CN215815966U - 一种燃料电池氢气循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃料电池领域，公开了一种燃料电池氢气循环装置。包括通过管路连接成闭环的反应气入口、燃料电池电堆、换热器、排水罐、氢气循环泵及在主循环管路上安设的支路、阀门，利用氢气进行反应发电，并通过循环管路的处理再次利用氢气形成循环；循环装置解决了在氢气回流过程中反应气的进堆温度、压力波动，避免燃料电池电堆在运行过程中氢气浪费，经济性良好。

Description

一种燃料电池氢气循环装置

技术领域

本实用新型属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池用氢气循环装置。

背景技术

燃料电池是一种清洁、高效、长寿命的发电装置。燃料电池与常规的发电技术相比，在效率、安全性、可靠性、灵活性、清洁性、操作性能等方面有很大的优势，应用前景十分广阔。作为燃料电池中的一种，质子交换膜燃料电池还具有操作温度低、比能量高、使用寿命长、响应速度快以及无电解质泄漏等优点，在国防、能源、交通、环保、通讯等方面都有很好的应用前景。在质子交换膜燃料电池运行和测试过程中，需要消耗大量的氢气，而使用氢气循环泵装置将电堆排出的剩余氢气循环利用是目前普遍使用节约氢气的方式，在使用氢气循环泵过程中，由于电堆尾排的氢气中温度较高而且含有大量的水蒸气，高温的回流气体进入电堆，致使电堆温度控制不好，尾排氢气中含有大量水蒸气凝结成水带入燃料电池电堆影响电池性能等。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种燃料电池氢气循环装置，不但可以节约氢气，还可以分离电堆尾排氢气中的水蒸气，控制氢气回流的温度，保证在使用氢回流泵时进堆温度、压力的稳定，燃料电池电堆的稳定运行，氢气回流不会因为氢气中的水蒸气凝结成水而影响燃料电池电堆运行。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种燃料电池氢气循环装置，包括反应气入口、燃料电池电堆、开关阀、尾排阀、调节阀、手动阀、换热器、排水罐、疏水阀、温度传感器、压力传感器、氢气循环泵、外部冷却水入口、外部冷却水出口。反应气入口、燃料电池电堆、换热器、排水罐、氢气循环泵通过管路连接成闭环，燃料电池电堆与换热器的连接管路上另设有一尾排支路，尾排支路上设有尾排阀，燃料电池电堆与换热器的连接管路上还设有开关阀B；排水罐与氢气循环泵的连接管路上依次设有放气管路、温度传感器、压力传感器A，放气管路上设有手动阀，排水罐上另设有排水管路，排水管路上设有疏水阀；氢气循环泵与反应气入口管路的连接管路上依次设有压力传感器B、开关阀A；换热器上连有外部冷却水入口及外部冷却水出口，外部冷却水出口管路上设有调节阀。

进一步的，所述尾排阀为间歇排放。

进一步的，循环装置整体管路设有外部保温和电伴热。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

1)本实用新型可解决在氢气回流过程中反应气的进堆温度、压力波动；

2)本实用新型实用巧妙的利用常规器件构造避免燃料电池电堆在运行过程中氢气浪费,经济性良好；

3)本实用新型解决了燃料电池电堆尾排气体中水蒸气凝结成水，影响燃料电池电堆运行。

附图说明

图1是燃料电池氢气循环装置线路连接图。

图中1.反应气入口，2.燃料电池电堆，3.开关阀A，4.尾排阀，5.开关阀B，6.调节阀，7.手动阀，8.换热器，9.排水罐，10.疏水阀，11.温度传感器，12.压力传感器A，13.氢气循环泵，14.压力传感器B，15.外部冷却水入口，16.外部冷却水出口。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本实用新型，但不限制本实用新型的保护范围。如无特殊说明，本实用新型所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。

实施例1

一种燃料电池氢气循环装置

包括反应气入口1、燃料电池电堆2、开关阀、尾排阀4、调节阀6、手动阀7、换热器8、排水罐9、疏水阀10、温度传感器11、压力传感器、氢气循环泵13、外部冷却水入口15、外部冷却水出口16。反应气入口1、燃料电池电堆2、换热器8、排水罐9、氢气循环泵13通过管路连接成闭环，燃料电池电堆2与换热器8的连接管路上另设有一尾排支路用于排出燃料电池电堆的杂质，尾排支路上设有尾排阀4控制杂质的排出，燃料电池电堆2与换热器8的连接管路上还设有开关阀B5控制反应发电后的高温高湿氢气进入；排水罐9与氢气循环泵13的连接管路上依次设有放气管路、温度传感器11测温、压力传感器A12测压，放气管路用于放出处理后的废气，放气管路上设有手动阀7控制放气，排水罐9上另设有排水管路以排出氢气内部水蒸气凝结成的水，排水管路上设有疏水阀10控制排水；氢气循环泵13与反应气入口1管路的连接管路上依次设有压力传感器B14测压、开关阀A3控制气体进入；换热器8上连有外部冷却水入口15及外部冷却水出口16用以通入外部冷却水冷却氢气，外部冷却水出口16管路上设有调节阀6以调节冷却水的流量从而控制经过换热器8的氢气温度。

循环装置整体管路有外部保温和电伴热，保持管路内部气体的温度可控；尾排阀4为间歇排放。

燃料电池氢气循环装置使用时氢气通过反应气入口1进入燃料电池电堆2发生反应发电后剩余的高温高湿氢气通过开关阀B5进入换热器8通过换热器8控制氢气温度，将氢气内部的水蒸气凝结成水通过排水罐9分离后在疏水阀10的控制下由排水管路排出，氢气经过排水罐9后通过氢气回流泵13加压，氢气循环泵13前管道上安装有温度传感器11和压力传感器A12，加压后的氢气经过压力传感器B14检测压力后经过开关阀A3进入燃料电池电堆2发生反应，由此形成循环。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种燃料电池氢气循环装置，其特征在于，包括反应气入口(1)、燃料电池电堆(2)、开关阀、尾排阀(4)、调节阀(6)、手动阀(7)、换热器(8)、排水罐(9)、疏水阀(10)、温度传感器(11)、压力传感器、氢气循环泵(13)、外部冷却水入口(15)、外部冷却水出口(16)；反应气入口(1)、燃料电池电堆(2)、换热器(8)、排水罐(9)、氢气循环泵(13)通过管路连接成闭环，燃料电池电堆(2)与换热器(8)的连接管路上另设有一尾排支路，尾排支路上设有尾排阀(4)，燃料电池电堆(2)与换热器(8)的连接管路上还设有开关阀B(5)；排水罐(9)与氢气循环泵(13)的连接管路上依次设有放气管路、温度传感器(11)、压力传感器A(12)，放气管路上设有手动阀(7)，排水罐(9)上另设有排水管路，排水管路上设有疏水阀(10)；氢气循环泵(13)与反应气入口(1)管路的连接管路上依次设有压力传感器B(14)、开关阀A(3)；换热器(8)上连有外部冷却水入口(15)及外部冷却水出口(16)，外部冷却水出口(16)管路上设有调节阀(6)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环装置，其特征在于，所述循环装置整体管路设有外部保温和电伴热。

3.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环装置，其特征在于，所述尾排阀(4)为间歇排放。

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