空冷型氢燃料电池尾气处理系统、空冷型氢燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种空冷型氢燃料电池尾气处理系统、空冷型氢燃料电池系统，所述空冷型氢燃料电池尾气处理系统包括电堆、气液分离装置和氢气缓冲器，气液分离装置的进口与电堆的尾气出口管道连通，氢气缓冲罐具有进气口和排放口，进气口通过连通管与气液分离装置的出口连通，排放口位于氢气缓冲罐的底壁且可打开和关闭。本实用新型专利技术的空冷型氢燃料电池尾气处理系统可以提高氢气利用率的同时，避免电堆积水，且结构简单，重量、体积及系统功耗小。体积及系统功耗小。体积及系统功耗小。

【技术实现步骤摘要】
空冷型氢燃料电池尾气处理系统、空冷型氢燃料电池系统


[0001]本技术涉及空冷型氢燃料电池
，具体地，涉及一种空冷型氢燃料电池尾气处理系统、空冷型氢燃料电池系统。

技术介绍

[0002]空冷型氢燃料电池是一种采用空气作为冷却介质与氧化剂，氢气作为燃料，空气与氢气发生电化学反应的发电装置，具有系统结构简单、重量轻、供电反应迅速、清洁无污染等优点，常在小功率电源领域被广泛推广与应用。
[0003]氢气在空冷型氢燃料电池的发电过程中，通常是无法完全消耗的，反应尾气中剩余氢气排放至大气环境中，造成氢燃料的浪费，同时存在氢气利用率低的问题。
[0004]相关技术中提出了燃料电池电堆氢气尾气处理系统，以将尾气中的氢气提纯后重新输出至回流泵，从而对氢气进行回收利用，但是，相关技术中的燃料电池电堆氢气尾气处理系统结构较为复杂、重量、体积以及系统功耗较大，不适合运用在对体积、重量、及系统功耗要求较高的空冷堆上。

技术实现思路

[0005]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本技术的实施例提出一种空冷型氢燃料电池尾气处理系统，该空冷型氢燃料电池尾气处理系统可以提高氢气利用率的同时，避免电堆积水，且结构简单，重量、体积及系统功耗小。
[0007]本技术的实施例还提出一种空冷型氢燃料电池系统。
[0008]本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统包括：电堆；气液分离装置，所述气液分离装置的进口与所述电堆的尾气出口管道连通；氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐具有进气口和排放口，所述进气口通过连通管与所述气液分离装置的出口连通，所述排放口位于所述氢气缓冲罐的底壁且可打开和关闭。
[0009]本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统，气液分离装置与电推的尾气出口管道连通，氢气缓冲罐与气液分离装置的出口连通，且氢气缓冲罐具有排放口，由此，随着未反应氢气持续流入氢气缓冲罐，氢气缓冲罐内压强增大，两者压差减小，氢气流速逐渐减缓，直至压差减小至零，尾部未参与反应的氢气被迫聚集在电堆中继续参与反应，随着反应的进行，杂质气体及水蒸气的分压不断增大，携带液态水的杂质气体和水蒸气能够从阳极尾气排出口顺利排出，气液分离装置能够吸收液态水，杂质气体和水蒸气进入氢气缓冲罐凝结、沉积，最终可从氢气缓冲罐的排放口排出，从而可以避免电堆积水的同时，最大化提高氢气的利用率。且本申请的空冷型氢燃料电池尾气处理系统相较于传统尾气处理方案，无需设置诸如循环泵和回流管路等结构，结构简单，重量、体积以及系统功耗小。
[0010]在一些实施例中，空冷型氢燃料电池尾气处理系统还包括第一控制阀和控制器，所述第一控制阀设于所述尾气出口管道上，所述控制器与所述第一排气阀连接以控制所述
第一控制阀打开或关闭所述尾气出口管道。
[0011]在一些实施例中，空冷型氢燃料电池尾气处理系统还包括第二控制阀，所述第二控制阀设于所述排放口处，所述控制器与所述第二控制阀连通以控制所述排放口的打开和关闭。
[0012]在一些实施例中，空冷型氢燃料电池尾气处理系统还包括液位计，所述液位计设于所述氢气缓冲罐内以用于检测所述氢气缓冲罐内的液面高度，所述控制器可根据所述液位计的检测信息控制所述第二控制阀动作。
[0013]本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统包括：电堆；氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐具有进气口和排放口，且所述氢气缓冲罐的外壁上设有散热片，所述进气口与所述电堆的尾气出口管道连通，所述排放口可打开和关闭。
[0014]本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统，氢气缓冲罐与尾气出口管道连通，氢气缓冲罐的外壁设有散热片，随着未反应氢气持续流入氢气缓冲罐，氢气缓冲罐内压强增大，两者压差减小，氢气流速逐渐减缓，直至压差减小至零，尾部未参与反应的氢气被迫聚集在电堆中继续参与反应，提高氢气利用率。另外，散热片可使氢气缓冲罐内的水蒸气快速冷却凝结，从而增大氢气缓冲罐与尾气出口管道的压差，保证携带液态水的水蒸气和杂质气体能够完全流入氢气缓冲罐中，避免电堆积水，且本技术的空冷型氢燃料电池尾气处理系统相较于传统尾气处理方案，无需设置诸如循环泵和回流管路等结构，结构简单，重量、体积以及系统功耗小。
[0015]在一些实施例中，所述氢气缓冲罐通过连通管与所述尾气出口管道连通，所述连通管与所述氢气缓冲罐连接端设有散热片。
[0016]本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统包括：电堆；氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐具有进气口和排放口，所述排放口可打开和关闭，所述进气口通过连通管与所述电堆的尾气出口管道连通，且所述连通管的外壁上设有加热件。
[0017]本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统，氢气缓冲罐通过连通管与尾气出口管道连通，连通管上设有加热件，随着未反应氢气持续流入氢气缓冲罐，氢气缓冲罐内压强增大，两者压差减小，氢气流速逐渐减缓，直至压差减小至零，尾部未参与反应的氢气被迫聚集在电堆中继续参与反应，提高氢气利用率。另外，加热件可加热连通管以将电堆排出的液态水汽化成水蒸气，混合原有的杂质气体和水蒸气共同流向氢气缓冲罐，避免电堆积水，且本技术的空冷型氢燃料电池尾气处理系统相较于传统尾气处理方案，无需设置诸如循环泵和回流管路等结构，结构简单，重量、体积以及系统功耗小。
[0018]本技术实施例的空冷型氢燃料电池系统包括上述实施例所述的空冷型氢燃料电池尾气处理系统。
[0019]本技术实施例的空冷型氢燃料电池系统，通过采用上述空冷型氢燃料电池尾气处理系统，系统结构简单，功耗小。
附图说明
[0020]图1是根据本技术实施例的空冷型氢燃料电池系统的结构示意图。
[0021]图2是根据本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统的结构示意图。
[0022]图3是根据本技术另一实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统的结构示意
图。
[0023]附图标记：
[0024]电堆1，气液分离装置2、氢气缓冲罐3，储气罐4，连通管41，散热片43，控制器5，第一控制阀6，第二控制阀7,液位计8。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0026]如图1和图2所示，本技术实施例的空冷型氢燃料电池尾气处理系统包括电堆1、气液分离装置2和氢气缓冲罐3。
[0027]具体地，气液分离装置2的进口与电堆1的尾气出口管道连通，氢气缓冲罐3具有进气口和排放口，进气口通过连通管41与气液分离装置2的出口连通，排放口位于氢气缓冲罐3的底壁且可打开和关闭。
[0028]需要说明的是，尾气通过尾气出口管道排出时，混合在尾气中的氢气朝向氢气缓冲罐3流动的过程中，随着氢气的持续进入，两者的压差逐渐减小，氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空冷型氢燃料电池尾气处理系统，其特征在于，包括：电堆；气液分离装置，所述气液分离装置的进口与所述电堆的尾气出口管道连通；氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐具有进气口和排放口，所述进气口通过连通管与所述气液分离装置的出口连通，所述排放口位于所述氢气缓冲罐的底壁且可打开和关闭。2.根据权利要求1所述的空冷型氢燃料电池尾气处理系统，其特征在于，还包括第一控制阀和控制器，所述第一控制阀设于所述尾气出口管道上，所述控制器与所述第一控制阀连接以控制所述第一控制阀打开或关闭所述尾气出口管道。3.根据权利要求2所述的空冷型氢燃料电池尾气处理系统，其特征在于，还包括第二控制阀，所述第二控制阀设于所述排放口处，所述控制器与所述第二控制阀连通以控制所述排放口的打开和关闭。4.根据权利要求3所述的空冷型氢燃料电池尾气处理系统，其特征在于，还包括液位计，所述液位计设于所述氢气缓冲罐内以用于检测所述氢气缓冲罐内的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆维，孙源敏，耿珺，陈洵，胡皓然，魏刚，叶轩，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：