一种对电堆阳极尾气进行回收利用的固体氧化物燃料电池系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种对电堆阳极尾气进行回收利用的固体氧化物燃料电池系统。具体地，所述燃料电池系统将电堆所排放出来的部分或全部阳极尾气回收进入重整器并用于电堆的发电，从而大幅度提高了系统的燃料利用率和发电效率。
【专利说明】一种对电堆阳极尾气进行回收利用的固体氧化物燃料电池 系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种固体氧化物燃料电池（S0FC)发电系统，尤其涉及对电堆阳极尾气 进行回收利用的固体氧化物燃料电池发电系统。
【背景技术】
[0002] 固体氧化物燃料电池（S0FC)是将燃料中的化学能转换为电能的发电装置。S0FC 可选择的燃料较为广泛，工业氢气、天然气、城市煤气、甲醇、酒精、柴油和一些生物燃料等 都可以直接或经过简单处理后应用于S0FC发电系统当中，因而，S0FC被公认为是搭接氢能 社会的桥梁。S0FC的另一突出优点在于其效率较高，其电效率可达55%，若实现热电联产， 其效率可以达到80%以上，高于任何一种传统的发电机或其它类型的燃料电池。
[0003] S0FC能否实现较高的发电效率与其燃料利用率（FU)的大小有直接关系，即其燃 料利用率的大小决定了其发电效率的高低。因此，高燃料利用率是评价S0FC商业化的重要 指标之一。目前，用于提高S0FC系统的燃料利用率的方法主要为：①提高单电池或电堆的 性能；②降低电堆的供气量。上述方法①在技术上实现的难度较大，而方法②会导致S0FC 单电池由于供气不足，阳极局部出现氧化还原循环而发生失效行为。
[0004] 对S0FC系统中的热量进行有效的梯级利用进而降低热损耗，是提高其发电效率 的另一重要措施。目前主要采取的方法是，将燃烧器的一级烟气加热重整器；将燃烧器的 二、三级烟气加热阳极预热器或汽化器；将阳极尾气预热阴极入口气体；将阴极尾气直接 排放在热区中，以维持热区温度。然而，上述方法只利用了阳极尾气的热量，或将阳极尾气 直接用于燃烧，利用效率不高。
[0005] 综上所述，本领域尚缺乏一种能同时提高系统燃料利用率和有效利用S0FC系统 中热量的方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种具有较高的燃料利用率和发电效率的将阳极尾气回 用的固体氧化物燃料电池发电系统。
[0007] 本发明的第一方面，提供了一种固体氧化物燃料电池系统，所述系统包括电堆、重 整器、燃烧器和阳极预热器，还包括：
[0008] 将电堆产生的阳极尾气的一部分输送进入阳极预热器的阳极尾气第一回收管道； 以及将电堆产生的阳极尾气的其他部分输送进入燃烧器的阳极尾气第二回收管道。
[0009] 在另一优选例中，在所述第二回收管道还包括设置于所述管道上的风机和/或流 量计。
[0010] 在另一优选例中，在所述系统中，所述电堆用于发电。
[0011] 在另一优选例中，在所述系统中，所述重整器用于进行原料气体重整。
[0012] 在另一优选例中，所述阳极预热器用于预热进入阳极预热器的气体，所述气体包 括氢气、一氧化碳、甲烧、空气或氧气。
[0013] 在另一优选例中，所述第一回收管道包括设置于所述管道上的一个或多个阳极尾 气回收泵，用于驱动阳极尾气从电堆引流至阳极预热器。
[0014] 在另一优选例中，所述的阳极尾气回收泵包括文丘里泵或文丘里管。
[0015] 在另一优选例中，所述文丘里泵或文丘里管的第一入口与原料气体、还原性气体 或其混合气体通路相连，且第二入口与阳极尾气通路相连。
[0016] 在另一优选例中，所述文丘里泵或文丘里管的出口与阳极预热器相连。
[0017] 在另一优选例中，所述原料气体为经过脱硫处理的天然气；和/或
[0018] 所述还原性气体是空气或氧气。
[0019] 在另一优选例中，所述文丘里泵的第一入口与空气通路相连；或所述文丘里泵的 第一入口与甲烷气体通路相连；或所述文丘里泵的第一入口与甲烷一空气混合气体通路相 连。
[0020] 在另一优选例中，所述系统通过调节从第一入口进入文丘里泵的气体的流量来调 节进入重整器中的阳极尾气的比例。
[0021] 在另一优选例中，所述系统通过调节进入文丘里泵中甲烷的流量来控制进入重整 器中阳极尾气的比例。
[0022] 在另一优选例中，所述系统通过调节进入文丘里泵中空气的流量来控制进入重整 器中阳极尾气的比例。
[0023] 在另一优选例中，所述系统通过调节进入文丘里泵中甲烷与空气的流量之和来控 制进入重整器中阳极尾气的比例。
[0024] 在另一优选例中，在所述系统中，被输送进入阳极预热器的阳极尾气的比例为 20?90%，较佳地为40?90%，按阳极尾气的总体积计。
[0025] 在另一优选例中，所述系统中部分阳极尾气从电堆流出后，通过所述阳极尾气第 一回收管道进入所述预热器预热，再进入重整器进行重整。
[0026] 在另一优选例中，所述燃烧器通过燃烧可燃气体用于产生维持热区温度的热量 (即将所述重整器和所述电堆的温度提高至目标温度，并维持恒温)。
[0027] 在另一优选例中，所述可燃气体包括阳极尾气和/或从系统外加入的可燃气体。
[0028] 在另一优选例中，阳极尾气分为两路，一路通过文丘里泵与重整器入口相连，一路 经过热交换器换热和冷凝器冷凝后与燃烧器相连。
[0029] 在另一优选例中，所述的换热器兼具阳极气体预热和水蒸气汽化的作用。
[0030] 在另一优选例中，所述的重整器是水蒸气重整器或自热式重整器。
[0031] 在另一优选例中，所述重整器内发生水蒸气重整反应。
[0032] 在另一优选例中，所述重整器内同时发生水蒸气重整反应与部分氧化重整反应， 并将重整后的气体供给电堆发电。
[0033] 在另一优选例中，所述重整器的第一入口与原料气体入口相连，第二入口通过文 丘里泵与电堆阳极尾气出口相连，且所述重整器的出口与电堆的阳极入口腔相连。
[0034] 在另一优选例中，所述重整器的第二入口与阳极尾气出口之间还设有一个或多个 气泵，较佳地，所述的气泵为文丘里泵。
[0035] 在另一优选例中，所述系统通过文丘里泵将部分阳极尾气吸入重整器内，从而实 现阳极尾气的部分回用。
[0036] 在另一优选例中，所述系统还包括选自下组的一个或多个部件：
[0037] 汽化器，所述汽化器用于使水汽化为水蒸气；
[0038] 阴极预热器，所述预热器用于预热阴极氧化气体；
[0039] 和用于实现阳极尾气中的水气分离的冷凝器。
[0040] 在另一优选例中，所述阴极气体预热器用于将阳极尾气中的余热交换给阴极入口 气体。
[0041] 在另一优选例中，所述水蒸气汽化器用于将燃烧器二级烟气中的余热交换给水， 并使其汽化进入到重整器中进行水蒸气重整。
[0042] 在另一优选例中，所述冷凝器用于冷凝阳极尾气中水蒸气。
[0043] 在另一优选例中，所述的冷凝器将水蒸气冷凝后，再由水泵将部分或全部冷凝水 输送至汽化器入口处，从而循环利用冷凝水。
[0044] 在另一优选例中，所述电堆包含一个或多个电池子堆。
[0045] 在另一优选例中，每个所述子堆至少包含一片固体氧化物燃料电池。
[0046] 在另一优选例中，所述电池子堆通过气路和电路的串联/并联，构成目标功率的 电堆塔。
[0047] 在另一优选例中，所述电堆塔至少有一个阳极入口和一个阳极出口，所有阳极入 口汇集于阳极入口腔，所有阳极出口汇集于阳极出口腔。
[0048] 在另一优选例中，所述系统还包括余热回收系统。
[0049] 在另一优选例中，所述发电系统中的阴极尾气连接至余热回收系统。
[0050] 在另一优选例中，所述余热回收系统进行余热回收的方式包括：预热阴极入口气 体、预热阳极入口气体、加热冷水等。
[0051] 在另一优选例中，所述阳极预热器用于将燃烧器二级烟气中的余热交换给阳极入 口气体。
[0052] 应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文（如实施例）中具 体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在 此不再一一累述。
【专利附图】
【附图说明】
[0053] 图1为本发明所提供的固体氧化物燃料电池系统1的结构框图。
[0054] 图2为本发明所提供的固体氧化物燃料电池系统2的结构框图。
[0055] 图3为本发明所提供的固体氧化物燃料电池系统3的结构框图。
[0056] 符号说明：
[0057] 1-电堆；
[0058] 2-重整器；
[0059] 3--燃烧器；
[0060] 4--汽化器；
[0061] 5--阳极气体预热器；
[0062] 6--阴极气体预热器；
[0063] 7-冷凝器；
[0064] 8--余热回用系统；
[0065] 9--7jC 泵；
[0066] 10--文丘里泵；
[0067] 11--流量计；
[0068] 12-风机。
【具体实施方式】
[0069] 本发明人经过长期而深入的研究，设计了一种新型的阳极尾气回收利用的固体氧 化物燃料电池系统。该系统能够有效地将阳极尾气引入重整系统中，经过或不经过重整后 二次用于电堆的发电，原料气体利用率高，非常适合用于固体氧化物燃料电池系统的设计 和制造。
[0070] 术语
[0071 ] 如本文所用，术语"文丘里泵"是根据文丘里效应，通过调节其入口气体的流量(如 空气和天然气)，实现对电堆阳极尾气回用流量或比例的控制的气泵。
[0072] 术语"原料气体"指从S0FC系统外加入的用于重整并进行固体氧化物燃料电池反 应的电化学反应的气体，如甲烷、氢气、一氧化碳等。较佳地，在该系统中，原料气体优选甲 烷气体。
[0073] 术语"燃料气体"指经过或不经过重整之后，能够被用于S0FC电化学反应和供燃 烧器燃烧的还原性气体，如甲烷，一氧化碳，氢气等。在本发明的优选例中，所述的燃料气体 中还包括部分阳极尾气。
[0074] 术语"氧化性气体"指能够与原料气体和燃料气体进行燃烧反应并用于氧化的气 体，如空气、氧气等。所述的氧化性气体参与原料气体和燃料气体的燃烧以及重整反应。
[0075] 术语"固体氧化物燃料电池"指固体氧化物燃料电堆中最小的发电单元，是一种在 中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化成电能的全固态化学发电装置。本发 明中，所述的固体氧化物燃料电池将通入阳极的燃料气中的化学能通过电化学反应转化为 电能。
[0076] 术语"电池子堆"指包括至少一片固体氧化物燃料电池构成的小型电堆，所述的电 池子堆可以通过串联或并联进行连接并获得所需要的电堆功率。
[0077] 术语"固体氧化物燃料电堆"、"电堆"、"电池堆"、"电堆塔"可互换使用，均指包括 至少一个电池子堆的电堆，所述的电池子堆通过气路和电路的串、并联，构成具有所需功率 的固体氧化物燃料电堆。
[0078] 术语"阳极气体"指进入电堆的进行电化学反应的还原性气体，所述的阳极气体可 以是来源于系统外的气体，如系统外加入的一氧化碳、氢气，或其他原料气体如甲烷经过重 整而产生的气体。优选地，本发明的阳极气体包括部分阳极尾气和甲烷经重整后的气体。
[0079] 术语"阳极尾气"指未被用于电池电化学反应的剩余阳极气体，主要成分为氢气、 一氧化碳、二氧化碳、氮气、水蒸气、少量未重整完全的甲烷等。
[0080] 阳极尾气
[0081] 阳极尾气是指进入电堆后，未反应完全的气体，也包含由于电堆阳极发生电化学 反应而生成的气体，其主要成分为氢气、一氧化碳、二氧化碳、氮气、水蒸气、少量未反应完 全的气体、少量未重整完全的甲烷气体。
[0082] 目前，固体氧化物燃料电池发电系统对阳极尾气的利用主要有几点：1)将阳极尾 气进行热交换和冷凝后通入燃烧器；2)将阳极尾气进行热交换和冷凝后排空。
[0083] 在本发明中，阳极尾气被分为两路，一路通过文丘里泵进入重整器，另一路经过换 热器和冷凝器进入燃烧器。本发明的S0FC系统中，所述的阳极尾气可以通过第一回收管道 被通入重整器，经过或不经过重整后二次用于阳极反应。优选的S0FC系统中，阳极尾气不 包括未重整完全的甲烷。
[0084] 重整器
[0085] 本发明所述的重整器用于进行原料气体重整。在所述重整器中发生重整反应，并 将通入其中的甲烷转化为H 2、C0、C02、H20与CH4的混合气体，以供给电堆发电。在本发明设 备中，所述电堆的阳极入口腔与重整器出口相连，用于将重整完毕的气体送至电堆用于发 电。
[0086] 在本发明中，重整器的一入口端为经过脱硫处理的天然气的进口，另一入口与电 堆阳极尾气出口相连，并通过文丘里泵将部分阳极尾气吸入重整器内，实现阳极尾气的部 分回用，且重整器的出口端与电堆的阳极入口腔相连。
[0087] 本发明所用的重整器类型没有特别限制，较佳地可以为水蒸气重整器或自热式重 整器。
[0088] 电堆
[0089] 本发明所提供的电堆包括至少一个电池子堆，其中每个子堆至少包含一片固体氧 化物燃料电池；上述电池子堆通过气路和电路的串、并联构成目标功率的电堆塔。
[0090] 所述的电堆塔至少有一个阳极入口和一个阳极出口，所有阳极入口汇集于阳极入 口腔，所有阳极出口汇集于阳极出口腔。阳极入口腔的一端与重整器出口相连，阳极出口腔 的另一端分为两路，一路通过文丘里泵与重整器入口相连，一路经过热交换器换热和冷凝 器冷凝后与燃烧器相连。
[0091] 燃烧器
[0092] 本发明所提供的燃烧器通过燃烧甲烷等可燃气体，将固体氧化物燃料电池发电系 统的热区（包括重整器和电堆）温度由室温提高至目标温度，并维持热区的温度在所需的 温度范围。其中，所述热区的温度范围优选为750?850°C。
[0093] 在本发明中，燃烧器所使用的可燃气体全部或部分是未通入重整器的的阳极尾 气。因而，当上述固体氧化物燃料电池发电系统的热区达到目标温度，并启动重整器和电堆 后，由于电堆所发生的电化学反应为放热反应，重整器可自维持，兼具部分阳极尾气经冷凝 后回用至燃烧器，燃烧器燃烧纯甲烷的量会大幅度降低，甚至在不需燃烧纯ch 4，仅靠燃烧 阳极尾气，热区也可以实现自热维持。
[0094] 气泵
[0095] 本发明的固体氧化物燃料电池发电系统中，阳极尾气至阳极预热器的通路上可包 括一个或多个气泵，用于加快气体流动和扩散的速率，或调整不同气体的流量。在本发明 中，泵的种类并没有特别的限制，考虑到气体温度较高的因素，较佳地，可以选用受热不易 发生变形或膨胀的，结构较为简单的气泵，优选为文丘里泵。
[0096] 在所述文丘里泵中，进入文丘里泵的原料气体与阳极尾气发生混合，并被送入阳 极预热器，随后被输送至重整器。
[0097] 固体氧化物燃料电池发电系统
[0098] 本发明所提供的固体氧化物燃料电池发电系统可包括如下几部分：
[0099] a、热区：本发明所提供的热区主要包括以下部分：
[0100] 固体氧化物燃料电堆、重整器、连接重整器和电堆的若干管路以及对电堆和重整 器起支撑和绝热作用的外壳。
[0101] 热区的升温启动依赖燃烧器，热区的恒温维持依赖燃烧器和电堆放热。
[0102] b、燃烧器：本发明所提供的燃烧器的主要功能是通过燃烧甲烷等可燃气体，将固 体氧化物燃料电池发电系统的热区温度由室温提高至目标温度(优选750?850°C)。燃烧 器的另一功能是通过燃烧甲烷等可燃气体，补偿热区维持在工作温度范围内所需的热量。 因而，当上述固体氧化物燃料电池发电系统的热区达到目标温度，并启动重整器和电堆后， 由于电堆所发生的电化学反应为放热反应，重整器可自维持，兼具部分阳极尾气经冷凝后 回用至燃烧器，燃烧器燃烧纯甲烷的量会大幅度降低，甚至在不需燃烧纯CH 4，仅靠燃烧阳 极尾气，热区也可以实现自热维持。
[0103] c、换热器：本发明所提供的换热器主要包括阴极气体预热器、阳极气体预热器、水 蒸气汽化器和冷凝器。阴极气体预热器的主要功能是将阳极尾气中的余热交换给阴极入口 气体；阳极气体预热器的主要功能是将燃烧器二级烟气中的余热交换给阳极入口气体；水 蒸气汽化器的主要功能是将燃烧器二级烟气中的余热交换给水，并使其汽化进入到重整器 中进行水蒸气重整。
[0104] 另需说明的是，本发明也可将水蒸气汽化器与阳极气体预热器合并成一种换热 器，该换热器兼具阳极气体预热和水蒸气汽化的作用；冷凝器的主要功能实现阳极尾气中 的水、气分离，即将阳极尾气中的水冷凝，冷凝器将水蒸气冷凝后，再由水泵将部分或全部 冷凝水输送至汽化器入口处，实现水的循环利用。
[0105] 除上述主要单元或部件外，本发明中还提供了部分附属部件，如流量计、风机、余 热回收系统和管路等，此处不再对该类部件的功能进行一一详述。
[0106] 本发明通过燃烧器燃烧CH4所产生的一级烟气提供热量供热区升温启动和恒温维 持，燃烧器燃烧ch 4所产生的二级烟气提供热量供阳极预热器和汽化器，使得阳极还原气体 预热以及水蒸气汽化。自热式重整器和电堆启动后，通过文丘里泵调节自热式重整器入口 甲烷或空气的流量，对进入重整器的阳极尾气的流量控制，实现阳极尾气的回收，大幅度提 高系统的燃料利用率。由于电堆尾气中部分热的回用，电堆本身所释放的热量，以及自热式 重整器的自维持，热区温度可维持恒温，燃烧器所需燃烧的CH 4的量也会大幅度下降。此外， 由于另一部分阳极尾气经冷凝器冷凝后回用至燃烧器，进而导致燃烧器所需燃烧的纯ch 4 的量会进一步下降，甚至在不燃烧纯甲烷的条件下，热区也可以实现自热维持。此外，该系 统将进入燃烧器的部分阳极尾气中的水冷凝，并由水泵全部或部分输送至汽化器，从而实 现水的循环利用。
[0107] 实施例1固体氧化物燃料电池发电系统1
[0108] 如图1所示，本发明所提供的固体氧化物燃料电池发电系统1的简化框图。该系 统采用文丘里泵将阳极尾气回用至自热式重整器或燃烧器，通过文丘里泵调节进入自热式 重整器中空气的流量来控制阳极尾气的回用比例。
[0109] 在本实施方式中，甲烷(天然气）从天然气管道中经过脱硫处理直接进入系统1中 的进气管路内。进入燃烧器甲烷的压力和流量由压力表和流量计来控制，进入燃烧器的空 气流量由风机与流量计控制。燃烧器启动后，燃料的化学能会持续的转变为热能，并将其一 级烟气的热量传递给热区，使热区温度持续升至750?850°C。燃烧器的二级烟气持续加热 汽化器和阳极预热器，使其温度持续升至200?500°C。在热区的升温过程中，可根据实际 升温速率与目标温度，调整通入燃烧器中的甲烷及空气的流量。在热区的升温过程中，持续 的向重整器和电堆内通入N 2，待热区温度达到目标温度后，将N2切换为H2，用以将重整器内 催化剂和S0FC单电池的阳极中的氧化镍还原为金属Ni。待重整器内催化剂和S0FC阳极的 氧化镍被充分还原后，向汽化器内通入一定量的水，水经过汽化器转化为水蒸气，并进入到 重整器内。此时，向阳极预热器中通入一定量的CH 4和空气，并关闭氢气。其中CH4、H20与 空气的流量按如下比例：水碳比控制在〇?2之间，氧碳比控制在0?1之间。CH 4在重整 器内与水蒸气和氧气发生重整反应，生成H2、CO、C02。上述气体与未反应完全的CH 4、H20与 N2的混合气组成阳极气体，经高温管路达到电堆。电堆的阴极气体(空气）经风机和流量计 后进入阴极预热器，并被预热至200?500°C后进入电堆。待阴、阳极气体均进入电堆后，发 生电化学反应，将化学能直接转换为电能对用户供电。经过电堆的阴极尾气进入余热回收 系统，用来预热阴极入口气体、预热阳极入口气体、加热冷水等。
[0110] 电堆的阳极尾气分为两路：其中一路通过文丘里泵直接回用至自热式重整器；另 一路经过阴极预热器，将热量交换给阴极进口气体，再经冷凝器冷凝，最后进入燃烧器。该 实施例中，进入自热式重整器的空气流量由文丘里泵控制，通过调节进入文丘里泵中空气 的流量来调节进入自热式重整器中的阳极尾气的流量，从而实现对进入重整器与燃烧器中 的阳极尾气的比例控制。本实施例中进入重整器和燃烧器的阳极尾气的比例优选30%? 90%。
[0111] 实施例2固体氧化物燃料电池发电系统2
[0112] 如图2所示，本发明所提供的固体氧化物燃料电池发电系统2的简化框图。在该 实施例中，进入自热式重整器的空气流量由风机和流量计控制，进入自热式重整器的甲烷 流量由文丘里泵控制。其他构成与图1提供的实施例1相同。在该实施例中，主要通过调 节文丘里泵入口甲烷的流量来控制进入自热式重整器中的阳极尾气的流量，从而实现对进 入重整器与燃烧器中的阳极尾气的比例控制。图2还包含了另一种实施方式，即重整器的 类型为水蒸气重整器。此时，不需向阳极预热器与重整器内通入空气，因此该部分的工艺流 程用虚线表示。其他工艺流程与图2所描述的重整器类型为自热式重整器的工艺流程完全 相同。
[0113] 实施例3固体氧化物燃料电池发电系统3
[0114] 如图3所示，本发明所提供的固体氧化物燃料电池发电系统3的简化框图。在该 实施例中，进入自热式重整器的甲烷流量与空气流量均由文丘里泵控制。其他构成与图1 提供的实施例1相同。在该实施例中，主要通过调节文丘里泵入口甲烷与空气的总流量来 控制进入自热式重整器中的阳极尾气的流量，从而实现对进入重整器与燃烧器中的阳极尾 气的比例控制。
[0115] 实施例1?3的发电效率如表1所示。
[0116]
[0117] 本发明的主要优点：
[0118] (1)本发明通过燃烧器燃烧可燃气体所产生的一级烟气提供热量供热区升温和保 温，燃烧器燃烧可燃气体所产生的二级烟气提供热量供给阳极预热器与汽化器，使得阳极 还原气体预热以及水蒸气汽化。一定比例的阳极尾气通过文丘里泵被回收，并进入重整器， 从而系统的燃料利用率大幅度提高。
[0119] (2)由于电堆尾气的中部分热的回用以及电堆本身所释放的热量，燃烧器所需燃 烧的CH 4的量也会有所下降。此外，由于部分阳极尾气经冷凝后回用至燃烧器，进而导致燃 烧器所需燃烧的纯CH4的量会进一步下降，甚至在不需提供纯CH 4，仅靠阳极尾气为燃料的 情况下，热区也可以实现自热维持，进而大幅度提高系统的效率。
[0120] (3)将阳极尾气中的热量直接提供给重整器，进而大幅度提高了系统的发电效率。
[0121] (4)该系统实施难度较低，便于工业化生产和大规模应用。
[0122] (5)本发明的系统不会导致S0FC阳极因供气不足而发生失效行为，且完全能够与 其他热量的梯级利用方式并行，热量利用效果显著。
[0123] 在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独 引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可 以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范 围。
【权利要求】
1. 一种固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述系统包括电堆、重整器、燃烧器和 阳极预热器，还包括： 将电堆产生的阳极尾气的一部分输送进入阳极预热器的阳极尾气第一回收管道；以及 将电堆产生的阳极尾气的其他部分输送进入燃烧器的阳极尾气第二回收管道。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一回收管道包括设置于所述管道上 的一个或多个阳极尾气回收泵，用于驱动阳极尾气从电堆引流至阳极预热器。
3. 如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的阳极尾气回收泵包括文丘里泵或文 丘里管。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述文丘里泵或文丘里管的第一入口与原 料气体、还原性气体或其混合气体通路相连，且第二入口与阳极尾气通路相连。
5. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述原料气体为经过脱硫处理的天然气；和 /或 所述还原性气体是空气或氧气。
6. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述文丘里泵的第一入口与空气通路相连； 或所述文丘里泵的第一入口与甲烷气体通路相连；或所述文丘里泵的第一入口与甲烷一空 气混合气体通路相连。
7. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统通过调节从第一入口进入文丘里 泵的气体的流量来调节进入重整器中的阳极尾气的比例。
8. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述系统中，被输送进入阳极预热器的阳 极尾气的比例为20?90%，较佳地为40?90%，按阳极尾气的总体积计。
9. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的重整器是水蒸气重整器或自热式重 整器。
10. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括选自下组的一个或多个部 件： 汽化器，所述汽化器用于使水汽化为水蒸气； 阴极预热器，所述预热器用于预热阴极氧化气体； 和用于实现阳极尾气中的水气分离的冷凝器。
【文档编号】H01M8/04GK104124462SQ201310148917
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】苗鹤, 叶爽, 王蔚国, 杨成锐 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所