CN101051690A

CN101051690A - 天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统

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Publication number: CN101051690A
Application number: CNA2007100404664A
Authority: CN
Inventors: 隋升; 余晴春; 何艳峰
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2027-05-10
Also published as: CN100461516C

Abstract

一种燃料电池技术领域的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，包括吸附强化水蒸气甲烷重整子系统，熔融碳酸盐燃料电池子系统，二氧化碳和尾气循环利用子系统，三个子系统之间通过气体进出管路相连接。本发明采用吸附强化水蒸气甲烷重整的方法，来代替传统的水蒸气甲烷重整，并和MCFC发电系统结合起来，构成一种天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，具有系统简单，能耗低的优点。

Description

天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统

技术领域

本发明涉及的是一种燃料电池技术领域的发电系统，具体涉及的是一种天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统。

背景技术

以甲烷为主的天然气是烃类中氢/碳比最高的，是矿物燃料中热值最高的能源之一。天然气对环境的污染要比煤和石油小得多，经燃烧后排出的SO₂和NO_x极少，产生的温室气体CO₂也较少。因此，发达国家把利用天然气替代煤和石油作为减缓CO₂排放量的重要措施之一。以天然气作为熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC)的燃料来发电，其主要优点是，发电过程不受热机卡诺循环限制，能量转化效率可达40％～60％，若实现热电联供，燃料利用率可达80％以上；低污染排放；低噪声；可靠性高；模块化；适用范围广等。

经对现有技术的文献检索发现，美国专利号5082752，名称为“熔融碳酸盐发电系统”(“Power generation system using molten carbonate fuel cell”)介绍了以天然气作为燃料的熔融碳酸盐发电系统。该专利中把天然气经过传统的水蒸气重整的方式，转变成富氢的燃料，通入到MCFC(熔融碳酸盐发电系统)的阳极室中，同时在阴极室中通入空气和二氧化碳，发生电化学反应而产生电能。阳极尾气和阴极尾气分别通入到重整器的燃烧室中，燃烧产生的热量供应给重整器的重整室，燃烧后的尾气(二氧化碳)，再输送给MCFC的阴极室，作为阴极反应的原料之一。由于该系统采用传统的水蒸气重整的方式对天然气进行重整，整个系统结构较为复杂，所消耗的能量相对较多；由于重整反应温度高，压力大，为促进氢气的生成和抑制副反应，要求较高的“水碳比”，当水碳比低于3时，在镍重整催化剂表面容易发生析碳副反应，导致催化剂活性下降，但提高“水碳比”，则能耗增大；同时，由于受化学平衡的限制，天然气的转化率不能得到进一步提高，重整气中杂质含量(CO、CO₂、CH₄)较多。另外，阳极尾气和阴极尾气经过重整器燃烧后的尾气(二氧化碳)的量太少，还不能满足MCFC阴极气体的比例要求(一般为空气/CO₂为7/3)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统。采用吸附强化水蒸气甲烷重整的方法，来代替传统的水蒸气甲烷重整，并和MCFC发电系统结合起来，具有系统简单，能耗低的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统、熔融碳酸盐燃料电池子系统、二氧化碳和尾气循环利用子系统，吸附强化水蒸气甲烷重整子系统通过出气管与熔融碳酸盐燃料电池子系统的进气管连接，熔融碳酸盐燃料电池子系统通过出气管与吸附强化水蒸气甲烷重整子系统进气管连接，该闭合回路结构构成二氧化碳和尾气循环利用子系统。

所述的吸附强化水蒸气甲烷重整子系统包括：天然气管、预热器、脱硫塔、热交换器、天然气管、氮气管、空气管、两个或两个以上的重整器；两个重整器是互相独立放置的或两个以上重整器是互相独立放置的；所述重整器包括：燃烧室和反应室；天然气管、预热器、脱硫塔、脱硫后天然气管依次连接后，再连接到重整器的反应室的一个进气口；重整器的反应室有三个进气口，分别和脱硫后的天然气管，氮气管和空气管连接；反应室有三个出气口，分别和熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阳极进气管，阴极进气管，氮气冲洗管连接；燃烧室有五个进气口，分别和天然气管，空气管，熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阳极出气管，阴极出气管，氮气冲洗管连接；燃烧室有一个出气口，和燃烧室尾气管连接。

所述的反应室呈气体管路状，置于燃烧室中。

所述的重整器的反应室：是由CO₂吸附剂和Ni催化剂混合填充的固定床重整器。

所述的熔融碳酸盐燃料电池子系统包括：阳极进气管、阳极循环进气管、阴极进气管、熔融碳酸盐燃料电池电堆、阳极出气管、阳极循环出气管、阴极出气管、增压泵；熔融碳酸盐燃料电池电堆有一个阳极室和一个阴极室，分别把阳极气体和阴极气体分配到各个单电池的阳极和阴极中；阳极室有两个进气口和两个出气口，阴极室有一个进气口和一个出气口；阳极室的两个进气口分别和阳极进气管、阳极循环进气管连接，阳极室的两个出气口分别和阳极出气管、阳极循环出气管连接；阴极室的进气口和阴极进气管连接，阴极室的出气口和阴极出气管连接；阳极室的一个出气口和阳极循环出气管连接，该阳极循环出气管和增压泵以及阳极循环进气管顺次连接后，再和阳极室的另一个进气口连接。

所述的电堆是由多个单电池水平串联而成，每个单电池由阴极、电解质和阳极由下至上依次叠加而成。

所述的熔融碳酸盐燃料电池子系统中，所述电堆的阳极室的一个出气口和阳极循环出气管连接，该阳极循环出气管和增压泵以及阳极循环进气管顺次连接后，再和阳极室的另一个进气口连接。这样，就构成了阳极尾气的自身循环利用，阳极未完全反应完全的燃料，继续回到阳极室中进行反应，提高了天然气的利用率。

所述的熔融碳酸盐燃料电池子系统，通过阳极进气管，和吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中处于反应-吸附阶段时的重整器的反应室的出口连接，用来引入制氢阶段的重整器产生的高纯度氢气。熔融碳酸盐燃料电池子系统通过阴极进气管，和吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中处于脱附阶段时的重整器的反应室的出口连接，用来引入脱附阶段的重整器产生的CO₂和空气。所述的熔融碳酸盐燃料电池子系统，通过阳极出气管，和吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中重整器的燃烧室的一个进气口连接，把阳极尾气输送到燃烧室；熔融碳酸盐燃料电池子系统通过阴极出气管，和吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中重整器的燃烧室的一个进气口连接，把阴极尾气输送到燃烧室。

所述的二氧化碳和尾气循环利用子系统包括：相互独立的三个机构：阳极尾气的自身循环利用机构，二氧化碳的有效利用机构，二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用机构。

所述的阳极尾气的自身循环利用机构，存在于熔融碳酸盐燃料电池子系统中，包括：阳极出气口、阳极循环出气管、增压泵、阳极循环进气管、阳极进气口，顺次连接。

所述的二氧化碳的有效利用机构包括：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中的空气管、处在CO₂脱附阶段(再生阶段)反应室，以及熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阴极进气管、阴极室；空气管、处在CO₂脱附阶段(再生阶段)反应室、阴极进气管、阴极室的顺次连接。

所述的二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用机构，包括：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中的氮气冲洗管，重整器的燃烧室，燃烧室尾气管，热交换器、增压泵，以及熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阳极出气管、阴极出气管；氮气冲洗管，阳极出气管、阴极出气管分别和燃烧室的进气口连接，燃烧室的出气口和燃烧室尾气管连接，燃烧室尾气管、热交换器、增压泵依次连接后，再和空气管连接，构成了二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用部分。

本发明的原理如下：

本发明把吸附强化反应过程(Sorption-Enhanced Reaction Process，SERP)的概念应用于水蒸气甲烷重整制氢过程，得到的高纯度H₂，作为熔融碳酸盐燃料电池的阳极气体；脱附出来的CO₂以及燃烧后产生的CO₂和空气混合后，作为熔融碳酸盐燃料电池的阴极气体，经过电化学反应后，把化学能直接转化为电能。根据Le Chatelier原理，对于受化学平衡控制的化学反应，如果移除部分反应产物，则反应物的转化率和反应速率将会提高。依据这个原则，提出了SERP的概念，即利用选择性吸附剂吸附掉部分反应产物，并利用变压吸附法(Pressure SwingAdsorption，PSA)方法对吸附剂进行再生。SERP方法的优势是显而易见的：可以大大提高反应物的转化率，使反应在低温条件下进行成为可能，减少副产品，直接获得较高纯度的主产品。

本发明把SERP的方法应用于水蒸气甲烷重整制氢过程，即利用可再生的CO₂吸附剂，不断移除重整器反应器内生成的CO₂气体，使得在温度不是很高的情况下(400～650℃)，CH₄的转化率和H₂产品的纯度依然很高，这一点对于降低重整过程的能耗，而又能保证重整气中低的杂质含量非常有意义。另外，由于水气变换反应是放热反应，低温有利于降低CO含量。因此，用SE-SMR方法制氢，能降低重整温度(400～650℃)，也就降低了能耗，同时也降低了发生析碳副反应的可能性；能够直接获得高纯度的H₂，而CO、CO₂、CH₄杂质含量较低；在同样温度条件下，甲烷转化率提高；吸附过程中会释放部分热量，促进甲烷的转化；可以适当降低水碳比，以降低能耗；取消了CO变换过程，制氢工艺流程大大简化，设备成本亦降低。

本发明又把SE-SMR制氢技术和熔融碳酸盐燃料电池技术结合起来，构成SE-SMR-MCFC发电系统，从SE-SMR制得的高纯度的H₂不需要降温，可以直接进入MCFC子系统发电，因此能够很好地避免了传统重整方式系统复杂、能耗高等缺点，提高了天然气的转换率和重整气中氢的纯度，降低重整气中CO的含量，从而避免水气变换反应导致的MCFC局部温度升高，影响电池寿命。同时，也减小了在高温高压条件下，MCFC阳极室内CO发生的析碳副反应可能性，析出的碳会堵塞阳极气体通道，导致发电效率降低。

本发明的有益效果：

本发明提出的SE-SMR-MCFC发电系统，应用强化吸附反应，提高了天然气的转换效率，降低了转换气中杂质的含量，在能耗较低的情况下，得到高纯度的氢气；通过现场脱附的方法，使催化剂得以再生，脱附出来的CO₂以及阳极反应产生的CO₂，又作为阴极反应的原料加以利用，通过热交换器，尾气的余热得到利用。因此，SE-SMR-MCFC发电系统是一种非常经济而高效的发电方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一个燃料电池发电系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

三个子系统为：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统，熔融碳酸盐燃料电池子系统，二氧化碳和尾气循环利用子系统；吸附强化水蒸气甲烷重整子系统通过出气管与熔融碳酸盐燃料电池子系统的进气管连接，熔融碳酸盐燃料电池子系统通过出气管与吸附强化水蒸气甲烷重整子系统进气管连接，该闭合回路结构构成二氧化碳和尾气循环利用子系统。

在吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中，一般包括两个阶段：即反应-吸附阶段(制氢阶段)和CO₂脱附阶段(再生阶段)。因此，在该子系统中，主要设置两个或多个两个以上重整器，一个或其他几个重整器在进行天然气的重整反应制氢时，另一个或其他几个重整器则在进行二氧化碳的脱附再生。根据反应阶段的不同，重整器的反应室进气口和出气口的开关情况不同。当反应室处在反应-吸附阶段(制氢阶段)，重整器的反应室进气口只和脱硫后的天然气管连通，氮气管、空气管和反应室的进气口关闭；阳极进气管和反应室的出气口连通，阴极进气管，氮气冲洗管和反应室的出气口关闭。这样，天然气经过热交换器预热后，首先通过脱硫塔以除去天然气中含有的杂质硫；水经过热交换器加热后，变成了水蒸汽，按照水碳比为2/1～3/1的比例，注入到重整器的反应室，重整出来的气体，进入熔融碳酸盐燃料电池子系统的阳极。把该重整器的温度设定在400～650℃，压力在4～10atm下，从进气口中导入天然气和水蒸汽的混合气流，经过吸附强化重整反应后，制得低杂质(CO、CH₄、CO₂)含量的高纯度H₂。从重整器出来的气体作为燃料气供应给MCFC阳极。当出口气体中的CO/CO₂、CH₄达到预设值(如100ppm、5％)时，关闭水蒸气和甲烷的混合气进气阀门和重整气出气阀门切断把该重整器切换到再生回路，从而进入CO₂脱附阶段。当反应室处在CO₂脱附阶段(再生阶段)，重整器的反应室进气口和氮气管、空气管连通，脱硫后的天然气管和反应室的进气口关闭；阴极进气管，氮气冲洗管和反应室的出气口连通，阳极进气管和反应室的出气口关闭。这样，首先用氮气吹扫出反应室中可能含有的可燃性气体，吹扫出来的气体，经过氮气冲洗管进入重整器的燃烧室；接着，用空气吹扫吸附在催化剂中的CO₂，使催化剂再生，吹扫出来的气体，经过阴极进气管，进入熔融碳酸盐燃料电池子系统的阴极，作为阴极反应的原料。因此，在吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中需要设置两个或两个以上的重整器，以保证熔融碳酸盐燃料电池子系统连续工作。当其中一个或者几个重整器处于反应-吸附制氢阶段时，另一个或者几个重整器处于CO₂脱附阶段，每个重整器的反应-吸附制氢阶段和CO₂脱附阶段交替进行。这样，就能保证保证熔融碳酸盐燃料电池子系统的阳极和阴极随时都有反应气体的供应。

重整器的燃烧室的五个进气口，分别和天然气管，空气管，阳极出气管，阴极出气管，氮气冲洗管连接，燃烧室的一个出气口，和燃烧室尾气管连接。此结构保证天然气、空气、阳极尾气、阴极尾气、氮气的冲洗气体这五种气体在燃烧室中混合燃烧，为反应室提供热量。燃烧室出来的尾气，主要包括CO₂和空气，经过热交换和水气分离后，大部分进入空气管路，小部分排空。

在熔融碳酸盐燃料电池子系统中，包括阳极进气管、阳极循环进气管、阴极进气管、熔融碳酸盐燃料电池电堆、阳极出气管、阳极循环出气管、阴极出气管、增压泵。熔融碳酸盐燃料电池的电堆是由多个单电池水平串联而成，每个单电池由阴极、电解质和阳极由下至上依次叠加而成，阳极室有两个进气口和两个出气口，阴极室有一个进气口和一个出气口。熔融碳酸盐燃料电池的阳极室的一个进气口和从吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中处于反应-吸附阶段时的重整器的反应室出来的阳极进气管连接，用来引入制氢阶段的重整器产生的高纯度氢气。熔融碳酸盐燃料电池的阴极室的进气口和从吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中处于脱附阶段时的重整器的反应室出来的阴极进气管连接，用来引入脱附阶段的重整器产生的CO₂和空气。熔融碳酸盐燃料电池的阳极室的一个出气口和阳极出气管连接，熔融碳酸盐燃料电池的阴极室的出气口和阴极出气管连接。同时，在该子系统中，熔融碳酸盐燃料电池的阳极室的另一个出气口和阳极循环出气管连接，该阳极循环出气管和增压泵以及阳极循环进气管顺次连接后，再和阳极室的另一个进气口连接，这样，就构成了阳极尾气的自身循环利用，阳极未完全反应完全的燃料，继续回到阳极室中进行反应，提高了天然气的利用率。

从处于反应-吸附阶段时的重整器的反应室出来的低杂质含量，高纯度的氢气通入阳极；从处于CO₂脱附阶段的重整器中出来的、含有脱附的CO₂空气冲洗气体，经过阴极进气管，进入MCFC阴极，通过碳酸盐电解质，发生如下的电化学反应而发电：

阳极：H₂+CO₃ ^2-＝H₂O+CO₂+2e^- (1)

阴极：1/2O₂+CO₂+2e^-＝CO₃ ^2- (2)

阳极尾气一部分再回到阳极室中继续反应，另一部分阳极尾气以及阴极尾气，则通过阳极出气管和阴极出气管，进入吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中重整器的燃烧室中。

二氧化碳和尾气循环利用子系统，包括阳极尾气的自身循环利用，二氧化碳的有效利用，二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用三个部分。

(1)阳极尾气的自身循环利用部分，存在于上述熔融碳酸盐燃料电池子系统中。包括：阳极出气口、阳极循环出气管、增压泵、阳极循环进气管、阳极进气口，顺次连接。

二氧化碳的有效利用，二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用，是通过吸附强化水蒸气甲烷重整子系统和熔融碳酸盐燃料电池子系统之间的管路连接实现的。结构上，就是吸附强化水蒸气甲烷重整子系统与熔融碳酸盐燃料电池子系统之间构成的闭合回路，无自身独立的构件。

(2)在二氧化碳的有效利用部分中，空气管、处在CO₂脱附阶段(再生阶段)反应室、阴极进气管的顺次连接，构成了二氧化碳的有效利用部分。通过空气把吸附在催化剂表面的CO₂脱附下来，一方面使催化剂得到再生，另一方面，冲洗下来的CO₂通过阴极进气管，进入熔融碳酸盐燃料电池的阴极，作为反应物参加电化学反应，使得冲洗下来的CO₂不是作为废气排放，而是作为反应物得到了有效的利用。

(3)在二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用部分，所述的阳极出气管、阴极出气管、氮气冲洗管分别和燃烧室的进气口连接，燃烧室的出气口和燃烧室尾气管连接，燃烧室尾气管、热交换器、增压泵依次连接后，再和空气管连接，空气管、处在CO₂脱附阶段(再生阶段)反应室、阴极进气管的依次连接，构成了二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用部分。阳极尾气、阴极尾气、氮气冲洗气进入燃烧室后，与另外补充进来的空气和天然气充分混合燃烧，燃烧得到的热量，供应给反应室，燃烧后的烟气，主要含有空气、CO₂和水，进入燃烧室尾气管，通过热交换器，水气分离并增压后，注入空气管路中。随着空气冲洗再生阶段的反应室，接着又和阴极进气管连接，这样，阳极反应产生的CO₂、阴极未完全反应掉的CO₂和空气、在燃烧室中燃烧后产生的CO₂都重新进入熔融碳酸盐燃料电池的阴极，参与电极反应。在二氧化碳和尾气循环利用子系统中，体现了本发明的一个特点，即通过三条途径，增加了阴极气体中CO₂的含量，也就是冲洗下来的脱附气体、阳极产生的气体、燃烧后产生的气体，其中都含有CO₂，都进入了熔融碳酸盐燃料电池的阴极室，参加阴极的电化学反应，弥补了对照专利中存在的CO₂含量不够的缺点，同时，阳极尾气、阴极尾气中的热量，得到了充分有效的利用，整个系统的排放量却很低，真正实现了高效、清洁发电的目的。

如图1所示，本实施例的天然气经过天然气管1和热交换器I2的预热后，进入天然气管3，分别通过天然气管4、天然气管5和天然气管6，流向三个方向：

天然气的第一个方向，通过天然气管4，再经过热交换器IV7后，进入预热后的天然气管8，接着通过脱硫塔9，以除去少量的含硫杂质，随后，通过脱硫后的天然气管10，进入处于反应-吸附阶段的重整器I11的反应室12，经过高压吸附强化重整后的气体，经过阳极进气管14，进入熔融碳酸盐燃料电池15的阳极室16，反应后的阳极尾气，一部分通过阳极循环出气管22，经过压缩机I23增压后，通过阳极循环进气管24，再进行循环利用；另一部分的阳极尾气，通过阳极出气管19，分成两路，一路经过阳极出气管20，进入重整器I11的燃烧室13，另一路经过阳极出气管21，进入重整器II31的燃烧室33。

天然气的第二个方向，通过天然气管5进入重整器I11的燃烧室13，天然气的第三个方向，通过天然气管6进入重整器II31的燃烧室33。

空气经过空气管25，经热交换器III26预热后，进入空气管27后，也分成三个方向：

空气的第一个方向，通过空气管28，进入重整器II31的反应室32，吹洗冲走吸附在CO₂吸附剂上的CO₂，吹出来的气体，通过阴极进气管34进入熔融碳酸盐燃料电池15的阴极室18，反应后的阴极尾气，通过阴极出气管35后，分成两路：一路通过阴极出气管36，进入重整器I11的燃烧室13；另一路经过阴极出气管37，进入重整器II31的燃烧室33。

空气的第二个方向，通过空气管29进入重整器I11的燃烧室13，空气的第三个方向，通过空气管30进入重整器II31的燃烧室33。

氮气通过氮气管38，经过热交换器II39后，进入氮气管40，随后，进入重整器II31的反应室32，作为一部分的冲洗剂，冲洗出来的，进入氮气冲洗管41，再分别通过氮气冲洗管42，进入重整器I11的燃烧室13，以及氮气冲洗管43，进入重整器II31的燃烧室33。

这样，由空气管29进来的空气，由天然气管5进来的天然气，由阴极出气管36进来的阴极尾气，由阳极出气管路20进来的阳极尾气以及由氮气冲洗管42进来的氮气冲洗气，在重整器I11的燃烧室13中充分燃烧，为强化吸附重整提供能量，燃烧后的尾气由燃烧室尾气管44排出。

同样，由空气管30进来的空气，由天然气管6进来的天然气，由阴极出气管37进来的阴极尾气，由阳极出气管路21进来的阳极尾气以及由氮气冲洗管43进来的氮气冲洗气，在重整器II31的燃烧室33中充分燃烧，为CO₂的脱附提供能量，燃烧后的尾气由燃烧室尾气管45排出。

燃烧室的尾气，含有空气，CO₂和水，通过燃烧室尾气管44和燃烧室尾气管45后，合并进入燃烧室尾气管46，经过热交换器V47后，水气分离后，少量气体通过排气管48排放，多数气体通过压缩机II50增压后，合并入空气管25，其中的CO₂可以得到继续的利用。

熔融碳酸盐燃料电池15由阳极室16，电解质17和阴极室18所构成。从重整器I11的反应室12出来的高纯度氢，以及从重整器II31的反应室32出来的空气和CO₂混合气体，在熔融碳酸盐燃料电池15中发生电化学反应，对外提供电能。

本实施例天然气经过吸附强化重整后，得到的重整气的组成为：CH₄在2-4％之间，CO在0.02-0.04％之间，CO₂在0.10-0.03％之间，H₂在96-98％之间，天然气的转化率可以达到85～95％之间，能量转换效率可以达到75～85％，达到了高效清洁利用能源的目的。

Claims

1.一种天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，包括：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统、熔融碳酸盐燃料电池子系统、二氧化碳和尾气循环利用子系统，其特征在于，吸附强化水蒸气甲烷重整子系统通过出气管与熔融碳酸盐燃料电池子系统的进气管连接，熔融碳酸盐燃料电池子系统通过出气管与吸附强化水蒸气甲烷重整子系统进气管连接，该闭合回路结构构成二氧化碳和尾气循环利用子系统。

2.根据权利要求1所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的吸附强化水蒸气甲烷重整子系统包括：天然气管、预热器、脱硫塔、热交换器、天然气管、氮气管、空气管、两个或两个以上的重整器；两个重整器是互相独立放置的或两个以上重整器是互相独立放置的；所述重整器中设置燃烧室和反应室；天然气管、预热器、脱硫塔、脱硫后天然气管依次连接后，再连接到重整器的反应室的一个进气口；重整器的反应室有三个进气口，分别和脱硫后的天然气管，氮气管和空气管连接；反应室有三个出气口，分别和熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阳极进气管，阴极进气管，氮气冲洗管连接；燃烧室有五个进气口，分别和天然气管，空气管，熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阳极出气管，阴极出气管，氮气冲洗管连接；燃烧室有一个出气口，和燃烧室尾气管连接。

3.根据权利要求2所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是：所述的反应室呈气体管路状，置于燃烧室中。

4.根据权利要求1所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的熔融碳酸盐燃料电池子系统包括：阳极进气管、阳极循环进气管、阴极进气管、熔融碳酸盐燃料电池电堆、阳极出气管、阳极循环出气管、阴极出气管、增压泵，熔融碳酸盐燃料电池电堆有一个阳极室和一个阴极室，阳极室有两个进气口和两个出气口，阴极室有一个进气口和一个出气口，阳极室的两个进气口分别和阳极进气管、阳极循环进气管连接，阳极室的两个出气口分别和阳极出气管、阳极循环出气管连接，阴极室的进气口和阴极进气管连接，阴极室的出气口和阴极出气管连接，阳极室的一个出气口和阳极循环出气管连接，该阳极循环出气管和增压泵以及阳极循环进气管顺次连接后，再和阳极室的另一个进气口连接。

5.根据权利要求4所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的电堆是由多个单电池水平串联而成，每个单电池由阴极、电解质和阳极由下至上依次叠加而成。

6.根据权利要求1或4所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的熔融碳酸盐燃料电池子系统中，阳极进气管和重整器的反应室出口连接，阴极进气管和重整器的反应室出口连接，通过阳极出气管和重整器的燃烧室的一个进气口连接，通过阴极出气管和重整器的燃烧室的一个进气口连接。

7.根据权利要求1所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的二氧化碳和尾气循环利用子系统，包括相互独立的三个机构；阳极尾气的自身循环利用机构、二氧化碳的有效利用机构、二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用机构。

8.根据权利要求7所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的阳极尾气的自身循环利用机构，存在于熔融碳酸盐燃料电池子系统中，包括：阳极出气口、阳极循环出气管、增压泵、阳极循环进气管、阳极进气口，顺次连接。

9.根据权利要求7所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的二氧化碳的有效利用机构包括：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中的空气管、反应室，以及熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阴极进气管、阴极室，顺次连接。

10.根据权利要求7所述的天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征是，所述的二氧化碳、阳极尾气和阴极尾气的循环利用机构包括：吸附强化水蒸气甲烷重整子系统中的氮气冲洗管、重整器的燃烧室、燃烧室尾气管、热交换器、增压泵，以及熔融碳酸盐燃料电池子系统中的阳极出气管、阴极出气管、所述的氮气冲洗管，阳极出气管、阴极出气管分别和燃烧室的进气口连接，燃烧室的出气口和燃烧室尾气管连接，燃烧室尾气管、热交换器、增压泵依次连接后，再和空气管连接。