ITMI20111161A1 - MCFC MULTI-STACK AND METHOD SYSTEM FOR SEPARATING CO2 FROM COMBUSTION FUMES CONTAINING NOX AND SOX - Google Patents

MCFC MULTI-STACK AND METHOD SYSTEM FOR SEPARATING CO2 FROM COMBUSTION FUMES CONTAINING NOX AND SOX Download PDF

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ITMI20111161A1
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Paolo Capobianco
Biagio Passalacqua
Angelo Giovanni Perfumo
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Ansaldo Fuel Cells Spa
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

"SISTEMA MCFC MULTI-STACK E METODO PER SEPARARE C02 DA FUMI DI COMBUSTIONE CONTENENTI NOX E SOX" "MCFC MULTI-STACK SYSTEM AND METHOD FOR SEPARATING C02 FROM COMBUSTION FUMES CONTAINING NOX AND SOX"

La presente invenzione à ̈ relativa a un sistema MCFC multi-stack per separare C02 da fumi di combustione contenenti NOx e SOx e a un metodo per separare C02 da fumi di combustione contenenti NOx e SOx mediante un sistema MCFC multi-stack. The present invention relates to a multi-stack MCFC system for separating C02 from combustion fumes containing NOx and SOx and a method for separating C02 from combustion fumes containing NOx and SOx by means of a multi-stack MCFC system.

In particolare, l'invenzione si colloca nel campo dei sistemi per la separazione di C02 da fumi di combustione e più specificatamente nel settore dei processi e dispositivi capaci di estrarre selettivamente C02 dai fumi in cui à ̈ diluita, per renderla disponibile concentrata in un flusso gassoso da cui sia facilmente separabile. Ancora più specificatamente, 1'invenzione si inserisce nel campo dei sistemi MCFC-CCS, vale a dire dei sistemi in cui mediante celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) si estrae C02 dai fumi in cui à ̈ diluita e la si concentra in un flusso gassoso ricco di vapore di H20 e sostanzialmente privo di N2 diluente, in modo da facilitarne la successiva cattura (CCS = "Carbon Capture and Storage"). In particular, the invention is placed in the field of systems for the separation of C02 from combustion fumes and more specifically in the sector of processes and devices capable of selectively extracting C02 from the fumes in which it is diluted, to make it available concentrated in a flow gaseous from which it is easily separable. Even more specifically, the invention is inserted in the field of MCFC-CCS systems, that is to say systems in which, by means of molten carbonate fuel cells (MCFC), C02 is extracted from the fumes in which it is diluted and concentrated in a gaseous flow rich in H20 vapor and substantially free of N2 diluent, in order to facilitate its subsequent capture (CCS = "Carbon Capture and Storage").

È nota la capacità degli impianti a celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) di operare la separazione di C02 da fumi di combustione alimentati al catodo. Sono stati proposti diversi schemi di impianto, con soluzioni sia pressurizzate che a pressione atmosferica. The ability of molten carbonate fuel cell plants (MCFC) to operate the separation of C02 from combustion fumes fed to the cathode is known. Various system schemes have been proposed, with both pressurized and atmospheric pressure solutions.

La capacità delle celle MCFC di estrarre C02 dal gas catodico e di liberarla nel gas anodico deriva infatti dal principio di funzionamento stesso delle celle; à ̈ però normalmente necessario, per realizzare sistemi CCS efficienti, manipolare il gas di uscita anodo prima della separazione di C02. The ability of the MCFC cells to extract C02 from the cathode gas and release it in the anode gas derives in fact from the operating principle of the cells; However, it is normally necessary, in order to create efficient CCS systems, to manipulate the anode outlet gas before the C02 separation.

Sono note varie modalità di manipolare l'esausto anodico in modo da ricavare, oltre al flusso di C02 da "sequestrare" o usare, anche H20 di recupero e combustibili residui da utilizzare, così come à ̈ anche nota una pluralità di modi differenti con cui recuperare energia e/o prodotti ottenuti attraverso tali manipolazioni, all'interno del sistema MCFC-CCS o per usi esterni. Various ways of manipulating the exhausted anodic are known in order to obtain, in addition to the flow of C02 to be "sequestered" or used, also recovery H20 and residual fuels to be used, as well as a plurality of different ways with to recover energy and / or products obtained through such manipulations, within the MCFC-CCS system or for external uses.

È noto altresì impiegare a tali scopi sia sistemi MCFC mono-stack sia sistemi MCFC multi-stack. It is also known to use both mono-stack MCFC systems and multi-stack MCFC systems for these purposes.

Nella quasi totalità dei sistemi MCFC multi-stack realizzati per generazione distribuita (attualmente campo di applicazione pressoché esclusivo delle celle MCFC) tutte le batterie sono in parallelo sia per l'alimentazione anodica che per quella catodica e si trovano nelle stesse condizioni nominali di lavoro. In almost all of the multi-stack MCFC systems made for distributed generation (currently an almost exclusive field of application of MCFC cells) all the batteries are in parallel for both anode and cathodic power supply and are in the same nominal working conditions .

Tuttavia in questo ambito sono stati proposti anche sistemi MCFC dove le batterie hanno in serie l'alimentazione catodica, quella anodica o entrambe (ad esempio, come mostrato in EP442352, US5413878, EP0947022), secondo logiche miranti a cogliere caso per caso delle specifiche finalità, attinenti di regola innalzamento dell'efficienza o migliorie delle gestione termica. Si tratta comunque sempre di soluzioni pensate per sistemi in cui 1'intera C02 accumulatasi nelle uscite anodiche va inviata ai catodi perché richiesta per l'alimentazione catodica all'interno del sistema MCFC stesso, situazione che di fatto non lascia margini per una sua estrazione e cattura. In detti sistemi, in sostanza, tutta la C02 in circolazione à ̈ scaricata in atmosfera da una o più uscite catodiche . However, in this context, MCFC systems have also been proposed where the batteries have cathodic power supply, anode power supply or both in series (for example, as shown in EP442352, US5413878, EP0947022), according to logic aimed at capturing specific purposes on a case by case basis. , usually relating to increased efficiency or improvements in thermal management. However, these are always solutions designed for systems in which the entire C02 accumulated in the anode outputs is sent to the cathodes because it is required for the cathodic supply within the MCFC system itself, a situation that in fact leaves no room for its extraction. and catch. In these systems, essentially, all the C02 in circulation is discharged into the atmosphere from one or more cathode outputs.

Oltre a sistemi MCFC con due o più batterie fluidicamente in serie, nello stato dell'arte sono noti anche sistemi multi-stack ibridi, nel senso che incorporano celle a combustibile di diversa filiera connesse fluidicamente in serie (come mostrato ad esempio in US6033794 , US6623880, US5541014). In addition to MCFC systems with two or more batteries fluidically in series, hybrid multi-stack systems are also known in the state of the art, in the sense that they incorporate fuel cells of different supply chains connected fluidly in series (as shown for example in US6033794, US6623880 , US5541014).

Per quanto riguarda i sistemi MCFC-CCS noti, essi, anche quando configurati come pluri-stack (cioà ̈ formati da più batterie di celle MCFC collegate elettricamente una all'altra), sono descritti come costituiti da batterie identiche tra loro, o poste tutte fluidicamente in parallelo, od organizzate in stringhe poste fluidicamente in parallelo, con ogni stringa formata da due o più batterie in serie, e sono alimentati in modo che le batterie (se tutte in parallelo) o, rispettivamente, tutte le stringhe di batterie lavorino nelle stesse condizioni nominali di processo. Nel primo caso gli organi di manipolazione degli esausti anodici possono essere uno per ognuna delle singole batterie o uno comune per più batterie; nel secondo caso uno per ogni singola stringa, uno comune per più stringhe, o anche uno per singole batterie di una stringa, come indicato nella domanda di brevetto MI2009A002259 . As regards the known MCFC-CCS systems, even when configured as multi-stacks (i.e. formed by several batteries of MCFC cells electrically connected to each other), they are described as consisting of identical batteries, or placed all fluidically in parallel, or organized in strings placed fluidically in parallel, with each string formed by two or more batteries in series, and are powered so that the batteries (if all in parallel) or, respectively, all the battery strings work in the same nominal process conditions. In the first case, the organs for handling the exhausted anode can be one for each of the individual batteries or a common one for several batteries; in the second case one for each single string, one common for several strings, or even one for single batteries of a string, as indicated in patent application MI2009A002259.

Pertanto gli organi di manipolazione degli esausti anodici possono essere uno per ognuna delle singole batterie in parallelo, uno comune per più batterie, di una stessa stringa o anche uno comune a più stringhe. Therefore the manipulation organs of the anode exhausted can be one for each of the single batteries in parallel, one common for several batteries, of the same string or even one common to several strings.

Anche quando le soluzioni descritte sono costituite da stringhe di due (o più) batterie in serie ciascuna dotata di un proprio organo di manipolazione dell'esausto anodico, non sono note soluzioni che prevedano per i flussi ricchi in H2 raccolti in uscita da detti organi dei percorsi di ricircolo differenziati per le diverse batterie di una stringa, in modo che, proprio attraverso questa differenziazione, si concentrino sulla prima delle batterie in serie lungo la stringa gli effetti di arricchimento in H2 e di riduzione dell'utilizzo di H2 ottenibili dal ricircolo stesso. Even when the solutions described are constituted by strings of two (or more) batteries in series each equipped with its own organ for handling the exhausted anode, there are no known solutions which provide for the H2-rich flows collected at the output of said organs of the differentiated recirculation paths for the different batteries of a string, so that, precisely through this differentiation, the enrichment effects in H2 and reduction of the use of H2 obtained from the recirculation itself are concentrated on the first of the batteries in series along the string .

È anche noto che per le MCFC esistono diversi contaminanti critici e che ciascuno di essi deve restare sotto una sua soglia specifica, che si traduce in limiti sui loro tenori nelle alimentazioni anodiche e sui loro tenori in quelle catodiche. It is also known that for MCFCs there are several critical contaminants and that each of them must remain under its own specific threshold, which translates into limits on their contents in the anode feeds and on their contents in the cathode ones.

Tali limiti sono significativamente diversi anche in funzione del particolare tipo di batteria a reformer interno diretto (DIR), a reformer interno indiretto (IIR), prive di reformer interno (a reformer esterno, con alimentazione ad H2, syngas, biogas, eccetera) These limits are also significantly different depending on the particular type of battery with direct internal reformer (DIR), internal indirect reformer (IIR), without internal reformer (with external reformer, powered by H2, syngas, biogas, etc.)

I fumi di combustione possono essere molto diversi per tipologia e livello di contaminanti critici presenti, ma di norma sono accomunati dall'averne qualcuno sopra le soglie ammesse dalle MCFC (talora ben oltre). Combustion fumes can be very different in type and level of critical contaminants present, but they usually share some of them above the thresholds allowed by MCFCs (sometimes well beyond).

Pertanto la quasi totalità dei sistemi MCFC-CCS noti, per essere convenientemente sfruttabile, richiede che a monte sia posto un clean up dei fumi adeguato, con riferimento alla particolare tipologia di batteria prescelta . Therefore, almost all of the known MCFC-CCS systems, in order to be conveniently exploited, require that an adequate smoke clean up be placed upstream, with reference to the particular type of battery chosen.

Per questa ragione le batterie a reformer interno diretto (sia nella versione base, DIR che in quella nota come Advanced Internai Reformer, AIR) , al momento le migliori e più diffusamente impiegate nella generazione distribuita, non sono considerate convenientemente sfruttabili per realizzare con essi 1'intera sezione MCFC di un impianto MCFC-CCS, poiché richiederebbero un cleaning dei fumi pressoché proibitivo (in particolare occorre riportare il tenore di SOx sui livelli tipicamente incontrati nell'aria). For this reason, the batteries with direct internal reformer (both in the basic version, DIR and in the one known as Advanced Internal Reformer, AIR), currently the best and most widely used in distributed generation, are not considered conveniently exploitable to create with them 1 'entire MCFC section of an MCFC-CCS plant, as they would require an almost prohibitive cleaning of the fumes (in particular, it is necessary to bring the SOx content back to the levels typically encountered in the air).

Peraltro la background art descrive dei sistemi MCFC-CCS pluristack che hanno come colonna portante per la cattura di C02 dai fumi (e per la produzione di potenza elettrica con elevata efficienza ad essa associata) proprio delle batterie DIR e che sono tuttavia idonei per accettare in ingresso tenori di SOx più alti. Infatti in tali sistemi pluristack sono presenti anche delle batterie prive di Reformer Interno Diretto, i cui catodi sono la via esclusiva di entrata dei fumi nel sistema MCFC-CCS stesso. Le batterie DIR sono messe in condizioni di operare su fumi entrati sporchi nel sistema MCFC-CCS dal fatto di avere l'alimentazione catodica a valle di una batteria senza DIR che, oltre a un ruolo complementare nella cattura di C02, svolge un'azione di filtro (domanda di brevetto italiano MI2009A002259) . Moreover, the background art describes MCFC-CCS pluristack systems which have DIR batteries as a backbone for the capture of C02 from the fumes (and for the production of electrical power with high efficiency associated with it). entry higher SOx levels. In fact, in these pluristack systems there are also batteries without Direct Internal Reformer, whose cathodes are the exclusive way of entry of the fumes into the MCFC-CCS system itself. The DIR coils are enabled to operate on fumes that have entered dirty into the MCFC-CCS system by having the cathodic power supply downstream of a battery without DIR which, in addition to a complementary role in the capture of C02, carries out an action of filter (Italian patent application MI2009A002259).

Per tale sistema i limiti sullo SOx sono quelli (assai più blandi) validi per le batterie a reformer interno indiretto o prive di reformer interno e non quelli, estremamente restrittivi, richiesti dalle batterie DIR. Infatti lo S presente nei fumi (in forma di SOx) viene pressoché integralmente catturato dall'elettrolita della prima batteria che incontra nel suo percorso (e poi rilasciato come H2S nell'esausto anodico di detta batteria) . Essendo nella soluzione descritta in ΜΙ2009Δ002259 questa prima batteria sprovvista di reformer interno diretto, in essa la gestione termica e la disponibilità di H2 non risentono del rilascio come H2S nel comparto anodico dello SOx entrato lato catodo. Nell'alimentazione dei catodi delle batterie DIR lo SOx à ̈ assente e quindi la vitalità dei catalizzatori, collocati direttamente nel comparto anodico, non à ̈ minacciata. For this system the limits on SOx are those (much milder) valid for batteries with indirect internal reformer or without internal reformer and not those, extremely restrictive, required by DIR batteries. In fact, the S present in the fumes (in the form of SOx) is almost completely captured by the electrolyte of the first battery it encounters in its path (and then released as H2S in the exhausted anodic of said battery). Since in the solution described in ΜΠ™ 2009Î ”002259 this first battery does not have a direct internal reformer, in it the thermal management and the availability of H2 are not affected by the release as H2S in the anodic compartment of the SOx entered on the cathode side. In the power supply of the cathodes of DIR batteries, SOx is absent and therefore the vitality of the catalysts, placed directly in the anodic compartment, is not threatened.

Nelle batterie prive di DIR, quelle attraverso cui i fumi entrano nel sistema MCFC-CCS, il rilascio di H2S nel gas anodico che fluisce verso l'uscita non produce una deriva verso un degrado irreversibile, come invece accadrebbe se fossero delle batterie DIR. Quindi lo SOx entrato nel catodo può essere espulso come H2S senza che ciò abbia un effetto distruttivo sull'operatività della cella. Naturalmente (se SOx supera la soglia valida per batterie dello specifico tipo usato) c'à ̈ una penalizzazione di prestazioni, che comporta anche una diminuzione della densità di corrente cui detta prima batteria può operare rispetto ad operazioni con gas puliti. Comunque si può riuscire a mantenere un punto di lavoro stabile, a meno di non pretendere di arrivare a superamenti della soglia eccessivi, nel qual caso si innescherebbe anche in questo caso un meccanismo di degrado. In batteries without DIR, those through which the fumes enter the MCFC-CCS system, the release of H2S in the anode gas flowing towards the outlet does not produce a drift towards irreversible degradation, as would happen if they were DIR batteries. So the SOx entered the cathode can be expelled as H2S without this having a destructive effect on the operation of the cell. Of course (if SOx exceeds the threshold valid for batteries of the specific type used) there is a performance penalty, which also entails a decrease in the current density which said first battery can operate with respect to operations with clean gas. However, it is possible to maintain a stable duty point, unless one expects to reach excessive exceedances of the threshold, in which case a degradation mechanism would also be triggered in this case.

Benché MI2009A002259 riguardi esclusivamente la collocazione in serie di una batteria priva di DIR e di una DIR, l'insegnamento che se ne può ricavare à ̈ più ampio: mettere in serie lato catodo due batterie fa lavorare quella a valle con ossidante più pulito e senza SOx. Although MI2009A002259 exclusively concerns the placement in series of a battery without DIR and of a DIR, the teaching that can be obtained from it is broader: putting two batteries in series on the cathode side makes the one downstream work with cleaner oxidant and without SOx.

A parità di livello di SOx nel catodo, l'entità della penalizzazione à ̈ molto sensibile alla composizione e all'utilizzo del gas anodico: gas ricchi in H2 e bassi utilizzi di H2 la riducono. At the same level of SOx in the cathode, the amount of the penalty is very sensitive to the composition and use of the anodic gas: gases rich in H2 and low uses of H2 reduce it.

È noto poi che ricircolare in ingresso anodo il flusso col residuo ricco in H2 uscente dal separatore che rimuove H20 ed estrae C02 dall'esausto anodico permette di aumentare l'efficienza del sistema MCFC-CCS (come descritto ad esempio in US7396603), in quanto, senza far crollare la tensione di cella, consente di portare al limite fino al 100 % la percentuale dell'idrogeno introdotto dall'esterno (o ricavato da combustibile fornito dall'esterno) che si sfrutta nel generare corrente. Infatti, pur di incrementare opportunamente la portata di tale ricircolo, si riesce a contenere nei limiti desiderati il cosiddetto "utilizzo di H2 a livello di batteria", cioà ̈ quello calcolato come rapporto tra portata di H2 consumata per produrre corrente e portata di H2 che entra complessivamente nell'anodo, ricircolo incluso. It is also known that recirculating at the anode inlet the flow with the H2-rich residue leaving the separator that removes H20 and extracts C02 from the anode exhaust allows to increase the efficiency of the MCFC-CCS system (as described for example in US7396603), as , without causing the cell voltage to drop, it allows the percentage of hydrogen introduced from the outside (or obtained from fuel supplied from the outside) that is exploited to generate current to be brought to the limit up to 100%. In fact, in order to appropriately increase the flow rate of this recirculation, it is possible to contain the so-called "use of H2 at battery level" within the desired limits, i.e. the one calculated as the ratio between the flow rate of H2 consumed to produce current and the flow rate of H2 which it enters the anode as a whole, including recirculation.

In generale, le configurazioni di impianto note (in particolare, quelle monostack o pluristack con solo batterie in parallelo e senza ricircolo anodico) richiedono inevitabilmente un clean up supplementare spinto. In general, the known system configurations (in particular, the monostack or pluristack ones with only coils in parallel and without anodic recirculation) inevitably require an additional strong clean up.

In particolare il tenore di SOx deve essere portato sotto la soglia valida quando lo specifico tipo di batteria impiegata opera con gas anodico povero. In particular, the SOx content must be brought below the valid threshold when the specific type of battery used operates with lean anode gas.

Infatti tali sistemi non possono che affidare l'intera generazione di corrente, cui à ̈ associata la cattura di C02, a batterie in cui i fumi entrano direttamente. Inoltre non si può raggiungere un'alta efficienza elettrica senza un alto utilizzo di combustibile e in tali sistemi un alto utilizzo di H2 comporta automaticamente un impoverimento del gas in tutta la porzione di cella prossima all'uscita anodica. Pertanto la sensibilità agli SOx, per tali batterie à ̈ alta e il clean up supplementare non può che essere adeguatamente spinto. In fact, these systems can only entrust the entire generation of current, which is associated with the capture of C02, to batteries in which the fumes enter directly. Furthermore, it is not possible to achieve high electrical efficiency without a high use of fuel and in such systems a high use of H2 automatically entails a depletion of the gas in the whole portion of the cell close to the anodic outlet. Therefore the sensitivity to SOx, for such batteries is high and the additional clean up can only be adequately pushed.

Le soluzioni che aggiungono il semplice ricircolo in ingresso anodo di una porzione dell'esausto anodico tal quale (come ad esempio alcune soluzioni mostrate in EP0418064) accentuano il problema. The solutions which add the simple recirculation at the anode inlet of a portion of the exhausted anode as such (such as for example some solutions shown in EP0418064) accentuate the problem.

In definitiva, la maggior parte dei sistemi MCFC-CCS noti, per produrre potenza con elevata efficienza, deve impoverire il gas anodico, almeno nella porzione di cella prossima all'uscita, e quindi richiedono soglie molto severe sui livelli di SOx ed NOx nei fumi alimentati. Ultimately, most of the known MCFC-CCS systems, to produce power with high efficiency, must deplete the anode gas, at least in the portion of the cell close to the outlet, and therefore require very strict thresholds on the levels of SOx and NOx in the fumes. powered up.

La correzione del difetto attraverso il ricircolo in ingresso anodo del flusso ricco in H2 uscente dal dispositivo che estrae C02 dall'esausto anodico genera dei meccanismi di accumulo che accentuano la dinamica di avvelenamento da SOx e, rispettivamente, da NOx. Se l'accumulo di H2S derivante da SOx può essere evitato con una scelta appropriata del dispositivo separatore di C02 installato sull'esausto anodico, la sola difesa dagli NOx (a parte la loro rimozione dai fumi) à ̈ cambiare approccio per arricchire il gas anodico. The correction of the defect through the recirculation at the anode inlet of the H2-rich flux exiting the device that extracts C02 from the anodic exhaust generates accumulation mechanisms that accentuate the dynamics of SOx and, respectively, NOx poisoning. If the accumulation of H2S deriving from SOx can be avoided with an appropriate choice of the C02 separator device installed on the anode exhaust, the only defense against NOx (apart from their removal from the fumes) is to change the approach to enrich the anode gas .

Gli NOx presenti nel gas catodico tendono infatti a reagire con l'elettrolita, formando nitriti e nitrati alcalini che diffondono nella matrice. La rimozione lato anodo per effetto del gas anodico, tanto più efficace quanto più ricco in H2 à ̈ il gas anodico, avviene quasi integralmente generando N2 ed in minima parte NH3 (rapporto dell'ordine di 100:1). The NOx present in the cathode gas tend to react with the electrolyte, forming alkaline nitrites and nitrates which diffuse into the matrix. The removal of the anode side due to the effect of the anode gas, the more effective the richer in H2 the anode gas is, occurs almost entirely by generating N2 and minimally NH3 (ratio of the order of 100: 1).

Come gli SOx, anche gli NOx determinano una penalizzazione delle prestazioni, per cui anche in questo caso un punto di lavoro stabile può essere ottenuto solo a densità di corrente ridotta e con una tensione minore di quella che si avrebbe nelle stesse condizioni con gas puliti . Like SOx, NOx also entails a performance penalty, so that also in this case a stable operating point can only be obtained at a reduced current density and with a voltage lower than that which would occur under the same conditions with clean gases.

Intrappolare N2 nel loop anodico inibirebbe inesorabilmente il lavaggio, lato anodo, dai nitriti e nitrati formati nell'elettrolita per effetto della reazione al catodo con gli NOx. Ciò obbligherebbe a pretendere che gli NOx nei fumi siano di pochi ppm, per non pregiudicare l'operatività della batteria. Trapping N2 in the anode loop would inexorably inhibit the washing, on the anode side, of the nitrites and nitrates formed in the electrolyte due to the reaction at the cathode with NOx. This would oblige to demand that the NOx in the fumes are a few ppm, in order not to jeopardize the operation of the battery.

Inoltre, come effetto collaterale, interrompendo il drenaggio di NOx da parte dell'elettrolita, l'accumulo di N2 impedirebbe di usare le batterie stesse come strumento per abbattere ulteriormente le emissioni di NOx in atmosfera da parte dell'impianto ospitante, rendendo vana la capacità, intrinseca alle MCFC ma strettamente legata all'instaurazione e alla persistenza di condizioni di lavaggio lato anodo, di convertire in N2 una cospicua porzione degli NOx entrati lato catodo. Furthermore, as a side effect, by interrupting the drainage of NOx by the electrolyte, the accumulation of N2 would prevent the batteries themselves from being used as a tool to further reduce the NOx emissions into the atmosphere by the host plant, making the capacity useless. , intrinsic to MCFC but closely linked to the establishment and persistence of washing conditions on the anode side, to convert a conspicuous portion of the NOx entered on the cathode side into N2.

È uno scopo della presente invenzione quello di fornire un sistema e un metodo per separare C02 da fumi di combustione mediante celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) multi-stack che sia privo degli inconvenienti qui evidenziati della tecnica nota; in particolare, à ̈ uno scopo del trovato quello di fornire un sistema di tipo MCFC-CCS che operi, rispetto ai sistemi noti, ad alta efficienza elettrica e al contempo con soglie più alte sugli SOx e sugli NOx nel gas catodico. It is an object of the present invention to provide a system and a method for separating C02 from combustion fumes by means of multi-stack molten carbonate fuel cells (MCFC) which is free from the drawbacks highlighted herein of the known art; in particular, it is an object of the invention to provide a system of the MCFC-CCS type which operates, with respect to known systems, with high electrical efficiency and at the same time with higher thresholds on SOx and NOx in the cathode gas.

La presente invenzione à ̈ dunque relativa a un sistema e un metodo per separare C02 da fumi di combustione mediante celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) multi-stack come definiti in termini essenziali nelle annesse rivendicazioni 1 e, rispettivamente, 12, nonché, per i caratteri addizionali preferiti, nelle rivendicazioni dipendenti . The present invention therefore relates to a system and a method for separating C02 from combustion fumes by means of multi-stack molten carbonate fuel cells (MCFC) as defined in essential terms in the annexed claims 1 and 12, respectively, as well as , for the additional preferred characters, in the dependent claims.

In sostanza, le caratteristiche principali dell'invenzione sono le seguenti: Basically, the main features of the invention are the following:

- il sistema MCFC-CCS à ̈ organizzato in due o più blocchi di batterie, blocchi aventi le rispettive linee catodiche collegate in serie; - the MCFC-CCS system is organized in two or more battery blocks, blocks having their respective cathode lines connected in series;

i fumi da trattare, contenenti contaminanti, entrano solo nei catodi delle batterie del primo blocco; the fumes to be treated, containing contaminants, only enter the cathodes of the batteries of the first block;

- gli anodi delle batterie del primo blocco vengono fatti lavorare quanto più possibile in eccesso di H2, facendo transitare da essi quanto più H2 possibile di quello globalmente occorrente per alimentare l'intero sistema MCFC-CCS nel suo complesso, aggiungendovi eventualmente anche altro H2 sfruttabile dall'impianto ospitante o da altre utenze; - the anodes of the batteries of the first block are made to work as much as possible in excess of H2, making them pass through as much H2 as possible of that globally needed to power the entire MCFC-CCS system as a whole, possibly adding other usable H2 from the host system or from other users;

- in questo modo le batterie del primo blocco possono operare con gas anodico ricco in ingresso e con basso utilizzo di H2, e quindi con gas (esausto anodico) ricco anche in uscita; questa condizione, per un dato livello di SOx e, rispettivamente, NOx in ingresso, minimizza la penalizzazione di prestazioni delle batterie del primo blocco rispetto a quelle ottenibili negli stessi punti di lavoro con gas puliti e nel contempo massimizza la capacità di drenare SOx ed NOX dai fumi alimentati ai catodi; - in this way the coils of the first block can operate with rich anode gas at the inlet and with low H2 use, and therefore with (anodic exhausted) gas rich also at the outlet; this condition, for a given level of SOx and, respectively, NOx in input, minimizes the performance penalty of the coils of the first block compared to those obtainable in the same working points with clean gases and at the same time maximizes the capacity to drain SOx and NOX from the fumes fed to the cathodes;

ciò permette di trasferire nell'esausto anodico delle batterie del primo blocco: in forma di H2S, la quasi totalità dello zolfo entrato come SOx lato catodo e, in forma di N2, la maggior parte degli NOx entrati lato catodo; this allows to transfer in the anode exhausted of the batteries of the first block: in the form of H2S, almost all of the sulfur entered as SOx on the cathode side and, in the form of N2, most of the NOx entered on the cathode side;

- i dispositivi di separazione per il recupero di C02, posti sulle uscite anodiche delle batterie dei diversi blocchi, e le linee che manipolano gli esausti anodici sono organizzati in modo tale che detti H2S ed N2 possano essere espulsi dal sistema MCFC-CCS senza far transitare dagli anodi delle batterie del secondo blocco (e dei successivi) H2S generato dagli SOx presenti nei fumi; - the separation devices for the recovery of C02, placed on the anode outputs of the batteries of the different blocks, and the lines that handle the exhausted anode are organized in such a way that said H2S and N2 can be expelled from the MCFC-CCS system without passing through from the anodes of the batteries of the second (and subsequent) H2S block generated by the SOx present in the fumes;

per effetto degli accorgimenti suddetti, le batterie dei blocchi successivi al primo lavorano su ossidanti sostanzialmente puliti, contenenti al più residui di NOx ricondotti al di sotto delle soglie che causano effetti sulle prestazioni. as a result of the aforementioned measures, the batteries of the blocks following the first work on substantially clean oxidants, containing at most NOx residues brought back below the thresholds that cause effects on performance.

I principali elementi costitutivi dell'idea inventiva sono quindi: The main constituent elements of the inventive idea are therefore:

a} un sistema MCFC-CCS comprendente almeno due blocchi di batterie MCFC {non ci sono preclusioni per il tipo delle batterie, che possono essere per esempio di tipo DIR, IIR, senza reformer interno, eccetera); a} an MCFC-CCS system comprising at least two blocks of MCFC batteries (there are no preclusions for the type of batteries, which can be for example of the DIR, IIR type, without internal reformer, etc.);

b) un sistema di collegamento configurato in modo che: b) a connection system configured so that:

- i fumi da trattare col sistema MCFC-CCS alimentano solo i catodi delle batterie del primo blocco (con o senza aggiunte di aria); nei blocchi successivi non entrano fumi che non siano transitati da catodi di batterie del primo blocco; - the fumes to be treated with the MCFC-CCS system only feed the cathodes of the coils of the first block (with or without added air); in the subsequent blocks no fumes enter that have not passed through the cathodes of the batteries of the first block;

- i diversi blocchi sono collegati fluidicamente in serie lato catodo, vale a dire che le uscite dei catodi delle batterie del primo blocco alimentano catodi delle batterie del secondo blocco (con o senza aggiunte di aria) e, se i blocchi sono più di due, le uscite dei catodi delle batterie del secondo blocco alimentano (con o senza aggiunte di aria) catodi delle batterie del terzo blocco e così via per gli eventuali blocchi successivi; - the different blocks are fluidically connected in series on the cathode side, that is to say that the cathode outputs of the batteries of the first block supply the cathodes of the batteries of the second block (with or without added air) and, if the blocks are more than two, the outputs of the cathodes of the batteries of the second block supply (with or without adding air) the cathodes of the batteries of the third block and so on for any subsequent blocks;

c) dei dispositivi separatori, collegati alle uscite anodiche di tutte le celle delle batterie di tutti i blocchi e che rimuovono H20 e separano un flusso con la C02 destinata al sequestro da un flusso ricco in H2; detti dispositivi separatori sono organizzati in modo tale: c) separator devices, connected to the anode outputs of all battery cells of all blocks and which remove H20 and separate a flow with the C02 destined for sequestration from a flow rich in H2; said separator devices are organized in such a way:

- da processare gli esausti anodici delle batterie del primo blocco rimuovendo H20, estraendo C02 e al contempo rimuovendo anche H2S, in particolare fino ad avere un residuo di H2S sotto il 10% del livello di H2S presente in uscita anodo; in questo modo, il flusso ricco in H2 rimane sostanzialmente privo di H2S (o comunque ha un contenuto di H2S sufficientemente basso); e - to process the exhausted anode of the batteries of the first block by removing H20, extracting C02 and at the same time also removing H2S, in particular until there is a residual H2S below 10% of the H2S level present at the anode output; in this way, the H2-rich stream remains substantially H2S-free (or in any case has a sufficiently low H2S content); And

- che almeno una porzione del flusso ricco in H2 uscente dal dispositivo separatore collegato sulle uscite anodiche delle batterie del primo blocco sia inviato, direttamente o previo passaggio negli anodi di batterie di uno o più degli altri blocchi, ad un bruciatore, che può essere interno od esterno al sistema MCFC-CCS; in questo modo, si evitano fenomeni di accumulo di N2; - that at least a portion of the H2-rich flow outgoing from the separator device connected to the anode outputs of the batteries of the first block is sent, directly or after passing through the battery anodes of one or more of the other blocks, to a burner, which can be internal o external to the MCFC-CCS system; in this way, N2 accumulation phenomena are avoided;

- che almeno una porzione del combustibile richiesto da altri blocchi, dall'impianto ospitante o da altre utenze esterne transiti, in forma di H2, dagli anodi delle batterie del primo blocco o che, in alternativa, almeno una porzione del flusso ricco in H2 uscente da dispositivi separatori collegati sulle uscite anodiche di batterie di altri blocchi transiti dagli anodi delle batterie del primo blocco (e quindi dal separatore collegato alle uscite anodiche delle batterie del primo blocco) prima di pervenire al bruciatore interno od esterno al sistema. - that at least a portion of the fuel required by other blocks, by the host plant or by other external users, transits, in the form of H2, from the anodes of the batteries of the first block or that, alternatively, at least a portion of the outgoing H2-rich flow from separator devices connected to the anode outputs of the batteries of other blocks transits from the anodes of the batteries of the first block (and therefore from the separator connected to the anode outputs of the batteries of the first block) before reaching the burner inside or outside the system.

Il sistema nel suo complesso à ̈ così configurato in modo da innalzare il tenore di H2 nel gas anodico delle batterie del primo blocco (in ingresso, ma anche in uscita), senza che ciò comporti uno spreco di combustibile. The system as a whole is thus configured in such a way as to raise the H2 content in the anode gas of the coils of the first block (at the inlet, but also at the outlet), without wasting fuel.

Oltre al vantaggio generale, comune ai sistemi separatori di C02 operanti con celle MCFC, di separare C02 producendo energia anziché consumarne (come invece fanno i sistemi separatori convenzionali, tutti di tipo passivo), l'invenzione consegue i seguenti vantaggi specifici rispetto a sistemi MCFC-CCS realizzati in conformità alle tecniche note. In addition to the general advantage, common to C02 separator systems operating with MCFC cells, of separating C02 by producing energy instead of consuming it (as conventional separator systems do, all of the passive type), the invention achieves the following specific advantages with respect to systems MCFC-CCS manufactured in accordance with known techniques.

In primo luogo, la presente invenzione à ̈ in grado di mantenere attivo nel sistema MCFC il meccanismo di generazione di corrente, che determina la rimozione della C02 dai fumi di combustione, a dispetto di tenori di SOx ed NOx in entrata superiori a quelli fissati come soglie per le soluzioni note. In the first place, the present invention is able to keep the current generation mechanism active in the MCFC system, which determines the removal of C02 from the combustion fumes, in spite of SOx and NOx inlet levels higher than those set as thresholds for known solutions.

È importante rilevare che gli accorgimenti adottati in accordo al trovato sono simultaneamente efficaci contro NOx ed SOx. It is important to note that the measures adopted in accordance with the invention are simultaneously effective against NOx and SOx.

Nel medesimo tempo, la presente invenzione rende sfruttabile in concreto la potenzialità delle celle MCFC di agire esse stesse come strumento per abbattere le emissioni dei residui non solo di CO ed SOx, ma anche di NOx presenti nei fumi. At the same time, the present invention makes it possible to concretely exploit the potential of the MCFC cells to act themselves as an instrument to reduce the emissions of residues not only of CO and SOx, but also of NOx present in the fumes.

Pertanto : Therefore :

- rispetto alle soluzioni note costituite da una sola batteria o da più batterie tutte in parallelo, senza ricircolo anodico o con ricircolo in ingresso anodo di una porzione dell'esausto anodico prelevata a monte del separatore, l'invenzione consegue: a parità di efficienza, soglie più alte sia sui tenori di SOx che su quelli di NOx nei fumi; e a parità di livelli di SOx ed NOx, efficienza più alta; - compared to known solutions consisting of a single battery or of several batteries all in parallel, without anodic recirculation or with recirculation at the anode inlet of a portion of the exhausted anode taken upstream of the separator, the invention follows: with equal efficiency, higher thresholds on both SOx and NOx levels in the fumes; and with the same levels of SOx and NOx, higher efficiency;

- rispetto alle soluzioni note costituite da una sola batteria o da più batterie tutte in parallelo, con ricircolo in ingresso anodo del flusso ricco in H2 uscente dal separatore, l'invenzione consegue soglie molto più alte sugli NOx e capacità di usare la batteria stessa come ulteriore strumento di rimozione di NOx; - compared to known solutions consisting of a single battery or several batteries all in parallel, with recirculation of the H2-rich flow at the anode inlet coming out of the separator, the invention achieves much higher thresholds on NOx and the ability to use the battery itself as additional NOx removal tool;

- rispetto alla soluzione con batterie fluidicamente in serie lungo le linee catodiche (come quella descritta in ΜΙ2009A002259) , l'invenzione consegue soglie più alte sia per SOx che per NOx, unitamente ad una ampia libertà nella scelta delle tipologia di pile con cui realizzare i blocchi del sistema MCFC-CCS. - compared to the solution with batteries fluidically in series along the cathode lines (such as the one described in ΜΠ™ 2009A002259), the invention achieves higher thresholds for both SOx and NOx, together with a wide freedom in the choice of the types of batteries with which create the blocks of the MCFC-CCS system.

Spazi di manovra nella scelta della tipologia di batterie permettono risposte adeguate a cambiamenti di priorità tra le esigenze di prestazioni più alte su archi di vita minori o di una maggiore durata. Room for maneuver in the choice of the type of batteries allows adequate responses to changes in priority between the need for higher performance over shorter life spans or longer life spans.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will appear clear from the following description of a non-limiting example of its implementation, with reference to the figures of the annexed drawings, in which:

la figura 1 Ã ̈ una vista schematica di un sistema per separare C02 da fumi di combustione mediante celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) realizzato in accordo ad una prima forma di attuazione del trovato; Figure 1 is a schematic view of a system for separating C02 from combustion fumes by means of molten carbonate fuel cells (MCFC) made in accordance with a first embodiment of the invention;

la figura 2 Ã ̈ una vista schematica di una seconda forma di attuazione del trovato; Figure 2 is a schematic view of a second embodiment of the invention;

- le figure 3 e 4 sono viste schematiche parziali di ulteriori varianti del sistema del trovato. Figures 3 and 4 are partial schematic views of further variants of the system of the invention.

Con riferimento alla figura 1, un sistema 1 comprende: un primo blocco 11 MCFC-CCS di batterie MCFC, almeno un secondo blocco 12 MCFC-CCS di batterie MCFC, almeno un bruciatore 13 provvisto di reformer 14, e un sistema di collegamento 15 che collega i blocchi 11, 12 e il bruciatore 13. With reference to Figure 1, a system 1 comprises: a first block 11 MCFC-CCS of MCFC batteries, at least a second block 12 MCFC-CCS of MCFC batteries, at least one burner 13 equipped with a reformer 14, and a connection system 15 which connects blocks 11, 12 and burner 13.

Sebbene qui e nel seguito si faccia riferimento ad un solo secondo blocco 12, resta inteso che il sistema 1 può includere una serie di secondi blocchi 12. Although here and in the following reference is made to only one second block 12, it is understood that system 1 can include a series of second blocks 12.

I blocchi 11, 12 comprendono rispettivi gruppi di batterie 21, 22 di celle MCFC, aventi rispettivi catodi 23, 24 (o comparti catodici) e anodi 25, 26 (o comparti anodici) , e rispettivi separatori 27, 28 agenti sugli esausti anodici delle batterie 21, 22. I catodi 23, 24 dei due blocchi 11, 12 sono collegati in serie; se sono presenti più secondi blocchi 12, essi hanno i catodi delle rispettive batterie collegati in serie. The blocks 11, 12 comprise respective groups of batteries 21, 22 of MCFC cells, having respective cathodes 23, 24 (or cathode compartments) and anodes 25, 26 (or anode compartments), and respective separators 27, 28 acting on the anode exhaust of the batteries 21, 22. The cathodes 23, 24 of the two blocks 11, 12 are connected in series; if more than 12 second blocks are present, they have the cathodes of the respective batteries connected in series.

Preferibilmente, le batterie 21, 22 di entrambi i blocchi sono provviste di reformer 31, 32 interno, per esempio reformer di tipo indiretto (IIR) o diretto (DIR). Preferably, the batteries 21, 22 of both blocks are provided with an internal reformer 31, 32, for example an indirect (IIR) or direct (DIR) reformer.

Il sistema 1 ha un ingresso fumi 33, attraverso cui i fumi di combustione da processare, provenienti da un impianto ospitante e genericamente contenenti SOx e NOx, entrano nel sistema 1. System 1 has a smoke inlet 33, through which the combustion fumes to be processed, coming from a host plant and generally containing SOx and NOx, enter system 1.

Nell'esempio mostrato in figura 1, l'ingresso fumi 33 à ̈ collocato a monte del bruciatore 13 ed à ̈ collegato al bruciatore 13, che à ̈ per esempio un bruciatore catalitico, da una linea 34 di alimentazione fumi, attraverso cui i fumi entrano nel bruciatore 13; il reformer 14 à ̈ per esempio un reformer di tipo MIR ("modular integrated reformer") . In the example shown in figure 1, the smoke inlet 33 is located upstream of the burner 13 and is connected to the burner 13, which is for example a catalytic burner, by a flue gas supply line 34, through which the fumes enter the burner 13; the reformer 14 is for example a reformer of the type MIR ("modular integrated reformer").

Opzionalmente, ai fumi alimentati al sistema 1 Ã ̈ aggiunta aria, tramite una linea 35 di alimentazione aria che si innesta sulla linea 34 di alimentazione fumi. Optionally, air is added to the fumes fed to system 1 by means of an air supply line 35 which connects to the fumes supply line 34.

Il bruciatore 13 ha una uscita collegata ai catodi 23 delle batterie 21 del primo blocco 11, tramite una linea 36 di ingresso catodo; i catodi 23 sono guindi alimentati con gas ossidante costituito dai fumi provenienti dall'impianto ospitante, eventualmente arricchiti d'aria e dai prodotti della combustione che avviene nel bruciatore 13. The burner 13 has an output connected to the cathodes 23 of the batteries 21 of the first block 11, through a cathode input line 36; the cathodes 23 are then fed with oxidizing gas consisting of the fumes coming from the host plant, possibly enriched with air and the products of the combustion that occurs in the burner 13.

L'uscita dei catodi 23 à ̈ collegata tramite una linea 37 catodica all'ingresso dei catodi 24 delle batterie 22 del secondo blocco 12. Opzionalmente, una linea 38 di alimentazione aria sì innesta sulla linea 37 catodica per aggiungere aria al flusso alimentato ai catodi 24. Il flusso uscente dai catodi 24 à ̈ raccolto da una linea 39 di sfiato che porta ad uno sfiato 40. The output of the cathodes 23 is connected via a cathode line 37 to the input of the cathodes 24 of the batteries 22 of the second block 12. Optionally, an air supply line 38 is connected to the cathode line 37 to add air to the flow fed to the cathodes 24. The outgoing flux from cathodes 24 is collected by a vent line 39 which leads to a vent 40.

Gli anodi 25 del primo blocco 11 sono alimentati con un flusso proveniente dal reformer 14 tramite una linea 41 di ingresso anodo; il reformer 14 à ̈ alimentato, tramite una linea 42 di alimentazione combustibile, con combustibile, per esempio CH4, e con una portata di H20 (vapore) occorrente per convertire il combustibile in H2 . Vantaggiosamente, la portata di combustibile alimentata al reformer 14 serve a coprire tutti i consumi dei blocchi 11, 12 (se si usano solo batterie prive di reformer interno) o la parte eccedente quella già coperta dall'idrogeno prodotto dentro le batterie (se ci sono batterie a reformer interno) e a fornire anche una frazione dell'energia dell'impianto ospitante. The anodes 25 of the first block 11 are fed with a flow coming from the reformer 14 through an anode inlet line 41; the reformer 14 is fed, through a fuel supply line 42, with fuel, for example CH4, and with a flow rate of H20 (steam) needed to convert the fuel into H2. Advantageously, the fuel flow fed to the reformer 14 serves to cover all the consumptions of the blocks 11, 12 (if only batteries without internal reformer are used) or the part exceeding that already covered by the hydrogen produced inside the batteries (if there are internal reformer batteries) and also to supply a fraction of the energy of the host plant.

I flussi uscenti dagli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11 sono inviati, tramite una linea 43 anodica, al separatore 27 (di tipo noto), configurato in modo da rimuovere H20 ed estrarre C02 ed H2S, in sequenza oppure congiuntamente . The flows outgoing from the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11 are sent, through an anode line 43, to the separator 27 (of known type), configured so as to remove H20 and extract C02 and H2S, in sequence or jointly.

Il flusso ricco in H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore 27 Ã ̈ inviato in parte agli anodi 26 delle batterie 22 del secondo blocco 12, tramite una ulteriore linea 44 anodica (direttamente o transitando per il reformer 32), e in parte all'impianto ospitante, tramite una linea 45 di uscita anodica, per esservi consumato . The flow rich in H2 and containing residual fuels leaving the separator 27 is sent in part to the anodes 26 of the batteries 22 of the second block 12, through a further anodic line 44 (directly or passing through the reformer 32), and in part to the host plant, via an anode output line 45, to be consumed there.

I flussi uscenti dagli anodi 26 delle batterie 22 del secondo blocco 12 sono inviati, tramite una linea 46 anodica, al separatore 28 (di tipo noto) che rimuove H20 ed estrae C02. Il flusso ricco in H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore 28 à ̈ inviato tramite una linea 47 di ricircolo al bruciatore 13, dove i combustibili residui contenuti in tale flusso sono bruciati e il calore à ̈ recuperato per sostenere le reazioni nel reformer 14 e per riscaldare il gas ossidante contenente i fumi di combustione alimentati al primo blocco 11 (opzionalmente, i fumi sono preriscaldati tramite scambio termico con il flusso uscente dai catodi 24 del secondo blocco 12). La conversione in H2 di una portata di combustibile eccedente il fabbisogno del primo blocco avviene nel reformer 14, cioà ̈ a monte degli anodi 25 del primo blocco 11. The flows outgoing from the anodes 26 of the batteries 22 of the second block 12 are sent, through an anode line 46, to the separator 28 (of known type) which removes H20 and extracts C02. The stream rich in H2 and containing residual fuels exiting the separator 28 is sent via a recirculation line 47 to the burner 13, where the residual fuels contained in this stream are burned and the heat is recovered to support the reactions in the reformer 14 and to heat the oxidizing gas containing the combustion fumes fed to the first block 11 (optionally, the fumes are preheated by heat exchange with the flow outgoing from the cathodes 24 of the second block 12). The conversion into H2 of a fuel flow rate exceeding the requirement of the first block takes place in the reformer 14, that is, upstream of the anodes 25 of the first block 11.

In questo modo si genera una portata addizionale di H2 che può transitare intatta dagli anodi 25 del primo blocco 11, contribuendo a ridurre l'utilizzo di H2 e quindi ad alzare la percentuale di H2 anche in uscita. Ciò concorre a creare condizioni più favorevoli per la rimozione di zolfo e nitriti/nitrati dall'elettrolita. È importante notare che ciò accade senza bisogno di combustibile addizionale, perché si sfrutta, senza consumarlo, una parte del combustibile usato dall'impianto ospitante . In this way an additional flow rate of H2 is generated which can pass intact from the anodes 25 of the first block 11, helping to reduce the use of H2 and therefore to raise the percentage of H2 also at the outlet. This helps to create more favorable conditions for the removal of sulfur and nitrites / nitrates from the electrolyte. It is important to note that this happens without the need for additional fuel, because part of the fuel used by the host plant is used without consuming it.

I reformer 31, 32 interni delle batterie 21, 22 sono alimentati tramite rispettive linee 48, 49 di alimentazione combustibile con portate di combustibile (CH4) e vapore necessarie per consentire la gestione termica delle rispettive batterie 21, 22, attraverso l'assorbimento di calore associato alla reazione endotermica di produzione di H2 dalla riforma del combustibile. I flussi di H2 prodotti nei reformer 31, 32 sono alimentati agli anodi 25, 26 delle rispettive batterie 21, 22. The internal reformers 31, 32 of the batteries 21, 22 are fed through respective fuel supply lines 48, 49 with fuel (CH4) and steam flow rates necessary to allow the thermal management of the respective batteries 21, 22, through the absorption of heat associated with the endothermic H2 production reaction from the fuel reform. The H2 streams produced in the reformers 31, 32 are fed to the anodes 25, 26 of the respective batteries 21, 22.

La rimanente porzione di H2 richiesta per completare il fabbisogno complessivo di H2 delle batterie 21, 22 Ã ̈ prodotta nel reformer 14, a partire da combustibile (CH4) e vapore introdotti attraverso la linea 42. The remaining portion of H2 required to complete the overall H2 requirement of the batteries 21, 22 is produced in the reformer 14, starting from fuel (CH4) and steam introduced through line 42.

La portata di H2 generata nel reformer 14 dalla conversione del combustibile introdotto tramite la linea 42, aggiungendosi alle portate di H2 generate nei reformer 31, 32 interni delle batterie 21 del primo blocco 11 e delle batterie 22 del secondo blocco 12, va a coprire il fabbisogno di H2 richiesto affinché le batterie 22 del secondo blocco 12 possano operare alla corrente desiderata con l'utilizzo di H2 voluto, una volta sottratta la quantità di H2 consumata nelle batterie 21 del primo blocco 11 per generare la corrente voluta e quella inviata all'impianto ospitante mediante la linea 45. The H2 flow rate generated in the reformer 14 from the conversion of the fuel introduced through the line 42, adding to the H2 flow rates generated in the reformers 31, 32 inside the batteries 21 of the first block 11 and the batteries 22 of the second block 12, covers the H2 requirement required so that the batteries 22 of the second block 12 can operate at the desired current with the use of the desired H2, once the quantity of H2 consumed in the batteries 21 of the first block 11 has been subtracted to generate the desired current and that sent to the host plant via line 45.

Essendo il reformer 14 posto a monte degli anodi 25 del primo blocco 11, tutto l'idrogeno generato nel sistema 1, ad eccezione di quello che à ̈ tassativamente necessario generare nel reformer 32 interno delle batterie 22 del secondo blocco 12 per assicurarne la gestione termica, entra negli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11. Ciò à ̈ essenziale per arricchire in H2, sia in ingresso che in uscita, i gas anodici delle batterie 21 del primo blocco 11 nella misura massima consentita, a parità di portata di combustibile fornito al sistema 1. In questo modo si concorre a creare le condizioni più favorevoli per la rimozione di zolfo e nitriti/nitrati dall'elettrolita nelle batterie 21 del primo blocco 11, minimizzando nel contempo l'impatto di SOx e NOx sulle prestazioni, e a mettere in condizione le batterie 22 del secondo blocco 12 di lavorare con tenori non solo di SOx ma anche di NOx drasticamente ridotti . Since the reformer 14 is placed upstream of the anodes 25 of the first block 11, all the hydrogen generated in the system 1, with the exception of what is absolutely necessary to generate in the internal reformer 32 of the batteries 22 of the second block 12 to ensure its thermal management , enters the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11. This is essential to enrich the anode gases of the batteries 21 of the first block 11 in H2, both in input and output, to the maximum extent allowed, with the same fuel flow rate supplied to system 1. In this way, it contributes to creating the most favorable conditions for the removal of sulfur and nitrites / nitrates from the electrolyte in the batteries 21 of the first block 11, while minimizing the impact of SOx and NOx on performance, and to enabling the batteries 22 of the second block 12 to work with drastically reduced levels of SOx but also NOx.

Gli accorgimenti usati per arricchire il gas anodico delle batterie 21 del primo blocco 11 sono efficaci perché non innescano meccanismi di accumulo, né di H2S (che viene rimosso dal separatore 27) né di N2 (che viene in parte eliminato tramite la linea 45 di uscita anodica, e in parte attraverso la linea 39 di sfiato). The measures used to enrich the anode gas of the batteries 21 of the first block 11 are effective because they do not trigger accumulation mechanisms, neither of H2S (which is removed from the separator 27) nor of N2 (which is partly eliminated through the line 45 of anode outlet, and partly through the vent line 39).

È chiaro che allo schema generale qui descritto possono essere apportate numerose modifiche e varianti, soprattutto riguardo i modi per arricchire in H2 il gas anodico . It is clear that numerous modifications and variations can be made to the general scheme described here, especially regarding the ways to enrich the anode gas in H2.

Per esempio, secondo una variante, l'intero flusso ricco di H2 uscente dal separatore 27 del primo blocco 11 à ̈ inviato agli anodi 26 delle batterie 22 del secondo blocco 12, tramite la linea 44 anodica (mentre non à ̈ impiegata la linea 45 di uscita anodica rappresentata i figura 1). For example, according to a variant, the entire H2-rich flow outgoing from the separator 27 of the first block 11 is sent to the anodes 26 of the batteries 22 of the second block 12, via the anode line 44 (while the line 45 is not used). of anode output shown in Figure 1).

Secondo una ulteriore variante, il flusso ricco in H2 uscente dal separatore 27 non à ̈ inviato agli anodi 26 delle batterie 22 del secondo blocco 12, ma à ̈ inviato in parte all'impianto ospitante, tramite la linea 45 di uscita anodica, per esservi consumato, e in parte à ̈ ricircolato, tramite una linea 51 di ricircolo anodico (rappresentata a tratteggio in figura 1) che si innesta sulla linea 41 di ingresso anodo, agli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11 (mentre non à ̈ impiegata la linea 44 anodica). According to a further variant, the H2-rich flow outgoing from the separator 27 is not sent to the anodes 26 of the batteries 22 of the second block 12, but is sent in part to the host plant, via the anode output line 45, to be there. consumed, and in part is recirculated, by means of an anodic recirculation line 51 (shown in broken line in figure 1) which is inserted on the anode input line 41, to the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11 (while it is not used the anodic line 44).

Secondo ulteriori varianti, il flusso ricco in H2 uscente dal separatore 27 Ã ̈ ricircolato per una parte agli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11, tramite la linea 51 di ricircolo anodico, e per la parte rimanente al bruciatore 13, arrivandovi o attraverso la linea di ricircolo 47, dopo essere transitato dagli anodi 26 della batteria 22 e dal separatore 28 del secondo blocco 12, o direttamente tramite una ulteriore linea 52 di ricircolo (anch'essa rappresentata a tratteggio in figura 1) che si innesta su detta linea 47, e/o ad una utenza esterna (per esempio l'impianto ospitante), direttamente o previo passaggio dagli anodi 26 della batteria 22 del secondo blocco 12 (o di blocchi successivi se presenti). According to further variants, the H2-rich flux exiting the separator 27 is recirculated for a part to the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11, through the anodic recirculation line 51, and for the remaining part to the burner 13, arriving there or through the recirculation line 47, after passing through the anodes 26 of the battery 22 and the separator 28 of the second block 12, or directly through a further recirculation line 52 (also shown in broken lines in figure 1) which is inserted on said line 47, and / or to an external user (for example the host plant), directly or after passing through the anodes 26 of the battery 22 of the second block 12 (or subsequent blocks if present).

Secondo una ulteriore variante, i flussi ricchi in H2 uscenti dai separatori 28 del secondo blocco 12 sono interamente o parzialmente inviati (anziché o oltre che al bruciatore 13) agli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11, tramite una linea 53 ausiliaria che si dirama della linea 47 di ricircolo e si innesta sulla linea 41 di ingresso anodo, prima di essere inviati al bruciatore 13 (o ad altro bruciatore, interno o esterno ai blocchi 11, 12 MCFC-CCS) , o verso una utenza esterna. According to a further variant, the H2-rich flows outgoing from the separators 28 of the second block 12 are entirely or partially sent (instead of or in addition to the burner 13) to the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11, via an auxiliary line 53 which it branches off from the recirculation line 47 and connects to the anode input line 41, before being sent to the burner 13 (or to another burner, internal or external to the blocks 11, 12 MCFC-CCS), or to an external user.

In generale, il bruciatore 13 può essere interno o esterno ai blocchi 11, 12 MCFC-CCS. In general, the burner 13 can be inside or outside the blocks 11, 12 MCFC-CCS.

Possono naturalmente anche essere impiegate ulteriori combinazioni delle configurazioni descritte. Further combinations of the described configurations may of course also be employed.

In tutti i casi, il passaggio dei fumi nel bruciatore 13 favorisce il riscaldamento del gas ossidante alla temperatura di ingresso nelle batterie. In all cases, the passage of the fumes into the burner 13 favors the heating of the oxidizing gas to the inlet temperature in the coils.

Naturalmente al riscaldamento dei fumi si può provvedere anche in altra maniera, ad esempio recuperando calore, con opportuni scambiatori, da uno o più dei flussi caldi circolanti nel sistema 1 e che occorre raffreddare (quali ad esempio il flusso uscente dai catodi 24 del secondo blocco 12 e raccolto dalla linea 39 di sfiato, o gli scarichi anodici uscenti dagli anodi 25, 26 attraverso le linee 43, 46 anodiche). Naturally, the heating of the fumes can also be provided in another way, for example by recovering heat, with suitable exchangers, from one or more of the hot flows circulating in system 1 and which must be cooled (such as for example the flow outgoing from the cathodes 24 of the second block 12 and collected by the vent line 39, or the anodic discharges coming out of the anodes 25, 26 through the anodic lines 43, 46).

Negli esempi sinora descritti, l'uscita del bruciatore 13 in cui avviene la combustione dei combustibili residui non utilizzati dalle batterie 21, 22 dei blocchi 11, 12 Ã ̈ collegata ai catodi 23 delle batterie 21 del primo blocco 11, che sono quindi alimentati con il flusso gassoso uscente dal bruciatore 13. In the examples described so far, the output of the burner 13 in which the combustion of the residual fuels not used by the batteries 21, 22 of the blocks 11, 12 takes place is connected to the cathodes 23 of the batteries 21 of the first block 11, which are therefore fed with the gaseous flow exiting the burner 13.

In alternativa, come mostrato nella figura 2, al fine di incrementare la cattura di C02, il sistema 1 comprende un gruppo 55 MCFC supplementare, formato da una o più batterie 56 di celle MCFC aventi rispettivi catodi 57 e anodi 58, e l'uscita del bruciatore 13 à ̈ collegata ai catodi 57 del gruppo 55, in modo che il flusso gassoso uscente dal bruciatore 13 alimenti i catodi 57 (opzionalmente, arricchito con aria). Alternatively, as shown in Figure 2, in order to increase the capture of C02, the system 1 comprises an additional group 55 MCFC, formed by one or more batteries 56 of MCFC cells having respective cathodes 57 and anodes 58, and the output of the burner 13 is connected to the cathodes 57 of the group 55, so that the gaseous flow exiting the burner 13 feeds the cathodes 57 (optionally enriched with air).

Il gruppo 55 ha una uscita anodica collegata, tramite una linea 60 anodica ad un separatore 59 che rimuove H20 e C02 da un flusso residuo contenente H2. The group 55 has an anode output connected, via an anode line 60, to a separator 59 which removes H20 and C02 from a residual flow containing H2.

In questo caso, i fumi di combustione provenienti dall'impianto ospitante sono alimentati, anziché al bruciatore 13 come descritto in precedenza, ai catodi 23 delle batterie 21 del primo blocco 11 (opzionalmente, previa aggiunta di aria tramite la linea 35 di alimentazione aria) . L'ingresso fumi 33 à ̈ posto a monte dei catodi 23 e la linea 34 di alimentazione fumi entra direttamente nel primo blocco 11 e alimenta i catodi 23. In this case, the combustion fumes coming from the host plant are fed, instead of the burner 13 as described above, to the cathodes 23 of the batteries 21 of the first block 11 (optionally, after adding air through the air supply line 35 ). The fumes inlet 33 is located upstream of the cathodes 23 and the fumes supply line 34 enters directly into the first block 11 and feeds the cathodes 23.

La linea 42 di alimentazione combustibile alimenta, oltre che il reformer 14 come precedentemente descritto, anche gli anodi 58 del gruppo 55 supplementare. In addition to the reformer 14 as previously described, the fuel feed line 42 also supplies the anodes 58 of the supplementary group 55.

Per il resto, il sistema 1 ha ancora la configurazione generale descritta in precedenza, e sono possibili le varianti già evidenziate con riferimento alla figura 1, soprattutto riguardo la gestione del flusso ricco di H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore 27 del primo blocco 11, che può essere inviato ad uno o più tra: For the rest, the system 1 still has the general configuration described above, and the variants already highlighted with reference to Figure 1 are possible, especially with regard to the management of the flow rich in H2 and containing residual fuels leaving the separator 27 of the first block 11 , which can be sent to one or more of:

- gli anodi 26 delle batterie 22 del secondo blocco 12, tramite la linea 44 anodica (direttamente o transitando per il reformer 32); - the anodes 26 of the batteries 22 of the second block 12, through the anodic line 44 (directly or passing through the reformer 32);

- l'impianto ospitante, tramite la linea 45 di uscita anodica; - the host plant, via the anode output line 45;

- agli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11, tramite la linea 51 di ricircolo anodico; - to the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11, through the anode recirculation line 51;

- al bruciatore 13, tramite la linea 52 di ricircolo che si diparte dalla linea 45 di uscita anodica e si innesta sulla linea 47 di ricircolo proveniente dagli anodi 26, previo passaggio nel separatore 28 del secondo blocco 12 . - to the burner 13, through the recirculation line 52 which departs from the anode output line 45 and connects to the recirculation line 47 coming from the anodes 26, after passing through the separator 28 of the second block 12.

Secondo una ulteriore variante, il flusso ricco in H2 (e contenente combustibili residui) uscente dal separatore 28 del secondo blocco 12 Ã ̈ inviato in parte direttamente al bruciatore 13 tramite la linea 47 di ricircolo, e in parte anche agli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11, tramite una linea 53 ausiliaria che si diparte dalla linea 47 e si innesta sulla linea 41 di ingresso anodo (che collega il reformer 14 agli anodi 25) prima di essere inviato al bruciatore 13 (o ad altro bruciatore, interno o esterno ai blocchi 11, 12 MCFC-CCS), o verso una utenza esterna . According to a further variant, the flow rich in H2 (and containing residual fuels) leaving the separator 28 of the second block 12 is sent in part directly to the burner 13 through the recirculation line 47, and in part also to the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11, through an auxiliary line 53 which departs from the line 47 and connects to the anode inlet line 41 (which connects the reformer 14 to the anodes 25) before being sent to the burner 13 (or to another burner, internal or to blocks 11, 12 MCFC-CCS), or to an external user.

Secondo una ulteriore variante (non illustrata) basata sullo schema generale di figura 2, il flusso uscente dal bruciatore 13 à ̈ inviato anche all'ingresso dei catodi 24 delle batterie 22 del secondo blocco 12, e/o, nel caso di più blocchi 12 in serie, dei catodi delle batterie di uno dei blocchi successivi. According to a further variant (not shown) based on the general scheme of figure 2, the flux exiting the burner 13 is also sent to the cathodes 24 inlet of the batteries 22 of the second block 12, and / or, in the case of more blocks 12 in series, of the cathodes of the batteries of one of the following blocks.

Ulteriori varianti in grado di arricchire ulteriormente in H2 il gas anodico delle batterie 21 del primo blocco 11 sono illustrate, in maniera parziale e schematica, nelle figure 3 e 4; sebbene inserite a titolo esemplificativo nella configurazione generale di figura 1, anche queste varianti possono essere applicate ad entrambi gli schemi generali delle figure 1 e 2. Further variants capable of further enriching the anode gas of the batteries 21 of the first block 11 in H2 are illustrated, partially and schematically, in Figures 3 and 4; although inserted by way of example in the general configuration of Figure 1, these variants can also be applied to both the general schemes of Figures 1 and 2.

Nella variante di figura 3, il separatore 27 Ã ̈ configurato in modo da separare dall'esausto anodico uscente dagli anodi 25 delle batterie 21 del primo blocco 11 un flusso di H20 e, separatamente, un flusso sostanzialmente di solo H2; questo flusso di H2 "puro" Ã ̈ ricircolato agli stessi anodi 25, tramite la linea 51 di ricircolo anodico; il flusso residuo del separatore 27, contenente C02, H2, combustibili residui, H2S, eccetera, Ã ̈ inviato tramite una linea 62 di trattamento al bruciatore 13 (o ad altro bruciatore), dove avviene l'eliminazione dei combustibili residui rimasti con la C02 da avviare al sequestro, mediante combustione in 02 o in miscele 02/C02; segue un ulteriore separatore 63 finale di C02. In the variant of Figure 3, the separator 27 is configured in such a way as to separate a flow of H20 and, separately, a flow substantially of H2 only from the anode exhaust coming out from the anodes 25 of the batteries 21 of the first block 11; this "pure" H2 flow is recirculated to the anodes 25 themselves, through the anodic recirculation line 51; the residual flow of the separator 27, containing C02, H2, residual fuels, H2S, etc., is sent via a treatment line 62 to the burner 13 (or to another burner), where the residual fuels left with the C02 are eliminated to be sent for seizure, by combustion in 02 or in 02 / C02 mixtures; a further final C02 separator 63 follows.

Nell'esempio di figura 3, anche la batteria 22 del secondo blocco 12 include celle MCFC a reformer interno indiretto, con ricircolo sugli anodi 26 del flusso ricco in H2 uscente dal separatore 28. In the example of Figure 3, the battery 22 of the second block 12 also includes MCFC cells with an indirect internal reformer, with recirculation on the anodes 26 of the H2-rich flow leaving the separator 28.

Nella variante di figura 4, il sistema comprende un ulteriore separatore 64 ausiliario disposto tra l'uscita del reformer 14 e gli anodi 25 della batteria 21 del primo blocco 11 e quindi lungo la linea 41 di ingresso anodo. Il separatore 64 ausiliario rimuove C02 e H2o dal flusso alimentato agli anodi 25. In the variant of figure 4, the system comprises a further auxiliary separator 64 arranged between the outlet of the reformer 14 and the anodes 25 of the battery 21 of the first block 11 and therefore along the anode inlet line 41. The auxiliary separator 64 removes C02 and H2o from the flow fed to the anodes 25.

L'innovazione consente anche un'ampia libertà di scelta circa la tipologia delle batterie da usare per i diversi blocchi. The innovation also allows a wide freedom of choice regarding the type of batteries to be used for the different blocks.

Usare per il primo blocco batterie a reformer interno indiretto IIR o prive di reformer interno e per il secondo blocco (e gli eventuali successivi) batterie a reformer interno (diretto DIR o indiretto IIR) à ̈ la scelta preferibile nella maggior parte dei casi, dove conviene operare a pressione atmosferica. Ma anche combinazioni diverse possono risultare convenientemente sfruttabili in situazioni particolari. Può trovare persino spazio l'impiego di celle con reformer DIR nel primo blocco ove esso, mentre rimuove C02, svolga prevalentemente il ruolo di abbattere gli NOx a beneficio dei blocchi successivi, nel caso di fumi privi di zolfo. Use for the first block with internal indirect reformer IIR or without internal reformer and for the second block (and any subsequent ones) internal reformer batteries (direct DIR or indirect IIR) is the preferable choice in most cases, where it is advisable to operate at atmospheric pressure. But also different combinations can be conveniently exploited in particular situations. The use of cells with DIR reformer can even be used in the first block where it, while removing C02, mainly plays the role of reducing NOx to the benefit of the following blocks, in the case of sulfur-free fumes.

Resta infine inteso che al sistema e al metodo qui descritti ed illustrati possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall'ambito delle annesse rivendicazioni. Finally, it is understood that further modifications and variations may be made to the system and method described and illustrated here, which do not depart from the scope of the attached claims.

Claims (21)

RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) MCFC multi-stack per separare CO2 da fumi di combustione contenenti NOx e SOx, comprendente un primo blocco (11) MCFC-CCS di batterie MCFC ed almeno un secondo blocco (12) MCFC-CCS di batterie MCFC, almeno un bruciatore (13), e un sistema di collegamento (15) che collega i blocchi (11, 12) e il bruciatore (13); i blocchi (11, 12) comprendendo rispettive batterie (21, 22) di celle MCFC, aventi rispettivi catodi (23, 24) e anodi (25, 26), e rispettivi separatori (27, 28) agenti sugli esausti anodici delle batterie (21, 22); il sistema essendo caratterizzato dal fatto che il sistema di collegamento (15) à ̈ configurato in modo che: - i catodi (23, 24) delle batterie (21, 22) dei due blocchi (11, 12) sono collegati in serie; - i fumi da trattare entrano solo nei catodi (23) delle batterie (21) del primo blocco (11), con o senza aggiunte di aria; nel secondo blocco (12), e negli eventuali blocchi successivi, non entrano fumi che non siano transitati da catodi (23) di batterie (21) del primo blocco (11); - gli anodi (25, 26) delle batterie (21, 22) di ogni blocco (11, 12) sono collegati a rispettivi separatori (27, 28), che rimuovono H2O e separano un flusso con CO2 destinata al sequestro da un flusso ricco in H2; - i separatori (27, 28) e le linee che manipolano gli esausti anodici sono organizzati in modo tale che H2S ed N2 siano espulsi dal sistema. CLAIMS 1. Multi-stack MCFC system (1) for separating CO2 from combustion fumes containing NOx and SOx, comprising a first block (11) MCFC-CCS of MCFC batteries and at least one second block (12) MCFC-CCS of MCFC batteries, at least one burner (13), and a connection system (15) which connects the blocks (11, 12) and the burner (13); the blocks (11, 12) comprising respective batteries (21, 22) of MCFC cells, having respective cathodes (23, 24) and anodes (25, 26), and respective separators (27, 28) acting on the exhausted anode of the batteries ( 21, 22); the system being characterized by the fact that the connection system (15) is configured so that: - the cathodes (23, 24) of the batteries (21, 22) of the two blocks (11, 12) are connected in series; - the fumes to be treated only enter the cathodes (23) of the coils (21) of the first block (11), with or without the addition of air; in the second block (12), and in any subsequent blocks, no fumes enter that have not passed through the cathodes (23) of the batteries (21) of the first block (11); - the anodes (25, 26) of the batteries (21, 22) of each block (11, 12) are connected to respective separators (27, 28), which remove H2O and separate a flow with CO2 destined for sequestration from a rich flow in H2; - the separators (27, 28) and the lines that handle the anodic exhaust are organized in such a way that H2S and N2 are expelled from the system. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il bruciatore (13) à ̈ associato ad un reformer (14). System according to claim 1, wherein the burner (13) is associated with a reformer (14). 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i separatori (27, 28) sono organizzati in modo tale da processare gli esausti anodici delle batterie (21) del primo blocco (11) rimuovendo H2O, estraendo CO2 e al contempo rimuovendo anche H2S, fino ad avere un residuo di H2S sotto una soglia prefissata; e in modo che almeno una porzione del flusso ricco in H2 uscente dal separatore (27) collegato alle uscite anodiche delle batterie (21) del primo blocco (11) sia inviato, direttamente o previo passaggio negli anodi (26) di batterie (22) di uno o più degli altri blocchi (12), al bruciatore (13), o ad altro bruciatore esterno o ad una utenza esterna in modo tale da evitare fenomeni di accumulo di N2. 3. System according to claim 1 or 2, in which the separators (27, 28) are organized in such a way as to process the anode exhausts of the batteries (21) of the first block (11) by removing H2O, extracting CO2 and at the same time also removing H2S, up to having an H2S residue below a predetermined threshold; and so that at least a portion of the H2-rich flow outgoing from the separator (27) connected to the anode outputs of the batteries (21) of the first block (11) is sent, directly or after passing through the anodes (26) of the batteries (22) of one or more of the other blocks (12), to the burner (13), or to another external burner or to an external user in such a way as to avoid N2 accumulation phenomena. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui il flusso ricco in H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore (27) del primo blocco (11) à ̈ inviato: agli anodi (26) delle batterie (22) del secondo blocco (12), tramite una linea (44) anodica, direttamente o transitando per un reformer (32) associato a dette batterie (22) del secondo blocco (12); e/o all’impianto ospitante il sistema (1), tramite una linea (45) di uscita anodica, per esservi consumato; e/o agli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11), tramite una linea (51) di ricircolo anodico che si innesta sulla linea (41) di ingresso anodo; e/o al bruciatore (13), tramite una ulteriore linea (52) di ricircolo che si innesta su una linea (47) di ricircolo proveniente, previo passaggio nel separatore (28) del secondo blocco (12), dagli anodi (26) del secondo blocco (12). 4. System according to claim 3, in which the flow rich in H2 and containing residual fuels leaving the separator (27) of the first block (11) is sent: to the anodes (26) of the batteries (22) of the second block (12 ), through an anodic line (44), directly or passing through a reformer (32) associated with said batteries (22) of the second block (12); and / or to the plant hosting the system (1), through an anodic output line (45), to be consumed there; and / or to the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11), by means of an anode recirculation line (51) which engages on the anode input line (41); and / or to the burner (13), by means of a further recirculation line (52) which connects to a recirculation line (47) coming, after passing through the separator (28) of the second block (12), from the anodes (26) of the second block (12). 5. Sistema secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui il flusso ricco in H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore (28) del secondo blocco (12) à ̈ inviato: tramite una linea (47) di ricircolo al bruciatore (13), dove i combustibili residui contenuti in tale flusso sono bruciati e il calore à ̈ recuperato per sostenere le reazioni nel reformer (14) associato al bruciatore (13) e per riscaldare il gas ossidante contenente i fumi di combustione alimentati al primo blocco (11); e/o agli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11), tramite una linea (53) ausiliaria che si dirama della linea (47) di ricircolo e si innesta sulla linea (41) di ingresso anodo, prima di essere inviati al bruciatore (13) o ad altro bruciatore, interno o esterno ai blocchi (11, 12), o verso una utenza esterna. 5. System according to claim 3 or 4, in which the stream rich in H2 and containing residual fuels leaving the separator (28) of the second block (12) is sent: via a recirculation line (47) to the burner (13) , where the residual fuels contained in this stream are burned and the heat is recovered to support the reactions in the reformer (14) associated with the burner (13) and to heat the oxidizing gas containing the combustion fumes fed to the first block (11) ; and / or to the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11), through an auxiliary line (53) which branches off from the recirculation line (47) and connects to the anode input line (41), before to be sent to the burner (13) or to another burner, inside or outside the blocks (11, 12), or to an external user. 6. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, avente un ingresso fumi (33) che à ̈ collocato a monte del bruciatore (13) ed à ̈ collegato al bruciatore (13) da una linea (34) di alimentazione fumi, attraverso cui i fumi entrano nel bruciatore (13); e il bruciatore (13) ha una uscita collegata ai catodi (23) delle batterie (21) del primo blocco (11), tramite una linea (36) di ingresso catodo. System according to one of claims 3 to 5, having a flue gas inlet (33) which is located upstream of the burner (13) and is connected to the burner (13) by a flue gas supply line (34), through which the fumes enter the burner (13); and the burner (13) has an output connected to the cathodes (23) of the batteries (21) of the first block (11), through a cathode input line (36). 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui i fumi di combustione sono alimentati ai catodi (23) delle batterie (21) del primo blocco (11) tramite una linea (34) di alimentazione fumi che collega un ingresso fumi (33) ai catodi (23) del primo blocco (11); e il sistema (1) comprende un gruppo (55) MCFC supplementare, formato da una o più batterie (56) di celle MCFC aventi rispettivi catodi (57) e anodi (58); il bruciatore (13) avendo una uscita collegata ai catodi (57) del gruppo (55) supplementare, in modo che il flusso gassoso uscente dal bruciatore (13) alimenti detti catodi (57) del gruppo (55) supplementare. System according to one of claims 3 to 5, in which the combustion fumes are fed to the cathodes (23) of the coils (21) of the first block (11) by means of a fumes supply line (34) which connects a fumes inlet (33) to the cathodes (23) of the first block (11); and the system (1) comprises an additional MCFC group (55), formed by one or more batteries (56) of MCFC cells having respective cathodes (57) and anodes (58); the burner (13) having an output connected to the cathodes (57) of the additional group (55), so that the gaseous flow leaving the burner (13) feeds said cathodes (57) of the additional group (55). 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui il gruppo (55) supplementare ha una uscita anodica collegata, tramite una linea (60) anodica, ad un separatore (59) che rimuove H2O e CO2 da un flusso residuo contenente H2. System according to claim 7, wherein the supplementary assembly (55) has an anode output connected, via an anode line (60), to a separator (59) which removes H2O and CO2 from a residual H2 containing stream. 9. Sistema secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui una linea (42) di alimentazione combustibile alimenta, oltre che il reformer (14) associato al bruciatore (13), anche gli anodi (58) del gruppo (55) supplementare. System according to claim 7 or 8, in which a fuel feed line (42) supplies, in addition to the reformer (14) associated with the burner (13), also the anodes (58) of the supplementary group (55). 10. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il separatore (27) del primo blocco à ̈ configurato in modo da separare dall’esausto anodico uscente dagli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11) un flusso di H20 e, separatamente, un flusso sostanzialmente di solo H2 che à ̈ ricircolato agli stessi anodi (25) del primo blocco (11); il flusso residuo del separatore (27) del primo blocco (11) essendo inviato tramite una linea (62) di trattamento al bruciatore (13), dove avviene l’eliminazione dei combustibili residui rimasti con la CO2 da avviare al sequestro, mediante combustione in O2 o in miscele O2/CO2, e quindi ad un ulteriore separatore (63) finale di CO2. 10. System according to one of the preceding claims, in which the separator (27) of the first block is configured in such a way as to separate a flow from the anode exhaust coming out from the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11) of H20 and, separately, a flow substantially of H2 only which is recirculated to the same anodes (25) of the first block (11); the residual flow of the separator (27) of the first block (11) being sent via a treatment line (62) to the burner (13), where the residual fuels left with the CO2 to be sequestered are eliminated by combustion in O2 or in O2 / CO2 mixtures, and then to a further final CO2 separator (63). 11. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un ulteriore separatore (64) ausiliario disposto tra l’uscita del reformer (14) associato al bruciatore (13) e gli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11), lungo una linea (41) di ingresso anodo; detto separatore (64) ausiliario essendo configurato per rimuovere CO2 e H2O dal flusso alimentato agli anodi (25) del primo blocco (11). 11. System according to one of the preceding claims, comprising a further auxiliary separator (64) arranged between the outlet of the reformer (14) associated with the burner (13) and the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11 ), along an anode inlet line (41); said auxiliary separator (64) being configured to remove CO2 and H2O from the flow fed to the anodes (25) of the first block (11). 12. Metodo per separare CO2 da fumi di combustione contenenti NOx e SOx mediante un sistema (1) MCFC multistack, comprendente le fasi di: - predisporre un sistema (1) MCFC multi-stack comprendente un primo blocco (11) MCFC-CCS di batterie MCFC ed almeno un secondo blocco (12) MCFC-CCS di batterie MCFC; i blocchi (11, 12) comprendendo rispettive batterie (21, 22) di celle MCFC, aventi rispettivi catodi (23, 24) e anodi (25, 26), e rispettivi separatori (27, 28) agenti sugli esausti anodici delle batterie (21, 22); i catodi (23, 24) delle batterie (21, 22) dei due blocchi (11, 12) essendo collegati in serie; - alimentare i fumi da trattare solo nei catodi (23) delle batterie (21) del primo blocco (11), con o senza aggiunte di aria; mentre nel secondo blocco (12), e negli eventuali blocchi successivi, non entrano fumi che non siano transitati da catodi (23) di batterie (21) del primo blocco (11); - processare gli esausti anodici degli anodi (25, 26) delle batterie (21, 22) di ogni blocco (11, 12) con rispettivi separatori (27, 28) per rimuovere H2O e separare un flusso con CO2 destinata al sequestro da un flusso ricco in H2, e in modo da eliminare H2S ed N2 dal sistema (1). 12. Method for separating CO2 from combustion fumes containing NOx and SOx by means of a multistack (1) MCFC system, comprising the steps of: - preparing a multi-stack MCFC system (1) comprising a first block (11) MCFC-CCS of MCFC batteries and at least a second block (12) MCFC-CCS of MCFC batteries; the blocks (11, 12) comprising respective batteries (21, 22) of MCFC cells, having respective cathodes (23, 24) and anodes (25, 26), and respective separators (27, 28) acting on the exhausted anode of the batteries ( 21, 22); the cathodes (23, 24) of the batteries (21, 22) of the two blocks (11, 12) being connected in series; - feed the fumes to be treated only in the cathodes (23) of the coils (21) of the first block (11), with or without adding air; while in the second block (12), and in any subsequent blocks, no fumes enter which have not passed through the cathodes (23) of the batteries (21) of the first block (11); - process the exhausted anodes of the anodes (25, 26) of the batteries (21, 22) of each block (11, 12) with respective separators (27, 28) to remove H2O and separate a flow with CO2 destined for sequestration from a flow rich in H2, and so as to eliminate H2S and N2 from the system (1). 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente la fase di processare gli esausti anodici delle batterie (21) del primo blocco (11) rimuovendo H2O, estraendo CO2 e al contempo rimuovendo anche H2S, fino ad avere un residuo di H2S sotto una soglia prefissata; e in modo che almeno una porzione del flusso ricco in H2 uscente dal separatore (27) collegato alle uscite anodiche delle batterie (21) del primo blocco (11) sia inviato, direttamente o previo passaggio negli anodi (26) di batterie (22) di uno o più degli altri blocchi (12), ad un bruciatore (13), o ad altro bruciatore esterno o ad una utenza esterna in modo tale da evitare fenomeni di accumulo di N2. 13. Method according to claim 12, comprising the step of processing the exhausted anode of the batteries (21) of the first block (11) by removing H2O, extracting CO2 and at the same time also removing H2S, until there is a residue of H2S below a predetermined threshold ; and so that at least a portion of the H2-rich flow outgoing from the separator (27) connected to the anode outputs of the batteries (21) of the first block (11) is sent, directly or after passing through the anodes (26) of the batteries (22) of one or more of the other blocks (12), to a burner (13), or to another external burner or to an external user in such a way as to avoid N2 accumulation phenomena. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui il flusso ricco in H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore (27) del primo blocco (11) à ̈ inviato: agli anodi (26) delle batterie (22) del secondo blocco (12), tramite una linea (44) anodica, direttamente o transitando per un reformer (32) associato a dette batterie (22) del secondo blocco (12); e/o all’impianto ospitante il sistema (1), tramite una linea (45) di uscita anodica, per esservi consumato; e/o agli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11), tramite una linea (51) di ricircolo anodico che si innesta sulla linea (41) di ingresso anodo; e/o al bruciatore (13), tramite una ulteriore linea (52) di ricircolo che si innesta su una linea (47) di ricircolo proveniente, previo passaggio nel separatore (28) del secondo blocco (12), dagli anodi (26) del secondo blocco (12). 14. Method according to claim 13, wherein the stream rich in H2 and containing residual fuels leaving the separator (27) of the first block (11) is sent: to the anodes (26) of the batteries (22) of the second block (12 ), through an anodic line (44), directly or passing through a reformer (32) associated with said batteries (22) of the second block (12); and / or to the plant hosting the system (1), through an anodic output line (45), to be consumed there; and / or to the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11), through an anode recirculation line (51) which engages on the anode input line (41); and / or to the burner (13), by means of a further recirculation line (52) which connects to a recirculation line (47) coming, after passing through the separator (28) of the second block (12), from the anodes (26) of the second block (12). 15. Metodo secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui il flusso ricco in H2 e contenente combustibili residui uscente dal separatore (28) del secondo blocco (12) à ̈ inviato: tramite una linea (47) di ricircolo al bruciatore (13), dove i combustibili residui contenuti in tale flusso sono bruciati e il calore à ̈ recuperato per sostenere le reazioni nel reformer (14) associato al bruciatore (13) e per riscaldare il gas ossidante contenente i fumi di combustione alimentati al primo blocco (11); e/o agli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11), tramite una linea (53) ausiliaria che si dirama della linea (47) di ricircolo e si innesta sulla linea (41) di ingresso anodo, prima di essere inviati al bruciatore (13) o ad altro bruciatore, interno o esterno ai blocchi (11, 12), o verso una utenza esterna. 15. Method according to claim 13 or 14, in which the stream rich in H2 and containing residual fuels leaving the separator (28) of the second block (12) is sent: via a recirculation line (47) to the burner (13) , where the residual fuels contained in this stream are burned and the heat is recovered to support the reactions in the reformer (14) associated with the burner (13) and to heat the oxidizing gas containing the combustion fumes fed to the first block (11) ; and / or to the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11), through an auxiliary line (53) which branches off from the recirculation line (47) and connects to the anode input line (41), before to be sent to the burner (13) or to another burner, inside or outside the blocks (11, 12), or to an external user. 16. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui i fumi di combustione sono alimentati al bruciatore (13) e sono poi inviati ai catodi (23) delle batterie (21) del primo blocco (11). Method according to one of claims 13 to 15, wherein the combustion fumes are fed to the burner (13) and are then sent to the cathodes (23) of the batteries (21) of the first block (11). 17. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui i fumi di combustione sono alimentati ai catodi (23) delle batterie (21) del primo blocco (11); e il metodo comprende la fase di inviare il flusso gassoso uscente dal bruciatore (13) ai catodi (57) di un gruppo (55) MCFC supplementare, formato da una o più batterie (56) di celle MCFC aventi rispettivi catodi (57) e anodi (58). Method according to one of claims 13 to 15, wherein the combustion fumes are fed to the cathodes (23) of the batteries (21) of the first block (11); and the method comprises the step of sending the gaseous flow outgoing from the burner (13) to the cathodes (57) of an additional MCFC group (55), formed by one or more batteries (56) of MCFC cells having respective cathodes (57) and anodes (58). 18. Metodo secondo la rivendicazione 17, comprendente la fase di inviare il flusso uscente dagli anodi (58) del gruppo (55) ad un separatore (59) che rimuove H2O e CO2 da un flusso residuo contenente H2. A method according to claim 17, comprising the step of sending the outgoing flow from the anodes (58) of the group (55) to a separator (59) which removes H2O and CO2 from a residual flow containing H2. 19. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 18, comprendente la fase di separare dall’esausto anodico uscente dagli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11) un flusso di H20 e, separatamente, un flusso sostanzialmente di solo H2 che à ̈ ricircolato agli stessi anodi (25) del primo blocco (11), ottenendo un flusso residuo, contenente combustibili residui, che à ̈ inviato al bruciatore (13), dove avviene l’eliminazione dei combustibili residui rimasti con la CO2 da avviare al sequestro, mediante combustione in O2 o in miscele O2/CO2, e successivamente ad una fase finale di separazione di CO2. 19. Method according to one of claims 12 to 18, comprising the step of separating a flow of H20 from the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11) and, separately, a substantially of H2 only which is recirculated to the same anodes (25) of the first block (11), obtaining a residual flow, containing residual fuels, which is sent to the burner (13), where the remaining residual fuels are eliminated with the CO2 to be sent for sequestration, by combustion in O2 or in O2 / CO2 mixtures, and subsequently to a final phase of CO2 separation. 20. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 19, comprendente una fase di rimuovere CO2 e H2O dal flusso alimentato agli anodi (25) del primo blocco (11). Method according to one of claims 12 to 19, comprising a step of removing CO2 and H2O from the flow fed to the anodes (25) of the first block (11). 21. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 20, comprendente la fase di far transitare in forma di H2 dagli anodi (25) delle batterie (21) del primo blocco (11) almeno una porzione del combustibile richiesto dal secondo blocco (12) e/o da eventuali altri blocchi di batterie, dall’impianto ospitante e/o da altre utenze.Method according to one of claims 12 to 20, comprising the step of making at least a portion of the fuel required by the second block (12) pass in the form of H2 from the anodes (25) of the batteries (21) of the first block (11) and / or any other battery blocks, the host system and / or other users.
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