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甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置制造方法及图纸

技术编号:16565691 阅读:98 留言:0更新日期:2017-11-15 04:49
本实用新型专利技术公开了一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,下盖板内为汽化重整室,汽化重整室由中间设置的隔板形成U形流道,U形流道两侧分别为甲醇水汽化区与甲醇重整区;U形流道内设置有催化剂载体,催化剂载体上放置有裂解催化剂和氧化还原催化剂。本装置能够快速将甲醇水溶液进行汽化重整,利用电加热的方式能够快速升温,使得甲醇燃料电池的启动速度大大加快,极大的提高了甲醇燃料电池的性能,从而提高甲醇燃料电池的启动时间。本装置甲醇燃料电池在结构上简单,响应速度快,拓展了甲醇燃料电池的应用范围。

Methanol water vaporization and reforming device for methanol fuel cell

The utility model discloses methanol water vaporization and reformer in a methanol fuel cell, under cover for steam reforming chamber, U shaped channel formed by baffle is arranged in the middle of steam reforming chamber, U shaped channel respectively on both sides of methanol water vaporization zone and methanol reforming zone; U shaped channel is arranged inside the catalyst carrier. Catalytic cracking catalysts and redox placed catalyst carrier. The device can quickly be methanol water solution for steam reforming, by way of electric heating can make rapid warming, methanol fuel cell start-up speed, greatly improves the performance of methanol fuel cell, so as to improve the startup time of methanol fuel cell. The methanol fuel cell of this device is simple in structure and fast in response, which extends the application scope of methanol fuel cell.

【技术实现步骤摘要】
甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置
本技术涉及甲醇燃料电池
,特别涉及一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置。
技术介绍
目前的甲醇燃料电池的重整制氢部分,甲醇水需要经过加热汽化,再经过加热重整,完成制氢过程。整个过程为吸热过程,较佳的反应温度为250℃左右。目前的加热方法主要是通过燃料燃烧产生高温气体,再利用高温气体对汽化室和重整室加热,气体作为换热介质。由于气体携带的热量小,离热源较远与较近的位置温差大,容易使重整室受热不均匀,使重整制氢效率变低,并且中途停机再启动时间较长,目前普遍为20分钟至1小时。同时也有利用燃烧火焰直接加热汽化室和重整室,由于火焰温度高,对汽化室和重整室容易造成烧蚀,并且温度也更难控制,更容易导致重整室受热不均匀。另外也有采用燃烧加热浴炉或者电热浴炉式的重整制氢系统,但寿命比较短而且效率低。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足,本技术的主要目的在于提供一种能够快速将甲醇水溶液进行汽化以及将甲醇蒸汽进行重整,从而提高甲醇燃料电池响应速度的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置。为实现上述目的,本技术提供了如下技术方案:一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,包括上盖板和下盖板,所述下盖板内为汽化重整室,汽化重整室由中间设置的隔板形成U形流道,U形流道两侧分别为甲醇水汽化区与甲醇重整区;U形流道内设置有催化剂载体,催化剂载体上放置有裂解催化剂和氧化还原催化剂;在下盖板的侧壁上,位于U形流道的两端分别设置有甲醇水进口和气体出口,甲醇水进口与甲醇水汽化区的顶端相通,气体出口设置在甲醇重整区的尾端处。优选的,所述U形流道内设置有若干个温度检测点。在所述甲醇水进口上安有甲醇水进液管。所述甲醇水进液管上在与下盖板的内壁连接处设置有铝合金密封垫;所述上盖板与下盖板上在边缘处对应设置有连接段,连接段上均设置有若干个螺栓孔,上盖板和下盖板由位于螺栓孔中的螺栓连接在一起。优选的,所述上盖板和下盖板之间设置纯铝密封垫,纯铝密封垫的两侧对边上设置有若干个定位块。定位块位于相邻的所述螺栓孔之间。优选的,所述催化剂载体为泡沫铜。优选的,所述上盖板以及下盖板上均设置有供电加热棒放置的加热孔。本技术相对于现有技术具有如下优点:本技术的一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,汽化室由于设置了隔板呈U形结构,增加了流道的长度,相较于传统的对甲醇水溶液的汽化处理,本装置能够快速将甲醇水溶液进行汽化重整,利用电加热的方式能够快速升温,使得甲醇燃料电池的启动速度大大加快,从而大大缩短甲醇燃料电池的启动时间,极大的提高了甲醇燃料电池的性能。因为汽化重整室是以通过电加热方式工作,上盖板和下盖板上受热将热量传递给甲醇水的同时,纯铝密封垫同时受热并发生膨胀,使得上盖板和下盖板之间的密封性得到保证,这样汽化室在运行过程中就不会发生泄漏的情况。催化剂载体上设置有裂解催化剂和氧化还原催化剂,这样就可以将甲醇水汽化和甲醇重整反应整合在一起,使得甲醇燃料电池在结构上更加简单,响应速度快,拓展了甲醇燃料电池的应用范围。附图说明图1为本技术的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置的结构示意图;图2为图1的爆炸示意图;图3为下盖板的结构示意图。图中:1、上盖板;2、下盖板;3、催化剂载体;4、纯铝密封垫;5、U形流道;6、甲醇水进液管;7、铝合金密封垫;8、气体出口;9、隔板;10、加热孔;11、温度检测点;12、甲醇水进口;13、连接段;14、螺栓孔;15、定位块;16、甲醇水汽化区;17、甲醇重整区。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示,一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,包括上盖板1和下盖板2。所述上盖板1和下盖板2之间设置纯铝密封垫4。所述下盖板2内为汽化重整室,汽化重整室由中间设置的隔板9形成U形流道5,隔板9的作用是为了增加流道的长度。U形流道5两侧分别为甲醇水汽化区16与甲醇重整区17。在下盖板2的侧壁上,位于U形流道5的两端分别设置有甲醇水进口12和气体出口8,甲醇水进口12与甲醇水汽化区16的顶端相通,气体出口8设置在甲醇重整区17的尾端处。在甲醇水进口12上安有甲醇水进液管6。U形流道5内设置有催化剂载体3,所述催化剂载体3上放置有裂解催化剂,并且,在甲醇重整区17中另增加放置有氧化还原催化剂。优选的,所述催化剂载体3为泡沫铜。由于裂解催化剂、氧化还原催化剂均应用的是现有技术,并且不是本技术的
技术实现思路
,对此不再详述。所述上盖板1以及下盖板2上均设置有供电加热棒放置的加热孔10,加热孔10的作用是为了对上盖板1和下盖板2加热后使得甲醇水溶液汽化,甲醇水溶液从甲醇水进口12进入U形流道5受热后蒸发。相较于传统的对甲醇水溶液的汽化处理,本技术的汽化重整室流道结构能够快速将甲醇水溶液进行汽化,使得甲醇燃料电池的启动速度大大加快,使得甲醇燃料电池在结构上更加简单,响应速度快,拓展了甲醇燃料电池的应用范围。因为汽化室是以通过电加热方式工作,上盖板1和下盖板2上受热将热量传递给甲醇水的同时,纯铝密封垫4同时受热并发生膨胀,使得上盖板1和下盖板2之间的密封性得到保证,这样汽化室在运行过程中就不会发生泄漏的情况。催化剂载体3上设置有裂解催化剂和氧化还原催化剂,裂解催化剂提高了第一步反应即甲醇分解为CO和H2,即CH3OH→2H2+CO这一步反应的效率。氧化还原催化剂提高第二步反应即CO+H2O生成CO2和H2的制氢的合成反应效率,这样就可以将甲醇水汽化和甲醇重整反应整合在一起,使得甲醇燃料电池在结构上更加简单,响应速度快,拓展了甲醇燃料电池的应用范围。优选的,所述U形流道5内设置有若干个温度检测点11,温度检测点11的作用是能够实时检测U形流道5内的各点处的温度,从而控制加热棒的加热温度和加热时间,保证汽化室在最优状态下运行。优选的,所述甲醇水进液管6上在与下盖板2的内壁连接处设置有铝合金密封垫7。铝合金密封垫7的作用是保证甲醇水进液管6与下盖板2的连接密封性。优选的,所述上盖板1与下盖板2上在边缘处对应设置有连接段13,连接段13上均设置有若干个螺栓孔14。上盖板1和下盖板2由位于螺栓孔14中的螺栓连接在一起,方便拆卸和更换元件。优选的,所述纯铝密封垫4的两侧对边上设置有若干个定位块15,定位块15位于相邻的所述螺栓孔14之间,对螺栓孔14不会阻挡。定位块15的作用是为了尽量覆盖连接段13,保证上盖板1与下盖板2连接处的密封性。以上所述仅是本技术的优选实施方式,本技术的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本技术思路下的技术方案均属于本技术的保护范围。应当指出,对于本
的普通技术人员来说,在不脱离本技术原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网
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甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置

【技术保护点】
一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,包括上盖板(1)和下盖板(2),其特征在于:所述下盖板(2)内为汽化重整室,汽化重整室由中间设置的隔板(9)形成U形流道(5),U形流道(5)两侧分别为甲醇水汽化区(16)与甲醇重整区(17);U形流道(5)内设置有催化剂载体(3),催化剂载体(3)上放置有裂解催化剂和氧化还原催化剂;在下盖板(2)的侧壁上,位于U形流道(5)的两端分别设置有甲醇水进口(12)和气体出口(8),甲醇水进口(12)与甲醇水汽化区(16)的顶端相通,气体出口(8)设置在甲醇重整区(17)的尾端处。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,包括上盖板(1)和下盖板(2),其特征在于:所述下盖板(2)内为汽化重整室,汽化重整室由中间设置的隔板(9)形成U形流道(5),U形流道(5)两侧分别为甲醇水汽化区(16)与甲醇重整区(17);U形流道(5)内设置有催化剂载体(3),催化剂载体(3)上放置有裂解催化剂和氧化还原催化剂;在下盖板(2)的侧壁上,位于U形流道(5)的两端分别设置有甲醇水进口(12)和气体出口(8),甲醇水进口(12)与甲醇水汽化区(16)的顶端相通,气体出口(8)设置在甲醇重整区(17)的尾端处。2.根据权利要求1所述的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,其特征在于:所述U形流道(5)内设置有若干个温度检测点(11)。3.根据权利要求1所述的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置,其特征在于:在所述甲醇水进口(12)上安有甲醇水进液管(6)。4.根据权利要求3所述的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整...

【专利技术属性】
技术研发人员:李竹林李毅
申请(专利权)人:李竹林
类型:新型
国别省市:浙江,33

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