CN107749487A - 用于氢燃料电池的尾气消氢系统 - Google Patents

用于氢燃料电池的尾气消氢系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107749487A
CN107749487A CN201710988620.4A CN201710988620A CN107749487A CN 107749487 A CN107749487 A CN 107749487A CN 201710988620 A CN201710988620 A CN 201710988620A CN 107749487 A CN107749487 A CN 107749487A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
fuel cell
tail gas
disappears
hydrogen fuel
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
CN201710988620.4A
Other languages
English (en)
Inventor
徐增师
王雅
孙震
张海波
潘建欣
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.)
Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion China Shipbuilding Industry Corp No 712 Institute CSIC
Original Assignee
Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion China Shipbuilding Industry Corp No 712 Institute CSIC
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 Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion China Shipbuilding Industry Corp No 712 Institute CSIC filed Critical Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion China Shipbuilding Industry Corp No 712 Institute CSIC
Priority to CN201710988620.4A priority Critical patent/CN107749487A/zh
Publication of CN107749487A publication Critical patent/CN107749487A/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
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，包括通过连接管依次连通的氢燃料电池电堆、收集水箱、冷凝器、干燥器和合金储氢罐，所述的收集水箱内设置有汽水分离装置，所述的收集水箱的排水管上设置有第四电磁阀，所述的干燥器和合金储氢罐之间的连接管上设置有排气管，所述的排气管上设置有第三电磁阀；本发明的有益效果为：本发明系统自耗功率低；本发明采用合金储氢罐收集尾气中氢气，氢气利用率高，系统成本低；本发明系统结构简单、安全可靠、操作方便、制造和维护成本低。

Description

用于氢燃料电池的尾气消氢系统
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统。
背景技术
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。与常规电池的不同之处在于直接通过电化学反应将储存在燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能，能力转化效率高、可靠性高、环境污染低，具有广阔发展和应用前景。尤其是氢燃料电池，更是一种新型、高效、清洁、适应性强的发电系统，目前已在汽车、分布式发电、备用电源、便携式电源、飞机、轮船、空间站、潜艇等应用中得到开发和验证。
氢燃料电池产物仅为水，然而就目前燃料电池技术而言，氢燃料利用率难以达到100%，因此其阳极尾气不可避免的含有未参加反应的氢气。阳极尾气中的氢气若不经任何处理就直接排放到大气中，会带来严重的安全隐患。这主要是因为氢气是一种具有可燃性、爆炸性、且化学性质极其活泼的气体，在空气中的爆炸极限为4-75%，在氧气环境中的爆炸极限为4-94%，一旦遇到明火或者静电就会发生燃烧甚至爆炸。因此，妥善的处理氢燃料电池尾气中的氢气具有重要现实现实意义和工程价值。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，该系统可实现对氢燃料电池尾气中氢气的妥善处理，降低氢气排放带来的安全隐患。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，包括通过连接管依次连接氢燃料电池电堆的收集水箱、冷凝器、干燥器和合金储氢罐，所述的收集水箱内设置有汽水分离装置，所述的收集水箱的排水管上设置有第四电磁阀，所述的干燥器和合金储氢罐之间的连接管上设置有排气管，所述的排气管上设置有第三电磁阀。
所述的收集水箱上设置有液位计和液位开关。
所述的干燥器和合金储氢罐之间的连接管上设置有止回阀和压力变送器。
所述的冷凝器采用管壳式冷凝器，所述的冷凝器的冷凝水出口通过出水管与收集水箱相连通。
所述的收集水箱与氢燃料电池电堆和冷凝器之间的连接管上分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀。
所述的干燥器内设置有五氧化二磷干燥剂。
所述的合金储氢罐采用TiFe系合金件。
所述的连接管、排水管、出水管和排气管均采用不锈钢管道。
本发明的有益效果是：
1）本发明系统自耗功率低；
2）本发明采用合金储氢罐收集尾气中氢气，氢气利用率高，系统成本低；
3）本发明系统结构简单、安全可靠、操作方便、制造和维护成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
各附图标记为：1—第一电磁阀，2—第二电磁阀，3—冷凝器，4—干燥器，5—止回阀，6—第三电磁阀，7—第四电磁阀，8—氢燃料电池电堆，9—收集水箱，10—合金储氢罐，11—液位计，12—液位开关，13—压力变送器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1所示，本发明公开了一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，包括通过连接管依次连通的氢燃料电池电堆8、收集水箱9、冷凝器3、干燥器4和合金储氢罐10，所述的收集水箱9内设置有汽水分离装置，可实现尾气的汽水分离；所述的收集水箱9上设置有液位计11和液位开关12，结合设置在收集水箱9排水管上的第四电磁阀7实现液态水的及时排出。
所述的收集水箱9与氢燃料电池电堆8和冷凝器3之间的连接管上分别设置有第一电磁阀1和第二电磁阀2。
所述的合金储氢罐10采用TiFe系合金件，所述的干燥器4和合金储氢罐10之间的连接管上设置有止回阀5、压力变送器13和排气管，所述的排气管上设置有第三电磁阀6，可实现消氢后尾气的排空。
所述的冷凝器3采用管壳式冷凝器，所述的冷凝器3的冷凝水出口通过出水管与收集水箱9相连通。
所述的干燥器4内设置有五氧化二磷干燥剂。
所述的连接管、排水管、出水管和排气管均采用不锈钢管道。
结合图1所示，对本发明的技术原理作如下说明：
氢燃料电池电堆8阳极尾气首先通过收集水箱9进行汽水分离，实现尾气的初始处理。收集水箱9通过设置液位计11和液位开关12，结合第四电磁阀7实现液态水的排放。
经汽水分离的尾气随后依次通过冷凝器3和干燥器4进行冷凝、干燥，实现尾气进一步除水处理。该过程所形成的冷凝水经出水管道排放至收集水箱9。
经进一步除水处理的尾气最后通过合金储氢罐10进行氢气储存收集，实现尾气的消氢处理。消氢处理后的尾气通过第三电磁阀6排空，从而降低了氢燃料电池尾气直接排放带来的安全隐患。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于：包括通过连接管依次连接氢燃料电池电堆（8）的收集水箱（9）、冷凝器（3）、干燥器（4）和合金储氢罐（10），所述的收集水箱（9）内设置有汽水分离装置，所述的收集水箱（9）的排水管上设置有第四电磁阀（7），所述的干燥器（4）和合金储氢罐（10）之间的连接管上设置有排气管，所述的排气管上设置有第三电磁阀（6）。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的收集水箱（9）上设置有液位计（11）和液位开关（12）。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的干燥器（4）和合金储氢罐（10）之间的连接管上设置有止回阀（5）和压力变送器（13）。
4.根据权利要求3所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的冷凝器（3）采用管壳式冷凝器，所述的冷凝器（3）的冷凝水出口通过出水管与收集水箱（9）相连通。
5.根据权利要求4所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的收集水箱（9）与氢燃料电池电堆（8）和冷凝器（3）之间的连接管上分别设置有第一电磁阀（1）和第二电磁阀（2）。
6.根据权利要求5所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的干燥器（4）内设置有五氧化二磷干燥剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的合金储氢罐（10）采用TiFe系合金件。
8.根据权利要求7所述的一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统，其特征在于，所述的连接管、排水管、出水管和排气管均采用不锈钢管道。
CN201710988620.4A 2017-10-21 2017-10-21 用于氢燃料电池的尾气消氢系统 Pending CN107749487A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710988620.4A CN107749487A (zh) 2017-10-21 2017-10-21 用于氢燃料电池的尾气消氢系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710988620.4A CN107749487A (zh) 2017-10-21 2017-10-21 用于氢燃料电池的尾气消氢系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107749487A true CN107749487A (zh) 2018-03-02

Family

ID=61254015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710988620.4A Pending CN107749487A (zh) 2017-10-21 2017-10-21 用于氢燃料电池的尾气消氢系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107749487A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109860671A (zh) * 2018-11-30 2019-06-07 一汽解放汽车有限公司 一种减少氢燃料电池车在密闭空间排放氢气的系统及其控制方法
CN111799489A (zh) * 2020-05-28 2020-10-20 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种氢燃料电池消氢装置及密闭环境下的消氢方法
CN112164811A (zh) * 2020-10-30 2021-01-01 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 燃料电池汽车尾气水汽分离和排放系统及其控制方法
CN113140759A (zh) * 2021-04-15 2021-07-20 一汽解放汽车有限公司 氢燃料电池冷启动系统及其控制方法
CN113675449A (zh) * 2021-08-09 2021-11-19 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种氢燃料电池发动机的尾气排放装置
CN114530619A (zh) * 2022-04-22 2022-05-24 浙江海盐力源环保科技股份有限公司 一种燃料电池尾气消氢装置
CN115295842A (zh) * 2022-09-13 2022-11-04 中国船舶科学研究中心 安全无自耗水下密闭舱燃料电池氢气尾气回收系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076749A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料電池システム
CA2588211A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-03 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Fuel cell system having unreacted gas discharge pipeline
JP2009117054A (ja) * 2007-11-01 2009-05-28 Tokyo Gas Co Ltd 高温作動燃料電池による発電方法及びシステム
DE102012218011A1 (de) * 2012-10-02 2014-04-03 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzelleneinheit mit einem Wasserstoffspeicher und Verfahren zur Steuerung des Wasserstoffspeichers
CN106229528A (zh) * 2016-09-30 2016-12-14 江苏科技大学 一种燃料电池尾气回收利用装置
CN107017420A (zh) * 2016-01-28 2017-08-04 武汉氢阳能源有限公司 一种高效热能利用的燃料电池供氢系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076749A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料電池システム
CA2588211A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-03 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Fuel cell system having unreacted gas discharge pipeline
JP2009117054A (ja) * 2007-11-01 2009-05-28 Tokyo Gas Co Ltd 高温作動燃料電池による発電方法及びシステム
DE102012218011A1 (de) * 2012-10-02 2014-04-03 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzelleneinheit mit einem Wasserstoffspeicher und Verfahren zur Steuerung des Wasserstoffspeichers
CN107017420A (zh) * 2016-01-28 2017-08-04 武汉氢阳能源有限公司 一种高效热能利用的燃料电池供氢系统
CN106229528A (zh) * 2016-09-30 2016-12-14 江苏科技大学 一种燃料电池尾气回收利用装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109860671A (zh) * 2018-11-30 2019-06-07 一汽解放汽车有限公司 一种减少氢燃料电池车在密闭空间排放氢气的系统及其控制方法
CN111799489A (zh) * 2020-05-28 2020-10-20 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种氢燃料电池消氢装置及密闭环境下的消氢方法
CN111799489B (zh) * 2020-05-28 2021-06-25 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种氢燃料电池消氢装置及密闭环境下的消氢方法
CN112164811A (zh) * 2020-10-30 2021-01-01 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 燃料电池汽车尾气水汽分离和排放系统及其控制方法
CN113140759A (zh) * 2021-04-15 2021-07-20 一汽解放汽车有限公司 氢燃料电池冷启动系统及其控制方法
CN113675449A (zh) * 2021-08-09 2021-11-19 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种氢燃料电池发动机的尾气排放装置
CN113675449B (zh) * 2021-08-09 2022-12-13 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种氢燃料电池发动机的尾气排放装置
CN114530619A (zh) * 2022-04-22 2022-05-24 浙江海盐力源环保科技股份有限公司 一种燃料电池尾气消氢装置
CN115295842A (zh) * 2022-09-13 2022-11-04 中国船舶科学研究中心 安全无自耗水下密闭舱燃料电池氢气尾气回收系统及方法
CN115295842B (zh) * 2022-09-13 2023-08-15 中国船舶科学研究中心 安全无自耗水下密闭舱燃料电池氢气尾气回收系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107749487A (zh) 用于氢燃料电池的尾气消氢系统
CN109860671B (zh) 一种减少氢燃料电池车在密闭空间排放氢气的系统及其控制方法
CN102121566A (zh) 水蒸汽使用前的处理方法及其设备
CN207320237U (zh) 一种用于氢燃料电池的尾气消氢系统
CN112290054B (zh) 一种密闭空间燃料电池发电系统
CN209104279U (zh) 一种氢燃料电池
CN113278987B (zh) 一种soec和ael电解耦合固体循环储放氢系统
CN103236554A (zh) 燃料电池备用电源供氢汇流排氮气吹扫系统
CN209860060U (zh) 一种氢燃料电池进气增湿装置
CN209526158U (zh) 燃料电池测试装置
CN201689936U (zh) 一种氢氧及再生燃料电池发电系统阳极分离水回收装置
CN202126191U (zh) 闭式蒸汽尾气回收装置
CN203950874U (zh) 一种燃料电池氢氧闭式全循环系统
CN103094592B (zh) 一种等离子碱性燃料电池
CN219037631U (zh) 余热回收系统
CN210624494U (zh) 一种高温储热式蒸汽锅炉
CN209445344U (zh) 一种新型除氧器放空蒸汽回收装置
CN109065920B (zh) 一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统及方法
CN207705311U (zh) 氢燃料电池单体结构
CN208074572U (zh) 一种供给燃料电池模组的充氢设备
CN212894295U (zh) 一种用于电厂锅炉的节能高效膜法除氧装置
CN217114465U (zh) 一种燃料电池系统、燃料电池测试系统以及车辆
CN207320235U (zh) 一种用于燃料电池的一体化集成装置
CN203612447U (zh) 原料储罐空气平衡装置
CN210645726U (zh) 真空管路乙醇回收系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination