一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置及方法，包括燃料电池端板和换热装置，所述燃料电池端板上设置有燃料电池出气口和燃料电池进气口，所述换热装置上设置有空气进气口、燃料电池尾气入口、燃料电池尾气出口以及预热空气出口，所述燃料电池出气口通过燃料电池出气管道连接至燃料电池尾气入口，所述预热空气出口通过燃料电池进气管道连接至燃料电池进气口。本发明专利技术能够减少电池焙烧过程中对空气预热能耗，实现对熔融碳酸盐燃料电池的升温焙烧，提高燃料电池整体发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置和方法
本专利技术涉及高温燃料电池领域，具体涉及一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置和方法。
技术介绍
熔融碳酸盐燃料电池作为一种高温燃料电池发电技术，具有高效、环境友好的特点，其主要由电极、隔膜、电解质和双极板组成。目前熔融碳酸盐燃料电池的启动过程，先经过原位焙烧去除内部的有机物，然后电解质浸入隔膜，最后燃料电池内部形成稳定的三相界面(电极-隔膜和电解质-电极)。目前现在对于熔融碳酸盐燃料电池升温焙烧过程是通过外部加热装置对电堆和空气进行预热，预热后空气进入电堆内部，实现去除电堆中有机物。常规焙烧过程为一直不断对空气进行预热，这种焙烧方法增加了能耗，降低燃料电池发电的整体效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置和方法，以克服目前燃料电池焙烧能耗增加的问题，本专利技术能够减少电池焙烧过程中对空气预热能耗，实现对熔融碳酸盐燃料电池的升温焙烧，提高燃料电池整体发电效率。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，包括燃料电池端板和换热装置，所述燃料电池端板上设置有燃料电池出气口和燃料电池进气口，所述换热装置上设置有空气进气口、燃料电池尾气入口、燃料电池尾气出口以及预热空气出口，所述燃料电池出气口通过燃料电池出气管道连接至燃料电池尾气入口，所述预热空气出口通过燃料电池进气管道连接至燃料电池进气口。进一步地，所述空气进气口上连接有空气进气管道。进一步地，所述空气进气管道上设置有能够对空气进行加热的加热装置。进一步地，所述加热装置为间歇式可控加热装置。进一步地，所述燃料电池端板为燃料电池阳极端板或燃料电池阴极端板。进一步地，所述换热装置设置有若干个，若干个换热装置串联设置。进一步地，所述换热装置包括内管和外管，内管的一端为空气进气口，另一端为预热空气出口，外管的一端为燃料电池尾气入口，另一端为燃料电池尾气出口。进一步地，所述空气进气口和燃料电池尾气入口位于同一端，所述预热空气出口和燃料电池尾气出口位于同一端。一种熔融碳酸盐燃料电池预热方法，熔融碳酸盐燃料电池的升温焙烧过程中通入加热空气，加热空气通过燃料电池进气管道进入燃料电池端板，空气与燃料电池内部的有机物参与反应，反应后的高温尾气通过燃料电池出气管道排出，进入换热装置，高温尾气与通入空气进行换热，换热后的空气通过燃料电池进气管道进入燃料电池内部参与内部有机物的焙烧。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：熔融碳酸盐燃料电池的升温焙烧过程中通入加热空气，加热空气通过燃料电池进气管道进入燃料电池端板，空气与燃料电池内部的有机物参与反应，反应后的高温尾气通过燃料电池出气管道排出，进入换热装置，高温尾气与通入空气进行换热，换热后的空气通过燃料电池进气管道进入燃料电池内部参与内部有机物的焙烧，本专利技术装置可以利用尾气中的余热对空气进行预热，减少外部加热对进气的热量消耗，升温后的气体进入燃料电池内部，对电池的有机物进行焙烧，实现燃料电池的升温焙烧，本专利技术在降低能耗的同时，提高燃料电池整体发电效率。附图说明图1是本专利技术的熔融碳酸盐燃料电池预热装置示意图；图2是本专利技术的换热装置结构示意图。其中，1-燃料电池端板；2-燃料电池出气管道；3-燃料电池进气管道；4-换热装置；5-空气进气口；6-燃料电池尾气入口；7-预热空气出口；8-燃料电池尾气出口。具体实施方式下面对本专利技术的实施方式做进一步详细描述：一种熔融碳酸盐燃料电池进气加热装置，包括燃料电池端板1和换热装置4，所述燃料电池端板1上设置有燃料电池出气口和燃料电池进气口，所述换热装置4上设置有空气进气口5、燃料电池尾气入口6、燃料电池尾气出口8以及预热空气出口7，所述燃料电池出气口通过燃料电池出气管道2连接至燃料电池尾气入口6，所述预热空气出口7通过燃料电池进气管道3连接至燃料电池进气口。本专利技术的燃料电池预热装置是燃料电池进气和出气的换热，在开始的焙烧过程中，需利用外部加热，等温度上升后，空气利用预热装置进行换热，其中换热装置4连接的为燃料电池阳极或阴极端板的进气和尾气装置，以防止阴阳极进气的短路，为保证预热效果，可以将多个换热装置4进行串联连接，本专利技术不仅仅应用于熔融碳酸盐燃料电池，也可以用在其他高温燃料电池领域。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细描述：熔融碳酸盐燃料电池的升温焙烧过程中需要空气通入，空气需要外部加热，空气通过燃料电池进气口及连接在燃料电池进气口的燃料电池出气管道2进入燃料电池端板1电池内部，空气与燃料电池内部的有机物参与反应，反应后的尾气通过燃料电池出气口排出。此时燃料电池出气口的尾气温度和燃料电池内部温度一致，为有效利用相对较高的温度，采用一个换热装置4，换热装置4上设置有空气进气口5、燃料电池尾气入口6、燃料电池尾气出口8以及预热空气出口7，所述燃料电池出气口通过燃料电池出气管道2连接至燃料电池尾气入口6，所述预热空气出口7通过燃料电池进气管道3连接至燃料电池进气口，空气通过空气进气口5进入，与有一定温度的尾气进行换热，此时经过换热的空气通过预热空气出口7及与燃料电池进气管道3相连进入燃料电池内部参与内部有机物的焙烧。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，其特征在于，包括燃料电池端板(1)和换热装置(4)，所述燃料电池端板(1)上设置有燃料电池出气口和燃料电池进气口，所述换热装置(4)上设置有空气进气口(5)、燃料电池尾气入口(6)、燃料电池尾气出口(8)以及预热空气出口(7)，所述燃料电池出气口通过燃料电池出气管道(2)连接至燃料电池尾气入口(6)，所述预热空气出口(7)通过燃料电池进气管道(3)连接至燃料电池进气口。/n

【技术特征摘要】
1.一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，其特征在于，包括燃料电池端板(1)和换热装置(4)，所述燃料电池端板(1)上设置有燃料电池出气口和燃料电池进气口，所述换热装置(4)上设置有空气进气口(5)、燃料电池尾气入口(6)、燃料电池尾气出口(8)以及预热空气出口(7)，所述燃料电池出气口通过燃料电池出气管道(2)连接至燃料电池尾气入口(6)，所述预热空气出口(7)通过燃料电池进气管道(3)连接至燃料电池进气口。


2.根据权利要求1所述的一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，其特征在于，所述空气进气口(5)上连接有空气进气管道。


3.根据权利要求2所述的一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，其特征在于，所述空气进气管道上设置有能够对空气进行加热的加热装置。


4.根据权利要求3所述的一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，其特征在于，所述加热装置为间歇式可控加热装置。


5.根据权利要求1所述的一种熔融碳酸盐燃料电池预热装置，其特征在于，所述燃料电池端板(1)为燃料电池阳极端板或燃料电池阴极端板。


6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢成壮，张瑞云，程健，杨冠军，黄华，白发琪，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11