CN105870478A - 单输入输出的集成化燃料电池系统 - Google Patents

单输入输出的集成化燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105870478A
CN105870478A CN201610355261.4A CN201610355261A CN105870478A CN 105870478 A CN105870478 A CN 105870478A CN 201610355261 A CN201610355261 A CN 201610355261A CN 105870478 A CN105870478 A CN 105870478A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
reformer
fuel cell
combustor
cell system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610355261.4A
Other languages
English (en)
Inventor
沈建跃
陈刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU QINGJIE POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SUZHOU QINGJIE POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU QINGJIE POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SUZHOU QINGJIE POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610355261.4A priority Critical patent/CN105870478A/zh
Publication of CN105870478A publication Critical patent/CN105870478A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
    • H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

本发明公开了一种单输入输出的集成化燃料电池系统，属于燃料电池技术领域。本发明的技术方案是：一种单输入输出的集成化燃料电池系统，包括燃烧室、重整器、电堆、鼓风机以及风阀，所述燃烧室与重整器连接，所述重整器与电堆连接，所述燃烧室为重整器提供热风，所述重整器中发生甲醇重整反应并为电堆提供氢气，所述燃烧室包括第一进风口，所述电堆包括第二进风口，所述鼓风机与风阀通过管道连接，所述风阀分别通过管道与第一进风口和第二进风口连接。本发明提供的方案其稳定性高，系统的相应速度快。

Description

单输入输出的集成化燃料电池系统
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种单输入输出的集成化燃料电池系统。
背景技术
现有的燃料电池主要分为两大类，一类是直接采用氢气和氧气进行反应发电的燃料电池，这种燃料电池虽然发电效率很高但同时成本太高，并且纯氢纯氧的制取和存储都是比较棘手的问题；另一类燃料电池是采用先制取氢气，氢气再与空气中的氧气发生反应的方式，这种燃料电池的成本较低，使用寿命长，其中制取氢气的装置称为重整器。在第二类燃料电池中，重整器中发生的重整反应需要满足温度要求，重整器一般与燃烧室连接，燃烧室向重整器中提供热风，其中空气采用鼓风机进行供给到燃烧室进行燃烧，因为电堆发电的过程是氢气与氧气的结合，其中氧气的供给就需要再设置一台鼓风机。通常情况下，系统需要同时控制两台鼓风机的进风量，由于设置有两台鼓风机，系统的故障率相应的就会较高，因为只要有一台鼓风机发生故障，系统就会崩溃，导致燃料电池系统的稳定性较差。
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稳定性高、响应快的单输入输出的集成化燃料电池系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种单输入输出的集成化燃料电池系统，包括燃烧室、重整器、电堆、鼓风机以及风阀，所述燃烧室与重整器连接，所述重整器与电堆连接，所述燃烧室为重整器提供热风，所述重整器中发生甲醇重整反应并为电堆提供氢气，所述燃烧室包括第一进风口，所述电堆包括第二进风口，所述鼓风机与风阀通过管道连接，所述风阀分别通过管道与第一进风口和第二进风口连接。
优选的，所述风阀为三通调节阀。
优选的，所述燃烧室中设置有电加热丝。
优选的，所述电堆包括余气排出管，所述余气排出管与燃烧室连接。
优选的，所述鼓风机与风阀之间设置有电加热装置。
本发明相对于现有技术具有如下优点，现有的燃料电池中会在燃烧室前安置一个鼓风机来为燃烧室源源不断的提供空气；电堆发电时需要氧气，传统的燃料电池系统会在电堆前安置另一个鼓风机来为电堆提供氧气，所以现有的燃料电池系统会需要设置两个鼓风机来是系统能够正常工作。而只要有一个鼓风机发生故障，整个燃料电池系统就会发生崩溃停机。本发明并没有单独在燃烧室前安置鼓风机，而是采用燃烧室与电堆共用一个鼓风机，鼓风机与风阀连接，风阀能够调节输入到燃烧室和电堆中的空气的比例，与现有的方案相比，本发明的结构有所优化，减少了因为鼓风机发生故障而产生的停机概率，使得整个系统能够更加的稳定的运行。
附图说明
图1为本发明的一种单输入输出的集成化燃料电池系统的结构示意图。
图中：1、燃烧室；2、重整器；3、电堆；4、鼓风机；5、风阀；6、第一进风口；7、第二进风口；8、管道；9、余气排出管；10、电加热装置。
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，一种单输入输出的集成化燃料电池系统，包括燃烧室1、重整器2、电堆3、鼓风机4以及风阀5，所述燃烧室1与重整器2连接，所述重整器2与电堆3连接，所述燃烧室1为重整器2提供热风，所述重整器2中发生甲醇重整反应并为电堆3提供氢气，所述燃烧室1包括第一进风口6，所述电堆3包括第二进风口7，所述鼓风机4与风阀5通过管道8连接，所述风阀5分别通过管道8与第一进风口6和第二进风口7连接。
本发明的单输入输出的集成化燃料电池系统的工作原理是，在电堆3能够正常发电前，重整器2需要为电堆3提供氢气，重整器2中发生重整反应时需要的温度，这就需要燃烧室1中发生燃料的燃烧来为重整器2提供热风以加热重整器2，传统的燃料电池中会在燃烧室1前安置一个鼓风机4来为燃烧室1源源不断的提供空气；电堆3发电时需要氧气，传统的燃料电池系统会在电堆3前安置另一个鼓风机4来为电堆3提供氧气，所以现有的燃料电池系统会需要设置两个鼓风机4来是系统能够正常工作。而只要有一个鼓风机4发生故障，整个燃料电池系统就会发生崩溃停机。本发明并没有单独在燃烧室1前安置鼓风机4，而是采用燃烧室1与电堆3共用一个鼓风机4，鼓风机4与风阀5连接，风阀5能够调节来改变输入到燃烧室1和电堆3中的空气的比例，与现有的方案相比，本发明的结构有所优化，减少了因为鼓风机4发生故障而产生的停机概率，使得整个系统能够更加的稳定运行。
进一步的，所述风阀5为三通调节阀。本发明中的风阀5可以采用电动三通分流阀，通过后台系统来调节进入燃烧室1和电堆3中的空气的量，电动三通分流阀为现有技术，具体结构特征本发明不作赘述。
另外，燃烧室1中设置有电加热丝。电加热丝首先通电加热燃烧室1，当燃烧室1的温度升高至175℃时，通过向无焰燃烧室1中加入甲醇水溶液，甲醇水溶液经过加热汽化后进行无焰燃烧，燃烧产生的高温废气通过第一进风口6中吹向重整器2，便可以对重整器2进行加热。而在系统正常运行时，电加热丝是不工作的。电加热丝能够快速将燃烧室1进行加热到可以进行无焰燃烧的温度。
优选的，电堆3包括余气排出管9，所述余气排出管9与燃烧室1连接。电堆3的余气中会含有未完全反应的氢气，这部分余气可以充分的得到利用，本发明就是将这部分余气通向燃烧室1，来供燃烧室1后续的燃烧，整个燃料电池的系统实现了能量的节约和循环利用。
最后，所述鼓风机4与风阀5之间设置有电加热装置10。电加热装置10的设置是为了加热鼓风机4带来的空气，高温空气可以是燃烧室1中的燃烧反应更加充分，同时电堆3中的发电效率也会因为温度足够高使得发电效率得到了提高。
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)

1.一种单输入输出的集成化燃料电池系统，其特征在于：包括燃烧室、重整器、电堆、鼓风机以及风阀，所述燃烧室与重整器连接，所述重整器与电堆连接，所述燃烧室为重整器提供热风，所述重整器中发生甲醇重整反应并为电堆提供氢气，所述燃烧室包括第一进风口，所述电堆包括第二进风口，所述鼓风机与风阀通过管道连接，所述风阀分别通过管道与第一进风口和第二进风口连接。
2.根据权利要求1所述的一种单输入输出的集成化燃料电池系统，其特征在于：所述风阀为三通调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种单输入输出的集成化燃料电池系统，其特征在于：所述燃烧室中设置有电加热丝。
4.根据权利要求1所述的一种单输入输出的集成化燃料电池系统，其特征在于：所述电堆包括余气排出管，所述余气排出管与燃烧室连接。
5.根据权利要求1所述的一种单输入输出的集成化燃料电池系统，其特征在于：所述鼓风机与风阀之间设置有电加热装置。
CN201610355261.4A 2016-05-26 2016-05-26 单输入输出的集成化燃料电池系统 Pending CN105870478A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610355261.4A CN105870478A (zh) 2016-05-26 2016-05-26 单输入输出的集成化燃料电池系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610355261.4A CN105870478A (zh) 2016-05-26 2016-05-26 单输入输出的集成化燃料电池系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105870478A true CN105870478A (zh) 2016-08-17

Family

ID=56641934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610355261.4A Pending CN105870478A (zh) 2016-05-26 2016-05-26 单输入输出的集成化燃料电池系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105870478A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110098422A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 南京特亿达新能源科技有限公司 一种sofc系统的数值模拟方法
CN110649295A (zh) * 2019-09-30 2020-01-03 西安新衡科测控技术有限责任公司 一种基于ht-pem甲醇水燃料电池mimo系统的控制方法
WO2020062446A1 (zh) * 2018-09-26 2020-04-02 佛山索弗克氢能源有限公司 一种sofc电池控制装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1841830A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 株式会社东芝 燃料重整装置和燃料电池系统
CN101095254A (zh) * 2005-01-03 2007-12-26 瓦特西拉芬兰有限公司 燃料电池设备内的预热装置
CN104485468A (zh) * 2014-12-25 2015-04-01 苏州华清京昆新能源科技有限公司 一种汽油型固体氧化物燃料电池充电站
CN204333126U (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 深圳市荥阳堂投资发展有限公司 一种重整制氢燃料电池发电模块

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101095254A (zh) * 2005-01-03 2007-12-26 瓦特西拉芬兰有限公司 燃料电池设备内的预热装置
CN1841830A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 株式会社东芝 燃料重整装置和燃料电池系统
CN104485468A (zh) * 2014-12-25 2015-04-01 苏州华清京昆新能源科技有限公司 一种汽油型固体氧化物燃料电池充电站
CN204333126U (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 深圳市荥阳堂投资发展有限公司 一种重整制氢燃料电池发电模块

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110098422A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 南京特亿达新能源科技有限公司 一种sofc系统的数值模拟方法
WO2020062446A1 (zh) * 2018-09-26 2020-04-02 佛山索弗克氢能源有限公司 一种sofc电池控制装置
CN110649295A (zh) * 2019-09-30 2020-01-03 西安新衡科测控技术有限责任公司 一种基于ht-pem甲醇水燃料电池mimo系统的控制方法
CN110649295B (zh) * 2019-09-30 2022-05-20 西安新衡科测控技术有限责任公司 一种基于ht-pem甲醇水燃料电池mimo系统的控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105529482A (zh) 一种甲醇燃料电池系统
CN102753903A (zh) 用于热燃料电池的热交换器
CN105633438A (zh) 一种用于甲醇燃料电池组的重整制氢系统
CN105870478A (zh) 单输入输出的集成化燃料电池系统
RU2013103766A (ru) Система генерации мощности и способ ее работы
CN109935855A (zh) 一种重整燃料电池系统的运行方法
CN115172800A (zh) 一种固体氧化物燃料电池热电联供系统
KR101897500B1 (ko) 연료극 가스 또는 연료극 배가스를 이용한 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템
KR101429652B1 (ko) 열 활용도가 향상된 고온형 연료전지 시스템
US8778547B2 (en) Power generating system
CN203242705U (zh) 小型制氢发电设备
CN111649328A (zh) 一种应用于熔融碳酸盐燃料电池的天然气加热炉系统和方法
CN102635932A (zh) 燃气热水器
KR20110130116A (ko) 온도분리장치를 이용한 연료전지시스템
KR101439671B1 (ko) 가열통합형 연료전지 모듈
CN103259029A (zh) 燃料电池发电系统
KR101336671B1 (ko) 이젝터를 이용한 애노드 오프 가스 재순환 연료전지 시스템
JPH07208200A (ja) タービンコンプレッサ用燃焼装置と燃焼方法
US10833339B2 (en) Fuel cell system and method of running fuel cell system
EP2538479B1 (en) Power generation system and operating method therefor
WO2009061299A1 (en) Catalytic burning of fuel cell anode exhaust upstream of homogeneous burning of startup reformate
CN219303720U (zh) 一种阴极尾气循环的固体氧化物燃料电池系统
TWI559609B (zh) High efficiency fuel cell power generation module
KR20130030998A (ko) 촉매 연소기를 구비하는 가정용 연료전지 보일러 시스템
KR20140081123A (ko) 고효율 연료전지 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160817

RJ01 Rejection of invention patent application after publication