【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别是涉及一种氢气纯化系统。
技术介绍
1、氢气作为一种无污染、热值高的理想清洁能源，已引起各行业的高度关注，且需求愈发旺盛。但是，自然界中不存在纯氢，只能从其他化学物质中分解分离得到。由于资源分布不均，制氢规模与特点呈现多元化格局。氢气来源复杂、杂质种类繁多，其中主流为化石能源制氢(涵煤制氢、天然气制氢或甲醇制氢等)、电解水制氢或工业副产氢等，在制备中均会产生一定的杂质。
2、化石燃料制氢作为一种历史悠久的制氢方式，应用较为普遍。通常，煤制氢技术分为直接制氢和间接制氢两种方式，煤直接制氢指煤经干馏、气化后直接制取氢气。煤间接制氢过程指将煤转化为甲醇，再由甲醇重整制氢。煤气化指煤与气化剂在一定温度、压力条件下发生化学反应而转化为气体产物(煤气)的过程，包括气化、除尘、脱硫、水煤气变化反应、酸性气体脱除等，气化剂为水蒸气或空气，气体产物中含氢气等组分，其含量随不同气化方法而异。
3、气体燃料制氢主要指天然气制氢，天然气主要成分是甲烷，在甲烷制氢反应中，由于甲烷分子惰性很强，故需在高于1100k温度条件下才能得到高产率的氢气。电解水制氢是燃料电池的逆反应，由于每个应用领域对氢气的要求不相同，这让氢气纯化环节必不可少。氢燃料电池作为氢能一个重要的应用分支领域，对氢气纯度及杂质含量控制要求较高。故需要一种经济简单高效的纯化装置来进行氢气纯化，从而降低对电解水制氢氢源的依懒。
4、目前，现有技术存在以下缺点：
5、就燃料电池种类来说，聚合物电解质燃料电池pemfc无污染、
6、就制氢来源而言，化石燃料制氢排放量高、气体杂质多；水电解制氢能耗高、有能量损失、成本较高；生物质气化制氢成本高、转化率低，未实用商业化，大多数仍在实验室产品阶段。
7、就储氢方式来说，高压气态储氢体积储氢密度低，需要额外的氢气增压设备；低温液态储氢液化过程能耗大、易挥发、整套装置成本高；有机液化储氢成本高、操作条件苛刻，有发生副反应的可能。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供一种氢气纯化系统，旨在解决现有的氢气纯化系统设备复杂、操作条件苛刻、制氢成本高、转化率低、难于携带、且对电解水制氢氢源依赖度高等技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例提出如下技术方案：一种氢气纯化系统，包括电堆、固态储氢装置、气体和杂质过滤装置、第一过滤器和第二过滤器；所述气体和杂质过滤装置与所述第一过滤器连通设置；所述第一过滤器分别与所述第二过滤器、所述固态储氢装置连通设置；所述第二过滤器与所述电堆连通设置。
3、作为优选的实施方式，所述气体和杂质过滤装置包括co过滤滤板、h2s过滤滤板、nh3过滤滤板和杂质杂气过滤滤板，所述co过滤滤板靠近氢气入口设置，所述h2s过滤滤板设置于所述co过滤滤板与所述nh3过滤滤板之间，所述nh3过滤滤板设置于所述h2s过滤滤板与所述杂质杂气过滤滤板之间，所述杂质杂气过滤滤板靠近氢气出口设置。
4、作为优选的实施方式，所述co过滤滤板、所述h2s过滤滤板、所述nh3过滤滤板和所述杂质杂气过滤滤板均为过滤膜滤板。
5、作为优选的实施方式，所述过滤膜滤板为聚合物膜滤板、多孔膜滤板、钯金属膜滤板或质子陶瓷膜滤板中的一种；所述过滤膜滤板为可更换滤板。
6、作为优选的实施方式，所述第一过滤器和所述第二过滤器之间设置有单向阀和第一针阀；所述单向阀设置于所述第一过滤阀与所述第一针阀之间；所述单向阀与所述固态储氢装置连通设置。
7、作为优选的实施方式，所述单向阀与所述固态储氢装置之间设置有开关电磁阀，所述开发电磁阀与所述固态储氢装置连通设置。
8、作为优选的实施方式，所述开关电磁阀与所述固态储氢装置之间设置有瓶阀和压力表，所述瓶阀和所述压力表均设置于所述固态储氢装置的瓶口处。
9、作为优选的实施方式，所述固态储氢装置内设置有固态储氢材料；所述固态储氢材料为钛系合金储氢材料、碳纳米储氢料材料或沸石储氢材料中的一种或至少两种的混合物。固态储氢材料具有较高的储氢容量，良好的吸放氢动力学性能以及出色的耐腐蚀性能。
10、作为优选的实施方式，所述固态储氢装置在1.4mpa～15mpa、-40℃～40℃进行吸氢；所述固态储氢装置在0.05mpa～2mpa、0℃～60℃进行放氢。
11、作为优选的实施方式，所述第二过滤器与所述电堆之间设置有供氢端减压阀，所述供氢端减压阀分别与所述第二过滤器、所述电堆连通设置；所述供氢端减压阀与所述电堆之间设置有压力传感器。
12、作为优选的实施方式，所述氢气纯化系统还包括泄荷阀，所述泄荷阀分别与泄放口、所述压力传感器、所述电堆连通设置。
13、作为优选的实施方式，所述氢气纯化系统还包括第二针阀，所述第二针阀分别与所述压力传感器、所述泄荷阀、所述电堆、所述泄放口连通设置。
14、本专利技术所达到的有益效果：本申请的氢气纯化系统安全性高，不需要使用进口设备。本申请采用储氢合金材料储氢，不仅具有储氢量大、能耗低、使用方便的特点，而且可免去庞大高压储氢容器，使得氢气的存储与运输更为方便和安全。本申请设备简单、操作条件温和、制氢成本低、转化率高、配套便携，对电解水制氢氢源的依赖度低，对氢气来源不挑剔，易于实现。
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1.一种氢气纯化系统，其特征在于，包括电堆、固态储氢装置、气体和杂质过滤装置、第一过滤器和第二过滤器；所述气体和杂质过滤装置与所述第一过滤器连通设置；所述第一过滤器分别与所述第二过滤器、所述固态储氢装置连通设置；所述第二过滤器与所述电堆连通设置。
2.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述气体和杂质过滤装置包括CO过滤滤板、H2S过滤滤板、NH3过滤滤板和杂质杂气过滤滤板，所述CO过滤滤板靠近氢气入口设置，所述H2S过滤滤板设置于所述CO过滤滤板与所述NH3过滤滤板之间，所述NH3过滤滤板设置于所述H2S过滤滤板与所述杂质杂气过滤滤板之间，所述杂质杂气过滤滤板靠近氢气出口设置。
3.根据权利要求2所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述CO过滤滤板、所述H2S过滤滤板、所述NH3过滤滤板和所述杂质杂气过滤滤板均为过滤膜滤板。
4.根据权利要求3所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述过滤膜滤板为聚合物膜滤板、多孔膜滤板、钯金属膜滤板或质子陶瓷膜滤板中的一种；所述过滤膜滤板为可更换滤板。
5.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特
6.根据权利要求5所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述单向阀与所述固态储氢装置之间设置有开关电磁阀，所述开发电磁阀与所述固态储氢装置连通设置；
7.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述固态储氢装置内设置有固态储氢材料；所述固态储氢材料为钛系合金储氢材料、碳纳米储氢料材料或沸石储氢材料中的一种或至少两种的混合物；
8.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述第二过滤器与所述电堆之间设置有供氢端减压阀，所述供氢端减压阀分别与所述第二过滤器、所述电堆连通设置；所述供氢端减压阀与所述电堆之间设置有压力传感器。
9.根据权利要求8所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述氢气纯化系统还包括泄荷阀，所述泄荷阀分别与泄放口、所述压力传感器、所述电堆连通设置。
10.根据权利要求9所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述氢气纯化系统还包括第二针阀，所述第二针阀分别与所述压力传感器、所述泄荷阀、所述电堆、所述泄放口连通设置。
...【技术特征摘要】
1.一种氢气纯化系统，其特征在于，包括电堆、固态储氢装置、气体和杂质过滤装置、第一过滤器和第二过滤器；所述气体和杂质过滤装置与所述第一过滤器连通设置；所述第一过滤器分别与所述第二过滤器、所述固态储氢装置连通设置；所述第二过滤器与所述电堆连通设置。
2.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述气体和杂质过滤装置包括co过滤滤板、h2s过滤滤板、nh3过滤滤板和杂质杂气过滤滤板，所述co过滤滤板靠近氢气入口设置，所述h2s过滤滤板设置于所述co过滤滤板与所述nh3过滤滤板之间，所述nh3过滤滤板设置于所述h2s过滤滤板与所述杂质杂气过滤滤板之间，所述杂质杂气过滤滤板靠近氢气出口设置。
3.根据权利要求2所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述co过滤滤板、所述h2s过滤滤板、所述nh3过滤滤板和所述杂质杂气过滤滤板均为过滤膜滤板。
4.根据权利要求3所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述过滤膜滤板为聚合物膜滤板、多孔膜滤板、钯金属膜滤板或质子陶瓷膜滤板中的一种；所述过滤膜滤板为可更换滤板。
5.根据权利要求1所述的氢气纯化系统，其特征在于，所述第一过滤器和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁东红，代木，
申请(专利权)人：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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