CN114914483A - 一种燃料电池系统氢气回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种燃料电池系统氢气回收装置，包括气液分离罩和粗脱硫反应罩，所述气液分离罩的一侧连通有连接管，所述连接管的一端连通有初步过滤罩，所述初步过滤罩的一侧连通有进气管，所述初步过滤罩内腔的顶部与连接管之间设置有锥形滤水斗，所述初步过滤罩的底端连通有第一排水管。所述气液分离罩的内部固定安装有气体缓冲框，所述连接管的一端延伸至气体缓冲框的内部，本发明通过设置在初步过滤罩内部的锥形滤水斗能够对气体的的废液和杂质进行初步的滤除，锥形滤水斗是锥形的设计，气体通过锥形滤水斗的过程中能够以一定气流冲击力撞向锥形滤水斗内壁上的活性炭吸附层，可以保证活性炭吸附层对混合气体中的杂质和废水进行充分吸收。

Description

一种燃料电池系统氢气回收装置
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池系统氢气回收装置。
背景技术
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧或储能方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
氢燃料电池发动机系统在工作过程中，会对排出的剩余氢气进行回收。
中国专利公布了一种燃料电池系统氢气回收装置（CN110459788A），包括：涡轮驱动装置，设置有空气输入口；氢气压缩装置，与涡轮驱动装置驱动连接，其设置有氢气进口和氢气出口；燃料电池，设置有氢气的输入端、氢气的输出端和空气的输入端、空气的输出端，其中，燃料电池的氢气的输入端连通至氢气压缩装置的氢气出口，燃料电池的氢气输出端连通至氢气压缩装置的氢气进口，燃料电池的空气输出端连通至涡轮驱动装置的空气输入口。采用这样的燃料电池系统氢气回收装置，减少了燃料电池发动机自耗电，增加了燃料电池发动机系统的功率密度和燃料电池净功率输出。
发明内容
本发明通过提出一种燃料电池系统氢气回收装置，以解决对氢气回收的过程种气液分离不够彻底而影响后期对氢气净化的效率以及在粗脱硫过程中脱硫程度过低的问题。
具体地，本发明提出一种燃料电池系统氢气回收装置，包括气液分离罩和粗脱硫反应罩，所述气液分离罩的一侧连通有连接管，所述连接管的一端连通有初步过滤罩，所述初步过滤罩的一侧连通有进气管，所述初步过滤罩内腔的顶部与连接管之间设置有锥形滤水斗，所述初步过滤罩的底端连通有第一排水管。
优选地，所述气液分离罩的内部固定安装有气体缓冲框，所述连接管的一端延伸至气体缓冲框的内部，所述气液分离罩的内部且位于气体缓冲框的上方固定安装有除水机构；所述除水机构是有若干个曲折的滤水板连接成一体而成。
优选地，所述气液分离罩的顶部连通有导气管，所述导气管的一端连通有导气斗，所述导气斗的顶部连通有若干支管，所述粗脱硫反应罩的内部均匀开设有若干反应槽，所有所述的支管分别延伸至若干反应槽的内部，所有所述反应槽的内部均填充有废屑的氧化铁。
优选地，所述粗脱硫反应罩内腔的底部安装有出料机构，所述出料机构包括设置在反应槽底部的出料片，且若干出料片通过中间连接件连接成一体，所有反应槽之间的中部开设有与中间连接件相适配的中间槽体。
优选地，位于两侧的所述出料片的顶部均固定连接有连接支杆，所述粗脱硫反应罩外壁的两侧均固定连接有凸块，两个所述凸块的顶端均固定连接有电推杆，所述电推杆的顶端与连接支杆的顶端连接。
优选地，所述粗脱硫反应罩的内部安装有加热组件，所述加热组件包括间隔设置的多组加热管以及连接在加热管顶部的加热导件，所述粗脱硫反应罩的内部间隔设置有若干用于容纳加热管的条形通槽。
优选地，所述粗脱硫反应罩顶部的外表面可拆卸安装有顶罩，所述顶罩的顶部连通有排气管，所述排气管上设置有排气阀。
优选地，所述初步过滤罩的底部连通有第一排水管，且第一排水管上设置有第一排水阀。
优选地，所述气液分离罩的底部连通有第二排水管，所述第二排水管上设置有第二排水阀。
优选地，所述进气管上设置有进气阀。
本申请技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过设置在初步过滤罩内部的锥形滤水斗能够对气体的的废液和杂质进行初步的滤除，锥形滤水斗是锥形的设计，气体通过锥形滤水斗的过程中能够以一定气流冲击力撞向锥形滤水斗内壁上的活性炭吸附层，可以保证活性炭吸附层对混合气体中的杂质和废水进行充分吸收；同时配合曲折的滤水板能够对气体中的水分和雾气进行进一步的滤除，同时设置的气体缓冲框能够对进入气液分离罩的气体进行缓冲，降低气体进入气液分离罩的流速，使气体能够缓慢的向上流动，以增加对气体中水分排出的效率，最大程度的实现气液分离。
本发明通过间隔设置的反应槽，配合对应设置的支管，可以使气体均流化的进入反应槽内部，使气体充分的与氧化铁反应。
附图说明
图1为本发明一种燃料电池系统氢气回收装置的第一结构示意图。
图2为本发明一种燃料电池系统氢气回收装置的结构剖视图。
图3为本发明一种燃料电池系统氢气回收装置中粗脱硫反应罩内部的爆炸结构示意图。
图4为本发明一种燃料电池系统氢气回收装置中气液分离罩内部的爆炸结构示意图。
图5为本发明一种燃料电池系统氢气回收装置的第二结构示意图。
图中；1、气液分离罩；2、粗脱硫反应罩；3、连接管；4、初步过滤罩；5、进气管；6、锥形滤水斗；7、第一排水管；8、气体缓冲框；9、滤水板；10、导气管；11、导气斗；12、支管；13、反应槽；14、出料片；15、中间连接件；16、中间槽体；17、连接支杆；18、凸块；19、电推杆；20、加热管；21、加热导件；22、条形通槽；23、顶罩；24、排气管；25、排气阀；26、第一排水阀；27、第二排水阀；28、进气阀；29、第二排水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种燃料电池系统氢气回收装置，参照图1，包括气液分离罩1和粗脱硫反应罩2，气液分离罩1的一侧连通有连接管3，连接管3的一端连通有初步过滤罩4，初步过滤罩4的一侧连通有进气管5，初步过滤罩4内腔的顶部与连接管3之间设置有锥形滤水斗6，初步过滤罩4的底端连通有第一排水管7。
在对氢气回收的过程中，需要对氢气进行气液分离，以排出混合气体中的废液，在本方案中通过设置的初步过滤罩4和气液分离罩1可充分的对混合气体中的废液排出，混合气体即燃料电池系统产生的混合气体，从进气管5进入初步过滤罩4，并从初步过滤罩4的连接管3进入气液分离罩1，设置在初步过滤罩4内部的锥形滤水斗6能够对混合气体中的水分和杂质进行初步滤除，锥形滤水斗6的内侧设置有一层活性炭吸附层，活性炭吸附层可以对水中的杂质进行吸附滤除，锥形滤水斗6是锥形的设计，气体通过锥形滤水斗6的过程中能够以一定气流冲击力撞向锥形滤水斗6内壁上的活性炭吸附层，可以保证活性炭吸附层对混合气体中的杂质和废水进行充分吸收，过滤后的废水一部分被锥形滤水斗6内侧的活性炭吸附层吸收，一部分从设置在初步过滤罩4底端的第一排水管7排出。
在另一较佳实施例中，参照图2，气液分离罩1的内部固定安装有气体缓冲框8，连接管3的一端延伸至气体缓冲框8的内部，气液分离罩1的内部且位于气体缓冲框8的上方固定安装有除水机构；除水机构是有若干个曲折的滤水板9连接成一体而成。若干个曲折的滤水板9之间形成曲折的气体通风槽，气体在经过气体通风槽时，气体中的水分被吸附在滤水板9表面。
混合气体经过初步过滤罩4初步过滤后，并通过连接管3进入气液分离罩1，气液分离罩1内部设置的气体缓冲框8是罩在连接管3的外部，当初步过滤后的气体通过连接管3进入气液分离罩1时，气体缓冲框8能够进入气液分离罩1的气体进行缓冲，降低气体进入气液分离罩1的流速，使气体能够缓慢的向上流动，气体在经过设置在气液分离罩1内腔顶部的除水机构；即在若干个曲折的滤水板9的配合下能够缓慢向上流动的气体进行充分的过滤。
在另一较佳实施例中，参照图3、图4和图5，气液分离罩1的顶部连通有导气管10，导气管10的一端连通有导气斗11，导气斗11的顶部连通有若干支管12，粗脱硫反应罩2的内部均匀开设有若干反应槽13，所有的支管12分别延伸至若干反应槽13的内部，所有反应槽13的内部均填充有废屑的氧化铁。
经过充分过滤后的气体通过导气管10进入导气斗11，并由导气斗11上的若干支管12分别进入气液分离罩1内部的若干反应槽13，使气体能够充分的与各个反应槽13内部设置的氧化铁反应，除去气体中的硫物质，与传统的脱硫净化装置相比，通过若干支管12和若干反应槽13的分离设置可以保证气体能够更加充分的与氧化铁反应，增加粗脱硫反应中除硫的程度。
在另一较佳实施例中，参照图3，粗脱硫反应罩2内腔的底部安装有出料机构，出料机构包括设置在反应槽13底部的出料片14，且若干出料片14通过中间连接件15连接成一体，所有反应槽13之间的中部开设有与中间连接件15相适配的中间槽体16。
中间连接件15的设置使所有出料片14连接成一体，设置中间槽体16使所有反应槽13连接成一体，同时也是用于中间连接件15预留出料空间，在多个相互连通的反应槽13底部设置可以承载废屑氧化铁的出料片14，该出料片可以从粗脱硫反应罩2上方取出，便于对氧化铁进行更换，定期的更换新的氧化铁可以保证脱硫的质量。
在另一较佳实施例中，参照图3，位于两侧的出料片14的顶部均固定连接有连接支杆17，粗脱硫反应罩2外壁的两侧均固定连接有凸块18，两个凸块18的顶端均固定连接有电推杆19，电推杆19的顶端与连接支杆17的顶端连接。
通过在粗脱硫反应罩2外壁的两侧设置的凸块18用于对两个电推杆19进行固定，电推杆19顶端通过连接支杆17与出料片14连接，电推杆19进行升降时，可以带动连接支杆17向上移动，从而可以将出料片14向上带出粗脱硫反应罩2，从而方便对反应槽13内部的氧化铁进行更换。
在另一较佳实施例中，参照图3，粗脱硫反应罩2的内部安装有加热组件，加热组件包括间隔设置的多组加热管20以及连接在加热管20顶部的加热导件21，粗脱硫反应罩2的内部间隔设置有若干用于容纳加热管20的条形通槽22。
通过设置的多个条形通槽22用于放置多个加热管20，通过设置的多组加热管20可以用于对粗脱硫反应罩2内部进行加热，从而可以提高氧化铁与气体中硫反应的效率，并且设置的多组加热管20可以使粗脱硫反应罩2内部受热均匀。
在另一较佳实施例中，参照图3和图5，粗脱硫反应罩2顶部的外表面可拆卸安装有顶罩23，顶罩23的顶部连通有排气管24，排气管24上设置有排气阀25。
顶罩23可拆卸的设置在粗脱硫反应罩2顶部，需要对废屑氧化铁更换时，首先将顶罩23拆除即可；
当气体在粗脱硫反应罩2充分反应后，打开排气阀25对脱硫后的气体进行排气。
在另一较佳实施例中，参照图1，初步过滤罩4的底部连通有第一排水管7，且第一排水管7上设置有第一排水阀26，气液分离罩1的底部连通有第二排水管29，第二排水管29上设置有第二排水阀27。
通过打开第一排水阀26，将初步过滤罩4底部的废液排出，通过打开第二排水阀27将第二排水管29内部的积液排出。
在另一较佳实施例中，参照图1，进气管5上设置有进气阀28。进气阀28用于控制进气管5的启闭。
以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，包括气液分离罩（1）和粗脱硫反应罩（2），所述气液分离罩（1）的一侧连通有连接管（3），所述连接管（3）的一端连通有初步过滤罩（4），所述初步过滤罩（4）的一侧连通有进气管（5），所述初步过滤罩（4）内腔的顶部与连接管（3）之间设置有锥形滤水斗（6），所述初步过滤罩（4）的底端连通有第一排水管（7）。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述气液分离罩（1）的内部固定安装有气体缓冲框（8），所述连接管（3）的一端延伸至气体缓冲框（8）的内部，所述气液分离罩（1）的内部且位于气体缓冲框（8）的上方固定安装有除水机构；所述除水机构是有若干个曲折的滤水板（9）连接成一体而成。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述气液分离罩（1）的顶部连通有导气管（10），所述导气管（10）的一端连通有导气斗（11），所述导气斗（11）的顶部连通有若干支管（12），所述粗脱硫反应罩（2）的内部均匀开设有若干反应槽（13），所有所述的支管（12）分别延伸至若干反应槽（13）的内部，所有所述反应槽（13）的内部均填充有废屑的氧化铁。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述粗脱硫反应罩（2）内腔的底部安装有出料机构，所述出料机构包括设置在反应槽（13）底部的出料片（14），且若干出料片（14）通过中间连接件（15）连接成一体，所有反应槽（13）之间的中部开设有与中间连接件（15）相适配的中间槽体（16）。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，位于两侧的所述出料片（14）的顶部均固定连接有连接支杆（17），所述粗脱硫反应罩（2）外壁的两侧均固定连接有凸块（18），两个所述凸块（18）的顶端均固定连接有电推杆（19），所述电推杆（19）的顶端与连接支杆（17）的顶端连接。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述粗脱硫反应罩（2）的内部安装有加热组件，所述加热组件包括间隔设置的多组加热管（20）以及连接在加热管（20）顶部的加热导件（21），所述粗脱硫反应罩（2）的内部间隔设置有若干用于容纳加热管（20）的条形通槽（22）。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述粗脱硫反应罩（2）顶部的外表面可拆卸安装有顶罩（23），所述顶罩（23）的顶部连通有排气管（24），所述排气管（24）上设置有排气阀（25）。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述初步过滤罩（4）的底部连通有第一排水管（7），且第一排水管（7）上设置有第一排水阀（26）。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述气液分离罩（1）的底部连通有第二排水管（29），所述第二排水管（29）上设置有第二排水阀（27）。
10.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统氢气回收装置，其特征在于，所述进气管（5）上设置有进气阀（28）。
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