JP2016513867A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. 改質可能燃料を含む燃料流を、溶融炭酸塩形燃料電池のアノード、前記アノードと関連する内部改質要素、またはそれらの組み合わせに導入するステップ；
   ＣＯ_２およびＯ_２を含むカソードインレット流を、前記溶融炭酸塩形燃料電池のカソードに導入するステップ；
   前記溶融炭酸塩形燃料電池内で電気を発生させるステップ；
   Ｈ_２およびＣＯ_２を含むアノード排出物を生成させるステップ；
   前記アノード排出物において分離を行い、前記アノード排出物のＣＯ_２含有量より高いＣＯ_２含有量を有するＣＯ_２豊富ガス流、ならびに前記アノード排出物の前記ＣＯ_２含有量より低いＣＯ_２含有量を有し、水素を含むＣＯ_２欠乏ガス流を形成するステップ；及び
   ＣＯ_２欠乏ガス流を、１つ以上の第２の精製プロセスに送るステップ
   を含み、
   前記溶融炭酸塩形燃料電池が、
   （ｉ）前記カソードにおけるＣＯ _２ 利用が、少なくとも約６０％であるように、及び
   （ii）約０．２５〜約１．１５の熱比率を達成するように、又は（iii）前記アノード、前記アノードと関連する前記内部改質要素、または前記それらの組み合わせに導入される前記改質可能燃料の量が、少なくとも約１．５の改質可能燃料過剰比率を与えるように、又は（iv）（ii）及び（iii）の両方のいずれかであるように、
   作動される、
   製油所で水素を発生させる方法。
2. 前記カソードインレット流が、１つ以上の第１の精製プロセスから直接または間接的に誘導される１つ以上のＣＯ_２含有流を含む、請求項１に記載の方法。
3. １つ以上の分離段階において、前記アノード排出物、前記ＣＯ _２ 欠乏流、および前記ＣＯ _２ 豊富流の少なくとも１つからＨ _２ Ｏを分離するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記アノード排出物における合成ガスの正味のモルとカソード排出物におけるＣＯ _２ のモルとの比率が、少なくとも約２．０である、請求項１に記載の方法。
5. 前記アノードにおける燃料利用が、約５０％以下である、及び／又は前記アノード、前記アノードと関連する前記内部改質要素、または前記それらの組み合わせに導入される前記改質可能燃料の量が、少なくとも約２．０の改質可能燃料過剰比率を与える、及び／又は前記溶融炭酸塩形燃料電池が、約０．２５〜約１．０の熱比率で作動される、請求項１に記載の方法。
6. 前記溶融炭酸塩形燃料電池を作動して、少なくとも約１５０ｍＡ／ｃｍ ^２ の電流密度で電力および少なくとも約８０ｍＷ／ｃｍ ^２ の廃熱を発生し、かつ吸熱性反応の有効な量を、約１００℃以下のアノードインレットとアノードアウトレットとの間の温度差を維持するために行うことを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記吸熱性反応を行うことによって、前記廃熱の少なくとも約４０％を消費する、請求項６に記載の方法。
8. 前記溶融炭酸塩形燃料電池の電気効率が、約１０％〜約４０％であり、及び／又は前記溶融炭酸塩形燃料電池の全燃料電池効率が、少なくとも約５５％である、請求項１に記載の方法。
9. ＣＯ _２ 欠乏ガス流は、Ｈ _２ 豊富ガス流および合成ガス流を含み、その各々は、アノード排出物のＣＯ _２ 含有量より低いＣＯ _２ 含有量を有する、請求項１に記載の方法。
10. 前記１つ以上の第１の製油所プロセスの少なくとも１つのプロセスが、前記１つ以上の第２の製油所プロセスのプロセスである、請求項２に記載の方法。
11. 前記燃料流が、１つ以上の第３の製油所プロセスから誘導される、請求項２に記載の方法。
12. 前記燃料流の少なくとも一部分が、前記アノードに導入される前に、予備改質段階を通る、請求項１１に記載の方法。
13. 前記燃料流の少なくとも一部分が、前記アノードに導入される前に、脱硫段階を通る、請求項１１に記載の方法。
14. アノード排出物、ＣＯ _２ 豊富流、及びＣＯ _２ 欠乏流の少なくとも１つからＨ _２ Ｏを分離するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
15. アノード排出物が、少なくとも約３．０：１のＨ _２ とＣＯとのモル比を有し、かつ少なくとも約１０体積％のＣＯ _２ 含有量を有する、請求項２に記載の方法。
16. 水性ガスシフトプロセスを使用して、前記アノード排出物、前記ＣＯ _２ 豊富ガス流、および前記ＣＯ _２ 欠乏ガス流の１つ以上のＨ _２ 含有量を変更するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
17. アノード排出物の分離は、膜を使用することを含む、請求項２に記載の方法。
18. 前記ＣＯ _２ 欠乏ガス流が、第１のＨ _２ 純度を有する第１のＨ _２ 豊富流および第２のＨ _２ 純度を有する第２のＨ _２ 豊富流にさらに分離され、前記第２のＨ _２ 豊富流が、前記第１のＨ _２ 豊富流より高い圧力に圧縮される、請求項１に記載の方法。
19. １つ以上の第２の製油所プロセスの少なくとも１つは、反応物及び／又は燃焼物として水素を使用することを伴う、請求項１に記載の方法。
20. 溶融炭酸塩形燃料電池は、カソードにおけるＣＯ _２ 利用、熱比率、及び／又は改質可能燃料過剰比率について、定常状態条件で作動される、請求項１に記載の方法。