一种基于多种燃料的燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种基于多种燃料的燃料电池系统。包括燃料罐、等离子体催化重整反应器、低温水气变换反应器、第一换热器、第二换热器、高温水气变换反应器、第三换热器及高温质子交换膜燃料电池电堆，其中等离子体催化重整反应器的顶部与燃料罐连接，底部通过管路依次与第一换热器、高温水气变换反应器、第二换热器及低温水气变换反应器连接，低温水气变换反应器产物出口通过管路依次与第二换热器和高温质子交换膜燃料电池电堆连接，第三换热器与高温质子交换膜燃料电池电堆并联连接。本发明专利技术可以实现多种燃料在同一燃料电池系统中高效发电。同一燃料电池系统中高效发电。同一燃料电池系统中高效发电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多种燃料的燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种基于多种燃料的燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池的最佳燃料是氢，但氢气的存储和运输仍不能较好解决。开发基于多种燃料重整制氢的高温质子交换膜燃料电池技术具有广泛的应用前景，不但可以兼容现有的汽油或柴油等燃料保障系统，而且可采用甲醇、乙醇和甲烷等可再生燃料为进料。该类燃料电池系统具有部件温度跨度范围宽、不同燃料下系统的余热不同及系统快速启动等问题。这些问题的存在，影响该类燃料电池系统的运行与能量转换效率，甚至决定该类燃料电池系统能否使用。针对这些问题，需开展从系统流程到部件的全面设计与优化。然而，基于多种燃料的燃料电池技术研究还处于起步阶段，目前没有针对这些问题的系统、全面的解决方案报道。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于多种燃料的燃料电池系统，以实现多种燃料在同一燃料电池系统中高效发电。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种基于多种燃料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多种燃料的燃料电池系统，其特征在于，包括燃料罐(1)、等离子体催化重整反应器(6)、水气变换反应装置、第三换热器(16)及高温质子交换膜燃料电池电堆(23)，其中等离子体催化重整反应器(6)的顶部与燃料罐(1)连接，底部通过管路与水气变换反应装置连接，水气变换反应装置与高温质子交换膜燃料电池电堆(23)和第三换热器(16)连接。2.根据权利要求1所述的基于多种燃料的燃料电池系统，其特征在于，所述水气变换反应装置包括通过管路依次连接的第一换热器(8)、高温水气变换反应器(13)、第二换热器(9)及低温水气变换反应器(7)，第一换热器(8)与所述等离子体催化重整反应器(6)的底部连接；低温水气变换反应器(7)产物出口通过管路依次与第二换热器(9)和高温质子交换膜燃料电池电堆(23)连接，第三换热器(16)与高温质子交换膜燃料电池电堆(23)并联连接。3.根据权利要求2所述的基于多种燃料的燃料电池系统，其特征在于，所述等离子体催化重整反应器(6)包括一密闭容器，于密闭容器上部设有燃料入口和空气入口，于密闭容器下部设有产物出口；于密闭容器内的中部设有等离子体产生装置，于等离子体产生装置上方的密闭容器侧壁处设有中部进料口；燃料入口通过管路经燃料泵(2)与所述燃料罐(1)相连，产物出口与第一换热器(8)连接。4.根据权利要求3所述的基于多种燃料的燃料电池系统，其特征在于，所述第一换热器(8)为具有两层的板翅式换热器，上层进口与所述等离子体催化重整反应器(6)的下部产物出口连接，上层出口与所述高温水气变换反应器(13)的进料口连接；所述第一换热器(8)的下层为进料冷物流预热层，下层进口与所述第二换热器(9)连接，下层出口与所述等离子体催化重整反应器(6)的中部进料口连接；所述第一换热器(8)的下层设有液态进料口，液态进料口与液态水进料泵(10)相连。5.根据权利要求4所述的基于多种燃料的燃料电池系统，其特征在于，所述高温水气变换反应器(13)为一密闭容器，且下端设有下端进料口，上端设有上端出料口，所述高温水气变换反应器(13)的下端进料口与所述第一换热器(8)的上层出口连接，上端出料口与第二换热器(9)相连接；所述高温水气变换反应器(13)的下端侧壁上设有一水进料口；所述高温水气变换反应器(13)内装有高温变换催化剂。6.根据权利要求5所述的基于多种燃料的燃料电池系统，其特征在于，所述高温水气变换反应器(13)的外壁上设有一冷却夹套，用于通冷物流，所述冷物流为空气；冷却夹套设有进料口和出料口，冷却夹套的进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素力，黄基才，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：