CN204333126U - 一种重整制氢燃料电池发电模块 - Google Patents

一种重整制氢燃料电池发电模块 Download PDF

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文兆辉
陈刚
顾志强
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Abstract

本实用新型公开了一种重整制氢燃料电池发电模块，包括燃烧室（1）、重整室（2）、汽化室（3）、电堆（4）、甲醇泵（5）、三通阀（6）、风机（7），风机（7）、燃烧室（1）、重整室（2）、汽化室（3）顺序连接构成A通道，风机（7）、三通阀（6）、电堆（4）、汽化室（3）顺序连接构成B通道，甲醇泵（5）、汽化室（3）、重整室（2）、电堆（4）、燃烧室（1）顺序连接构成C通道，风机（7）、燃烧室（1）、三通阀（6）顺序连接构成D通道，甲醇泵（5）与燃烧室（1）连接。本实用新型通过充分利用重整室和电堆的余热对汽化室进行加热，解决了目前重整制氢燃料电池发电效率低的问题，主要应用在重整制氢燃料电池发电领域。

Description

一种重整制氢燃料电池发电模块
技术领域
本实用新型涉及燃料电池发电领域，尤其涉及一种重整制氢燃料电池发电模块。
背景技术
目前的重整制氢和燃料电池分属两个独立模块，彼此没有余热交换，浪费了部分热量，或者两者仅做简单的组合，燃烧室、汽化室、重整室、电堆顺序连接，热量利用效率低，因此将重整制氢和燃料电池集成到一个模块，提高热量利用率，进而提高发电模块的综合效率，也是一项急需的设计需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种重整制氢燃料电池发电模块，该模块通过重整制氢和燃料电池的集成，并通过巧妙的结构，提高了系统的热量利用率。
本实用新型为解决其技术问题而采取的技术方案是：一种重整制氢燃料电池发电模块， 包括燃烧室、重整室、汽化室、电堆、甲醇泵、三通阀、风机，所述风机、燃烧室、重整室、汽化室顺序连接构成A通道，所述风机、三通阀、电堆、汽化室顺序连接构成B通道，所述甲醇泵、汽化室、重整室、电堆、燃烧室顺序连接构成C通道，所述风机、燃烧室、三通阀顺序连接构成D通道，所述甲醇泵与所述燃烧室连接。
进一步的，所述燃烧室设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成D通道的一部分。
进一步的，所述重整室设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成C通道的一部分。
进一步的，所述汽化室设置有三组通道，三组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成B通道的一部分，剩下一组通道构成C通道的一部分。
进一步的，所述电堆设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成B通道的一部分，另一组通道构成C通道的一部分。
本技术方案的工作原理是，启动时，甲醇泵向燃烧室供应甲醇水，甲醇水在燃烧室燃烧产生高温器气体，高温气体在风机的作用下沿着A通道前进，顺序加热重整室、汽化室，同时三通阀关闭B通道，开通D通道，D通道从燃烧室吸收热量，在风机的作用下将热量依次传送到电堆、汽化室，当重整室、汽化室、电堆到达反应温度后，C通道中的甲醇泵将甲醇水输送到汽化室，甲醇水汽化后到达重整室，在重整室发生重整反应生成氢气和二氧化碳混合气体，混合气体通过电堆发电，剩余混合气体进入燃烧室燃烧，当系统稳定后，甲醇泵停止向燃烧室供应甲醇水，由剩余混合气体燃烧维持加热，同时三通阀关闭D通道，开通B通道，B通道风机工作，向电堆输送反应所需空气，同时冷却电堆，余热经过汽化室对汽化室进行加热；上述过程充分利用了重整室和电堆的余热对汽化室进行加热，热量利用率高，因而该发电模块具有较高的效率。
本实用新型的有益效果是：所述重整制氢燃料电池发电模块通过充分利用重整室和电堆的余热对汽化室进行加热，提高了热量利用率，进而提高了发电模块的综合效率。
附图说明
图1是本实用新型重整制氢燃料电池发电模块的结构图。
图中标记的含义：1.燃烧室，2.重整室，3.汽化室，4.电堆，5.甲醇泵，6.三通阀，7.风机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1所示实施例中，风机（7）、燃烧室（1）、重整室（2）、汽化室（3）顺序连接构成A通道，风机（7）、三通阀（6）、电堆（4）、汽化室（3）顺序连接构成B通道，甲醇泵（5）、汽化室（3）、重整室（2）、电堆（4）、燃烧室（1）顺序连接构成C通道，风机（7）、燃烧室（1）、三通阀（6）顺序连接构成D通道，甲醇泵（5）与燃烧室（1）连接。
本实用新型实施例中，燃烧室（1）设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成D通道的一部分，通过交错换热， D通道从燃烧室（1）吸收热量用于对电堆（4）进行预热。
本实用新型实施例中，重整室（2）设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成C通道的一部分，通过交错换热，C通道从A通道吸收热量，将汽化的甲醇水重整成氢气和二氧化碳混合气体。
本实用新型实施例中，汽化室（3）设置有三组通道，三组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成B通道的一部分，剩下一组通道构成C通道的一部分，通过交错换热，C通道从A通道、B通道吸收余热，将甲醇水汽化。
本实用新型实施例中，电堆（4）设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成B通道的一部分，另一组通道构成C通道的一部分，通过交错换热，C通道冷空气从B通道吸收热量，防止电堆（4）过热。
本实用新型在使用时，甲醇泵向燃烧室供应甲醇水，甲醇水在燃烧室燃烧产生高温器气体，高温气体在风机的作用下沿着A通道前进，顺序加热重整室、汽化室，同时三通阀关闭B通道，开通D通道，D通道从燃烧室吸收热量，在风机的作用下将热量依次传送到电堆、汽化室，当重整室、汽化室、电堆到达反应温度后，C通道中的甲醇泵将甲醇水输送到汽化室，甲醇水汽化后到达重整室，在重整室发生重整反应生成氢气和二氧化碳混合气体，混合气体通过电堆发电，剩余混合气体进入燃烧室燃烧，当系统稳定后，甲醇泵停止向燃烧室供应甲醇水，由剩余混合气体燃烧维持加热，同时三通阀关闭D通道，开通B通道，B通道风机工作，向电堆输送反应所需空气，同时冷却电堆，余热经过汽化室对汽化室进行加热；上述过程充分利用了重整室和电堆的余热对汽化室进行加热，热量利用率高，因而该发电模块具有较高的效率。
本实用新型实施例的有益效果是：该重整制氢燃料电池发电模块通过充分利用重整室和电堆的余热对汽化室进行加热，提高了热量利用率，进而提高了发电模块的综合效率。
以上所述仅是本实用新型优选的实施方式的描述，应当指出由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本领域普通的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种重整制氢燃料电池发电模块，包括燃烧室、重整室、汽化室、电堆、甲醇泵、三通阀、风机，其特征在于：所述风机、燃烧室、重整室、汽化室顺序连接构成A通道，所述风机、三通阀、电堆、汽化室顺序连接构成B通道，所述甲醇泵、汽化室、重整室、电堆、燃烧室顺序连接构成C通道，所述风机、燃烧室、三通阀顺序连接构成D通道，所述甲醇泵与所述燃烧室连接。
2. 根据权利要求1所述的重整制氢燃料电池发电模块，其特征在于：所述燃烧室设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成D通道的一部分。
3.根据权利要求1所述的重整制氢燃料电池发电模块，其特征在于：所述重整室设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成C通道的一部分。
4.根据权利要求1所述的重整制氢燃料电池发电模块，其特征在于：所述汽化室设置有三组通道，三组通道交错但不连通，其中一组通道构成A通道的一部分，另一组通道构成B通道的一部分，剩下一组通道构成C通道的一部分。
5.根据权利要求1所述的重整制氢燃料电池发电模块，其特征在于：所述电堆设置有两组通道，两组通道交错但不连通，其中一组通道构成B通道的一部分，另一组通道构成C通道的一部分。
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