用于增加由蒸汽甲烷重整器产生的合成气中一氧化碳含量的系统和方法与流程
本申请要求2016年8月30日提交的美国临时专利申请62/381,375的权益和优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及蒸汽甲烷重整器(smr)。特别地，本公开涉及用于增加由smr生产的合成气中的一氧化碳含量的系统和方法。
背景技术：
蒸汽甲烷重整器(smr)通常用作从天然气、炼油气或生物气等气体原料生产合成气的低成本方案。生产的合成气可以在工厂内进一步加工以产生各种最终产物，包括纯化的氢、甲醇、一氧化碳和氨。
农业运营、垃圾填埋场内的分解垃圾、市政水处理厂和食品及饮料加工厂产生的生物质必须以环保和经济的方式进行处理。厌氧消化器可以将生物质的规模减少十倍，显著降低倾倒或处置费用；然而，消化过程和生物质的腐烂产生甲烷或生物气，其可被认为是不期望的温室气体。生物气可以燃烧，但燃烧过程会产生污染物，如一氧化氮(nox)，其产生烟雾并浪费潜在的燃料来源。捕获和使用生物气作为燃料来生成液体燃料以碳中性的方式解决了这些挑战。
在蒸汽甲烷重整过程中，高温蒸汽用于从甲烷源(例如天然气或生物气)产生合成气。参见图1a和1b。在吸热重整反应中，根据下式(1)，甲烷在催化剂存在下与蒸汽反应，以产生氢气和一氧化碳：
同时，根据下式(2)，发生轻微放热的水煤气变换反应，其中使用催化剂使一氧化碳和蒸汽反应以产生二氧化碳和更多氢气：
水煤气变换反应也可以逆向进行，从二氧化碳和氢气产生一氧化碳。合成气(syngas)或合成气体(synthesisgas)是由这些反应产生的氢气、一氧化碳和一些二氧化碳组成的燃料气体混合物。
可以进行变压吸附(psa)的附加步骤，其中从气流中除去二氧化碳和其他杂质，例如未转化的甲烷和水，基本上仅留下氢气和一氧化碳。然后该氢和一氧化碳可用于生产高级烃，例如甲醇、其他醇或来自费托(ft)反应的液体。
气态烃的蒸汽重整被视为向低温燃料电池提供氢燃料的潜在方式。在这种情况下，较低温度变换反应器位于重整器和psa之间，以将来自重整器的大部分co转化为h2和co2。而且，co与co2和其他杂质一起从变换的合成气中除去，以产生纯h2。
甲醇可以根据下式(3)由合成气合成：
式(3)的反应可以在催化剂(例如铜基催化剂)存在下进行。
相对于二氧化碳，优选一氧化碳作为生产甲醇的反应物。因此，希望生产与通常由smr生产的合成气相比具有更高的一氧化碳含量的合成气，特别是当甲烷是进料气体时。此外，需要非常低的二氧化碳含量，因为co2与h2反应产生co+h2o，而h2o降低了反应速率和所需产物的产率。为获得最佳结果，用于将合成气转化为甲醇和其他ft液体化合物的理论上最佳的化学计量数为2.0，如下面的式(4)所示：
换句话说，对于甲醇合成，希望氢气与一氧化碳的比例为2:1而没有任何co2。
二甲醚(dme)可以根据下式(5)通过甲醇脱水合成：
式(5)的反应可在催化剂(例如二氧化硅-氧化铝催化剂)存在下进行。用于合成dme的催化剂通常不同于用于合成甲醇的催化剂。dme的优点在于它可以用作柴油发动机中柴油燃料的直接替代品，并且产生的排放量低于普通柴油燃料。
在将天然气转化为合成气的常规系统中，其用于生产液体燃料(参见图1a)，由于重整气体的平衡组成，氢气与一氧化碳的比率将比期望的更高(即6/1的h2/co)。例如，当来自管道的天然气用作smr进料时，产生的氢气与一氧化碳的比率远高于所需的2/1的比率(参见图1a)。增加smr中co产量的一种方法是将co2加入到smr的烃进料中。一种实现该效果的方法是使用具有高co2含量的进料。特别地，为了降低氢气与一氧化碳的比率，一些系统使用生物气/厌氧消化器气体(adg)作为smr进料(参见图1b)，而不是来自管道的天然气。例如，adg可具有60/40的甲烷/二氧化碳组合物。然而，有限的生物气可用性限制了潜在的生产地点。
存在对改进技术的需求，包括涉及用于增加由蒸汽甲烷重整器产生的合成气的一氧化碳含量的系统和方法的技术。
技术实现要素：
在某些实施方案中，用于生产液体燃料的系统包括烃源、配置成输出含有co2的阳极排气的燃料电池单元、和配置成接收来自烃源的第一烃进料部分和来自燃料电池单元的阳极排气的重整器，使得重整器配置成输出具有至多2:1的第一h2/co比的合成气。
在一个方面，烃源是来自生产气井或管道中的至少一者的天然气或包含甲烷源的生物气。
在一个方面，重整器配置成在30℃至250℃范围之外的温度下操作。
在一个方面，燃料电池单元的阳极配置成从烃源接收第二烃进料部分。
在一个方面，燃料电池单元还被配置为接收由重整器输出的co2的第一部分。
在一个方面，该系统进一步包括阳极气体氧化剂燃烧器，其配置成接收由重整器输出的co2的第二部分，其中燃料电池单元的阴极配置成接收由阳极气体氧化剂燃烧器输出的co2。
在一个方面，合成气被转化为液体燃料，其包含甲醇或费托液体(fischertropschliquid)中的至少一者。
在一个方面，燃料电池单元包括直接熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)，其配置成在600℃至700℃的温度范围内操作。
在一个方面，燃料电池单元包括固体氧化物燃料电池(sofc)，其配置成在800℃至1000℃的温度范围内操作。
在一个方面，液体燃料是甲醇，其中烃源是天然气源，并且其中重整器是配置成接收来自天然气源的天然气进料的蒸汽甲烷重整器。
在一个方面，重整器配置成在30℃至250℃范围之外的温度下操作。
在一个方面，将阳极排气添加到第一烃进料部分，使得重整器配置成接收第一烃进料部分和阳极排气作为单一料流。
在一个方面，mcfc配置成输出包含量为20％至40％的(h2+co)和量为60％至80％的co2的阳极排气，其中合成气配置为接收从阳极排气输出的(h2+co)，并且其中mcfc的阴极配置成从以下至少一种接收co2：从合成气分离的co2，由阳极气体氧化剂燃烧器输出的co2，或含co2的烟气。
在一个方面，sofc配置成输出包含量为40％至60％的(h2+co)和量为40％至60％的co2的阳极排气，其中合成气为配置成接收从阳极排气输出的(h2+co)，并且其中重整器进一步配置成接收从合成气分离的再循环co2。
在一个方面，独立的发电系统包括用于生产本文公开的液体燃料的系统中的任何一个。
本领域普通技术人员将理解，上述方面不是相互排斥的并且可以组合。
对于那些阅读本公开和附图的人来说，这些和其他有利特征将变得显而易见。
附图说明
图1a是使用来自管道的天然气作为蒸汽甲烷重整器的进料气体的常规系统的示意图。
图1b是使用生物气作为蒸汽甲烷重整器的进料气体的常规系统的示意图。
图2是本发明一个实施方案的示意图，其中来自燃料电池单元的阳极排气的二氧化碳被供应到蒸汽甲烷重整器以增加合成气的一氧化碳含量并降低合成气的氢气与一氧化碳的比率。在图2的实施例中，来自管道的天然气用作蒸汽甲烷重整器的进料气体。
图3示出了图2的燃料电池单元内以及燃料电池单元和蒸汽甲烷重整器之间的气流。在图3中，m-bop代表工厂的机械平衡(即燃料流量控制、加湿、除硫和加热)，e-bop代表工厂的电气平衡(即，燃料电池的直流电转换为用于输出到电网或用于电力处理设备的交流电源)。
图4是总结使用进料气的各种类型和混合物生产一氧化碳的模拟结果的图。
具体实施方式
参考图1a、图1b和图2，描述了各种系统，其中天然气、有机废物或生物质被转化为合成气，该合成气又可以用于生产液体燃料。尽管图1a、图1b和图2描述了甲醇作为由smr中产生的合成气合成的液体燃料的实例，但本申请不限于此。本领域普通技术人员将理解，蒸汽重整合成气也可用于生产氢气或其他燃料，例如乙醇、丙烷或甚至汽油，并且其他烃可用作smr的燃料。
参考图1a，系统10a包括smr进料100，其由来自管道的天然气组成。参考图1b，系统10b包括smr进料100，其包括生物气、co2混合物以及ch4。图1a的系统10a与图1b的系统10b之间的唯一区别是smr进料100的组成。smr进料100来自烃源，例如co2低的甲烷源，并产生具有高于期望的h2/co比的合成气。
参考图1a和1b所示，smr进料100被进料至smr200以根据式(1)和(2)产生合成气。液体燃料400由smr200中产生的合成气合成。在将合成气进料到合成反应器之前，可以除去合成气中的二氧化碳。例如，根据式(3)，液体燃料400可以是由smr200中产生的合成气合成的甲醇。当液体燃料400是甲醇时，可以通过根据式(5)的液体燃料400的脱水来合成dme500。dme500可用于各种应用600，例如，与农业、运输或建筑相关的应用。在另一个实例中，液体燃料可以是费托液体。
当来自管道的天然气用作smr进料100(参见图1a)时，一氧化碳产量低于期望值(即，低于所需的氢气与一氧化碳2:1的比率)。过量的h2必须单独净化和输出或燃烧以获得燃料以优化合成反应器的产率。为了增加一氧化碳的产生，一些系统使用生物气/厌氧消化器气体(adg)作为smr进料100(见图1b)，而不是来自管道的天然气。例如，adg可具有60/40甲烷/二氧化碳组合物。然而，有限的沼气可用性限制了潜在的生产场地。
参考图2，根据示例性实施例，为了增加由smr200产生的合成气的一氧化碳含量，系统1000包括燃料电池单元300。类似于图1a的系统10a，系统1000的smr进料100的一部分由来自管道的天然气组成，而smr进料的余量是来自燃料电池单元300的阳极排气(至少包括co2、co和h2)。将天然气或其他燃料105供给燃料电池单元300以产生电力和阳极排气。来自燃料电池单元300的阳极排气305的一部分或全部与进料100混合并进料到smr200(下面更详细地描述)，以增加由smr200产生的合成气的一氧化碳含量。可以操作来自燃料电池单元300的阳极排气305以优化流至smr200的气流中的一氧化碳。在一个实施方案中，式(2)的水煤气变换反应可用于将平衡推向产物以产生更多的二氧化碳和氢气；结果，阳极排气305中的一氧化碳可以在进入smr200的进料中最小化。在一个实施方案中，式(2)的水煤气变换反应可用于将平衡推向反应物以产生更多的一氧化碳；结果，阳极排气305中的一氧化碳可以在进入smr200的进料中增加。
阳极排气305的一氧化碳与进料100(例如，包含天然气)混合，并且该组合可以作为单一流进料到smr200。为了避免加工设备结垢，单一物流在不利于形成金属羰基化合物的加工条件下进入smr200，该金属羰基化合物是重整器中金属催化剂与进入smr200的物流组分(即一氧化碳)之间反应的产物。因此，在一个实施例中，smr200被配置为在常规压力和一氧化碳浓度下在温度在30℃至250℃范围之外操作。在高于约250℃的温度下导致金属羰基化合物的反应的热力学平衡强烈有利于反应物(即分解反应)，使得在较高温度范围内几乎不形成金属羰基化合物。低于约30℃，导致金属羰基化合物的反应的热力学平衡强烈有利于金属羰基化合物的形成，然而，反应动力学决定并且在金属催化剂和进料流之间几乎不发生反应。如果在操作过程中形成金属羰基化合物，它们将使重整催化剂失活并增加维护成本。
可能需要压缩阳极排气，如图3所示，但在图2中未示出。当燃料电池单元300包括熔融碳酸盐燃料电池时，由smr200产生的二氧化碳的全部或一部分205可任选地直接或最可能通过阳极气体氧化剂供给燃料电池单元300的阴极，该氧化剂将气体中的任何碳氢化合物转化为二氧化碳和水(下面将详细描述)。将二氧化碳再循环回到燃料电池单元300的阴极增加了供给到smr200的阳极排气305中的二氧化碳的输出。由于co2输入增加，由smr200产生的合成气的一氧化碳含量也可以增加至少两倍，同时更好地控制h2/co比率。此外，来自smr200的氢气和一氧化碳的产量可以是来自燃料电池单元300的氢气和一氧化碳的产量的十倍。
液体燃料400由smr200中产生的合成气合成，该合成气具有例如2/1的h2/co比。例如，根据式(3)，液体燃料400可以是由smr200中产生的合成气合成的甲醇。当液体燃料400是甲醇时，可以通过根据式(5)的液体燃料400的脱水来合成dme500。dme500可用于各种应用600，例如，与农业、运输或建筑相关的应用。在另一个实例中，液体燃料可以是费托液体。本文公开的系统的益处包括用于有效生产液体燃料的比例为2/1的h2/co，通过优化smr的阳极排气进料来更好地控制h2/co比，增加合成气产量(即增加的co产量)，以及燃料电池单元的高效发电量。
在一个方面，来自燃料电池和smr的阳极排气产生的合成气具有比没有向smr进料添加阳极排气时产生的更低的h2/co比率，并且合成气被转化为液体燃料。在一个方面，当烃进料在没有阳极排气的情况下提供给重整器时，与合成气的h2/co比率相比，烃进料和阳极排气的组合降低了合成气的h2/co比率。在一个方面，与仅天然气进料而没有阳极排气提供给蒸汽甲烷重整器时的合成气的h2/co比率相比，天然气进料和阳极排气的组合降低了合成气的h2/co比。
虽然图2示出的实施例中，由smr200产生的二氧化碳的全部或部分205被供给到燃料电池单元300的阴极(例如，熔融碳酸盐燃料电池)，但本文描述的概念不限于此。在其他实施例中，由smr200产生的二氧化碳的部分205可以不被供给到燃料电池单元300。例如，在燃料电池单元300不包括熔融碳酸盐燃料电池的实施例中，由smr200产生的二氧化碳的部分205不被供给到燃料电池单元300。
参考图3，将描述流过燃料电池单元300的流体和燃料电池单元300与smr200之间的流体连通。如图3所示，燃料电池单元300包括具有阴极311和阳极312的燃料电池310。燃料电池310可以是例如内部重整或直接熔融碳酸盐燃料电池(“mcfc”)，其中用于阳极312的燃料在燃料电池310内部重整。然而，也可以使用外部重整器，在这种情况下，重整器将用于在输送到阳极312之前重整燃料。供给到阴极311的氧化剂气体(例如通过阳极气体氧化剂(“ago”)燃烧器314(下面详细描述)供给)，由二氧化碳、水蒸气和空气(氮气+氧气)组成。
在一个实施方案中，来自mcfc的阳极排气为约30％的合成气(h2+co)和70％的co2。将阳极排气中的合成气添加到由smr产生的合成气中，使得将阳极排气添加到smr进料中增加了合成气产量和系统的总效率。为了使mcfc正常运行，在操作期间将co2添加到燃料电池的阴极侧。在一个实施方案中，将足够的co2与smr出口合成气分离并送至mcfc阴极，虽然也可使用其他co2源，例如烟道气。在一个实施例中，mcfc配置成在约650℃的温度下操作。
如上所述，燃料电池310是直接熔融碳酸盐燃料电池，其在约650℃下操作。然而，这里描述的概念在这方面不受限制。燃料电池310可以是任何已知类型的燃料电池，其在其阳极排气中具有二氧化碳，包括其他高温燃料电池。例如，燃料电池310可以是固体氧化物燃料电池(sofc)。
在一个实施方案中，来自sofc的阳极排气为约50％的合成气(h2+co)和50％的co2。将阳极排气中的合成气添加到由smr产生的合成气中，使得将阳极排气添加到smr进料中增加了合成气产量和系统的总效率。sofc燃料电池不需要co2。在一个实施例中，sofc配置成在约800℃的温度下操作。
如上所述，燃料电池单元300示出了单个代表性燃料电池310，但是通常来说，燃料电池单元包含许多电池，并且本发明不限于具有一个电池。燃料电池单元300可以包括燃料电池堆(未示出)形式的多个燃料电池310，其中堆叠各个燃料电池310，使得燃料和氧化气体/空气分别被供应到燃料电池堆的阳极和阴极部分。多个燃料电池堆可以串联或并联布置。
阴极311中的氧化剂气体和阳极312中的重整氢在燃料电池310中经历电化学反应以输出电力。该电化学反应导致氧化剂气体中的大部分(约65％至85％或更多)二氧化碳从燃料电池310的阴极311转移到阳极312。更具体地，在熔融碳酸盐燃料电池中，二氧化碳和氧气在燃料电池310的阴极311中反应以产生碳酸根离子，然后碳酸根离子通过燃料电池电解质被运送到燃料电池310的阳极312。在阳极312处，碳酸根离子被来自燃料的氢还原，产生水和二氧化碳。最终结果是上述大部分二氧化碳从阴极311转移到阳极312。因此，熔融碳酸盐阳极排气主要含有二氧化碳以及未反应的氢气、一氧化碳、水蒸气和痕量的其他气体。
如果使用高温固体氧化物燃料电池来供应阳极排气，则仅转移氧离子并且所有二氧化碳来自烃进料气体中的碳。因此，固体氧化物阳极排气的二氧化碳含量通常较低，并且需要更多的阳极排气以在smr出口合成气中提供所需的h2/co比。
阳极排气可以在压缩机中冷却和压缩，使得气体中的水冷凝成液体并且易于通过水分离器除去。该压缩机和水分离器在图3中示为压缩机/水分离器单元315。去除水会增加二氧化碳的浓度。剩余的阳极排气305的至少一部分(主要由氢气和二氧化碳组成)被供给smr200。阳极排气305的压力与流入smr200的smr进料100的压力相匹配。
根据逆水煤气变换反应(参见式(2))，由二氧化碳和氢气产生一氧化碳，从而增加合成气的一氧化碳含量。在常规系统中，当来自管道的天然气用作smr进料100(参见图1a)时，一氧化碳产量低于期望值(即，低于所需的氢气与一氧化碳的2:1比率)。通过将阳极排气305供给到smr200来增加合成气的一氧化碳含量，可以获得更理想的氢气与一氧化碳的比率。因此，合成气中过量氢的量减少，并且不必包括用于除去过量氢的系统组件。
在一个实施方案中，阳极排气305和smr进料气体100的混合物具有与adg类似的组成(其可具有60/40甲烷至二氧化碳)，因此，可以用作生物气/adg的替代品。虽然有限的生物气可用性限制了潜在的生产场所，但更容易找到具有在smr中生产的合成气所需的天然气的位置以及燃料电池中的动力，其中smr合成气可以进一步处理以产生液体燃料，例如甲醇，可以进一步加工以产生dme。
如图2和图3所示，当燃料电池单元300包括熔融碳酸盐燃料电池310时，由smr200产生的二氧化碳(和一定量的氢)的一部分205可任选地被供给到燃料电池单元的阴极300，特别地，通过ago燃烧器314。例如，来自水分离器单元315输出的预热空气的氧气也被供给到ago燃烧器314。燃烧器ago燃烧器314至少输出氮气、氧气和二氧化碳，其被供给燃料电池310的阴极311。已知直接熔融碳酸盐燃料电池将阴极气体中的nox减少超过50％，并且可能将来自smr的部分或全部热排气供给ago，以提高热回收效率并减少nox排放。
根据其他示例性实施例，可以将部分或全部阴极排气供给smr200燃烧器，以替换进入smr燃烧器的部分空气。这允许来自阴极排气的热量在smr200中被回收并且减少了smr200所需的燃料量。阴极排气中较低的氧含量也可以减少smr燃烧器中产生的nox。可以优化smr热需求和燃料电池发热的整合。
图2和3的系统1000是独立的发电系统。燃料电池单元300的尺寸可以设定为产生与工厂(即smr200)平衡所需的功率相当的功率。这使得该系统1000成为搁浅(stranded)天然气场所的理想选择，因为该气体将转化为甲醇、dme或其他高价值液体化学品，便于运输且现场不需要外部电力。换句话说，即使电网不可用，燃料电池单元300也向smr200提供低成本电力。这可能对偏远地区的天然气生产的燃气经济性产生重大影响。
产生高co2阳极排气的燃料电池也将产生可由smr和ft生产系统使用的电力。因此，不在管道或电网附近的搁浅天然气可以使用来自燃料电池的电力和阳极排气转换成液体燃料。然后可以通过船舶或卡车或其他方式运输液体燃料。
仿真结果
使用
向天然气进料中添加阳极排气还减少了所需的天然气进料量，因为5-15％的合成气由阳极排气提供。另外，当在燃料电池运行中考虑供应给smr的阳极排气燃料时，发电效率增加到大约60％或更多。
表1
表2
表3
表4
系统1000通过将来自燃料电池的阳极排气提供给蒸汽甲烷重整器来增加由蒸汽甲烷重整器产生的合成气的一氧化碳含量。有限的生物气可用性和成本限制了生物气进料的潜在生产地点。通过增加由蒸汽甲烷重整器产生的合成气的一氧化碳含量，系统1000能够用由阳极排气和天然气组成的进料代替生物气/adg进料，同时实现类似的氢气与一氧化碳的比率，如果不是更好的氢气与一氧化碳的比率(即，更接近所需的2:1比率)。更容易找到在smr中产生合成气所需的足够天然气的位置和燃料电池中的功率，其中合成气可以进一步处理以产生液体燃料，例如甲醇，其可以进一步处理以产生二甲醚或其他有用的化学品。在系统1000中，燃料电池还提供过程所需的电力。这使得该系统成为搁浅天然气场所的理想选择，因为合成气将转化为甲醇或二甲醚或其他高价值液体化学品，便于运输，不需要外部电力。因此，更多的生产场所可能用于经济上有吸引力的化学品生产。
如本文所使用的，术语“约”、“大约”、“基本上”和类似的术语旨在具有广泛的含义，与本公开所涉及的主题的领域中的普通技术人员共同和可接受的用法相一致。阅读本公开的本领域技术人员应当理解，此类术语旨在允许描述和要求保护的某些特征的说明，而不将这些特征的范围限制于所提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解释为表示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是落入在本发明所附权利要求的范围内。
本文中对元件位置的引用(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅用于描述图中各种元件的方向。应当注意，根据其他示例性实施例，各种元件的方向可以不同，并且这些变型旨在被本公开所涵盖。
重要的是要注意，各种示例性实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施例，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解，可进行许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料使用、颜色、方向等)，而不实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点。例如，示出为整体形成的元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且可以替换或改变分立元件或位置的性质或数量。根据替代实施例，可以改变或重新排序任何过程或方法步骤的顺序或序列。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于生产液体燃料的系统，包括：
烃源，其被配置为提供包含甲烷的烃进料；
燃料电池单元，其被配置为输出包含co2的阳极排气；和
蒸汽甲烷重整器，其被配置为接收来自所述烃源的第一烃进料部分和来自所述燃料电池单元的所述阳极排气；
其中，所述蒸汽甲烷重整器被配置为输出具有至多2:1的第一h2/co比的合成气。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述烃源是天然气源或生物气源。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蒸汽甲烷重整器被配置为在30℃至250℃范围之外的温度下操作。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述燃料电池单元的阳极被配置为从所述烃源接收第二烃进料部分。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述燃料电池单元还被配置为接收由所述蒸汽甲烷重整器输出的co2的第一部分。
6.根据权利要求5所述的系统，还包括阳极气体氧化剂燃烧器，其被配置为接收由所述蒸汽甲烷重整器输出的co2的第二部分，其中，所述燃料电池单元的阴极被配置成接收由所述阳极气体氧化剂燃烧器输出的co2。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为将所述合成气转化为所述液体燃料的液体燃料生产器，其中所述液体燃料包含甲醇或费托液体中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述燃料电池单元包括被配置为在600℃至700℃的温度范围内操作的直接熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述燃料电池单元包括被配置为在800℃至1000℃的温度范围内操作的固体氧化物燃料电池(sofc)。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述液体燃料是甲醇，其中所述烃源是天然气源，并且其中所述蒸汽甲烷重整器被配置为接收来自所述天然气源的天然气进料。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述蒸汽甲烷重整器被配置为在30℃至250℃范围之外的温度下操作。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述阳极排气被添加到所述第一烃进料部分，使得所述蒸汽甲烷重整器被配置为将所述第一烃进料部分和所述阳极排气作为单一蒸汽接收。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述mcfc被配置为输出包含量在20％-40％范围内的(h2+co)和量在60％-80％范围内的co2的阳极排气，其中所述合成气被配置为接收从所述阳极排气输出的(h2+co)，并且其中所述mcfc的阴极被配置成从分离自所述合成气的co2、由阳极气体氧化剂燃烧器输出的co2、或含co2的烟道气中的至少一者中接收co2。
14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述sofc被配置为输出包含量在40％-60％范围内的(h2+co)和量在40％-60％范围内的co2的阳极排气，其中所述合成气被配置为接收从所述阳极排气输出的(h2+co)，并且其中所述蒸汽甲烷重整器进一步被配置为接收从所述合成气中分离的再循环co2。
15.一种独立发电系统，包括根据权利要求1-14中任一项所述的用于生产液体燃料的系统。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！