美国达特茅斯学院的煤燃料SOFC系统

美国达特茅斯(Dartmouth)学院进行了20MW增压SOFC系统模拟研究，以煤为燃料。煤的气化部分有两个流化床反应器，一个是汽化器，一个是再生反应器，工作压力】MPa,汽化器进料是干燥并预热的褐煤和缎烧白云石(MgO - CaO )。
白云石的作用是吸收COz和H2S，产生的热量供给气化反应。从汽化器和再生器出来的气体都要除尘，以保护燃料电池和汽轮机。除尘常用方法是旋风除尘器或多管陶瓷除尘器。如增加静电除尘，除尘率可达到99.99%。煤气除尘后，进脱硫塔。由于从汽化器出来的煤气中硫含量低，SOFC耐硫能力又强，脱硫塔可能是不必要的。净化的煤气预热到 900℃，经重整器将CH2转化为HZ和CO，进人阳极。燃料电池为逆流板式DIR-SOFC,阳极尾气、汽化器反应过的白云石和阴极尾气(仇的体积分数为6%)一道进人再生反应器。燃烧产生的热使吸收了COZ的白云石再生，循环使用。经旋风除尘器或多管陶瓷除尘器除尘后，再生器的尾气驱动汽轮机发电。汽轮机尾气经蒸汽发生器后，其中的水分冷凝成水，循环再用。循环水加热加压，成为364 ℃, 4MPa的高压蒸汽，驱动高压蒸汽轮机发电。高压蒸汽轮机出口蒸汽压力I MPa，返回强热器，一部分459℃的强热蒸汽驱动低压蒸汽轮机发电，尾气冷却与主冷凝器水混合。强热器出口蒸汽温度836CC，用于蒸汽重整，其余部分用于煤气化，燃料重整和蒸汽强热的热量来自阴极尾气。
该系统的主要设备是高压型流化床煤汽化器、高压SOFC,汽轮机和两级蒸汽轮机。发电效率高达63%。尽管目前大功率SOFC还处于研究开发阶段，没有运行实践，但结论是肯定的.煤-SOFC发电厂的效率是目前现代化火力发电厂的1.5倍。