CN117546346A - Soe-sofc-ccs混合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结合有固体氧化物水电解电池(SOE)、固体氧化物燃料电池(SOFC)以及碳捕集系统(CCS)的混合系统，更详细地，涉及一种使得固体氧化物水电解电池、包括燃烧废气的燃烧器的固体氧化物燃料电池以及碳捕集系统以有机的关系被驱动，并使通过该驱动产生的副产物和废热再循环，从而使产生氢和电力所需的燃料最少化的SOE‑SOFC‑CCS混合系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种结合有固体氧化物水电解电池(SOE)、固体氧化物燃料电池(SOFC)以及碳捕集系统(CCS)的混合系统，更详细地，涉及一种使得固体氧化物水电解电池、包括燃烧废气的燃烧器的固体氧化物燃料电池以及碳捕集系统以有机的关系被驱动，并使通过该驱动产生的副产物和废热再循环，从而使产生氢和电力所需的燃料最少化的SOE-SOFC-CCS混合系统。
背景技术
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell；SOFC)呈层叠有多个由单位电池和分离板组成的电生成单元的结构。单位电池包括电解质、位于所述电解质的一面的空气极、以及位于电解质的另一面的燃料极。
当向空气极供应氧气，并向燃料极供应氢气时，在空气极通过氧气的还原反应产生的氧离子经电解质膜移动到燃料极后，与被供应到阴极的氢气反应而生成水。此时，在燃料极产生的电子被传递至空气极而被消耗的过程中，电子流向外部电路，单位电池利用这样的电子流产生电能。
固体氧化物水电解电池是利用电能对纯水进行电解以产生氢气的装置，通常在500～850℃之间的可发生高温电解的温度下工作。
现有技术文献韩国专利公开第10-2020-0110501号(现有技术1)公开了关于采用富氧装置的固体氧化物燃料电池的技术。然而，在现有技术1中，不对堆栈的废气进行燃烧，因此二氧化碳的捕集效率低，并且由于未提出回收利用燃烧热的方案，因此存在运行效率低的缺点。
发明内容
技术问题
本发明所要解决的技术课题之一在于，提供一种在固体氧化物水电解电池和固体氧化物燃料电池的混合系统中不直接排出固体氧化物水电解电池的废气，而是有效地进行利用的方案。
本发明所要解决的技术课题中的另一个在于，提供一种在固体氧化物水电解电池、固体氧化物燃料电池及碳捕集器的混合系统中用于从堆栈的燃料极废气或水电解电池的废气中包括的未反应氢气中有效地捕集二氧化碳的方案。
本发明所要解决的技术课题中的另一个在于，提供一种通过使在固体氧化物燃料电池和碳捕集器有机地进行动作的过程中产生的副产物和废热再循环来使消耗的燃料最少化的方案。
技术方案
作为本发明的技术解决方法之一，提出一种SOE-SOFC-CCS混合系统，包括：固体氧化物水电解电池(Solid Oxide Electrolyte，SOE)；固体氧化物燃料电池(Solid OxideFuel Cell，SOFC)，其包括重整器(reformer)、加热所述重整器产生的燃料的燃料热交换器(fuel HX)、一次地加热外部空气(air)的第一空气热交换器(air HX_A)、二次地加热一次加热后的所述外部空气的第二空气热交换器(air HX_B)、包括接收由所述燃料热交换器加热的燃料的燃料极(anode)和接收由所述第一空气热交换器和第二空气热交换器加热的外部空气(air)的空气极(cathode)的堆栈(stack)、以及燃烧所述固体氧化物水电解电池的废气和所述堆栈的燃料极废气的燃烧器(burner)；以及碳捕集器(carbon capturesystem，CCS)，其从在所述重整器和所述第一空气热交换器中的至少一个中进行热交换的所述燃烧器的废气中捕集二氧化碳。
其中，所述燃烧器的废气可以在所述重整器的蒸汽发生器(steam generator)中进行热交换。
在另一实施例中，还可以包括第一分配器D1，其使所述堆栈的空气极废气中的至少一部分分支到所述第二空气热交换器，并使分支后的其余部分分支到所述燃料热交换器。
其中，还可以包括：温度传感器A，其测量经由所述第一空气热交换器的外部空气的温度；以及控制器，其基于所述温度传感器A的测量值向所述第一分配器D1发送包括向所述第二空气热交换器和所述燃料热交换器的分配比的控制信号。
在另一实施例中，还可以包括第二分配器D2，其使经由所述第一空气热交换器的燃烧器废气的至少一部分分支到所述燃烧器，并使分支后的其余部分分支到所述碳捕集器。
其中，还可以包括：温度传感器B，其测量所述燃烧器的温度；以及控制器，其基于所述温度传感器B的测量值向所述第二分配器D2发送包括向所述燃烧器和所述碳捕集器的分配比的控制信号。
在另一实施例中，还包括第三分配器D3，其使所述固体氧化物水电解电池的废气的至少一部分分支并与外部空气汇流，并使分支后的其余部分分支到所述燃烧器。
在另一实施例中，还包括第四分配器D4，其使所述燃烧器的废气的至少一部分分支到所述固体氧化物水电解电池，并使分支后的其余部分分支到所述重整器。
发明的效果
根据本发明的实施例，在体氧化物水电解电池和固体氧化物燃料电池的混合系统中，不直接排出固体氧化物水电解电池的废气，而是将其利用于燃烧器的燃烧等，从而可以提高动作效率。
根据本发明的实施例，在固体氧化物水电解电池、固体氧化物燃料电池及碳捕集器的混合系统中，能够以从堆栈的燃料极废气或水电解电池的废气中包括的未反应燃料预先去除杂质的方式使二氧化碳捕集效率最大化。
根据本发明的实施例，通过使在固体氧化物燃料电池和碳捕集器有机地进行动作的过程中产生的副产物和废热再循环，可以使消耗的燃料最少化。
附图说明
图1是本发明的实施例1的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
图2是进一步示出实施例1中的重整器的详细构造的图。
图3是本发明的实施例2的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
图4是本发明的实施例3的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
图5是本发明的实施例4的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
图6是本发明的实施例5的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
具体实施方式
下面利用附图详细描述本发明的几种实施例。但是，这并不旨在将本发明限定于任何特定的实施例，应理解为包括本发明的技术思想的所有变形(transformations)、等同物(equivalents)以及替代物(substitutions)都落入本发明的范围内。
在本说明书中，除非上下文明确不同地定义，单数的表达包括复数的表达。
在本说明书中，当记载为某一个构件“具备(have)”或“包括(comprise orinclude)”一个子构件时，除非另有相反的记载，不排除其他(other)构件，而是意味着还可能包括其他构件。
在本说明书中，记载为“连接(connect)”的可能是意指两个构成要素直接连接，但不限于此，也可能是意指通过设置在构成要素之间的一个以上的其他构成要素连接。
<实施例1>
图1是实施例1的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
实施例1的混合系统包括固体氧化物水电解电池10(SOE，Solid OxideElectrolyte)、固体氧化物燃料电池100(SOFC，Solid Oxide Fuel Cell)以及碳捕集器20(CCS，carbon capture system)。
固体氧化物水电解电池10通过利用电能对纯水进行电解来产生氢气。固体氧化物水电解电池10具有由多孔氢极、氧极和不渗透性电解质组成的共三个陶瓷层。对于固体氧化物水电解电池10，当水蒸气流入阴极，并且向阳极施加电压时，水分子通过水蒸气的分解反应分离成氢气和氧气。
固体氧化物水电解电池10通过氧极输出端向固体氧化物燃料电池100(SOFC)的燃烧器160供应通过水的电解获得的氧气，并向氢气输出端排出氢气和其他组合物。
固体氧化物燃料电池100(SOFC)是使用离子导电陶瓷作为电解质的燃料电池，包括由氧离子导电电解质和位于其两面的空气极(cathode)和燃料极(anode)组成的堆栈。
当向堆栈的空气极和燃料极分别供应空气和氢气时，在空气极发生压氧气的还原反应而生成氧离子，通过电解质移动至燃料极的氧离子再与被供应至燃料极的氢气反应而生成水。此时，在燃料极产生电子，而在空气极消耗电子，因此基于电流流过连接的两个电极的原理产生电。
固体氧化物燃料电池100可以直接使用纯氢气作为燃料，也可以使用通过重整诸如液化丙烷气(LPG)、管道运输天然气(PGN)、压缩天然气(CNG)以及碳化氢系列的燃料(例如，天然气)等的通过外部燃料获得的氢气。
固体氧化物燃料电池100包括堆栈110、重整器120、燃料热交换器130、第一空气热交换器140、第二空气热交换器150、燃烧器160、第一分配器D1、第一汇流器C1以及控制器(未图示)。
堆栈110通过空气极接收由第一空气热交换器140(air heat exchanger_A，airHX_A)加热的外部空气(air)，并通过燃料极接收由重整器120产生的氢气。
重整器120采用水蒸汽甲烷重整(steam methane reofrming)、部分氧化反应(partial oxidation reaction)、自热重整(auto-themal reforming)中的某一个将外部燃料重整为氢气。
水蒸汽甲烷重整通过在700～1,100℃下将蒸汽与甲烷(或天然气)混合并在催化反应器中以3～25bar的压力使其反应来产生氢气。部分氧化反应通过供应少于将天然气氧化为水和二氧化碳所需的氧气量的氧气来产生氢气、一氧化碳以及二氧化碳等。自热重整通过由部分氧化的发热反应自行供应水蒸气重整吸热反应所需的热来重整氢气。
在实施例1及下面的实施例中，假定重整器120采用水蒸汽甲烷重整的情况来进行描述，但无需必须限于水蒸汽甲烷重整。
由于水蒸汽甲烷重整整体上为吸热反应，需要从外部供热，并且在后端设有促进转化为氢气的催化剂层。在本发明的实施例中，重整器120可以使用镍基(Ni-based)催化剂。
重整器120将反应原料(或燃料)内包括的C2+碳化氢，即，C2H6(乙烷)、C3H8(丙烷)裂解(cracking)为CH4、CO、H2等，并将CH4(甲烷)的一部分重整为氢气。通过所述裂解(cracking)过程，可以抑制由于高级碳化氢的热解引起的催化剂层的焦炭的生成(或碳沉积)。
燃料热交换器130(fuel heat exchanger，fuel HX)设置在重整器120与堆栈110的燃料极输入(anode input)之间。燃料热交换器130将由重整器120输出的氢气预热至预先设定的温度，并将预热后的氢气供应至堆栈110的燃料极输入。燃料热交换器130也可以利用通过与堆栈110的空气极废气(cathode off gas)进行热交换而获得的热能对由重整器120产生的氢气进行预热。在燃料热交换器130中进行热交换的废气被排出至固体氧化物燃料电池100的外部。
第一空气热交换器140将外部空气(air)预热至预先设定的温度。预热后的外部空气直接被输入至堆栈110的空气极，或者在第二空气热交换器150中被二次地预热后输入至堆栈110的空气极。
第一空气热交换器140利用通过与由燃烧器160输出的高温的废气进行热交换而获得的热能对外部空气进行预热。
由燃烧器160输出的高温的废气全部在重整器120中被一次地热交换后在第一空气热交换器140中被二次地热交换。或者，由燃烧器160输出的高温的废气通过设置在燃烧器160的出口端的分配器(未图示)部分地分支到重整器120，而其余部分可以分支到第一空气热交换器140。在实施例1中，燃烧器160的废气在重整器120和第一空气热交换器140中的至少一个中进行热交换后被输入至碳捕集器20。
第二空气热交换器150设置在第一空气热交换器140与堆栈110的空气极输入(cathode input)之间，并且利用通过与堆栈110的空气极废气(cathode off gas)进行热交换而获得的热能对在第一空气热交换器140中一次地加热后的外部空气二次地进行加热。由于燃烧器160的废气在重整器120进行热交换时被夺走大量的热能，因此要第一空气热交换器140中进行热交换的热量可能会不充足。当经由第一空气热交换器140的外部空气未达到为进行顺畅的化学反应而需要的基准温度时，可以通过在第二空气热交换器150进行进一步的热交换来确保热能。
燃烧器160利用从固体氧化物水电解电池供应的废气中包含的氧气来燃烧由堆栈110的燃料极输出供应的废气(anode off gas)。当由燃烧器160燃烧堆栈110的废气时，废气中包括的组合物中除了二氧化碳和水之外的其他组合物大部分被燃烧，使得二氧化碳(约30％)和水(约60％)的浓度升高。
由燃烧器160输出的高温的废气在重整器120和第一空气热交换器140中的至少一个中进行热交换后被供应至碳捕集器20。如前所述，由于燃烧器160的废气大部分由二氧化碳和水组成，因此被碳捕集器20容易地分离为二氧化碳和水。
固体氧化物燃料电池100还可以包括第一分配器D1和第一汇流器C1。
第一分配器D1设置在堆栈110的空气极输出后端，并且使堆栈110的空气极废气(cathode off gas)的一部分分支到燃料热交换器130，并使其余部分分支到第二空气热交换器150。
第一分配器D1可以具有1个输入端和2个输出端，并且可以设有自动或手动调节流体的方向和流量的控制阀(未图示)。此外，可以在第一空气热交换器140的输出端附近或第二空气热交换器150的输入端附近进一步设有温度传感器(未图示)，该温度传感器测量通过与第一空气热交换器140进行热交换而加热的外部空气的温度。
控制器(未图示)基于温度传感器的测量值决定要由第一分配器D1向第二空气热交换器150进行分支的堆栈的空气极废气的量，并将包括所决定的值的控制信号发送至第一分配器D1。
由第一分配器D1分支到燃料热交换器130和第二空气热交换器150的空气极废气在第一汇流器C1汇流后被排出至外部。
碳捕集器20(carbon capture)从在重整器120和第一空气热交换器140中的至少一个中进行热交换的燃烧器160的废气中捕集二氧化碳。
碳捕集器20可以采用燃烧后捕集(post combustion technology)、燃烧前捕集(pre-combustion technology)、氧燃烧(oxy-fuel combustion technology)、变压吸附(pressure swing adsorption)中的某一个。
图2是进一步示出实施例1中的重整器的详细构造的图。
在图2中，除了重整器120的详细构造外的其余部分与图1相同。
如图2所示，一实施例的重整器120包括蒸汽发生器121、混合器122、以及预重整器123。
蒸汽发生器121(steam generator)对从外部供应的水进行加热并将其转换为蒸汽。蒸汽发生器121可以利用通过与燃烧器160的废气进行热交换而获得的热能对水进行加热。
由燃烧器160输出的高温的废气在蒸汽发生器121中进行热交换后移动至第一空气热交换器140，并在第一空气热交换器140中再进行热交换。在第一空气热交换器140中进行热交换的燃烧器160的废气被供应至碳捕集器20并分离为二氧化碳和水。
混合器122(mixer)使从外部输入的天然燃料(例如，天然气)与由蒸汽发生器121产生的蒸汽混合。
预重整器123(pre-reformer)由蒸气和天然气的混合气体产生氢气。由预重整器123产生的氢气被提供至燃料热交换器130，并在燃料热交换器130中被升温后被输入至堆栈110的燃料极。
用于实施发明的方式
<实施例2>
与将燃烧器的废气全部供应至碳捕集器的实施例1相比较，实施例2涉及通过使燃烧器的废气中的一部分再次再循环(recycle)到燃烧器以提高二氧化碳的纯度来提高二氧化碳的捕集效率的技术。
图3是实施例2的SOE-SOFC-CCS混合系统的结构图。
实施例2的混合系统包括固体氧化物水电解电池10、固体氧化物燃料电池200、以及碳捕集器20，并且固体氧化物燃料电池200包括堆栈210、重整器220、燃料热交换器230、第一空气热交换器240、第二空气热交换器250、燃烧器260、第一分配器D1、第二分配器D2、第一汇流器C1、第二汇流器C2、以及控制器(未图示)。
在实施例2中，固体氧化物水电解电池10、堆栈210、重整器220、燃料热交换器230、第一空气热交换器240、第二空气热交换器250、燃烧器260、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20的技术构思与实施例1的水电解电池10、堆栈110、重整器120、燃料热交换器130、第一空气热交换器140、第二空气热交换器150、燃烧器160、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20基本相同，这里仅对不同之处进行进一步描述。
第二分配器D2设置在第一空气热交换器240的后端，从而使在重整器220和第一空气热交换器240中进行热交换的燃烧器260的废气中的一部分分支到碳捕集器20，并使其余一部分分支到燃烧器260。
第二汇流器C2使分支到燃烧器260的其余部分的燃烧器废气和堆栈210的燃料极废气汇流。在第二汇流器C2中汇流的气体再被输入至燃烧器260。
如此，通过使燃烧器260的废气中的一部分再次再循环到燃烧器260，可以预期三种效果。
第一、基本上，燃烧器260的废气是二氧化碳的浓度因燃烧反应而较高的富二氧化碳(CO2 rich)气体，但其中仍残留有少量的未反应燃料(例如，H2、CO等)。因此，通过将经由重整器220和第一空气热交换器240的燃烧器废气的一部分再次送往燃烧器使其经受燃烧过程，将残余未反应燃料进一步转换为二氧化碳。即，每当燃烧器废气再循环时，燃烧器废气都变成富二氧化碳(CO2richer)气体。另外，碳捕集器20可以针对富二氧化碳(CO2richer)气体更容易地捕集二氧化碳。
第二、燃烧器260的废气经由重整器220和第一空气热交换器240时被热交换冷却。因此，通过使燃烧器260的废气中包括的诸如二氧化碳的惰性气体再循环到燃烧器260，可以预期调节燃烧器260的温度或防止过热的效果。
第三、与实施例1中向燃烧器160输入SOE的废气和堆栈的燃料极废气作为燃料相比较，在实施例2中，除了SOE的废气和堆栈的燃料极废气外，向燃烧器260进一步输入由第二分配器D2进行分支的燃烧器废气。因此，随着燃烧器废气再循环，从燃烧器260流入重整器220和第一空气热交换器240的流量(质量)增加，因此提高热交换效率。
<实施例3>
与实施例1或实施例2相比较，实施例3涉及并非将固体氧化物水电解电池10的废气(氧气)全部送往燃烧器，而是将水电解电池10的废气中的一部分送往燃烧器360，并使剩余部分与流入堆栈的空气极的外部空气汇流的技术。根据实施例3，通过提升流入堆栈的空气极的氧气的浓度，可以提高固体氧化物燃料电池的产电效率。
实施例3可以理解为实施例1中还包括第三分配器D3和第三汇流器D3的变形实施例，也可以理解为实施例2中还包括第三分配器D3和第三汇流器D3的变形实施例。图4示出实施例1中还包括第三分配器D3和第三汇流器D3的变形实施例。
如图4所示，实施例3的混合系统包括固体氧化物水电解电池10、固体氧化物燃料电池300以及碳捕集器20，并且固体氧化物燃料电池300包括堆栈310、重整器320、燃料热交换器330、第一空气热交换器340、第二空气热交换器350、燃烧器360、第一分配器D1、第三分配器D3、第一汇流器C1、第三汇流器C3、以及控制器(未图示)。
实施例3的固体氧化物水电解电池10、堆栈310、重整器320、燃料热交换器330、第一空气热交换器340、第二空气热交换器350、燃烧器360、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20的技术构思与实施例1的水电解电池10、堆栈110、重整器120、燃料热交换器130、第一空气热交换器140、第二空气热交换器150、燃烧器160、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20基本相同，这里仅对不同之处进行进一步描述。
第三分配器D3设置在固体氧化物水电解电池10的出口端，并且使固体氧化物水电解电池10的废气(SOE off gas)中的一部分分支到燃烧器360，并使其余部分与流入堆栈的空气极的外部空气汇流。
第三汇流器C3设置在第一空气热交换器340与第二空气热交换器350之间，并且使经由第一空气热交换器340的外部空气和通过第三分配器D3分支的固体氧化物水电解电池10的废气(SOE off gas)汇流。然后，汇流的混合气体经由第二空气热交换器350被输入至堆栈310的空气极。
作为变形的实施例，第三汇流器C3可以设置在第二空气热交换器350与堆栈310的空气极之间。在这种情况下，由第二空气热交换器350加热的外部空气和由第二分配器D2进行分支的水电解电池10的废气在第三汇流器C3中汇流并被输入到堆栈310的空气极。
由于水电解电池10的废气包括氧气，随着从第三分配器D3向燃烧器360分配更多水电解电池废气，激活燃烧器的燃烧，使得燃烧器废气中包括的二氧化碳的纯度变高，因此碳捕集器20的二氧化碳捕集率升高，并且随着从第三分配器D3向空气热交换器(340或350)侧分配更多水电解电池废气，输入到堆栈的空气极的氧气量增多，因此堆栈电功率增高。
因此，控制器(未图示)根据在混合系统中设定的二氧化碳捕集量或电功率决定向燃烧器360或空气热交换器(340或350)的分配比，并将包括所决定的分配比的控制信号发送至第三分配器D3。
<实施例4>
与实施例1至实施例3相比较，实施例4涉及并非将燃烧器的废气全部送往重整器，而是使燃烧器的废气中的一部分再循环到固体氧化物水电解电池，并将其余部分送往重整器的技术。
实施例4可以理解为实施例1中还包括第四分配器D4的变形实施例，也可以理解为实施例2中还包括第四分配器D4的变形实施例。图5示出实施例1中还包括第四分配器D4的变形实施例。
如图5所示，实施例4的混合系统包括固体氧化物水电解电池10、固体氧化物燃料电池400、以及碳捕集器20，并且固体氧化物燃料电池400包括堆栈410、重整器420、燃料热交换器430、第一空气热交换器440、第二空气热交换器450、燃烧器460、第一分配器D1、第四分配器D4、第一汇流器C1、以及控制器(未图示)。
实施例4的固体氧化物水电解电池10、堆栈410、重整器420、燃料热交换器430、第一空气热交换器440、第二空气热交换器450、燃烧器460、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20的技术构思与实施例1的水电解电池10、堆栈110、重整器120、燃料热交换器130、第一空气热交换器140、第二空气热交换器150、燃烧器160、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20基本相同，这里仅对不同之处进行进一步描述。
第四分配器D4设置在燃烧器460的后端。
第四分配器D4使燃烧器460的废气中的一部分再次再循环到固体氧化物水电解电池10，并使其余部分分支到重整器420。
固体氧化物水电解电池10将通过第四分配器D4分支的高温的燃烧器废气送往水电解电池中包括的至少一个热交换器，以被供应热能。
随着从第四分配器D4向水电解电池10分配更多燃烧器废气，激活水电解电池，使得氢气产生量增多，并且随着从第四分配器D4向重整器420侧分配更多燃烧器废气，燃料电池400的效率升高，因此电功率增高。
因此，控制器(未图示)根据在混合系统中设定的氢气产生量或电功率决定向水电解电池10或重整器420的分配比，并将包括所决定的分配比的控制信号发送至第四分配器D4
<实施例5>
实施例5涉及将实施例1至实施例4全部合并的技术。
如图6所示，实施例5的混合系统包括固体氧化物水电解电池10、固体氧化物燃料电池500、以及碳捕集器20，并且固体氧化物燃料电池500包括堆栈510、重整器520、燃料热交换器530、第一空气热交换器540、第二空气热交换器550、燃烧器560、第一分配器D1、第二分配器D2、第三分配器D3、第四分配器D4、第一汇流器C1、第二汇流器C2、第三汇流器C3、以及控制器(未图示)。
实施例5的固体氧化物水电解电池10、堆栈510、重整器520、燃料热交换器530、第一空气热交换器540、第二空气热交换器550、燃烧器560、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20的技术构思与实施例1的水电解电池10、堆栈110、重整器120、燃料热交换器130、第一空气热交换器140、第二空气热交换器150、燃烧器160、第一分配器D1、第一汇流器C1、控制器(未图示)以及碳捕集器20相同。
此外，实施例5的第二分配器D2、第二汇流器C2以及控制器(未图示)与实施例2的第二分配器D2、第二汇流器C2以及控制器(未图示)相同，实施例5的第三分配器D3、第三汇流器C3以及控制器(未图示)与实施例3的第三分配器D3、第三汇流器C3以及控制器(未图示)相同，并且实施例5的第四分配器D4和控制器(未图示)与实施例4的第四分配器D4和控制器(未图示)相同。
尽管上文中参照有关本发明的几种实施例进行了说明，但本领域的技术人员将可以理解，在不脱离权利要求书所记载的本发明的思想和领域的范围内，可以对本发明进行多种修改和变更。
Claims (8)
1.一种SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，包括：
固体氧化物水电解电池；
固体氧化物燃料电池，其包括重整器、加热所述重整器产生的燃料的燃料热交换器、一次地加热外部空气的第一空气热交换器、二次地加热一次加热后的所述外部空气的第二空气热交换器、包括接收由所述燃料热交换器加热的燃料的燃料极和接收由所述第一空气热交换器和第二空气热交换器加热的外部空气的空气极的堆栈、以及燃烧所述固体氧化物水电解电池的废气和所述堆栈的燃料极废气的燃烧器；以及
碳捕集器，其从在所述重整器和所述第一空气热交换器中的至少一个中进行热交换的所述燃烧器的废气中捕集二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，
所述燃烧器的废气在所述重整器的蒸汽发生器中进行热交换。
3.根据权利要求1所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，
还包括第一分配器(D1)，其使所述堆栈的空气极废气中的至少一部分分支到所述第二空气热交换器，并使分支后的其余部分分支到所述燃料热交换器。
4.根据权利要求3所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，还包括：
温度传感器A，其测量经由所述第一空气热交换器的外部空气的温度；以及
控制器，其基于所述温度传感器A的测量值向所述第一分配器(D1)发送包括向所述第二空气热交换器和所述燃料热交换器的分配比的控制信号。
5.根据权利要求1所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，
还包括第二分配器(D2)，其使经由所述第一空气热交换器的燃烧器废气的至少一部分分支到所述燃烧器，并使分支后的其余部分分支到所述碳捕集器。
6.根据权利要求5所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，还包括：
温度传感器B，其测量所述燃烧器的温度；以及
控制器，其基于所述温度传感器B的测量值向所述第二分配器(D2)发送包括向所述燃烧器和所述碳捕集器的分配比的控制信号。
7.根据权利要求1所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，
还包括第三分配器(D3)，其使所述固体氧化物水电解电池的废气的至少一部分分支并与外部空气汇流，并使分支后的其余部分分支到所述燃烧器。
8.根据权利要求1所述的SOE-SOFC-CCS混合系统，其特征在于，
还包括第四分配器(D4)，其使所述燃烧器的废气的至少一部分分支到所述固体氧化物水电解电池，并使分支后的其余部分分支到所述重整器。
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