SOEC冲压和压缩的模块化可扩展性的制作方法

soec冲压和压缩的模块化可扩展性
1.优先权信息
2.本技术要求于2022年3月10日提交的第63/318,730号美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文中。
3.交叉参考申请
4.本技术并有2022年1月18日申请的第63/300,617号美国临时申请和2022年3月10日申请的第63/318,695号美国临时申请的标的物，所述美国临时申请的内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
5.本发明的实施例涉及包含固体氧化物电解池(soec)的电解器系统及其操作方法。具体来说，涉及固体氧化物电解池(soec)冲压和压缩的模块化可扩展性。


背景技术：

6.固体氧化物燃料电池(sofc)可作为电解器操作，以产生氢气和氧气，称为固体氧化物电解池(soec)。在sofc模式下，氧化物离子从阴极侧(空气)传输到阳极侧(燃料)，且驱动力是电解质上氧气分压的化学梯度。在soec模式下，将正电位施加到电池的空气侧，且氧化物离子现在从燃料侧传输到空气侧。由于sofc与soec之间的阴极和阳极是相反的(即，sofc阴极是soec阳极，且sofc阳极是soec阴极)，因此sofc阴极(soec阳极)可称为空气电极，且sofc阳极(soec阴极)可称为燃料电极。在soec模式期间，燃料流中的水被还原(h2o+2e
→o2-+h2)以形成h2气和o
2-离子，o
2-离子通过固体电解质传输，且然后在空气侧氧化(o
2-到o2)，产生分子氧。由于利用空气和湿燃料(氢气、重整天然气)操作的sofc的开路电压为约0.9到1v(取决于水含量)，因此在soec模式下，施加到空气侧电极的正电压将电池电压提高到1.1到1.3v的典型工作电压。


技术实现要素：

7.本发明涉及soec冲压和压缩的模块化可扩展性，其基本上消除由于相关技术的限制和缺点导致的一或多个问题。
8.本发明的额外特征和优点将在以下说明中加以陈述，且部分地将从所述说明显而易见，或可通过本发明的实践获知。本发明的目标和其它优点将通过其书面说明和权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和达到。
9.为实现这些和其它优点且根据本发明的目的，如具体实施和广泛描述的，soec冲压和压缩的模块化可扩展性包含：系统、装置、方法和指令，其接收氢气输入并输出湿氢气；热交换器或冷凝器，其接收湿氢气，所述热交换器或冷凝器配置成降低湿氢气的温度并去除湿氢气中的饱和水蒸汽中的至少一些；压缩机，其配置成增加湿氢气的压力；以及干燥器，其配置成降低湿氢气的露点。
10.应理解，前文总体描述以及以下详细描述都是示范性以及说明性的，并且意在提
供对所主张的本发明的进一步解释。
附图说明
11.所包含用以提供对本发明的进一步理解且并入并构成本说明书的一部分的随附图式示出本发明的实施例并与本说明一起用来解释本发明的原理。
12.图1示出根据本发明的示例实施例的sofc/soec模块化系统。
13.图2示出根据本发明的示例实施例的大型现场电解器系统。
14.图3示出根据本发明的另一示例实施例的大型现场电解器系统。
15.图4示出根据本发明的示例实施例的压缩机系统。
16.图5示出根据本发明的示例实施例的soec系统。
具体实施方式
17.现在将详细参考本发明的实施例，其实例在附图中加以示出。应理解，前述一般说明及以下详细说明二者均为实例且并不限制所主张的本发明。
18.图1示出根据本发明的示例实施例的sofc/soec模块化系统10。
19.sofc/soec系统10的模块化设计提供灵活的系统安装和操作。模块利用单一设计集使得装机发电容量的扩展、可靠的发电、燃料处理的灵活性以及电力输出电压和频率的灵活性成为可能。模块化设计使得“常开”单元具有极高可用性和可靠性，而且还提供改进的维护和扩展手段。模块化设计还使能够使用可因客户和/或地理区域而变化的可用燃料和所需的电压和频率。
20.sofc/soec模块化系统10包含外壳14，所述外壳中安置有发电机模块12中的至少一个(优选多个，发电机模块12也称为“sgm”)、一或多个燃料处理模块16(在sofc系统中)和一或多个电力调节模块18(即，电力输出，也称为发电机模块或“spm”)。在这些示例实施例中，电力调节模块18可包含用于将dc转换为ac或将ac转换为dc的机构。例如，系统10可包含任何所需数量的模块，例如2-30个发电机模块、3-12个发电机模块、6-12个模块或其它大型现场配置的发电机模块的。
21.图1的实例系统10包含在衬垫20上的任何数量的发电机模块12(一行边到边堆叠的六个模块)、一个燃料处理模块16(在sofc系统中)和一个电力调节模块18。外壳14可包含机柜以容纳每一模块12、16、18。或者，模块16和18可安置在单一机柜中。尽管显示一行发电机模块12，但系统可包含多于一行的模块12。例如，sofc/soec系统10可包含两行背到背或端到端布置的发电机模块12。
22.每一发电机模块12经配置以容纳一或多个热箱13。每一热箱含有一或多个燃料电池/电解池的堆叠或列(为清楚起见未示出)，例如一或多个具有由导电互连板隔开的陶瓷氧化物电解质的固体氧化物燃料电池堆叠或列。也可使用其它燃料电池类型，例如聚合物电解质膜(pem)、熔融碳酸盐、磷酸等。
23.燃料电池堆叠可包含外部和/或内部歧管式堆叠。例如，堆叠对于燃料和空气可为内部歧管式的，其中燃料和空气竖管延伸穿过燃料电池层中和/或燃料电池之间的互连板中的开口。
24.燃料电池堆叠对于燃料可为内部歧管式的且对于空气为外部歧管式的，其中仅燃
料入口和排气竖管延伸穿过燃料电池层中和/或燃料电池之间的互连板中的开口。燃料电池可具有交叉流动(其中空气和燃料在每一燃料电池中电解质的相对侧上大致彼此垂直流动)、逆向流平行(其中空气和燃料在每一燃料电池中电解质的相对侧上大致彼此平行但在相反方向上流动)或同向流平行(其中空气和燃料在每一燃料电池中电解质的相对侧上大致彼此平行且在相同方向上流动)配置。
25.燃料处理模块16和电力调节模块18可容纳于外壳14的一个机柜中。如图1中的示例实施例中所示，一行六个(或任何数量)发电机模块12提供一个机柜14，这些发电机模块线性地边到边布置在输入/输出模块14的一侧上。所述行模块可经定位例如邻近系统为其提供电力的建筑物(例如，模块的机柜背面面向建筑物墙壁)。
26.发电机模块12的线性阵列易于扩展。例如，根据由燃料电池/电解器系统10服务的建筑物或其它设施的电力需求，可提供更多或更少的发电机模块12。发电机模块12和输入/输出模块14也可以其它比率提供。例如，在其它实例性实施例中，更多或更少的发电机模块12可邻近输入/输出模块14提供。此外，支持功能可由多于一个的输入/输出模块14提供(例如，具有单独的燃料处理模块16和电力调节模块18机柜)。此外，输入/输出模块14位于一行发电机模块12的末端，其也可位于一行发电机模块12的中心或其它位置。
27.sofc/soec模块化系统10可以便于系统10的组件维修的方式配置。例如，日常或高维修性组件(例如消耗组件)可放置在单一模块中，以减少维修人员所需的时间。例如，吹扫气体(任选的)可放置在单一模块中(例如，燃料处理模块16或组合的输入/输出模块14机柜)。此是日常维护期间可接达的唯一模块机柜。因此，每一模块12、14、16和18可进行维护、修理或从系统中移除，而不需要打开其它模块机柜且不需要维护、修理或移除其它模块。此外，管路和电气组件可安置在安置在混凝土垫于发电机模块12之间的钢覆盖层之上。
28.例如，如上文所述，系统10可包含多个发电机模块12。当至少一个发电机模块12离线时(即，离线模块12中热箱13中的堆叠不生成电力)，剩余的发电机模块12、燃料处理模块16和电力调节模块18(或组合的输入/输出模块14)不离线。此外，燃料电池/电解器系统10可含有多于一个每一类型的模块12、14、16或18。当至少一个特定类型的模块离线时，相同类型的其余模块不会离线。
29.因此，在包括多个模块的系统中，模块12、14、16或18中的每一者可在不停止系统中其它模块的操作的情况下被电断开、从燃料电池/电解池模块系统10移除和/或维护或修理，从而允许燃料电池系统继续发电。如果一个热箱13中的一个燃料电池/电解器堆叠发生故障或离线维修，不必使整个sofc/soec模块化系统10停机。
30.图2示出根据本发明的示例实施例的大型现场电解器系统200。
31.大型现场电解器系统200包含气体分配模块(“gdm”)250，其配置为向多个模块化块210、220、230、240供应启动氢气。soec及sofc系统通常需要新鲜氢气用于启动和停机。气体分配模块250可进一步包含压力检测器、热检测器、气体安全关断和吹扫气体分配器。
32.如上所讨论，例如，每一模块化块包含一个电力模块(“spm”)和一或多个发电机模块(“sgm”)。将模块化块分组到系统集合中被称为冲头(stamp)。因此，大型现场电解器系统200是冲头。因为氢气是可燃气体且在压力下供应给每一sgm，因此如果检测到安全事件，则需要关断气体到一组发电机模块sgm的安全方法。因此，gdm 250配置成在检测到安全事件的情况下关断供应给sgm的氢气。通过gdm 250和/或燃料处理模块(例如，16)，诸如压力检
测、超压保护和气体安全关断的安全设计易于应用在电解器系统200内。此外，冲头水平控制器可提供于gdm 250处。
33.虽然四个模块化块210、220、230、240的分组是实例配置，但此配置对于气体安全是有效的分组。此外，四个模块化块210、220、230、240的分组对于在维修通道260内收集氢气产物是有效的。维修通道260内的管道261经配置以收集氢气产物用于与下游压缩系统集成。许多其它配置也是可行的。管道261经配置以防止冷凝水回流到发电机模块sgm。冷凝水管理也使得能够使用各种监测和控制装置以及返回水出口(或bop1)的管道。
34.图3示出根据本发明的示例实施例的大型现场(例如，10-百萬瓦系统)电解器系统300。如图3中所示出，电解器系统300包含多个冲头310、320、330、340、350、360及370。此外，电解器系统300进一步包含额外电厂辅助设备(balance of plant)组件，例如水源bop1、氢气产物收集器bop2(例如，包含管道261)和氢气压缩和处理bop3。氢气压缩和处理bop3在功能上被配置为在压力下向每一相应冲头310、320、330、340、350、360和370的气体分配模块(例如，gdm 250)供应氢气，对于下游客户也是如此。
35.可使用重复元件在大型场地布局中重复使用冲头架构以建立大型场地设施。在各种实施例中，提供电解器系统300的组件，例如氢气产物收集器bop2(例如，包含管道261和其它sgm连通管系)的模块化和可扩展性。另外，提供氢气压缩和处理bop3(例如，包含压缩机橇)的可扩展性和模块化。用于氢气压缩的氢气产物收集器bop2和氢气压缩和处理bop3的可扩展性和模块化配置成满足用于多规模系统的可变数目个冲头、冲头大小和n+1个压缩机的需要。
36.本发明的实施例实现电厂辅助设备(balance of plant)的灵活性，以适应呈橇规格的模块化冲头和冲头处的处理单元数目的灵活性(例如，10mw系统或大于10mw系统)。另外，本发明的实施例实现按比例增大或按比例减小压缩程度以及压缩机(例如，压缩机422)的数目以解决成本和客户需求。
37.氢气产物收集器bop2的设计包含基于相应冲头中的发电机模块的数目和配置变化的歧管系统。在各种配置中，歧管可基于相应冲头中的发电机模块的数目而缩短或延长。作为实例，16个发电机模块冲头可具有2行，其中每行8个发电机模块。在此实例中，两个独立的歧管系统可在下游合并成一个歧管以馈入单个压缩机。许多其它配置是可行的。
38.类似地，氢气压缩和处理bop3和各种其它组件具有可用于至多10mw或大于10mw系统的单个发电机模块的按比例增大设计。所述设计可受到压缩机的生产能力大小的限制，且可使用多个压缩机。
39.氢气压缩和处理bop3基于压力控制使用再循环系统，所述压力控制最终设定用于发电机模块的背压。不同于传统pem或其它soec制造商，实施例的发电机模块不需要放置在容器内。用于处理气体的发电机模块后方的歧管足够紧凑以实现容器化解决方案、室外设施或有盖工业建筑物设施。
40.图4示出根据本发明的示例实施例的压缩机系统400。
41.如图4中所示出，压缩机系统400包含一或多个冲头410，其由歧管430(例如，用于现场的产物歧管或与所存储的氢气耦合)供应氢气。例如，可将氢气供应到一或多个冲头410的气体分配模块(例如，图2的gdm 250)。压缩机系统400进一步包含闭合反馈回路，其从一或多个冲头410穿过热交换器或冷凝器411、转变阀412、隔离阀413、抽吸式液气分离器
421、压缩机422、压缩机橇干燥系统425(例如，干燥器)和气体分析器420。在各种配置中，每一冲头可有一个压缩机422，或一个压缩机422用于多个冲头410。
42.一或多个冲头410将湿氢气(例如，蒸汽和氢气的组合)供应到热交换器或冷凝器411。热交换器或冷凝器411将一或多个冲头410的输出温度降低到适于压缩机422抽吸的温度(例如，使其冷却40℃与80℃之间，以使得冲头输出处的150℃冷却到介于70℃与110℃之间)。在一些情形中，供应到压缩机422的产物温度可高达230℃。因此，热交换器或冷凝器412降低湿氢气的温度，并且还可去除湿氢气中的饱和水蒸汽中的至少一些。
43.转变阀412用于使一或多个冲头410和压缩机422完全运行。在压缩机422完全运行之前且当一或多个冲头410完全运行时，通过打开转变阀412a来排放冷凝器411的输出。一旦压缩机422完全运行，在100％循环时，冷凝器411的输出通过打开转变阀412b和关闭转变阀412a供应到抽吸式液气分离器421。
44.如果发生故障事件(例如，检测到过压)，则使用隔离阀413(例如，快动气动球阀)。例如，如果检测到过压，则可打开隔离阀413a。隔离阀413b是在压缩机422操作期间打开。因此，过压不会反馈到一或多个冲头410，所述冲头可因过压累积而损坏。
45.抽吸式液气分离器421经配置以经由冷凝水排放管线(未显示)收集和丢弃所形成的任何冷凝水。抽吸式液气分离器421也经配置以调节任何压力波动。
46.压缩机422的压缩(即，具有增加的压力)输出进一步通过压缩机橇干燥系统425干燥。气体分析器420监测和控制压缩机橇干燥系统425的输出(即，干燥气体)，以维持目标露点、目标氮含量和/或目标氧含量。例如，气体分析器420可经配置以包含露点传感器和一或多个气相色谱仪。气体分析器420确保压缩机橇干燥系统425的输出(即，干燥气体)在供应到歧管430(例如，客户生产线)之前符合一或多个纯度要求(例如，湿度和气体含量)。气体分析器420可通过控制压缩机橇干燥系统425来调整露点(即，湿度)。然而，如果一或多种杂质(例如，氮或氧)超过各自的阈值，则可将警告信号或停机信号发送至系统控制器(未显示)。
47.调节器426是背压调节器。当系统400启动时，需要对压缩机422和压缩机橇干燥系统425施加最小压力。否则，压缩机422和压缩机橇干燥系统425可能缓慢产生足够的操作压力。调节器416是正向压力调节器。在调节器416处，压缩产物可具有介于(例如，5psi与10,000psi)之间的宽压力范围。在供应到压力控制器415之前，调整来自调节器416的压力输出(例如，到小于100毫巴)。压力控制器415经配置以通过测量抽吸式液气分离器421处的压力并将抽吸式液气分离器421的进料处的压力维持在(例如，小于100毫巴)来维持抽吸式液气分离器421处的压力。在一些实施例中，抽吸式液气分离器421是可选的。
48.因此，本发明的各个实施例涉及压缩机系统与soec制氢系统的集成和控制启动。
49.在操作中，操作中soec系统在极低压力下产生氢气，例如在大气压力下或刚好高于环境条件下(例如，大约40毫巴)。由于低压，下游处理中的微小波动(例如，开启压缩机或切换阀)可立即引起压力/真空骤增，此存在导致soec堆叠故障的风险。因此，各种实施例提供使压缩机能够在不产生此一骤增的情况下开启、允许到压缩机的平稳转变并在停机条件下提供从压缩到排放的安全转变方式的技术。
50.其它人已使用压力开关来开启压缩机。此处，产物氢气供应到压缩机吸入。当达到压力阈值时，开启压缩机。此已用于低温pem和碱性系统，所述系统对冷启动条件具有快速
响应且可快速对启动压缩机时的压力波动作出反应。soec系统通常较慢，且实施例在启动时利用未反应的蒸汽来防止压缩机处的压力峰值或真空。
51.其它人利用上述压力开关概念使用大型倒置桶作为平衡压力的手段。此为氢气和空气可混合的开放系统带来可能。倒置桶也极大且将占用相当大的占用面积。
52.在各种实施例中，解决已知技术的缺点。首先，在压缩机422处实施100％循环流动，其中抽吸由压力控制器415控制。压力控制器415维持压缩机422的设定吸入压力，与电解氢流速无关。第二，在压缩机422上游实施转变阀412(例如，进料和排气球形控制阀)，以使电解产物气体平稳转变到压缩机422。第三，当压缩机422停机或发生故障事件时，利用压缩机橇上的隔离阀413(例如，快动球阀)以(立即，例如，在不到2或3秒内)缓解吸入管线压力。
53.所述实施例通过使soec系统在开启压缩机之前稳定而与已知技术不同。此外，防止压缩机单元启动或停机时可能发生的堆叠对压力骤增的敏感性问题。
54.图5为根据本发明的示例实施例的soec系统500。
55.如图5中所示出，soec系统500包含空气导管105、鼓风机106、空气入口107、蒸汽导管110、循环蒸汽入口111、热箱150、可选氢气导管130、浓缩空气出口123、浓缩空气导管125、浓缩空气鼓风机126、蒸汽和氢气产物出口120、分流器160、文氏流量计(venturi flow meter)165、蒸汽循环鼓风机170和热传感器175。
56.根据实例配置和操作，蒸汽导管110处的蒸汽输入(例如，以不同压力供应现场或设施蒸汽)可具有介于约100℃与110℃之间的温度(例如，105℃)和约1psig的压力。在各种实施例中，蒸汽可从外部来源输入到soec系统500或可在本地产生。在一些实施例中，多个蒸汽入口可经配置以分别接受外部和本地蒸汽。或者或另外，可将水输入到soec系统500并汽化。
57.空气导管105处的空气输入(例如，环境空气)可为当地大气压力下的环境温度，可能介于约-20℃与+45℃之间。来自空气导管105的空气在鼓风机106处接收，并且由于压缩热，由鼓风机106输出的空气将稍高于环境温度。例如，与20℃环境空气温度相比，由鼓风机106输出的空气温度在1.0psig下可为约30℃。然后在热箱150的空气入口107处接收空气导管105的空气输入。
58.来自可选氢气导管130的氢气可能仅在启动和soec系统500不以其它方式产生氢气时的瞬变时需要。例如，在稳态下不再需要单独的氢气进料流或氢气循环蒸汽。此氢气流的压力是在现场施工时确定的设计选项且可介于约5psig与3000psig之间。温度可能接近环境温度，因为其可能来自储存。
59.空气导管105处的空气输入、蒸汽导管110处的蒸汽输入和可选氢气导管130处的氢气输入都输入到热箱150。热箱150依次在热箱150的蒸汽和氢气产物出口120处输出蒸汽和氢气产物h
2-h2o-g，其中g代表粗(gross)。热箱输出h
2-h2o-g可具有介于约100℃与180℃之间(例如，130℃)的温度、介于约0.1与0.5psig之间的压力。
60.此外，热箱输出h2-h2o-g被输出到分流器160并分成蒸汽循环流rech2olp(其中lp代表低压)和净产物h2-h2o-n(其中n代表净(例如，用于商业用途或储存的输出))。在此处，净产物h2-h2o-n可具有介于约100℃与180℃之间(例如，130℃)的温度、约0.1psig与0.5psig之间的压力。蒸汽循环流rech2olp可具有介于约100℃与180℃之间(例如，130℃)
之的温度、介于约0.1psig与0.5psig之间的压力。热箱150可进一步经由浓缩空气导管125在浓缩空气出口123处输出浓缩空气，所述浓缩空气可具有介于约120℃与300℃之间的温度，处于基本上当地大气压力下(例如，小于0.5psig或小于0.05psig)。
61.蒸汽循环流rech2olp被输入到蒸汽循环鼓风机170。所得循环蒸汽rec-stm可具有介于约100℃与180℃之间(例如，140℃、154℃)之的温度、介于约0.5与1.5psig之间(例如，约1psig)的压力，且在循环蒸汽入口111处输入到热箱150。在一些实施例中，循环蒸汽中可不包含循环氢气进料。
62.如根据图5可理解，与具有内部蒸汽产生的soec配置相比，蒸汽导管110处的进入蒸汽温度(例如，105℃)较低。在各种配置中，可将多个循环回路配置到使用内部蒸汽产生和外部蒸汽产生二者的soec系统。如所示，循环蒸汽入口111经配置以接收来自蒸汽导管110的蒸汽。在此处，实施例任选地将来自蒸汽导管110的设施供应蒸汽(通常饱和且温度为约105℃)发送通过内部蒸汽产生盘管、一或多个汽化器和/或其它加热元件，并在热量通过可选的风扇或浓缩空气鼓风机126在浓缩空气导管125处释放之前，使用空气余热(例如，约280℃)来进一步加热(即，过热)蒸汽供应。
63.在一些实施例中，客户(例如，用户、操作者、其计算机)能够控制固体氧化物电解池(soec)系统。一或多个界面提供定制通信协议(例如，经由以太网、互联网、硬连线等)来接收和执行客户命令以操作soec的不同状态。因此，所述实施例为满足客户利用可再生氢的需求提供支持，同时保证soec的安全运行。
64.例如，所述实施例使得客户或其它第三方能够使用诸如氢气产生、功率限制和可用蒸汽的参数来控制soec系统。在一些实施例中，提供在通信丢失的情况下能够进入安全待机状态的系统。此外，可基于与客户商定的条件来定义安全待机状态。
65.另外或替代地，实施例为用户提供一或多个机制用于操作soec系统，提供安全逻辑以保持在操作的安全限制内，通过使氢气生产斜坡上升来确保氢气产生满足用户需求。在一些情况下，客户可接收关于即将到来的现场限制的提前通知(例如，外部氢气不可用、可用电力时间表、与电力储存的有限通信、水和输入氢气储存限制等)。因此，客户可针对这些限制进行调整(例如，基于现场氢气使用或氢气储存限制来调整氢气产生)。
66.对于所属领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可在本发明的sofc冲压和压缩的模块化可扩展性中进行各种修改和变化。因此，本发明预期涵盖本发明的修改和变化，只要其在所附权利要求书和其等效物的范围内。

技术特征：
1.一种固体氧化物电解池soec系统，所述系统包括：一或多个冲头，其接收氢气输入并输出湿氢气；热交换器或冷凝器，其接收所述湿氢气，所述热交换器或冷凝器配置成降低所述湿氢气的温度并去除所述湿氢气中的饱和水蒸汽中的至少一些；压缩机，其配置成增加所述湿氢气的压力；以及干燥器，其配置成降低所述湿氢气的露点。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述压缩机配置成支持可变数目个冲头。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述压缩机配置成支持可变数目个发电机模块。4.根据权利要求1所述的系统，其中存在用于多个冲头的一个压缩机。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个冲头从歧管或从再循环回路接收氢气输入。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个冲头、热交换器或冷凝器、压缩机和干燥器中的每一个位于反馈回路上。7.根据权利要求1所述的系统，其中在所述压缩机完全运行之前且在所述一或多个冲头完全运行的同时，通过打开第一转变阀来排放所述热交换器或冷凝器的输出。8.根据权利要求1所述的系统，其中当所述压缩机开始运行时，通过打开第二转变阀并关闭第一转变阀将所述热交换器或冷凝器的输出供应到抽吸式液气分离器。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述抽吸式液气分离器配置成经由冷凝水排放管线收集和丢弃冷凝水。10.根据权利要求1所述的系统，其中气体分析器监测并控制所述干燥器的输出。11.一种用于操作固体氧化物电解池soec系统的方法，所述方法包括：在一或多个冲头处输出湿氢气；在热交换器或冷凝器处降低所述湿氢气的温度和水饱和度；在压缩机处增加所述湿氢气的压力；以及在干燥器处降低所述湿氢气的露点。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述压缩机配置成支持可变数目个冲头。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述压缩机配置成支持可变数目个发电机模块。14.根据权利要求11所述的方法，其中存在用于多个冲头的一个压缩机。15.根据权利要求11所述的方法，其中所述一或多个冲头从歧管或从再循环回路接收氢气输入。16.根据权利要求11所述的方法，其中所述一或多个冲头、热交换器或冷凝器、压缩机和干燥器中的每一个位于反馈回路上。17.根据权利要求11所述的方法，其中在所述压缩机完全运行之前且在所述一或多个冲头完全运行的同时，通过打开第一转变阀来排放所述热交换器或冷凝器的输出。18.根据权利要求10所述的方法，其中当所述压缩机开始运行时，通过打开第二转变阀并关闭第一转变阀将所述热交换器或冷凝器的输出供应到抽吸式液气分离器。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述抽吸式液气分离器配置成经由冷凝水排放管线收集和丢弃冷凝水。20.根据权利要求10所述的方法，其中气体分析器监测并控制所述干燥器的输出。

技术总结
一种固体氧化物电解池SOEC系统，所述系统包含：一或多个冲头，其接收氢气输入并输出湿氢气；热交换器或冷凝器，其接收所述湿氢气，所述热交换器或冷凝器配置成降低所述湿氢气的温度并去除所述湿氢气中的饱和水蒸汽中的至少一些；压缩机，其配置成增加所述湿氢气的压力；以及干燥器，其配置成降低所述湿氢气的露点。点。点。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：博隆能源股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/9/14