一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃料電池發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的重整制氫和燃料電池分屬兩個獨(dú)立模塊，彼此沒有余熱交換，浪費(fèi)了部分熱量，或者兩者僅做簡單的組合，燃燒室、重整室、電堆順序連接，熱量利用效率低，因此將重整制氫和燃料電池集成到一個模塊，提高熱量利用率，進(jìn)而提高發(fā)電模塊的綜合效率，也是一項急需的設(shè)計需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，該模塊通過重整制氫和燃料電池的集成，并通過巧妙的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的熱量利用率。
[0004]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題而采取的技術(shù)方案是:一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，包括燃燒供氧風(fēng)機(jī)、換熱器、燃燒室、重整室、分流器、電堆、反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)、冷熱循環(huán)泵，所述燃燒供氧風(fēng)機(jī)、換熱器、燃燒室、分流器、換熱器順序連接，所述重整室、電堆、燃燒室順序連接，所述電堆、冷熱循環(huán)泵、換熱器、電堆順序連接，所述反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)與所述電堆連接。
[0005]進(jìn)一步的，所述重整室設(shè)置在所述燃燒室內(nèi)部，所述燃燒室至少包圍所述重整室兩個側(cè)面。
[0006]進(jìn)一步的，所述分流器設(shè)置成三通結(jié)構(gòu)，分流器收集燃燒室產(chǎn)生的尾氣，一路通向換熱器，一路直接排出外界。
[0007]進(jìn)一步的，所述分流器設(shè)置有閥，用于截止流向換熱器的尾氣。
[0008]本技術(shù)方案的工作原理是，啟動時，甲醇泵向所述燃燒室注入甲醇水，甲醇水燃燒產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體加熱所述重整室和換熱器，冷熱循環(huán)泵帶動導(dǎo)熱液體，將換熱器的熱量傳遞到電堆，對電堆進(jìn)行預(yù)熱；正常運(yùn)行過程中，所述分流器截止尾氣流向換熱器，冷熱循環(huán)泵帶動導(dǎo)熱液體，將電堆內(nèi)的熱量傳遞到換熱器，燃燒供氧風(fēng)機(jī)再將換熱器的熱量通過空氣傳遞入燃燒室；并且正常工作過程中，電堆反應(yīng)剩余氫氣進(jìn)入燃燒室燃燒，為后續(xù)重整反應(yīng)提供熱量；上述過程分別利用了尾氣余熱對電堆進(jìn)行預(yù)熱、電堆余熱對燃燒空氣進(jìn)行加熱、電堆反應(yīng)剩余氫氣燃燒為重整反應(yīng)供熱，因而該發(fā)電模塊具有較高的效率。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:所述重整制氫燃料電池發(fā)電模塊通過分別利用尾氣余熱對電堆進(jìn)行預(yù)熱、電堆余熱對燃燒空氣加熱、電堆反應(yīng)剩余氫氣燃燒為重整反應(yīng)供熱，提高了熱量和燃料利用率，進(jìn)而提高了發(fā)電模塊的綜合效率。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型重整制氫燃料電池發(fā)電模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖中標(biāo)記的含義:1.燃燒供氧風(fēng)機(jī)，2.換熱器，3.燃燒室，4.重整室，5.分流器，6.電堆，7.反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)，8.冷熱循環(huán)泵。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0013]圖1所示實(shí)施例中，燃燒供氧風(fēng)機(jī)(1)、換熱器(2)、燃燒室(3)、分流器(5)、換熱器(2)順序連接，構(gòu)成燃燒加熱通道，為重整反應(yīng)預(yù)熱、電堆預(yù)熱提供熱量；重整室(4)、電堆(6)、燃燒室(3)順序連接，構(gòu)成制氫反應(yīng)通道，多余氫氣進(jìn)入燃燒室燃燒，為后續(xù)重整反應(yīng)提供熱量；電堆(6 )、冷熱循環(huán)泵(8 )、換熱器(2 )、電堆(6 )順序連接，構(gòu)成冷熱循環(huán)通道，通道內(nèi)注有導(dǎo)熱液體，通過導(dǎo)熱液體循環(huán)，控制電堆溫度在反應(yīng)要求溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)(7 )與電堆(6 )連接，為電堆反應(yīng)提供氧氣。
[0014]重整室(4)設(shè)置在燃燒室(3)內(nèi)部，燃燒室(3)至少包圍重整室(4)兩個側(cè)面，本實(shí)用新型實(shí)施例中，燃燒室(3)和重整室(4)均設(shè)置為矩形結(jié)構(gòu)，燃燒室(3)包圍重整室(4)五個側(cè)面。
[0015]本實(shí)用新型實(shí)施例中，分流器(5 )設(shè)置成三通結(jié)構(gòu)，分流器(5 )收集燃燒室產(chǎn)生的尾氣，一路通向換熱器，一路直接排出外界。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例中，分流器(5)設(shè)置有閥，用于截止流向換熱器的尾氣。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例中，啟動時，甲醇泵向所述燃燒室注入甲醇水，甲醇水燃燒產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體加熱重整室(4)和換熱器(2)，冷熱循環(huán)泵(8)帶動導(dǎo)熱液體，將換熱器(2 )的熱量傳遞到電堆(6 )，對電堆(6 )進(jìn)行預(yù)熱；正常運(yùn)行過程中，分流器(5 )截止尾氣流向換熱器(2)，冷熱循環(huán)泵(8)帶動導(dǎo)熱液體，將電堆(6)內(nèi)的熱量傳遞到換熱器(2)，燃燒供氧風(fēng)機(jī)(I)再將換熱器(2)的熱量通過空氣傳遞入燃燒室(3);并且正常工作過程中，電堆(6)反應(yīng)剩余氫氣進(jìn)入燃燒室(3)燃燒，為后續(xù)重整反應(yīng)提供熱量；上述過程分別利用了尾氣余熱對電堆進(jìn)行預(yù)熱、電堆余熱對燃燒空氣進(jìn)行加熱、電堆反應(yīng)剩余氫氣燃燒為重整反應(yīng)供熱，因而該發(fā)電模塊具有較高的效率。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:所述重整制氫燃料電池發(fā)電模塊通過分別利用尾氣余熱對電堆進(jìn)行預(yù)熱、電堆余熱對燃燒空氣加熱、電堆反應(yīng)剩余氫氣燃燒為重整反應(yīng)供熱，提高了熱量和燃料利用率，進(jìn)而提高了發(fā)電模塊的綜合效率。
[0019]以上所述僅是本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，其特征在于:包括燃燒供氧風(fēng)機(jī)、換熱器、燃燒室、重整室、分流器、電堆、反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)、冷熱循環(huán)泵，所述燃燒供氧風(fēng)機(jī)、換熱器、燃燒室、分流器、換熱器順序連接，所述重整室、電堆、燃燒室順序連接，所述電堆、冷熱循環(huán)泵、換熱器、電堆順序連接，所述反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)與所述電堆連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，其特征在于:所述重整室設(shè)置在所述燃燒室內(nèi)部，所述燃燒室至少包圍所述重整室兩個側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，其特征在于:所述分流器設(shè)置成三通結(jié)構(gòu)，分流器收集燃燒室產(chǎn)生的尾氣，一路通向換熱器，一路直接排出外界。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，其特征在于:所述分流器設(shè)置有閥，用于截止流向換熱器的尾氣。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種有效利用余熱的重整制氫燃料電池發(fā)電模塊，燃燒供氧風(fēng)機(jī)（1）、換熱器（2）、燃燒室（3）、分流器（5）、換熱器（2）順序連接，重整室（4）、電堆（6）、燃燒室（3）順序連接，電堆（6）、冷熱循環(huán)泵（8）、換熱器（2）、電堆（6）順序連接，反應(yīng)供氧風(fēng)機(jī)（7）與電堆（6）連接；通過分別利用尾氣余熱對電堆進(jìn)行預(yù)熱、電堆余熱對燃燒空氣加熱、電堆反應(yīng)剩余氫氣燃燒為重整反應(yīng)供熱，提高了熱量和燃料利用率，進(jìn)而提高了發(fā)電模塊的綜合效率，只要應(yīng)用在重整制氫燃料電池發(fā)電領(lǐng)域。
【IPC分類】H01M8-06, H01M8-04
【公開號】CN204516846
【申請?zhí)枴緾N201520280073
【發(fā)明人】文兆輝, 沈建躍, 陳剛
【申請人】深圳伊騰得新能源有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月4日