基于医疗垃圾汽化和燃料电池的新型发电系统性能分析

为了提高系统的能量利用效率，提出了一种由医疗垃圾汽化(MSG)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、超临界二氧化碳循环(S-CO₂)和有机朗肯循环(ORC)组成的新型电力系统方案。医疗垃圾汽化产生的合成气与甲烷混合后进入SOFC子系统，为SOFC系统提供能量；经过SOFC系统后排放的尾气依然具有很高的温度，经过后燃室的充分燃烧，释放剩余未反应物质的化学能，进一步提高排烟温度；之后利用S-CO₂和ORC组合成的底循环系统对系统余热进行充分利用，以提高系统的整体性能。充分考虑系统热力学方面的关键参数以及系统的经济效益。结果表明，耦合的系统可以实现36.72 MW的电力输出，能量效率为66.34%,效率为64.07%。SOFC的损最大，占总损的21.64%。只需4.15年就能收回耦合系统的建设投资，在20年的使用寿命中获得1 772.38万美元的净现值。