一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除制造技术

本实用新型专利技术公开了一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除CO系统


[0001]本技术涉及燃料电池氢气纯化
，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统
。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池
(PEMFC)
采用可传导离子的聚合膜作为电解质，所以也叫聚合物电解质燃料电池
(PEFC)、
同体聚合物燃料电池
(SPFC)
或固体聚合物电解质燃料电池
(SPEFC)。
现有专利
CN109499261A
介绍了一种质子交换膜电池
CO
脱除系统，包括储氢罐，
CO
吸附净化器，氢气换热器以及燃料电池阳极，
CO
吸附净化器数量为两或三个时可组合使用，可持续脱除氢气中
CO
，但是该系统未考虑电池堆残余氢气回收及其循环过程中
CO
富集问题，存在氢气利用率低的缺陷，同时对
CO
吸附净化器吸附能力要求很高
。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统，解决了质子交换膜燃料电池氢循环过程中因
CO
富集导致电池电极中毒失效的问题，保护了贵金属催化剂的催化性能，延长了电池寿命
。
[0004]本技术是通过以下技术方案实现的：一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统，包括依次相连设置的储气罐
、
减压阀
、
氢喷阀组
、
引射器
、CO
脱除模块
、
电池堆
、
气液分离器，所述气液分离器的出气口与引射器侧边进气口连接；氢气依次经储气罐
、
减压阀
、
氢喷阀组
、
引射器后，进入
CO
脱除模块，氢气经脱除
CO
纯化后供给电池堆，电池堆中未反应残余氢气经气液分离器
、
引射器
、CO
脱除模块重新进入电池堆中，形成氢气回收循环
。
[0005]为了进一步优化本技术，可优先选用以下技术方案：
[0006]优选的，所述
CO
脱除模块安装在引射器与电池堆之间，
CO
脱除模块进气口与引射器出气口相连，
CO
脱除模块纯净氢气出气口与电池堆的进气口相连，废气经废气处理罐出气口排出
。
[0007]优选的，所述
CO
脱除模块包括吸附罐一
、
废气处理罐；所述吸附罐一的进气端通过进气管路与引射器的出气端相连，所述吸附罐一的出气端通过出气管路与电池堆的进气端相连，所述吸附罐一的进气口通过管路与废气处理罐的进气口连接；所述吸附罐一的进气管路和出气管路分别安装有电磁阀一
、
电磁阀二；所述吸附罐一的进气口与废气处理罐的进气口通过废气传输管道一连接，废气传输管道一上装有气动电磁阀六，废气经废气处理罐处理后排出，所述
CO
传感器设置在吸附罐一的出气管路上
。
[0008]优选的，所述
CO
脱除模块还包括吸附罐二，所述吸附罐一
、
吸附罐二并联设置，所述吸附罐二的进气端通过进气管路与引射器的出气端相连，所述吸附罐二的出气端通过出气管路与电池堆的进气端相连，所述吸附罐二的进气口通过管路与废气处理罐的进气口连接；所述吸附罐二的进气管路
、
出气管路分别安装有电磁阀三
、
电磁阀四；所述吸附罐一
、
吸附罐二的出气管路之间还设置有电磁阀五；所述吸附罐二的进气口与废气处理罐的进气口
通过废气传输管道二连接，废气传输管道二上装有气动电磁阀七，废气经废气处理罐处理后排出
。
[0009]优选的，所述吸附罐一
、
吸附罐二内装有
CO
吸附剂，所述
CO
吸附剂为载铜吸附剂，以
γ
‑
Al2O3、
二氧化硅
、
活性炭
、
柱状粘土为载体，氯化铜为活性组分，吸附罐的装填容积为
0.5
～
50
升
。
[0010]优选的，所述废气处理罐装有
CO
催化燃烧催化剂；所述
CO
催化燃烧催化剂为非贵金属
CuO/CeO2
催化剂，以
CuO
为活性组分，以
CeO2
载体，废气处理罐的装填容积为
0.5
～
50
升
。
[0011]优选的，所述吸附罐一
、
吸附罐二的外层套装有电加热套，在脱附
CO
时加热吸附罐罐体
。
[0012]优选的，所述
CO
脱除模块还包括
CO
传感器，所述
CO
传感器设置在吸附罐一
、
吸附罐二的出气管路的并线端
。
[0013]本技术具有以下效果：
[0014]1、
本系统在燃料电池氢气循环回路中加入
CO
脱除模块，不仅纯化来自储氢罐中的氢气，也将电池堆中残余氢气进行提纯处理
。
本系统有效解决了因氢循环造成
CO
富集的问题，形成氢气良性循环，避免质子交换膜燃料电池电极因
CO
中毒失效，提高了燃料电池寿命
。
[0015]2、
本方案中
CO
脱除模块中两个吸附罐交替运作，保证了燃料电池工作的稳定性，其中
CO
脱除采用物理吸附
、
变温脱附的方案，可重复利用吸附剂，简单可靠
。
附图说明
[0016]图1为一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统的示意图；
[0017]图2为一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统的工艺流程图；
[0018]其中1－储气罐，2－减压阀，3－氢喷阀组，4－引射器，5‑
CO
脱除模块，6－电池堆，7‑
气液分离器，8‑
CO
传感器，9－吸附罐一，
10
－吸附罐二，
11
－废气处理罐，
12
－电加热套，
13
－进气管路，
14
－出气管路，
15
－废气传输管道一
、16
－废气传输管道二，
17
－电磁阀一，
18
－电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统，其特征在于：包括依次相连设置的储气罐
、
减压阀
、
氢喷阀组
、
引射器
、CO
脱除模块
、
电池堆
、
气液分离器，所述气液分离器的出气口与引射器侧边进气口连接；氢气依次经储气罐
、
减压阀
、
氢喷阀组
、
引射器后，进入
CO
脱除模块，氢气经脱除
CO
纯化后供给电池堆，电池堆中未反应残余氢气经气液分离器
、
引射器
、CO
脱除模块重新进入电池堆中，形成氢气回收循环
。2.
根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统，其特征在于：所述
CO
脱除模块安装在引射器与电池堆之间，
CO
脱除模块进气口与引射器出气口相连，
CO
脱除模块纯净氢气出气口与电池堆的进气口相连，废气经废气处理罐出气口排出
。3.
根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池用氢循环脱除
CO
系统，其特征在于：所述
CO
脱除模块包括吸附罐一
、
废气处理罐；所述吸附罐一的进气端通过进气管路与引射器的出气端相连，所述吸附罐一的出气端通过出气管路与电池堆的进气端相连，所述吸附罐一的进气口通过管路与废气处理罐的进气口连接；所述吸附罐一的进气管路和出气管路分别安装有电磁阀一
、
电磁阀二；所述吸附罐一的进气口与废气处理罐的进气口通过废气传输管道一连接，废气传输管道一上装有气动电磁阀六，废气经废气处理罐处理后排出；所述
CO
脱除模块还包括吸附罐二，所述吸附罐一
、
吸附罐二并联设置，所述吸附罐二的进气端通过进气管路与引射器的出气端相连，所述吸附罐二的出气端通过出气管路与电池堆的进气端相连，所述吸附罐二的进气口通过管路与废气处理罐的进气口连接；所述吸附罐二的进气管路
、
出气管路分别安装有电磁阀三

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琦，张硕，张玉龙，
申请(专利权)人：青岛格林维尔环保技术有限公司，
类型：新型
国别省市：