Integrated operation of molten carbonate fuel cellsIn various aspects, the CO with the fuel availability of raising and/or raising is provided2The system and method that utilization rate runs molten carbonate fuel cell.This can be partly by carrying out a effective amount of endothermic reaction realization in fuel cell pack in an integrated manner.This allows to keep required temperature poor in fuel cell.A kind of method of molten carbonate fuel cell power generation of use comprising anode and cathode, the method includes：fuel streams comprising fuel are introduced into the anode of molten carbonate fuel cell and the sun of molten carbonate fuel cell extremely relevant inside reforming element or combinations thereof；to include co2and o2cathode inlet stream introduce molten carbonate fuel cell cathode；it generates electricity in the molten carbonate fuel cell；withanode exhaust is generated by the anode export of the molten carbonate fuel cell,the method further includes following one or more：i) it generates electricity under the fuel availability of about 80% to about 99% in the molten carbonate fuel cell, wherein a) it generates electricity under at least about fuel cell operating voltage of 0.6v in the molten carbonate fuel cell；b) the anode row gas stream is included in (co+co of the anhydrous basis up to few about 75 volume %2)；or c) combination a) and b)；ii) in the molten carbonate fuel cell in the fuel availability of about 75% to about 99% and at least about 80% co2it generates electricity under utilization rate, at least about 60% co wherein in cathode inlet stream2from not with anode export fluid the source of connection；iii) combustion comprising fuel is produced to generate methane-rich product by implementing swing absorbing process to the charging containing methane expect that stream, the fuel streams include at least part methane-rich product, the charging containing methane has relative to containing methane charging the total hydrocarbon content meter at least about c of 2.0 volume %2+hydrocarbon content, the methane-rich product has contains methane than described charging c2+c based on the low total hydrocarbon content relative to methane-rich product of hydrocarbon content2+hydrocarbon content, the swing absorbing process it optionally include pressure swing adsorption technique；iv the cathode inlet stream) is introduced into cathode, cathode flow cross-sectional area and anode flow cross section with cathode flow rate long-pending ratio is about 1.05 to about 6.00, and the ratio of cathode flow rate and anode flow velocity is at least about 5；withv) temperature of multiple positions in the first fuel cell pack is measured in the steady state operation of the first fuel cell pack, first fuel cell, which piles up, has average fuel cell stack temperature in steady state operation；the temperature distribution of the first fuel cell pack is formed, the temperature distribution includes and the average fuel of the first fuel cell pack electricity the different maximum temperature of pond heap temperature, the maximum temperature the first fuel cell pack anode and cathode it is at least one in at position；partial modification anode catalyst, office are established based on the position with maximum temperature for at least one of anode and cathode at least one of portion modified cathode catalyst and partial modification electrolyte；withoperation includes the second fuel cell pack of molten carbonate fuel cell, the molten carbonate fuel cell in the steady state include at least one of partial modification anode catalyst, partial modification cathod catalyst and partial modification electrolyte, the second fuel average fuel cell stack temperature of the battery pile in steady state operation is more than the average fuel battery pile of the first fuel cell pack temperature.
용융 카보네이트 연료 전지의 통합 작동 방법다양한 양태들에서, 증가된 연료 이용률 및/또는 증가된 CO2 이용률에서 용융 카보네이트 연료 전지를 작동시키는 시스템 및 방법이 제공된다. 이는 부분적으로 연료 전지 스택 내에서 효과적인 양의 흡열 반응을 통합된 방식으로 수행함으로써 달성될 수 있다. 이는 연료 전지 내에서 원하는 온도차가 유지되도록 할 수 있다. 애노드 및 캐쏘드를 포함하는 용융 카보네이트 연료 전지를 사용하여 전기를 발생시키는 방법으로서, 상기 방법은,연료를 포함하는 연료 스트림을 상기 용융 카보네이트 연료 전지의 애노드, 상기 용융 카보네이트 연료 전지의 애노드와 결합된 내부 개질 요소(reforming element), 또는 이들의 조합물 내로 도입하는 단계;CO2 및 O2를 포함하는 캐쏘드 입구 스트림을 상기 용융 카보네이트 연료 전지의 캐쏘드 내로 도입하는 단계;상기 용융 카보네이트 연료 전지 내에서 전기를 발생시키는 단계; 및상기 용융 카보네이트 연료 전지의 애노드 출구로부터 애노드 배기가스(exhaust)를 발생시키는 단계를 포함하고, 상기 방법은 또한,i) 상기 용융 카보네이트 연료 전지 내에서 약 80% 내지 약 99%의 연료 이용률(fuel utilization)로 전기를 발생시키는 단계로서, 이때 a) 상기 전기가 약 0.6 V 이상의 연료 전지 작동 전압으로 상기 용융 카보네이트 연료 전지 내에서 발생되거나, b) 상기 애노드 배기가스 스트림이 무수(water-free) 기준으로 약 75 부피% 이상의 (CO + CO2)를 포함하거나, 또는 c) a)와 b)의 조합인, 단계;ii) 상기 용융 카보네이트 연료 전지 내에서 약 75% 내지 약 99%의 연료 이용률 및 약 80% 이상의 CO2 이용률로 전기를 발생시키는 단계로서, 이때 상기 캐쏘드 입구 스트림 중의 CO2의 약 60% 이상이, 상기 애노드 출구와 유체 연통되지 않는 공급원으로부터 유래된 것인, 단계; iii) 메탄-함유 공급물에 대해 스윙 흡착 공정(swing adsorption process)을 수행하여 메탄-풍부 생성물을 생성함으로써 연료를 포함하는 연료 스트림을 생성하는 단계로서, 이때 상기 연료 스트림이 메탄-풍부 생성물의 적어도 일부를 포함하고, 상기 메탄-함유 공급물이 상기 메탄-함유 공급물의 총 탄화수소 함량에 대해 약 2.0 부피% 이상의 C2+ 탄화수소 함량을 갖고, 상기 메탄-풍부 생성물이 상기 메탄-풍부 생성물의 총 탄화수소 함량에 대해 상기 메탄-함유 공급물의 C2+ 탄화수소 함량보다 낮은 C2+ 탄화수소 함량을 갖고, 상기 스윙 흡착 공정이 임의적으로 압력 스윙 흡착 공정을 포함하는, 단계;iv) 상기 캐쏘드 입구 스트림을 캐쏘드 유속으로 상기 캐쏘드 내로 도입하는 단계로서, 이때 상기 애노드 유동 경로 단면적에 대한 캐쏘드 유동 경로 단면적의 비가 약 1.05 내지 약 6.00이고, 상기 애노드 유속에 대한 상기 캐쏘드 유속의 비가 약 5 이상인, 단계; 및v) 제 1 연료 전지 스택의 정상-상태 작동 중에 제 1 연료 전지 스택 내의 복수의 위치에서 온도를 측정하는 단계로서, 이때 제 1 연료 전지 스택이 정상-상태 작동 중에 평균 연료 전지 스택 온도를 갖는, 단계중 하나 이상을 추가로 포함하고, 상기 방법은 또한,제 1 연료 전지 스택의 온도 프로파일을 전개하는 단계로서, 이때 상기 온도 프로파일이 제 1 연료 전지 스택의 평균 연료 전지 스택 온도와 상이한 최대 온도를 포함하고, 상기 최대 온도가 제 1 연료 전지 스택의 애노드 및 캐쏘드 중 적어도 하나 내의 위치에 있는, 단계;애노드 및 캐쏘드 중 적어도 하나에 대해, 상기 최대 온도를 갖는 위치에 기초하여, 국부적으로 개질된(locally modified) 애노드 촉매, 국부적으로 개질된 캐쏘드 촉매 및 국부적으로 개질된 전해질 중 적어도 하나를 생성하는 단계; 및상기 용융 카보네이트 연료 전지를 포함하는 제 2 연료 전지 스택을, 정상-상태에서, 작동시키는 단계로서, 이때 상기 용융 카보네이트 연료 전지가, 국부적으로 개질된 애노드 촉매, 국부적으로 개질된 캐쏘드 촉매 및 국부적으로 개질된 전해질 중 적어도 하나를 포함하고, 정상-상태 작동 중에 제 2 연료 전지 스택에 대한 평균 연료 전지 스택 온도가 제 1 연료 전지 스택에 대한 평균 연료 전지 스택 온도보다 높은, 단계를 포함하는, 방법.