CN119497764A 用于进行固体氧化物电解的soe设备和方法 （托普索公司）

2024.12.31PCT/EP2023/0689162023.07.07WO2024/013029EN2024.01.18本发明涉及一种用于操作适合于将燃料流转化为产物流的高温固体氧化物电解系统的方2一3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述潮湿的冲洗气流作为加压流提4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中通过冷5.根据前述权利要求中任一项所述的方法6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中9.根据权利要求8所述的方法，其中通过使所述废冲洗气流的至少一部分通过所述吸附剂的至少一个区段并且使所述废冲洗气流的温度从所述水分解吸温度范围内的温度逐3洗气流的至少一部分的温度从水分解吸温度范围内的温度逐渐降低到水分吸附温度范围其中所述经温度调节的潮湿的冲洗气流首先通过以吸附模式操作的所述吸附剂的第一区16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经温度调节的废冲洗气流以相对于所述经温度调节的潮湿的冲洗气流的逆流流动通过所述吸o固体氧化物电解池单元(8)，包括至少一个固体氧化o其中干燥单元(1)布置成将潮湿的冲洗气流从干燥单元入口(3)通过吸附剂床(2)输送到干燥单元出口(4)，并且其中干燥单元(1)布置4一其中干燥单元出口(4)与固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气体入口(11)流体连通；一其中固体氧化物电解池单元(8)被布置成将干燥的冲洗气体从冲洗气体入口(11)输送通过至少一个固体氧化物电解池的氧侧，并输送到固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气其中冲洗气体出口(12)与干燥单元(1)的再生气体入口(5)流体连20.根据权利要求17至19中任一项所述的系统，其布置成将燃料气体从所述燃料气体入口(13)通过至少一个固体氧化物电解池的燃料侧输21.根据权利要求17至20中任一项所述的系统，其中冲洗气体排放口(16)布置在所述固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气体出口(12)的下游和所述干燥单元(1)的再生气体入22.根据权利要求17至21中任一项所述的系统，其中压缩机(21)布置在所述固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气体出口(12)的下游和所述干燥单元(1)的再生气体入口(5)的上23.根据权利要求17至22中任一项所述的系统，其中冷却器节元件布置在所述固体氧化物电解池单元的冲洗气体出口的下游和所述干燥单元的再生24.根据权利要求17至23中任一项所述的系统，其中冷却器25.根据权利要求17至24中任一项所述的系统，其中冷却器布置在干燥单元入口的上26.根据权利要求23至25中任一项所述的系统27.根据权利要求26所述的系统，其中所述冷28.根据权利要求26或27所述的系统，其中所述29.根据权利要求17至28中任一项所述的系统，其中所述干燥单元包括布置在所述干56[0001]本发明涉及一种用于操作适合于将燃料流转化为产物流的高温固体氧化物电解[0003]Power_to_X(PtX)是一个术语，用于使用电力的电力转化、能量存储和再转化途[0005]固体氧化物电解(SOE)技术是特别有吸引力的，因为比低温电解具有更高的转化[0010]固体氧化物电池(SOC)是具有两个隔室(阳极侧和阴极侧)的电化学转换装置，所解池(SOEC)或固体氧化物燃料电池(SOFC)。这种电池例如对于组分H2O<_>H2和CO2<_>CO及7热至所需的SOEC温度。初级加热可以通过与热SOEC流体(离开SOEC的流体)进行换热来进[0019]本发明人现在已经发现了一种用于操作适合于将燃料气体转化为产物气体的高[0025]提供一种吸附剂，该吸附剂具有用于吸附水分的水分吸附温度范围和用于解吸[0026]将潮湿的冲洗气流的温度调节到水分吸附温度范围内的温度，以产生经温度调[0027]通过使所述经温度调节的潮湿的冲洗气流通过吸附剂的至少一个区段以吸附模[0029]将废冲洗气流的至少一部分的温度调节至水分解吸温度范围内的温度，以产生[0030]通过使至少一部分经温度调节的废冲洗气流通过吸附剂的至少一个区段以解吸8[0046]其中干燥单元(1)布置成将潮湿的冲洗气流从干燥单元入口(3)通过吸附剂床(2)[0047]其中干燥单元出口(4)与固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气体入口(11)流体连[0048]其中固体氧化物电解池单元(8)被布置成将干燥的冲洗气体从冲洗气体入口(11)输送通过至少一个固体氧化物电解池的氧侧，并输送到固体氧化物电解池单元(8)的冲洗工业适用性。该方法可以在吸附和解吸期间在干燥单元中在接近环境压力的压力下进行。9法在一个实施方案中可以以顺序模式进行，其中吸附剂的整个表面首先以吸附模式操作，包括将所述吸附剂的至少一个区段从所述水分解吸温度范围内的温度冷却至所述水分吸[0056]冷却可以通过使废冲洗气流的至少一部分通过吸附剂的至少一个区段并使废冲洗气流的温度从水分解吸温度范围内的温度逐渐降低到水分吸附温度范围内的温度来实流通过吸附剂的至少一个区段并使废冲洗气流的至少一部分的温度从水分解吸温度范围以方便地通过较冷的干燥冲洗气流和较暖的潮湿冲洗气流之间的换热来冷却潮湿的冲洗[0066]系统的干燥单元出口(4)除了与固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气体入口(11)[0067]固体氧化物电解池单元(8)通常被布置成将燃料气体从燃料气体入口(13)输送通过至少一个固体氧化物电解池的燃料侧，并且输送到固体氧化物电解池单元(8)的产物气布置在固体氧化物电解池单元(8)的冲洗气体出口(12)的下游和干燥单元(1)的再生气体[0069]冷却器和/或加热器形式的温度调节元件可以布置在固体氧化物电解池单元的冲剂床优选布置成将气流从所述干燥单元入口通过所述多个吸附剂床中的任一个输送到干还可以通过利用源自固体氧化物电解池单元的工艺侧的热量来[0104]在图1中，从通过干燥单元入口(3)进入干燥器单元(1)的经压缩的冲洗气体中除去水分，产生通过干燥单元出口(4)离干燥单元(1)。废冲洗气体的剩余部分(16)可用于其它单元的操作，例如用于干燥产物气和流出吸附剂床的气流的阀(22)。吸附[0108]图3是根据本发明的一个实施方案的简化流程图，示出了冲洗气体在与固体氧化[0109]在该实施方案中，经温度调节的潮湿的冲洗气流通过干燥单元入口(3冲洗气流通过干燥单元出口并进入冲洗气体入口(1体入口(5)和通过吸附剂床(2c)以使吸附剂床(2c)再生。示出)中加热，并用作进入冲洗气体入口(11)的[0115]在固体氧化物电解池单元(8)