CN109314259B - 用于燃料电池系统的烟气污染物的原位监测 - Google Patents

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Abstract

一种发电系统，包括：燃料电池分离系统，其配置成接收烟气并从其产生电能；烟气抛光系统，其位于燃料电池分离系统的上游并配置成除去烟气中的污染物；烟气分析仪，其配置成实时测量烟气中污染物的量；以及工厂控制系统，其可操作地联接至烟气抛光系统、烟气分析仪和燃料电池分离系统并配置成调节烟气抛光系统的操作参数。

Description

用于燃料电池系统的烟气污染物的原位监测
相关专利申请的交叉引用
本申请是于2016年4月22日提交的美国临时专利申请号62/326,505的国际专利申请，其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
本公开涉及燃料电池发电系统。更具体地，本公开涉及用于燃料电池系统的烟气污染物的原位监测。
燃料电池是通过电化学反应将存储在燃料中的化学能直接转换成电能的装置。通常，燃料电池包含由电解质隔开的阳极和阴极，该电解质用于传导带电离子。燃料电池可包括熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)，其通过使反应物燃料气体通过阳极，同时氧化气体(例如二氧化碳和氧气)通过阴极而操作。基于燃烧的发电厂通过燃烧易燃烃基燃料(包括煤、天然气、生物质、沼气和合成气)来产生能量。
作为燃烧过程的结果，基于燃烧的发电厂产生烟气，其通常由大气排放物处理。然而，这种排放对环境有害，因为它们含有二氧化碳(CO2)，有助于全球气候变化。越来越多的国家和国际法规对这些发电系统可能释放到环境中的二氧化碳量进行了严格的规定。
因此，已经使用许多方法来控制或限制来自基于燃烧的发电厂的二氧化碳排放。然而，由于应用二氧化碳捕获系统导致的能量(电能和/或热量)的显著损失，从燃烧后烟气中分离二氧化碳可能不具有成本效益。包括二氧化碳的烟气可以提供给电化学燃料电池，该电化学燃料电池可以包括阴极、阳极和电解质以用于浓缩包括在废气中的二氧化碳。
在一些情况下，提供给燃料电池(例如MCFC)的烟气可包括可能损坏燃料电池的污染物。例如，煤衍生烟气中的某些污染物对MCFC造成的风险最大。通常对煤衍生的烟气进行深度抛光，即清洁以除去这些污染物。感兴趣的污染物包括硫氧化物、含硒物质(以及类似的铍物质)、颗粒物、汞物质(例如Hg、HgO、HgCl2)和卤素(例如Cl、F1、Br、I)物质。天然气衍生的烟气可含有显著低于煤的污染物水平，但仍可能包括足以损害下游燃料电池的大量SOx物质(例如SO2和SO3)。
提供用于监测克服上述挑战的燃料电池系统的烟气中污染物的水平的改进系统和方法将是有利的。这些和其它有利特征对于审阅本公开的人员将是显而易见的。
发明内容
本文描述的实施方式一般涉及用于监测提供给燃料电池的烟气中污染物的水平的系统和方法，并且特别涉及用于测量烟气中污染物的量并基于污染物的量来调节烟气抛光系统和/或燃料电池的操作参数的系统和方法。
在一些实施方式中，发电系统包含燃料电池分离系统，其配置成接收烟气并从其产生电能。燃料电池分离系统包括燃料电池，该燃料电池包含阳极部分和阴极部分。含有二氧化碳的烟气与燃料电池的阴极部分连通。阳极部分产生阳极废气，该废气包括二氧化碳、氢气、一氧化碳和其它气体。烟气抛光系统位于燃料电池组件的上游并配置成除去烟气中包括的污染物。烟气分析仪配置成实时测量烟气抛光系统下游及其上游中至少一个的烟气中包括的污染物的量。工厂控制系统可操作地联接至烟气抛光系统、烟气分析仪和燃料电池。工厂控制系统配置成基于由烟气分析仪确定的抛光烟气中包括的污染物的量来调节烟气抛光系统和任选的燃料电池的操作参数。
在一些实施方式中，响应于烟气中污染物的水平超过预定阈值，工厂控制系统配置成采取至少一个校正动作以便保护包括在接收烟气的燃料电池分离系统中的燃料电池。
在一些实施方式中，燃料电池是内部重整MCFC，而在其它实施方式中，燃料电池是外部重整MCFC。
在一些实施方式中，烟气包括通过化石燃料装置输出的二氧化碳和氧气。在一些实施方式中，燃料电池分离系统还包括气体分离组件。由燃料电池产生的阳极废气可以与气体分离组件连通。气体分离组件可包括除水系统、压缩机和/或冷却器，其配置成从阳极废气中分离并封存二氧化碳。
在一种实施方式中，一种发电系统包含：燃料电池分离系统，其配置成接收烟气并从其产生电能；烟气抛光系统，其位于燃料电池分离系统的上游并配置成除去烟气中的污染物；烟气分析仪，其配置成实时测量烟气中污染物的量；和工厂控制系统，其可操作地联接至烟气抛光系统、烟气分析仪和燃料电池分离系统并配置成调节烟气抛光系统的操作参数。
在该实施方式的一个方面中，烟气分析仪配置成测量烟气抛光系统上游位置处污染物的量。
在该实施方式的一个方面中，烟气分析仪配置成测量烟气抛光系统下游位置处污染物的量。
在该实施方式的一个方面中，烟气分析仪配置成测量烟气抛光系统上游和下游位置处污染物的量。
在该实施方式的一个方面中，燃料电池分离系统包含具有阳极部分和阴极部分的燃料电池，并且烟气含有二氧化碳并被阴极部分接收。
在该实施方式的一个方面中，阳极部分产生包含二氧化碳、氢气和一氧化碳的阳极废气。
在该实施方式的一个方面中，工厂控制系统配置成基于在烟气抛光系统中处理之后烟气中污染物的量来调节燃料电池分离系统的操作参数。
在该实施方式的一个方面中，工厂控制系统配置成当烟气中包括的污染物的量超过预定阈值时采取至少一种校正动作。
在该实施方式的一个方面中，校正动作包含视觉警告、听觉警告、降低从烟气捕获的二氧化碳量，或关闭燃料电池分离系统中的至少一个。
在该实施方式的一个方面中，燃料电池是内部重整MCFC。
在该实施方式的一个方面中，燃料电池是外部重整MCFC。
在该实施方式的一个方面中，发电系统还包含配置成接收阳极废气的气体分离组件。
在该实施方式的一个方面中，气体分离组件包含除水系统、压缩机或冷却器中的至少一种。
在该实施方式的一个方面中，气体分离组件包含配置成将二氧化碳与阳极废气分离的冷却器。
这些和其它有利特征对于审阅本公开和附图的人员将是显而易见的
附图说明
图1A是根据一种实施方式的燃料电池的示意图。
图1B是根据一种实施方式的发电系统的示意图。
图2是根据一种实施方式的发电系统的示意图。
图3是根据一种实施方式的监测烟气中污染物的水平并控制发电系统的操作的示例方法的示意性流程图。
图4是根据一种实施方式的可以用作图2的工厂控制系统的计算设备的示意性框图。
具体实施方式
本文描述的实施方式一般涉及用于监测提供给燃料电池的烟气中污染物的水平的系统和方法，并且特别涉及用于测量烟气中污染物的量并基于污染物的量来调节烟气抛光系统和/或燃料电池的操作参数的系统和方法。
如本文所用，术语“抛光”是指可用于从烟气中除去污染物的任何清洁或污染物除去方法，例如活性炭处理、湿法洗涤、过滤、脱硫等。
图1A是燃料电池1的示意图。燃料电池1包含电解质基质2、阳极3和阴极4。阳极3和阴极4通过电解质基质2彼此分离。来自烟气产生系统(例如燃烧废气供应单元)的烟气可以作为氧化剂气体提供给阴极4。在燃料电池1中，在存在于电解质基质2的孔中的电解质(例如碳酸盐电解质)的存在下燃料气体和氧化剂气体经历电化学反应。在一些实施方式中，燃料电池1可包含一个或多个燃料电池堆组件，其中多个单独的燃料电池1堆叠并串联连接。
图1B是根据一种实施方式的集成发电系统100的示意图。发电系统100包含烟气发生组件6，其可包括水泥厂中的化石燃料装置、设施或设备、锅炉、燃烧器和/或炉子和窑炉中的一个或多个(以下称“化石燃料装置、设施或设备”)。烟气发生组件可以配置成燃烧化石燃料(例如煤、天然气、汽油、柴油等)并产生包括二氧化碳的烟气。
发电系统100包括燃料电池组件10(例如碳酸盐燃料电池组件)，该燃料电池组件10流体联接至烟气发生组件6并且配置成从其接收烟气。发电系统100还包括发电气体分离和封存系统200，该封存系统200包括根据本公开的碳酸盐燃料电池组件10和气体分离组件25。如图1B所示，燃料电池组件10包括阴极部分12和阳极部分14。在一些实施方式中，燃料电池组件10可包括内部重整或直接MCFC组件，其中用于阳极的燃料在组件内部重整。在其它实施方式中，燃料电池组件10可包括外部重整碳酸盐燃料电池组件，在这种情况下，在输送到燃料电池阳极部分之前重整器将用于重整燃料。
如图1B所示，发电气体分离和封存系统200的烟气发生组件6和燃料电池组件10可以串联布置，使得燃料电池组件10的阴极部分12被供应来自烟气发生组件6的烟气。在一些实施方式中，来自烟气发生组件的烟气专门被供应给阴极部分12。例如，来自化石燃料供应2的诸如煤、天然气或其它烃类燃料的化石燃料以及从空气供应4输送的空气被输送到化石燃料装置、设施或设备6。化石燃料和空气可经历烟气发生设备6中的燃烧反应，产生电能并导致输出烟气废气。烟气废气可包含约3-20％的二氧化碳、10-20％的水和2-15％的氧气，余量为氮气。这些组分的确切量取决于化石燃料的类型和来自空气供应4的空气量。可以通过调节空气供应4或通过在进入燃料电池阴极部分12之前向烟气8中添加补充空气7以改变氧含量。在燃料电池运行所需的烟气8中没有足够的氧气的情况下，补充空气可用于增加合并流9的氧气部分。
如图1B所示，管线9将烟气废气的一部分或全部流体联接至阴极部分12的入口12A，使得供应到阴极入口12A的烟气或氧化剂气体包括烟气废气。在一些实施方式中，烟气与可能的补充空气流组合是向阴极入口12A供应的专用氧化剂气体。同时，通过管线15将来自供应源16的燃料(例如煤衍生的合成气、天然气或其它含氢燃料)输送到阳极部分14的入口14A。在燃料电池组件10中，包含由燃料重整产生的烟气废气和氢气的阴极部分12中的氧化剂气体在阳极部分14中经历电化学反应以产生电能输出。另外，该电化学反应导致烟气中的大部分(约65％或更多)二氧化碳从阴极部分12转移到燃料电池10的阳极部分14。
进一步扩展，烟气中的二氧化碳和氧气在燃料电池组件10的阴极部分12中反应以产生碳酸根离子，该碳酸根离子通过燃料电池电解质被运送到燃料电池10的阳极部分14。在阳极部分14处，碳酸根离子被来自燃料的氢气还原以产生水和二氧化碳。最终结果是上述烟气中的大部分二氧化碳从阴极部分12转移到阳极部分14。因此，燃料电池10的阳极部分14的出口14B处的阳极废气的二氧化碳浓度较高，从而允许使用CO2分离和封存系统更容易和有效地捕获和封存二氧化碳气体。在一些实施方式中，阳极废气中的二氧化碳浓度范围为60-80摩尔％(干基)，包括其间的所有范围和值。
如图1B所示的实施方式中，耗尽二氧化碳的烟气经由管线18通过阴极出口12B离开阴极部分12。另外，主要含有二氧化碳以及未反应的氢气、一氧化碳、水蒸气和痕量的其它气体的阳极废气离开阳极出口14B并通过管线20被输送到气体分离组件25。在一些实施方式中，气体分离组件25包括用于从阳极废气中回收水的除水组件21和用于从剩余阳极废气中分离二氧化碳的二氧化碳分离组件22。在通过CO2分离组件22之后残留在阳极废气中的残余燃料可以再循环到燃料电池阳极14，或者运输到使用点。此外，因为阴极气体在高温下离开燃料电池组件10，所以来自该流的全部或部分热量可以通过一个或多个热回收单元17回收，并且可以用于进入燃料电池组件10的预热气体。在一些实施方式中，在被输送到气体分离组件25之前，可以从离开燃料电池阳极部分14的阳极废气中回收热量。
在一些情况下，提供给燃料电池(例如MCFC)的烟气可包括可能损坏燃料电池的污染物。例如，在煤衍生的烟气中发现的某些污染物对燃料电池造成最大的风险。可以对煤衍生的烟气进行深度抛光(即清洁以除去这些污染物)。感兴趣的污染物包括二氧化硫、三氧化硫(SOx气体)、含硒物质(以及类似的铍物质)，颗粒物、汞物质(例如Hg、HgO、HgCl2)和卤素(例如Cl、Fl、Br、I)物质。天然气衍生的烟气可能含有比煤显著更低水平的污染物，但较低水平的污染物仍可能足以损坏下游燃料电池。此外，天然气可以包括足以损坏燃料电池的大量SOx气体。在一些实施方式中，包含燃料电池的发电系统包括烟气清洁或抛光系统，其配置成除去烟气中包括的污染物。
例如，图2是配置成接收由烟气发生系统302产生的烟气的发电系统300的示意图(例如燃煤发电厂、天然气发电厂、柴油发电厂、水泥厂中的锅炉、燃烧器、炉子和窑炉等)。发电系统300包括燃料电池分离系统330。燃料电池分离系统330可包括燃料电池以及燃料，例如配置成从烟气发生系统302接收烟气的燃料电池1/10，如本文所述。
在燃料电池分离系统330的阴极部分中烟气经历电化学反应，以产生阳极废气，该阳极废气可包括如本文先前所述的氢气、一氧化碳、二氧化碳和/或水。燃料电池分离系统300还可以包括气体分离组件，该气体分离组件配置成从阳极废气中分离和封存二氧化碳。气体分离组件可包括除水系统、压缩机、冷却器(例如吸收式冷却器)，热交换器和/或构造成有效地从由燃料电池产生的阳极废气中分离和封存二氧化碳的任何其它部件，如先前所述。然后，耗尽二氧化碳的阴极废气可以经由烟囱350被排放到环境中。从阳极废气分离的残余燃料可在燃料电池分离系统330内部再循环或运输到使用点。
烟气抛光系统310位于燃料电池分离系统330的上游。烟气抛光系统310配置成抛光烟气以从中除去污染物(例如卤素、硒、铍、SOx气体、颗粒物(PM)、汞物质等)，其可能损坏包括在燃料电池分离系统330中的燃料电池。烟气抛光系统310可包括用于抛光烟气的任何合适的部件或组件，包括但不限于湿式洗涤器(例如石灰石基和苛性碱基)、固体吸附剂(例如固定床、干法喷射、移动床、过滤介质支撑、活性炭等)和过滤(文丘里管、静电除尘器、袋式除尘器、过滤器等)。
烟气抛光系统310的性能(例如污染物除去效率)取决于包括在废气中的污染物的类型和量。例如，煤烟气可包括卤素、硒、铍和/或SOx气体，但天然气烟气可主要包括SOx气体。如本文所述，可改变烟气抛光系统310的操作参数以优化烟气抛光系统310的性能。
发电系统300还包括烟气分析仪320，其配置成测量烟气抛光系统310的下游和上游中至少一个的烟气中包括的污染物的量。在一种实施方式中，阀门322(例如三通阀)可以流体联接至位于烟气抛光系统310的上游和下游的烟气连通管道。阀门322可以配置成选择性地将烟气样品从烟气抛光系统310的下游和任选的上游连通到烟气分析仪320。烟气的上游样品提供关于烟气发生系统302排放的烟气中污染物水平的信息，并且烟气的下游样品提供关于在通过烟气抛光系统310之后烟气中污染物水平降低的信息。下游和上游烟气样品中的污染物水平可用于确定烟气抛光系统310的性能(例如污染物除去效率)。
烟气分析仪320可包括高精度原位分析仪器(例如过程质谱仪/气相色谱仪，紫外荧光检测器，实时灰尘监测仪等)，其配置成测量关键烟气污染物的量，例如SOx气体、卤素、硒、铍等。由此烟气分析仪320几乎实时地监测烟气抛光系统310的性能。烟气分析仪320配置成基于连通到发电系统300的烟气的类型来检测烟气中包括的感兴趣的污染物。例如，在天然气衍生的烟气应用中，烟气分析仪320可用于仅测量SOx气体的量。相反，对于煤衍生的烟气应用，烟气分析仪320可用于测量除卤素(Cl、F1、I、Br)和其它感兴趣的污染物(例如Se、Be、PM等)之外的SOx气体的量。
烟气分析仪320可以产生反馈信号，该反馈信号指示包括在烟气抛光系统310下游和/或上游的废气中污染物的量。该反馈信号可以被传送到配置成控制发电系统100的操作的工厂控制系统340。工厂控制系统340可包含任何合适的控制器，例如计算设备630。
工厂控制系统340可以包含处理器，例如微处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、ASIC芯片或任何其它合适的处理器。处理器可以与存储器通信，例如非暂时性计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)、硬盘或任何其它存储设备。处理器可以配置成执行存储在存储器中的指令、算法、命令或其它程序。工厂控制系统340还可以包括传感器以及收发器，该传感器配置成感测一个或多个信号，例如来自烟气分析仪320的反馈信号，该收发器配置成将操作信号传输到烟气抛光系统310和燃料电池分离系统330中的至少一个。
工厂控制系统340可操作地联接至烟气抛光系统310和燃料电池分离系统330，并配置成调节烟气抛光系统320的至少一个操作参数，以便基于反馈信号提供的信息增强其性能。例如，在烟气抛光系统310包括湿式洗涤系统的实施方式中，工厂控制系统340可以响应于离开烟气抛光系统310的烟气中污染物量的增加而增加洗涤流体的循环速率和/或排污频率。
在一些实施方式中，工厂控制系统340还可以配置成确定离开烟气抛光系统320的烟气或抛光烟气中的污染物量或污染物水平是否超过了预定阈值。响应于抛光烟气超过预定阈值，工厂控制系统340可以采取至少一个校正动作以便保护接收烟气的燃料电池。例如，如果抛光烟气中的污染物量超过第一预定阈值，那么工厂控制系统340可以向用户提供通知，例如点亮警告灯、发出声音或视觉警告和/或激活警报，或者通过调节包括在燃料电池分离系统330中燃料电池的燃料电池电流密度来降低从烟气中捕获的CO2的量。此外，如果废气中污染物的量超过高于第一预定阈值的第二预定阈值，工厂控制系统340可以关闭燃料电池分离系统330(例如燃料电池，诸如包括在燃料电池分离系统330中的MCFC燃料电池)。
图3是用于操作发电系统(例如发电系统300)的示例方法400的示意性流程图。方法400包括从烟气发生系统402(例如烟气发生系统6/302)接收烟气。在一些实施方式中，在404处基于烟气的类型识别烟气中包括的污染物。例如，烟气分析仪320可以基于烟气是煤烟气还是天然气烟气来识别预期包括在烟气中的污染物的类型，如前所述。
在406处测量烟气中包括的污染物量。例如，烟气分析仪320测量烟气抛光系统310下游(以及任选地其上游)的烟气中包括的污染物量。
基于408处的抛光烟气中包括的污染物量来调节烟气抛光系统的操作参数。例如，基于由烟气分析仪320的反馈信号指示的抛光烟气中包括的污染物量，工厂控制系统340可以调节烟气抛光系统310的一个或多个操作参数。在一些实施方式中，基于烟气抛光系统310的性能度量(例如污染物除去效率或低效率)，工厂控制系统340可以调节烟气抛光系统320的一个或多个操作参数。可以根据烟气抛光系统310下游和上游的烟气中污染物的量来确定性能度量，例如经由其比率。
在410处确定污染物量是否超过预定阈值。预定阈值可以是静态的(即绝对数量)或动态的(例如根据烟气发生系统302和/或发电系统300的操作条件而变化)。响应于污染物量超过预定阈值，采取至少一个校正动作以便在412处保护接收烟气的燃料电池。例如，如果抛光烟气中污染物量超过第一预定阈值，工厂控制系统340可以向用户提供通知，例如点亮警告灯、发出声音或视觉警告和/或激活警报，或者通过调节包括在燃料电池分离系统330中燃料电池的燃料电池电流密度来降低从烟气中捕获的CO2的量。此外，如果废气中污染物的量超过高于第一预定阈值的第二预定阈值(例如1ppm SOx，10ppb Se或Be，200ppvHCl，250ppb Hg)，工厂控制系统340可以关闭燃料电池分离系统330(例如燃料电池，诸如包括在燃料电池分离系统330中的MCFC燃料电池)。
在一些实施方式中，本文所述的工厂控制系统340或任何控制器或控制电路可包含发电系统300的系统计算机(例如，基于燃料电池的发电系统)。例如，图4是根据说明性实施方式的计算设备630的框图。计算设备630可以用于实行本文所述的任何方法或过程，例如方法400。在一些实施方式中，工厂控制系统340可以包括计算设备630。计算设备630包括总线632或用于传送信息的其它传送部件。计算设备630还可以包括用于处理信息的一个或多个处理器634或联接至总线632的处理电路。
计算设备630还包括联接至总线632用于存储信息以及由处理器634执行的指令的主存储器636，例如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备。在处理器634执行指令期间，主存储器636还可用于存储位置信息、临时变量或其它中间信息。计算设备630还可以包括ROM 638或联接至总线632的用于存储静态信息和处理器634指令的其它静态存储设备。诸如固态设备，磁盘或光盘的存储设备640联接至总线632用于持久地存储信息和指令。例如，对应于方法400的操作的指令可以存储在存储设备640上。
计算设备630可以经由总线632被联接至用于向用户显示信息的显示器644，例如液晶显示器或有源矩阵显示器。诸如键盘或字母数字键盘的输入设备642可以被联接至用于将信息和命令选择传送到处理器634的总线632。在另一实施方式中，输入设备642具有触摸屏显示器644。
根据各种实施方式，可以通过响应于执行包含在主存储器636中的指令布置的处理器634的计算设备630来实现本文所述的过程和方法(例如方法400的操作)。这些指令可以从另一个非暂时性计算机可读介质(例如存储设备640)读入主存储器636。包含在主存储器636中的指令布置的执行使计算设备630实行本文所述的说明性过程。还可以采用多处理布置中的一个或多个处理器来执行包含在主存储器636中的指令。在替代实施方式中，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令组合以实现说明性实施方式。因此，实施方式不限于硬件和软件的任何特定组合。
尽管图4中已经描述了示例计算设备，本说明书中描述的实施方式可以在其它类型的数字电子，或在计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构及其结构等同，或者它们中的一个或多个的组合)中实现。
本说明书中描述的实施方式可以在数字电子或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构及其结构等同，或者它们中的一个或多个的组合)中实现。本说明书中描述的实施方式可以实现为一个或多个计算机程序，即编码在一个或多个计算机存储介质上用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的一个或多个计算机程序指令电路。计算机存储介质包括非暂时性计算机可读介质，并且可以是计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备或它们中的一个或多个的组合，或包括在其中。此外，虽然计算机存储介质不是传播信号，但是计算机存储介质可以是在人工产生的传播信号中编码的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质也可以是一个或多个单独的部件或介质(例如多个CD、磁盘或其它存储设备)，或包括在其中。因此，计算机存储介质是有形的和非暂时性的。
本说明书中描述的操作可以由数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储设备上或从其它源接收的数据实行。术语“数据处理装置”或“计算设备”涵盖用于处理数据的所有类型的装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机、芯片上的一个或多个系统，或前述的组合。该装置可以包括专用逻辑，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或它们中一个或多个组合的代码。装置和执行环境可以实现各种不同的计算模型基础结构，例如网络服务，分布式计算和网格计算基础结构。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，声明或过程语言，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为电路、部件、子程序、对象或适用于计算环境的其它单元。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在文件的一部分中，该文件保存其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件中(例如存储一个或多个电路、子程序或代码部分的文件)。可以部署计算机程序以在一个计算机上或在位于一个站点上或分布在多个站点上并通过通信网络互连的多个计算机上执行。
作为示例，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于根据指令实行动作的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括或可操作地联接以从一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或将数据传输到一个或多个用于存储数据的大容量存储设备，或者两者。然而，计算机不需要这样的设备。适用于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备，如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；和CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑补充或并入专用逻辑中。
如本文所利用的，术语“大约”，“约”，“基本上”和类似术语旨在具有与本公开的主题所属领域的普通技术人员的共同和接受的用法相一致的广泛含义。审阅本公开的本领域技术人员应当理解的是，这些术语旨在允许描述所述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。因此，这些术语应被解释为表明所述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为是在所附权利要求中记载的本发明范围内。
本文使用的术语“联接”，“连接”等意味着两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是固定的(例如永久的)或移动的(例如可移动的或可释放的)。这种连接可以通过两个构件或两个构件和任何另外的中间构件彼此整体形成为单个整体，或者两个构件或两个构件和任何另外的中间构件彼此连接而实现。
重要的是要注意，各种示例性实施方式的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几种实施方式，但是审阅本公开的本领域技术人员将容易理解的是，可能进行许多修改(例如各种元件的尺寸、维度、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料使用、颜色、方向等)，而实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点。例如，示出为整体形成的元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其它方式变化，并且可以改变分立元件或位置的性质或数量或使其变化。根据替代实施方式，可以重新排序任何过程或方法步骤的秩序或顺序或使其变化。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置中进行其它替换、修改、改变和省略。例如，可以进一步优化热回收热交换器。

Claims (11)

1.一种发电系统，其包含：
燃料电池分离系统，其包括熔融碳酸盐燃料电池，并配置成接收烟气并从其产生电能；
烟气抛光系统，其位于所述燃料电池分离系统的上游并配置成除去所述烟气中的污染物；
烟气分析仪，其配置成：从所述烟气抛光系统的上游位置接收烟气的第一样品，从所述烟气抛光系统的下游位置接收烟气的第二样品，以及测量所述烟气抛光系统的上游位置处和所述烟气抛光系统的下游位置处的烟气中的污染物的量；和
工厂控制系统，其可操作地联接至所述烟气抛光系统、所述烟气分析仪和所述燃料电池分离系统，并配置成：
基于来自所述烟气抛光系统的上游位置的烟气的第一样品中的污染物的量和来自所述烟气抛光系统的下游位置的烟气的第二样品中的污染物的量，计算所述烟气抛光系统的污染物除去效率；和
基于所计算的污染物除去效率来调节所述烟气抛光系统以及所述燃料电池分离系统中的燃料电池组件的操作参数。
2.根据权利要求1所述的发电系统，其中：
所述燃料电池分离系统中的燃料电池组件包含阳极部分和阴极部分，并且
所述阴极部分配置成接收含有二氧化碳的烟气。
3.根据权利要求2所述的发电系统，其中，所述阳极部分产生包含二氧化碳、氢气和一氧化碳的阳极废气。
4.根据权利要求1所述的发电系统，其中，所述工厂控制系统配置成基于所述烟气抛光系统的下游位置处的所述烟气中的所述污染物的量来调节所述燃料电池分离系统的操作参数。
5.根据权利要求1所述的发电系统，其中，所述工厂控制系统配置成当所述烟气抛光系统的下游位置处的所述烟气中的所述污染物的量超过预定阈值时采取至少一种校正动作。
6.根据权利要求5所述的发电系统，其中，所述校正动作包含视觉警告、听觉警告、降低从所述烟气捕获的二氧化碳的量、或关闭所述燃料电池分离系统中的至少一个。
7.根据权利要求2所述的发电系统，其中，所述熔融碳酸盐燃料电池是内部重整MCFC。
8.根据权利要求2所述的发电系统，其中，所述熔融碳酸盐燃料电池是外部重整MCFC。
9.根据权利要求3所述的发电系统，其还包含配置成接收所述阳极废气的气体分离组件。
10.根据权利要求9所述的发电系统，其中，所述气体分离组件包含除水系统、压缩机或冷却器中的至少一种。
11.根据权利要求9所述的发电系统，其中，所述气体分离组件包含配置成将二氧化碳与所述阳极废气分离的冷却器。
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