CN114725430A - 用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统、方法、电源 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统、方法、电源，包括：第一换热器原料油与原位供氢剂的混合物与SOFC尾气换热；吸附脱硫器进行临氢吸附脱硫；第二换热器进行储水罐中存储的水与SOFC尾气换热；混合器将加热得到的水蒸汽与低硫原料油混合；第三换热器低硫原料油和水蒸气的混合物与SOFC尾气换热；重整装置对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整得到富氢气体；富氢气体可经由变换器提高氢气浓度；第四换热器将富氧气体与SOFC尾气换热；SOFC将富氢气体作为燃料，与第四换热器出口的富氧气体一起发电。本发明采用原位供氢技术无需外界氢气供应，对燃料电池的原料进行脱硫预处理。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统、方法、电源。
背景技术
目前，燃料电池技术清洁、高效，是未来应用于车载和分布式发电的潜在的供能装置。目前，由于氢气的储存和运输存在困难，燃料电池的瓶颈在于氢能的供应。燃料电池主要有质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC），其中，PEMFC被广泛应用在示范移动电源中，但是其对氢气的纯度要求极高，因而对氢气的生产、储存、运输都提出了极高的要求，给燃料电池的应用带来了更高的成本。
固体氧化物燃料电池（SOFC）对氢气的纯度要求不高，气体中所含的CO2对发电过程几乎没有影响，而CO、CH4等低碳烷烃进入SOFC中，在长期使用中可能会产生少量积碳，但其影响也可以忽略。因此，SOFC可采用更广泛的原料进行原位供氢。汽油、柴油、航空煤油等液体燃料作为目前车载的原料，已有成熟的基础设施（如加油站等），石油气（主要为C3、C4烷烃）可较容易地储存，天然气管道入户，以上原料都具有方便、易获取的特点。
采用以上方便、易获取的原料，通过SOFC前端串联的重整装置，将其转化为富氢气体，应用于燃料电池，可解决高纯氢气生产成本昂贵、氢气储运困难等的问题。然而，以上原料中都不可避免含有硫，其对重整过程有负面影响。研究表明，在汽油重整过程，即使含有10ppm的硫（国VI标准汽油），都会严重加剧重整反应中的积碳；经过30h的汽油重整反应，催化剂颜色由浅灰色变为灰色，反应过程所产生的的积碳会覆盖催化剂的活性位点，降低催化剂活性和寿命，并在重整管路中生成碳粉、碳管、碳片等碳材料，分布在催化剂空隙之间，严重堵塞管路。为了降低积碳对重整装置的影响，需在重整装置前对原料进行脱硫处理，将原料中的硫含量脱除至1ppm以下。
CN 102959782 A、CN 102414890 B、CN 105594045 B、CN 104508888 B公布了几种燃料电池系统，这几种方案中均是将燃料首先通过重整转化为富氢气体，再进入燃料电池进行发电，但这几种方案并未考虑含硫原料的预处理过程。含硫原料如果未经脱硫处理直接进入重整器，即使微量的硫也会导致重整催化剂快速失活、系统性能迅速衰减。为了避免这种现象，容易想到的技术方案是：在重整器前加上脱硫单元。
工业常见的脱硫工艺主要有：加氢脱硫、吸附脱硫、氧化脱硫等。其中加氢脱硫的氢耗高，且反应需在高压（>4MPa）下进行；氧化脱硫需引入氧气，给整个系统带来了不安全因素；吸附脱硫装置简单，流程便捷，适用于燃料电池系统的原料预脱硫处理过程。吸附脱硫又分为反应吸附脱硫和非反应吸附脱硫，反应吸附脱硫在临氢环境下进行，其效果优于非反应吸附脱硫，且吸附剂价格低廉、使用寿命长、再生过程简单。
在燃料电池系统中，若采用常规技术（如加氢脱硫、反应吸附脱硫）对含硫原料进行预处理，需额外为脱硫单元提供氢气供应管路与氢气供应储罐。二者会给燃料电池系统带来额外的经济成本，并降低系统安全性。
CN103999277B公布了一种为SOFC提供燃料的系统，其对原料的脱硫处理采用加氢脱硫的技术方案，氢气由氢气压缩和储存单元提供，亦或从水煤气变换器和氢气纯化系统提供，二者成本均较高。
CN102177086A公布了一种处理含硫原料的燃料电池系统，该系统的脱硫方案为加氢脱硫，所使用的氢气来源于电解水制得的氢气，电解水产生的氢气和氧气的混合物需经过分离后才能进入加氢脱硫反应器，电解水装置及其附属的装置给系统带来相当大的经济成本。
CN102037103A公布了一种处理含硫原料的燃料电池系统，其采用的是公知的加氢脱硫技术，所使用的氢气来源于变换器所产生的富氢气体（主要为H2和CO2）。变换器中受平衡限制，不可避免含有部分CO，即使微量CO对加氢脱硫过程有抑制作用。
CN102574679B采用吸附脱硫或加氢脱硫（二选一）的方法处理含硫原料，吸附脱硫为常温物理吸附，主要用于处理容易被吸附的物质，其应用场景较窄；加氢脱硫的氢气来源于重整器的产物，与CN102037103A的技术特点类似，重整器中包含CO，对加氢脱硫过程有抑制作用。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
含硫原料未经处理直接进入燃料电池系统，显著降低系统稳定性和安全性。
若采用以上专利公开的技术（如加氢脱硫）对含硫原料进行处理，存在以下几种情况：（1）使用外源氢气为脱硫单元提供氢气，会引入氢气发生装置或氢气储罐，以及氢气管路，给系统带来额外的经济成本，并降低系统安全性；（2）采用变换器或重整器出来的富氢气体为脱硫单元直接提供氢气，富氢气体中的CO会抑制脱硫效率；（3）采用变换器或重整器出来的富氢气体经过氢气纯化后为脱硫单元提供氢气，会带来额外的经济成本。
解决以上问题及缺陷的难度为：如何在有限的体积内，以经济且简单易行的方法实现对含硫原料的预处理，以保证分布式或移动式发电的稳定性、可靠性和轻量性。
本发明的优点：
（1）可有效降低原料中硫含量，提高系统稳定性和安全性；
（2）与公知技术加氢脱硫相比，临氢吸附脱硫过程操作压力低（<3MPa，加氢脱硫>4MPa）、脱硫效果相当；
（3）以原位产氢剂替代氢气，系统只需添加体积较小的脱硫器，无需增加氢气储罐、氢气发生装置、氢气纯化装置、氢气管线，经济性高，安全性高；
（4）与采用变换器或重整器的氢气的供氢方案相比，技术方案简单、无需引入氢气纯化装置，也避免了在脱硫装置中引入对抑制剂CO；
（5）原位供氢剂与原料互溶，无需添加混合单元；副反应产物或未完全转化的原料可以在重整器和变换器中以原料的形式转化为富氢气体；
（6）系统设计了合理的热量交换，对能量进行充分利用；
（7）设计了控制方法，在吸附脱硫剂或重整催化剂失活至一定程度时进行在线再生，不影响系统的连续稳定运行。
解决以上问题及缺陷的意义为：提供简捷、方便、可靠的含硫原料燃料电池系统及其控制方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统、方法、电源。
本发明是这样实现的，一种用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统，所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统包括：
原料罐，用于存储原料油与原位供氢剂；
第一换热器，用于供原料油与原位供氢剂的混合物与SOFC尾气换热，并加热至150-500℃；
吸附脱硫器，用于基于原位供氢剂裂解，原位生成氢气，进行临氢吸附脱硫；
储水罐，用于存储水；
第二换热器，用于进行储水罐中存储的水与SOFC尾气换热，加热至蒸汽；
混合器，于两个入口处分别设置气体分布器，用于将加热得到的水蒸汽与低硫原料油充分分散，混合均匀；
第三换热器，用于低硫原料油和水蒸气的混合物与SOFC尾气换热，并加热至600-800℃；
重整装置，用于对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整得到富氢气体；
第四换热器，用于将富氧气体与来自SOFC尾气进行换热，加热至600-800℃；
第五换热器，用于将富氢气体冷却至450-600℃；
变换器，用于提高富氢气体中氢气的浓度，并将CO转换为CO2；
第六换热器，用于将变换器出口的富氢气体加热至SOFC的工作温度；
第五换热器、变换器和第六换热器可选；
SOFC，用于将自重整器或第六换热器出来的富氢气体作为燃料，与来自于第四换热器的富氧气体进行发电；SOFC尾气输入至第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器，为冷物流提供热量；SOFC尾气输入吸附脱硫器和重整器为再生过程提供贫氧气体。
温度传感器，用于实时监测吸附脱硫器出口、重整器出口的温度，并提供催化剂再生的控制信号。
进一步，所述吸附脱硫器设置有第一脱硫器、第二脱硫器、硫回收装置；
所述第一脱硫器与第二脱硫器并联；
所述第一脱硫器与第二脱硫器由两个电磁四通阀控制，用于控制脱硫和催化剂在线再生的切换。
进一步，所述重整装置设置有第一重整器、第二重整器；
所述第一重整器与第二重整器并联；
所述第一重整器与第二重整器由两个电磁四通阀控制，用于控制重整反应和催化剂在线再生的切换。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法，所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法包括：
步骤一，将原料油与原位供氢剂混合得到混合物，放置于原料储罐中，混合物于第一换热器中与SOFC尾气换热，并被加热至150-500℃；原位供氢剂在脱硫器中裂解原位生成氢气；利用吸附脱硫器对混合物进行临氢吸附脱硫，将原料油中的硫含量脱除至预设阈值以下，得到低硫原料油；重整装置出口的富氢气体可经过副管路给吸附脱硫器补充氢气；当吸附脱硫器出口温度达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，启用备用吸附脱硫器；
步骤二，将储水罐中的水利用第二换热器与SOFC尾气换热，加热至蒸汽后送入混合器；同时将低硫原料油送入混合器与水蒸气混合均匀；将低硫原料油和水蒸气的混合物利用第三换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；将富氧气体利用第四换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；
步骤三，利用重整装置对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整处理得到富氢气体；当重整器出口温度达到阈值时，进行重整催化剂在线再生，启用备用重整器；
步骤四（可选），将富氢气体利用第五换热器冷却至450-600℃，送入变换器；利用变换器将富氢气体通过水汽变换反应提高气体中的氢气含量；变换器出口的气体经六换热器被SOFC尾气加热至600-800℃；
步骤五，将重整器或第六换热器出来的富氢气体送入SOFC作为燃料，与来自第四换热器的富氧气体在SOFC中进行发电；SOFC尾气输入至第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器，为冷物流提供热量；SOFC尾气输入吸附脱硫器和重整器为再生过程提供贫氧气体；
吸附脱硫剂再生步骤，当吸附脱硫器出口温度（温度传感器一）达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，并启用备用吸附脱硫器；
重整催化剂再生步骤：当重整器出口温度（温度传感器二）达到阈值时，进行重整催化剂的在线再生，并启用备用重整器。
进一步，所述原料油为汽油、柴油、航空煤油、石油气、天然气、其他液体燃料的一种或多种组合；
所述原位供氢剂为甲醇、乙醇、液相烷烃中的一种或多种组合。
进一步，所述临氢吸附脱硫包括：吸附脱硫温度150-500℃、压力0-3 MPa，；
优选的，所述吸附脱硫温度200-350℃、压力0-2MPa；
脱硫剂活性组分为Ni、Pt、Pd、Rh、Ru、Cu、Ag中的一种或多种组合；
吸附助剂为Zn、Mn、Co、W、Fe中的一种或多种组合的氧化物；
载体为氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化钛、氧化锆、氧化铈、活性炭、碳纳米管中的一种或多种组合。
进一步，步骤一中，所述预设阈值为5ppm，优选1ppm，进一步优选为0.1ppm。
进一步，步骤三中，所述重整处理包括：
重整器重整处理温度为500-800 ℃，优选650-750 ℃；水碳比为1-5，优选2-3；
重整催化剂活性组分为Ni、Rh、Ru、Pd、Pt一种或多种组合；
助剂为Ce、La、Pr、Yb、Cu、Pm、Sm、Gd一种或多种组合；
载体为氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化钛、氧化锆、氧化铈、活性炭、碳纳米管中的一种或多种组合。
进一步，所述吸附脱硫剂的再生步骤包括：
再生气来自SOFC的贫氧尾气，包括：H2O、CO2、N2、O2；
再生气亦可来自外源含氧气体；
再生温度为200-700 oC，优选400-600 oC；
再生尾气进入硫回收装置；
当温度传感器一达到阈值之后，交换第一、二脱硫器的工作状态；
温度传感器一阈值：低于初始脱硫器出口温度的-10 ~ -30℃。
进一步，步骤三中，所述重整催化剂的在线再生包括：
再生气来自SOFC的贫氧尾气，包括：H2O、CO2、N2、O2；
再生气亦可来自外源含氧气体；
再生温度为200-700 oC，优选400-600 oC；
当温度传感器二达到阈值之后，交换第一、二重整器的工作状态；
温度传感器二阈值：高于初始重整器出口温度的+10 ~ +30℃。
进一步，所述变换器包括：
变换器处理温度450-600℃，优选500-600℃；
变换器催化剂活性组分为Cu、Au或其组合，助剂为为Zn、Cr的氧化物或其组合，载体为氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化钛、氧化锆、氧化铈、活性炭、碳纳米管中的一种或多种组合。
若SOFC尾气热量不足以提供系统所需热量，亦可通过外源热量进行换热。
本流程中省略了气体加压、减压的模块。
本发明的另一目的在于提供一种移动电源，所述移动电源用于搭载所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统的机动车辆。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明采用原位供氢技术，无需外界氢气供应（储罐或重整尾气），对燃料电池的原料进行脱硫预处理。
本发明无需外部供氢，简化燃料电池系统流程；本发明原位供氢，气、液混合更均匀；本发明与外部供氢效果几乎相同；本发明液体原料只需简单混合，方便；本发明原位供氢剂可进入重整装置进行产氢，不影响燃料电池前端系统的产氢效率。
本发明的优点：
（1）可有效降低原料中硫含量，提高系统稳定性和安全性；
（2）与公知技术加氢脱硫相比，临氢吸附脱硫过程操作压力低（<3MPa，加氢脱硫>4MPa）、脱硫效果相当；
（3）以原位产氢剂替代氢气，系统只需添加体积较小的脱硫器，无需增加氢气储罐、氢气管线，安全性高；
（4）与采用变换器或重整器的氢气的供氢方案相比，技术方案简单、无需引入氢气纯化装置或对脱硫有抑制作用的CO；
（5）原位供氢剂与原料互溶，无需添加混合单元；
（6）系统设计了合理的热量交换，对能量进行充分利用；
（7）设计了控制方法，在吸附脱硫剂或重整催化剂失活至一定程度时进行在线再生，不影响系统的连续稳定运行。
本发明提供简捷、方便、可靠的含硫原料燃料电池系统及其控制方法。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法原理图。
图2是本发明实施例提供的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法流程图。
图3是本发明实施例1提供的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统结构示意图；
图中：1、第一换热器；2、第二换热器；3、第三换热器；4、第四换热器；5、混合器；6、第一温度传感器；7、第二温度传感器。
线条说明：短线虚线—热量交换；点虚线—贫氧气体再生管线；点-线虚线—温控连接线。
图4是本发明实施例2提供的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统结构示意图；
图中：1、第一换热器；2、第二换热器；3、第三换热器；4、第四换热器；5、第五换热器；6、第六换热器；7、混合器；8、第一温度传感器；9、第二温度传感器。线条说明：短线虚线—热量交换；点虚线—贫氧气体再生管线；点-线虚线—温控连接线。
图5是本发明实施例提供的吸附脱硫器的两种工作状态示意图。
图6是本发明实施例提供的重整器的两种工作状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法包括以下步骤：
S101，将原料油与原位供氢剂混合得到混合物，混合物于换热器中与SOFC尾气换热，并加热至150-500℃；原位供氢剂在脱硫器中裂解原位生成氢气；在吸附脱硫器中对混合物进行临氢吸附脱硫，将原料油中的硫含量脱除至预设阈值以下，得到低硫原料油；重整装置出口的富氢气体可经过副管路给吸附脱硫器补充氢气；当吸附脱硫器出口温度达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，启用备用吸附脱硫器；
S102，将储水罐中的水利用第二换热器与SOFC尾气换热，加热至蒸汽后送入混合器；同时将低硫原料油送入混合器与水蒸气混合均匀；将低硫原料油和水蒸气的混合物利用第三换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；将富氧气体利用第四换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；
S103，利用重整装置对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整处理得到富氢气体；当重整器出口温度达到阈值时，进行重整催化剂在线再生，启用备用重整器；
S104，将富氢气体利用第五换热器冷却至450-600℃，送入变换器；利用变换器将富氢气体通过水汽变换反应提高富氢气体中的氢气含量，并将CO转换为CO2；变换器出口的气体经六换热器被SOFC尾气加热至600-800℃；
S105，将重整器或第六换热器出来的富氢气体送入SOFC作为燃料，与经过第四换热器加热的富氧气体一同发电；将SOFC尾气为第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器提供热量，为吸附脱硫器和重整器再生过程提供贫氧气体。
实施例1：图3，不包含变换器的流程
所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统包括：
原料罐、第一换热器、吸附脱硫器、储水罐、第二换热器、混合器、第三换热器、重整装置、第四换热器、SOFC和温度传感器。
用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法包括：
步骤一，将原料油与原位供氢剂混合得到混合物，放置于原料储罐中，混合物于第一换热器中与SOFC尾气换热，并被加热至150-500℃；原位供氢剂在脱硫器中裂解原位生成氢气；利用吸附脱硫器对混合物进行临氢吸附脱硫，将原料油中的硫含量脱除至预设阈值以下，得到低硫原料油；重整装置出口的富氢气体可经过副管路给吸附脱硫器补充氢气；当吸附脱硫器出口温度达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，启用备用吸附脱硫器；
步骤二，将储水罐中的水利用第二换热器与SOFC尾气换热，加热至蒸汽后送入混合器；同时将低硫原料油送入混合器与水蒸气混合均匀；将低硫原料油和水蒸气的混合物利用第三换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；将富氧气体利用第四换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；
步骤三，利用重整装置对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整处理得到富氢气体；当重整器出口温度达到阈值时，进行重整催化剂在线再生，启用备用重整器；
步骤四，将重整器出来的富氢气体送入SOFC作为燃料，与来自第四换热器的富氧气体在SOFC中进行发电；SOFC尾气输入至第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器，为冷物流提供热量；SOFC尾气输入吸附脱硫器和重整器为再生过程提供贫氧气体；
吸附脱硫剂再生步骤，当吸附脱硫器出口温度（温度传感器一）达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，并启用备用吸附脱硫器；
重整催化剂再生步骤：当重整器出口温度（温度传感器二）达到阈值时，进行重整催化剂的在线再生，并启用备用重整器。
步骤一中，所述预设阈值为5ppm，优选1ppm，进一步优选为0.1ppm。
当温度传感器一达到阈值之后，交换第一、二脱硫器的工作状态；
温度传感器一阈值：低于初始脱硫器出口温度的-10 ~ -30℃。
当温度传感器二达到阈值之后，交换第一、二重整器的工作状态；
温度传感器二阈值：高于初始重整器出口温度的+10 ~ +30℃。
若SOFC尾气热量不足以提供系统所需热量，亦可通过外源热量进行换热。
实施例2：图4，含有变换器的流程
所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统包括：
原料罐、第一换热器、吸附脱硫器、储水罐、第二换热器、混合器、第三换热器、重整装置、第四换热器、第五换热器、变换器、第六换热器、SOFC和温度传感器。
用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法包括：
步骤一，将原料油与原位供氢剂混合得到混合物，放置于原料储罐中，混合物于第一换热器中与SOFC尾气换热，并被加热至150-500℃；原位供氢剂在脱硫器中裂解原位生成氢气；利用吸附脱硫器对混合物进行临氢吸附脱硫，将原料油中的硫含量脱除至预设阈值以下，得到低硫原料油；重整装置出口的富氢气体可经过副管路给吸附脱硫器补充氢气；当吸附脱硫器出口温度达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，启用备用吸附脱硫器；
步骤二，将储水罐中的水利用第二换热器与SOFC尾气换热，加热至蒸汽后送入混合器；同时将低硫原料油送入混合器与水蒸气混合均匀；将低硫原料油和水蒸气的混合物利用第三换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；将富氧气体利用第四换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；
步骤三，利用重整装置对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整处理得到富氢气体；当重整器出口温度达到阈值时，进行重整催化剂在线再生，启用备用重整器；
步骤四，将富氢气体利用第五换热器冷却至450-600℃，送入变换器；利用变换器将富氢气体通过水汽变换反应提高气体中的氢气含量；变换器出口的气体经六换热器被SOFC尾气加热至600-800℃；
步骤五，将第六换热器出来的富氢气体送入SOFC作为燃料，与来自第四换热器的富氧气体在SOFC中进行发电；SOFC尾气输入至第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器，为冷物流提供热量；SOFC尾气输入吸附脱硫器和重整器为再生过程提供贫氧气体；
吸附脱硫剂再生步骤，当吸附脱硫器出口温度（温度传感器一）达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，并启用备用吸附脱硫器；
重整催化剂再生步骤：当重整器出口温度（温度传感器二）达到阈值时，进行重整催化剂的在线再生，并启用备用重整器。
步骤一中，所述预设阈值为5ppm，优选1ppm，进一步优选为0.1ppm。
当温度传感器一达到阈值之后，交换第一、二脱硫器的工作状态；
温度传感器一阈值：低于初始脱硫器出口温度的-10 ~ -30℃。
当温度传感器二达到阈值之后，交换第一、二重整器的工作状态；
温度传感器二阈值：高于初始重整器出口温度的+10 ~ +30℃。
若SOFC尾气热量不足以提供系统所需热量，亦可通过外源热量进行换热。
实施例3：
采用实施例1中的系统组成，使用国六标准的汽油为原料油（硫含量5ppm），甲醇为原位供氢剂，甲醇在原料储罐中的质量百分比为7%，富氧气体为空气；原料油与原位供氢剂经过第一换热器加热至250oC，在吸附脱硫器中进行临氢吸附脱硫，吸附脱硫剂为Ni/ZnO/Al2O3，操作温度250oC，操作压力1.5MPa，出口硫含量降低至0.1ppm以下；储水罐的水经第二换热器加热至250oC，与经脱硫处理后的原料在混合器中混合；混合物经第三换热器加热至800oC，在重整器中发生重整反应，重整催化剂为PrNiCeAl，水碳比为2.5；重整器出口气体进入SOFC阳极，经第四换热器预热至750oC的空气进入SOFC阴极，SOFC进行发电。在不切换主管路的情况下，该系统可稳定发电35h。当第一温度传感器降低至阈值限以下，将主管路切换至第二脱硫器，使第一脱硫器进行脱硫剂再生；当第二传感器温度上升至阈值限以上，将主管路切换至第二重整器，使第一重整器进行催化剂再生。
实施例4：
采用实施例1中的系统组成，使用国六标准的柴油为原料油（硫含量10ppm），甲醇与乙醇的混合物为原位供氢剂，甲醇和乙醇在原料储罐中的质量百分比为10%，富氧气体为空气；原料油与原位供氢剂经过第一换热器加热至280oC，在吸附脱硫器中进行临氢吸附脱硫，吸附脱硫剂为Ni/ZnO/Fe2O3/Al2O3，操作温度280oC，操作压力2.0MPa，出口硫含量降低至0.5ppm以下；储水罐的水经第二换热器加热至280oC，与经脱硫处理后的原料在混合器中混合；混合物经第三换热器加热至800oC，在重整器中发生重整反应，重整催化剂为YbNiCeAl，水碳比为2.5；重整器出口气体进入SOFC阳极，经第四换热器预热至750oC的空气进入SOFC阴极，SOFC进行发电。在不切换主管路的情况下，该系统可稳定发电24h。当第一温度传感器降低至阈值限以下，将主管路切换至第二脱硫器，使第一脱硫器进行脱硫剂再生；当第二传感器温度上升至阈值限以上，将主管路切换至第二重整器，使第一重整器进行催化剂再生。
实施例5：
采用实施例2中的系统组成，使用液化石油气为原料油（硫含量0.012%），甲醇为原位供氢剂，甲醇在原料储罐中的百分比为5%，富氧气体为空气；原料油与原位供氢剂经过第一换热器加热至200oC，在吸附脱硫器中进行临氢吸附脱硫，吸附脱硫剂为Ni/ZnO/SiO2/Al2O3，操作温度200oC，操作压力0.2MPa，出口硫含量降低至5ppm以下，优选1ppm以下；储水罐的水经第二换热器加热至200oC，与经脱硫处理后的原料在混合器中混合；混合物经第三换热器加热至800oC，在重整器中发生重整反应，重整催化剂为YbNiCeAl，水碳比为2.5；重整器出口气体经第五换热器降温至500oC后进入变换器，通过水汽变换反应进一步提高氢气含量；变换器出口气体经第六换热器加热至750oC后进入SOFC阳极，空气经第四换热器预热至750oC的空气进入SOFC阴极，SOFC进行发电。在不切换主管路的情况下，该系统可稳定发电72h。当第一温度传感器降低至阈值限以下，将主管路切换至第二脱硫器，使第一脱硫器进行脱硫剂再生；当第二传感器温度上升至阈值限以上，将主管路切换至第二重整器，使第一重整器进行催化剂再生。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统包括：
原料罐，用于存储原料油与原位供氢剂；
第一换热器，用于供原料油与原位供氢剂的混合物与SOFC尾气换热，并加热至150-500℃；
吸附脱硫器，用于基于原位供氢剂裂解，原位生成氢气，进行临氢吸附脱硫；
储水罐，用于存储水；
第二换热器，用于进行储水罐中存储的水与SOFC尾气换热，加热至蒸汽；
混合器，于两个入口处分别设置气体分布器，用于将加热得到的水蒸汽与低硫原料油充分分散，混合均匀；
第三换热器，用于低硫原料油和水蒸气的混合物与SOFC尾气换热，并加热至600-800℃；
重整装置，用于对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整得到富氢气体；
第四换热器，用于将富氧气体与来自SOFC尾气进行换热，加热至600-800℃；
第五换热器，用于将富氢气体冷却至450-600℃；
变换器，用于提高富氢气体中氢气的浓度，并将CO转换为CO2；
第六换热器，用于将变换器出口的富氢气体加热至SOFC的工作温度；
第五换热器、变换器和第六换热器可选；
SOFC，用于将自重整器或变换器出来的富氢气体作为燃料，与来自于第四换热器的富氧气体进行发电；并将尾气输入第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器中，为冷物流提供热量；同时将尾气输入吸附脱硫器和重整器为再生过程提供贫氧气体；
温度传感器，用于实时监测吸附脱硫器出口、重整器出口的温度，并提供催化剂再生的控制信号。
2.如权利要求1所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述吸附脱硫器设置有第一脱硫器、第二脱硫器、硫回收装置；
所述第一脱硫器与第二脱硫器并联；
所述第一脱硫器与第二脱硫器由两个电磁四通阀控制，用于控制脱硫和催化剂在线再生的切换。
3.如权利要求1所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述重整装置设置有第一重整器、第二重整器；
所述第一重整器与第二重整器由两个电磁四通阀控制，用于控制重整反应和催化剂在线再生的切换。
4.一种应用于如权利要求1-3任意一项所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统的用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法，其特征在于，所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法包括：
步骤一，将原料油与原位供氢剂混合得到混合物，混合物于第一换热器中与SOFC尾气换热，并加热至150-500℃；原位供氢剂在脱硫器中裂解原位生成氢气；在吸附脱硫器中对混合物进行临氢吸附脱硫，将原料油中的硫含量脱除至预设阈值以下，得到低硫原料油；重整装置出口的富氢气体可经过副管路给吸附脱硫器补充氢气；当吸附脱硫器出口温度达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生，启用备用吸附脱硫器；
步骤二，将储水罐中的水利用第二换热器与SOFC尾气换热，加热至蒸汽后送入混合器；同时将低硫原料油送入混合器与水蒸气混合均匀；将低硫原料油和水蒸气的混合物利用第三换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；将富氧气体利用第四换热器与SOFC尾气换热，加热至600-800℃；
步骤三，利用重整装置对低硫原料油和水蒸气的混合物进行重整处理得到富氢气体；当重整器出口温度达到阈值时，进行重整催化剂在线再生，启用备用重整器；
步骤四，将富氢气体利用第五换热器冷却至450-600℃，送入变换器；利用变换器将富氢气体通过水汽变换反应提高富氢气体中的氢气含量，并将CO转换为CO2；变换器出口的气体经六换热器被SOFC尾气加热至600-800℃；
步骤五，将重整器或第六换热器出来的富氢气体送入SOFC作为燃料，与经过第四换热器加热的富氧气体一同发电；将SOFC尾气为第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器提供热量，为吸附脱硫器和重整器再生过程提供贫氧气体；
其中，步骤四可选。
5.如权利要求4所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法，其特征在于，所述原料油为汽油、柴油、航空煤油、石油气、天然气、其他液体燃料的一种或多种组合；
所述原位供氢剂为甲醇、乙醇、液相烷烃中的一种或多种组合；
所述进行吸附脱硫剂的在线再生包括：
当第一吸附脱硫器出口温度达到阈值时，进行吸附脱硫剂在线再生；
来自SOFC的贫氧尾气进入第一脱硫器对吸附剂进行再生，尾气进入硫回收装置；与此同时启用第二吸附脱硫器进行对原料进行脱硫处理。
6.如权利要求4所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法，其特征在于，所述临氢吸附脱硫包括：吸附脱硫温度150-500℃、压力0-2 MPa，H2/原料比为20-200 mL/g；
所述吸附脱硫温度200-300℃、压力0-1MPa，H2/原料比为50-100 mL/g；
脱硫剂活性组分为Ni、Pt、Pd、Rh、Ru、Cu、Ag中的一种或多种组合；
吸附助剂为Zn、Mn、Co、W、Fe中的一种或多种组合的氧化物；
载体为氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化钛、氧化锆、氧化铈、活性炭、碳纳米管中的一种或多种组合；
所述来自SOFC的贫氧尾气包括：H2O、CO2、N2、O2；
步骤一中，所述预设阈值为1ppm，优选为0.1ppm。
7.如权利要求4所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法，其特征在于，步骤三中，所述重整处理包括：
重整器重整处理温度为500-800 ℃，优选650-750 ℃；水碳比为1-5，优选2-3；
重整催化剂活性组分为Ni、Rh、Ru、Pd、Pt一种或多种组合；
助剂为Ce、La、Pr、Yb、Cu、Pm、Sm、Gd一种或多种组合；
载体为氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化钛、氧化锆、氧化铈、活性炭、碳纳米管中的一种或多种组合；
所述重整催化剂的在线再生包括：
当第一重整器出口温度达到阈值时，进行重整催化剂在线再生；
将来自SOFC的贫氧尾气送入第一重整器对催化剂进行再生；与此同时启用第二重整器对原料进行预处理。
8.如权利要求4所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池控制方法，其特征在于，所述变换器包括：
变换器处理温度450-600℃；
变换器催化剂活性组分为Cu、Au或其组合，助剂为Zn、Cr的氧化物或其组合，载体为氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化钛、氧化锆、氧化铈、活性炭、碳纳米管中的一种或多种组合。
9.一种移动电源，其特征在于，所述移动电源用于搭载权利要求1~3任意一项所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统。
10.一种搭载权利要求1~3任意一项所述用于液体含硫原料的固体氧化物燃料电池系统的机动车辆。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090246119A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Alexandre Nicolaos | Process for the production of hydrogen with a thermally-integrated desulfurization unit |
| US20120288412A1 (en) * | 2006-08-03 | 2012-11-15 | Vincitore Antonio M | Fuel Processing of Feedstocks Having Components Harmful to Hydrodesulfurization |
| US20150207162A1 (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Panasonic Corporation | Hydrogen generating apparatus, fuel cell system, and methods of operating them |
| CN106929090A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-07-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含硫/高硫原油的加氢处理工艺 |
| CN110392951A (zh) * | 2017-03-10 | 2019-10-29 | Avl李斯特有限公司 | 用于执行脱硫被吸附物的热再生的方法和燃料电池系统 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120288412A1 (en) * | 2006-08-03 | 2012-11-15 | Vincitore Antonio M | Fuel Processing of Feedstocks Having Components Harmful to Hydrodesulfurization |
| US20090246119A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Alexandre Nicolaos | Process for the production of hydrogen with a thermally-integrated desulfurization unit |
| US20150207162A1 (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Panasonic Corporation | Hydrogen generating apparatus, fuel cell system, and methods of operating them |
| CN106929090A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-07-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含硫/高硫原油的加氢处理工艺 |
| CN110392951A (zh) * | 2017-03-10 | 2019-10-29 | Avl李斯特有限公司 | 用于执行脱硫被吸附物的热再生的方法和燃料电池系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孙克宁等: ""重整催化剂的抗硫性能研究进展"", 《化工学报》, vol. 71, no. 9 * |
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