CN204516846U - 一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块 - Google Patents

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沈建跃
陈刚
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Abstract

本实用新型公开了一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块，燃烧供氧风机（1）、换热器（2）、燃烧室（3）、分流器（5）、换热器（2）顺序连接，重整室（4）、电堆（6）、燃烧室（3）顺序连接，电堆（6）、冷热循环泵（8）、换热器（2）、电堆（6）顺序连接，反应供氧风机（7）与电堆（6）连接；通过分别利用尾气余热对电堆进行预热、电堆余热对燃烧空气加热、电堆反应剩余氢气燃烧为重整反应供热，提高了热量和燃料利用率，进而提高了发电模块的综合效率，只要应用在重整制氢燃料电池发电领域。

Description

一种有效利用余热的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，尤其涉及一种有效利用余热的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、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，提供一种有效利用余热的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：一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块， 包括燃烧供氧风机、换热器、燃烧室、重整室、分流器、电堆、反应供氧风机、冷热循环泵，所述燃烧供氧风机、换热器、燃烧室、分流器、换热器顺序连接，所述重整室、电堆、燃烧室顺序连接，所述电堆、冷热循环泵、换热器、电堆顺序连接，所述反应供氧风机与所述电堆连接。
进一步的，所述重整室设置在所述燃烧室内部，所述燃烧室至少包围所述重整室两个侧面。
进一步的，所述分流器设置成三通结构，分流器收集燃烧室产生的尾气，一路通向换热器，一路直接排出外界。
进一步的，所述分流器设置有阀，用于截止流向换热器的尾气。
本技术方案的工作原理是，启动时，甲醇泵向所述燃烧室注入甲醇水，甲醇水燃烧产生高温气体，高温气体加热所述重整室和换热器，冷热循环泵带动导热液体，将换热器的热量传递到电堆，对电堆进行预热；正常运行过程中，所述分流器截止尾气流向换热器，冷热循环泵带动导热液体，将电堆内的热量传递到换热器，燃烧供氧风机再将换热器的热量通过空气传递入燃烧室；并且正常工作过程中，电堆反应剩余氢气进入燃烧室燃烧，为后续重整反应提供热量；上述过程分别利用了尾气余热对电堆进行预热、电堆余热对燃烧空气进行加热、电堆反应剩余氢气燃烧为重整反应供热，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分别利用尾气余热对电堆进行预热、电堆余热对燃烧空气加热、电堆反应剩余氢气燃烧为重整反应供热，提高了热量和燃料利用率，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.燃烧供氧风机，2.换热器，3.燃烧室，4.重整室，5.分流器，6.电堆，7.反应供氧风机，8.冷热循环泵。
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，燃烧供氧风机（1）、换热器（2）、燃烧室（3）、分流器（5）、换热器（2）顺序连接，构成燃烧加热通道，为重整反应预热、电堆预热提供热量；重整室（4）、电堆（6）、燃烧室（3）顺序连接，构成制氢反应通道，多余氢气进入燃烧室燃烧，为后续重整反应提供热量；电堆（6）、冷热循环泵（8）、换热器（2）、电堆（6）顺序连接，构成冷热循环通道，通道内注有导热液体，通过导热液体循环，控制电堆温度在反应要求温度范围内，反应供氧风机（7）与电堆（6）连接，为电堆反应提供氧气。
重整室（4）设置在燃烧室（3）内部，燃烧室（3）至少包围重整室（4）两个侧面，本实用新型实施例中，燃烧室（3）和重整室（4）均设置为矩形结构，燃烧室（3）包围重整室（4）五个侧面。
本实用新型实施例中，分流器（5）设置成三通结构，分流器（5）收集燃烧室产生的尾气，一路通向换热器，一路直接排出外界。
本实用新型实施例中，分流器（5）设置有阀，用于截止流向换热器的尾气。
本实用新型实施例中，启动时，甲醇泵向所述燃烧室注入甲醇水，甲醇水燃烧产生高温气体，高温气体加热重整室（4）和换热器（2），冷热循环泵（8）带动导热液体，将换热器（2）的热量传递到电堆（6），对电堆（6）进行预热；正常运行过程中，分流器（5）截止尾气流向换热器（2），冷热循环泵（8）带动导热液体，将电堆（6）内的热量传递到换热器（2），燃烧供氧风机（1）再将换热器（2）的热量通过空气传递入燃烧室（3）；并且正常工作过程中，电堆（6）反应剩余氢气进入燃烧室（3）燃烧，为后续重整反应提供热量；上述过程分别利用了尾气余热对电堆进行预热、电堆余热对燃烧空气进行加热、电堆反应剩余氢气燃烧为重整反应供热，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分别利用尾气余热对电堆进行预热、电堆余热对燃烧空气加热、电堆反应剩余氢气燃烧为重整反应供热，提高了热量和燃料利用率，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 (4)

1.一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块， 其特征在于：包括燃烧供氧风机、换热器、燃烧室、重整室、分流器、电堆、反应供氧风机、冷热循环泵，所述燃烧供氧风机、换热器、燃烧室、分流器、换热器顺序连接，所述重整室、电堆、燃烧室顺序连接，所述电堆、冷热循环泵、换热器、电堆顺序连接，所述反应供氧风机与所述电堆连接。
2. 根据权利要求1所述的一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块， 其特征在于：所述重整室设置在所述燃烧室内部，所述燃烧室至少包围所述重整室两个侧面。
3.根据权利要求1所述的一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块， 其特征在于：所述分流器设置成三通结构，分流器收集燃烧室产生的尾气，一路通向换热器，一路直接排出外界。
4.根据权利要求1所述的一种有效利用余热的重整制氢燃料电池发电模块， 其特征在于：所述分流器设置有阀，用于截止流向换热器的尾气。
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