3406145