一种甲醇制氢燃料电池发电系统技术方案

本实用新型专利技术公共了一种甲醇制氢燃料电池发电系统，包括柜体，所述柜体正面与背面均带有向外开启的门板，所述柜体内部通过隔板划分为上、中、下三层独立空间；所述下层设有提供氢燃料的甲醛制氢系统，所述中层设有输入端与甲醛制氢系统连接的缓冲罐，所述上层设有燃料电池电堆；工作时，从下层的甲醛制氢系统产出的氢燃料通过缓冲罐后，进入燃料电池电堆后，反应产生电能。该实用新型专利技术结构紧凑且布局合理，便于日常检修，具有很强的环境适应能力。具有很强的环境适应能力。具有很强的环境适应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇制氢燃料电池发电系统


[0001]本技术涉及氢燃料电池发电设备的
，尤其涉及一种甲醇制氢燃料电池发电系统。

技术介绍

[0002]随着全球二氧化碳浓度升高带来的温室效应，世界各国对清洁能源的开发和利用的兴趣日益增强，其中作为清洁可再生能源的氢能受到了极大关注。其中，甲醇与水反应可以产出高质量的氢气，进一步通过氢燃料电池可以显示将化学能转化为电能。
[0003]专利文献CN202231106U公开了一种氢燃料电池供电装置，包括氢燃料存储罐、氢气检测器固定在氢燃料存储柜内，在氢燃料存储罐上端连接氢燃料输送管，氢燃料输送管处装设有气压表、总阀、氢气检测器分别与总阀和监控网络相连，质子膜交换电池电堆与氢燃料存储罐通过氢燃料输送管连通，在质子膜交换电池电堆外包套有水箱。该设计没有考虑到电池反应会产生大量温度，影响装置的正常运行。
[0004]专利文献CN211654952U公开了一种适用于甲醇水氢燃料电池发电机的自吸热式机柜，包括机柜本体、燃料箱、燃料泵、换热器、风机、热电偶、燃料缓冲罐以及电磁阀；机柜本体分为上舱、中舱和下舱：燃料箱、燃料泵、电磁阀安装在下舱内；燃料泵的入口通过管道与燃料箱的出口连接，其出口与中舱内的换热器的入口连接；燃料缓冲罐的入口与换热器的出口连接，其第一出口连接制氢机的燃料入口，其第二出口通过电磁阀与下舱中的燃料箱连接；风机设置于中舱的顶部，出风口正对换热器。该设备通过水冷降温，但是没有考虑到漏水会影响系统的正常工作。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术提供了一种结构紧凑且布局合理，便于日常检修的甲醇制氢燃料电池发电系统。
[0006]一种甲醇制氢燃料电池发电系统，包括柜体，所述柜体正面与背面均带有向外开启的门板，所述柜体内部通过隔板划分为上、中、下三层独立空间；所述下层设有提供氢燃料的甲醛制氢系统，所述中层设有输入端与甲醛制氢系统连接的缓冲罐，所述上层设有燃料电池电堆；工作时，从下层的甲醛制氢系统产出的氢燃料通过缓冲罐后，进入燃料电池电堆后，反应产生电能。
[0007]优选的，所述隔板与柜体内壁均加装隔热棉，用于隔绝甲醇制氢反应产生的热量。
[0008]优选的，上层还设有用于监控甲醛制氢系统与燃料电池电堆工作的电气控制系统，实时监控系统的运行情况，保证系统安全。
[0009]优选的，所述门板上还设有通风口，所述通风口设有过滤棉，避免外界粉尘进入柜内影响系统正常工作。
[0010]优选的，所述柜体外侧还带有排气口，并与燃料电池电堆的尾气管连接，用于回收氢尾气，便于氢尾气的二次利用。
[0011]优选的，所述燃料电池电堆包括两个并联的风冷电堆，通过并联提高电堆的电容量。
[0012]优选的，所述中层设有显示系统运行工况的显示屏板，便于操作员日常的检查。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0014](1)将体积较大且不易损坏的设备布置在下层，将易损设备与需要定期检修的设备布置在上中两层，从而使得系统布局更加合理紧凑。
[0015](2)在每层隔板与柜体内侧均设有隔热棉，从而避免甲醇制氢系统工作产生的热量影响到其他设备的正常工作。
[0016](3)采用小功率电堆并联的方式，满足高功率与高电容的需求。
[0017](4)正面与背面的门板上均设有通风口，利用气体对流动的原理，使柜内热气的自主流动，更近一步的提高了散热效果。
附图说明
[0018]图1是柜体后门敞开示意图；
[0019]图2是柜体正门敞开示意图；
[0020]图3是柜体侧面示意图；
[0021]图中：1、柜体；2、电气控制系统；3、风冷电堆；4、缓冲罐；5、甲醇制氢系统；6、门板；7、过滤棉；8、显示屏板；9、隔板；10、百叶窗；11、排气口。
具体实施方式
[0022]如图1、2所示，一种甲醇制氢燃料电池发电系统，该系统额定功率为5KW，包括柜体1，柜体1正面与背面均带有向外开启的门板6，门板6上向外一侧设有用于通风百叶窗10，利用百叶窗10结构特性同时可以满足格挡部分粉尘进入柜体1内，百叶窗内侧还设有过滤精度更高的过滤棉7，更近一步的控制柜体1内的粉尘含量，从而避免产生静电反应；前后两个门板6与柜体1均为铰接，便于日常的开关。
[0023]柜体1内通过隔板9被分为上、中、下三层，其中将体积最大、重量最大的甲醇制氢系统5布置在下层，其产氢效率为2.5Nm3/h，甲醇制氢系统5的输出管穿过隔板9与中层的缓冲罐4输入端连接，缓冲罐4为横向布置在中层，便于日常的检修与更换。
[0024]通过缓冲罐4的降压作用后，将氢气排入位于上层的冷风电堆3内进行反应，其中上层设有两个并联的3KW冷风电堆3，峰值功率为6KW，额定功率5KW，采用并联的方式来提高整体系统的电容量，从而在缩小电堆体积的同时，保证了电容量依旧不变。
[0025]由于甲醇制氢系统5与冷风电堆3在工作时会产出大量热量，为了避免温度过高影响缓冲罐4的正常工程，在隔板9与柜体1内侧壁上还设有隔热棉。
[0026]位于冷风电堆3上方还设有电气控制系统2，其中该电气控制系统2包括：保护回路、信号回路、自动与手动回路、制动停车回路以及自锁回路；日常情况将甲醇制氢系统5与冷风电堆3的工作运行情况及时反馈到位于中层的显示屏板9，还带有非正常工作状态报警的设置，当出现超载或者过流的情况，会及时提示监控室内的工作人员，同时通过切断甲醇制氢系统5的工作电源或关闭缓冲罐4输出口，从而保证系统的安全性。
[0027]如图3所示，柜体1侧面下方还设有与外界连通的两个排气口11，其中排气口11与
冷风电堆3尾气管连接，由于氢尾气带有水分，使得尾气管内经常有积水，所以采用之上而下的管道布置，通过重力将附着在管内壁的水分排出；另外一个排气口11作为预留口，便于后期加装设备或留为备用。
[0028]具体使用过程：往甲醇制氢系统中加入甲醇水溶液后，启动系统产出氢气，通过输出管进入缓冲罐，经过缓冲罐的减压作用后，进入冷风电堆中进行反应，产出电能；同时反应产生的水分与未利用完的氢气通过尾气管下排到排气口离开柜体。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制氢燃料电池发电系统，包括柜体，所述柜体正面与背面均带有向外开启的门板，其特征在于，所述柜体内部通过隔板划分为上、中、下三层独立空间；所述下层设有提供氢燃料的甲醛制氢系统，所述中层设有输入端与甲醛制氢系统连接的缓冲罐，所述上层设有燃料电池电堆；工作时，从下层的甲醛制氢系统产出的氢燃料通过缓冲罐后，进入燃料电池电堆后，反应产生电能。2.根据权利要求1所述的甲醇制氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述隔板与柜体内壁均加装隔热棉。3.根据权利要求1所述的甲醇制氢燃料电池发电系统，其特征在于，上层...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁佳力，李洪军，孙士琦，邹家辉，王畅，王健，王习鹏，蔡彬，全明容，
申请(专利权)人：江苏昊氢世纪新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：