CN105514462A - 一种甲醇燃料电池组的热源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甲醇燃料电池组的热源。本发明的技术方案是：一种甲醇燃料电池组的热源，包括无焰燃烧室，所述无焰燃烧室外设置有鼓风机，所述无焰燃烧室包括电加热装置以及设置在无焰燃烧室一侧的甲醇水汽化室，所述无焰燃烧室还包括与电堆的余气管路连接的连通管。本发明提供的甲醇燃料电池组的热源加热效率高、工作稳定并且节能环保。

Description

一种甲醇燃料电池组的热源
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种甲醇燃料电池组的热源。
背景技术
目前的重整制氢系统，甲醇水需要经过加热汽化，再经过加热重整，完成制氢过程，整个过程为吸热过程，较佳的反应温度为250度左右。目前的加热方法主要是通过燃料燃烧产生高温气体，再利用高温气体对汽化室和重整室加热，气体作为换热介质，由于气体携带的热量小，离热源较远与较近的位置温差大，容易使重整室受热不均匀，使重整制氢效率变低，并且中途停机再启动时间较长。同时也有利用燃烧火焰直接加热汽化室和重整室，由于火焰温度高，对汽化室和重整室容易造成烧蚀，并且温度也更难控制，更容易导致重整室受热不均匀。另外也有采用燃烧加热浴炉或者电热浴炉式的重整制氢系统，寿命比较短而且效率低。因此，如何设计出一种加热效率高且工作状态稳定的甲醇燃料电池组的热源正是本发明人所要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种加热效率高、工作稳定并且节能环保的甲醇燃料电池组的热源。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种甲醇燃料电池组的热源，包括无焰燃烧室，所述无焰燃烧室外设置有鼓风机，所述无焰燃烧室包括电加热装置以及设置在无焰燃烧室一侧的甲醇水汽化室，所述无焰燃烧室还包括与电堆的余气管路连接的连通管。
优选的，所述电加热装置为电热丝。
优选的，所述甲醇水汽化室包括甲醇注入口、流道以及与无焰燃烧室连通的甲醇出口。
优选的，所述无焰燃烧室的出口处设置有吸热片。
优选的，所述流道形状呈迂回的波浪形。
本发明相对于现有技术具有如下优点，无焰燃烧室在工作时，其燃烧原料来自于电堆余气，电堆余气中含有氢气以及一氧化碳通过连通管进入无焰燃烧室进行燃烧。而在启动时，可以通过以下方案来实现，无焰燃烧室包括电加热装置，电加热装置可以为为电热丝，电热丝首先通电加热无焰燃烧室，当无焰燃烧室的温度升高至175℃时，通过甲醇注入口向甲醇水汽化室中注入甲醇水，甲醇水通过流道后受热蒸发为甲醇蒸汽，甲醇蒸汽从甲醇出口进入无焰燃烧室中进行无焰燃烧，燃烧产生的高温废气被鼓风机吹送，高温废气通过吸热片进行热传导从而对重整室进行加热，经过重整室的高温废气再对热交换器进行加热，当热交换器中的温度能够满足对甲醇溶液加热汽化的时候向热交换器中通入甲醇溶液，然后甲醇溶液便会汽化，甲醇蒸汽再送至重整室的反应部进行重整反应产生氢气。整个过程中本发明的热源只需要在启动时消耗一定的电能以及甲醇溶液，在正常工作时通过电堆的余气进行燃烧放热，非常节能环保。
附图说明
图1为本发明的一种甲醇燃料电池系统的结构示意图；
图2为本发明的甲醇燃料电池系统中无焰燃烧室（去掉外壳后）结构示意图；
图3为甲醇水汽化室的结构示意图。
图中：1、无焰燃烧室；2、鼓风机；3、电热丝；4、甲醇水汽化室；41、甲醇注入口；42、流道；43、甲醇出口；5、连通管；6、吸热片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种甲醇燃料电池组的热源，包括无焰燃烧室1，所述无焰燃烧室外设置有鼓风机2，所述无焰燃烧室1包括电加热装置以及设置在无焰燃烧室1一侧的甲醇水汽化室4，所述无焰燃烧室1还包括与电堆的余气管路连接的连通管5。
本发明的工作原理是，无焰燃烧室1在工作时，其燃烧原料来自于电堆余气，电堆余气中含有氢气以及一氧化碳通过连通管5进入无焰燃烧室1进行燃烧。而在启动时，可以通过以下方案来实现，无焰燃烧室1包括电加热装置，电加热装置可以为电热丝3，电热丝3首先通电加热无焰燃烧室1，当无焰燃烧室1的温度升高至175℃时，通过甲醇注入口41向甲醇水汽化室4中注入甲醇水，甲醇水通过流道42后受热蒸发为甲醇蒸汽，甲醇蒸汽从甲醇出口43进入无焰燃烧室1中进行无焰燃烧，燃烧产生的高温废气被鼓风机2吹送，高温废气通过吸热片6进行热传导从而对重整室进行加热，经过重整室的高温废气再对热交换器进行加热，当热交换器中的温度能够满足对甲醇溶液加热汽化的时候向热交换器中通入甲醇溶液，然后甲醇溶液便会汽化，甲醇蒸汽再送至重整室的反应部进行重整反应产生氢气。整个过程中本发明的热源只需要在启动时消耗一定的电能以及甲醇溶液，在正常工作时通过电堆的余气进行燃烧放热，非常节能环保。
优选的，所述甲醇水汽化室4包括甲醇注入口41、流道42以及与无焰燃烧室1连通的甲醇出口43。在启动时，甲醇溶液通过甲醇注入口41进入甲醇水汽化室4，甲醇水汽化室4与无焰燃烧室1相邻，可以充分吸收无焰燃烧室1中的热量从而对甲醇溶液加热蒸发。
改进的，所述无焰燃烧室1的出口处设置有吸热片6。吸热片6主要是由多个翅片组成，翅片的数量、厚度以及间距均可设计来满足重整室需要的温度。
优选的，所述流道42形状呈迂回的波浪形。流道42的形状这样设置的好处是可以使甲醇溶液充分受热，保证甲醇溶液能够蒸发后进入无焰燃烧室1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种甲醇燃料电池组的热源，其特征在于：包括无焰燃烧室，所述无焰燃烧室外设置有鼓风机，所述无焰燃烧室包括电加热装置以及设置在无焰燃烧室一侧的甲醇水汽化室，所述无焰燃烧室还包括与电堆的余气管路连接的连通管。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇燃料电池组的热源，其特征在于：所述电加热装置为电热丝。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇燃料电池组的热源，其特征在于：所述甲醇水汽化室包括甲醇注入口、流道以及与无焰燃烧室连通的甲醇出口。
4.根据权利要求1所述的一种甲醇燃料电池组的热源，其特征在于：所述无焰燃烧室的出口处设置有吸热片。
5.根据权利要求3所述的一种甲醇燃料电池组的热源，其特征在于：所述流道形状呈迂回的波浪形。
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