【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体涉及一种直接氨燃料电池系统。
技术介绍
1、氢是21世纪公认的最清洁的能源之一。但是氢能不易储运的特点使其应用受到限制。在全球各国努力规划氢能战略布局的大时代背景下，使用富氢物质氨作为氢能的载体，从而解决氢能不宜储运的问题，降低氢能应用的门槛，是推动氢能发展，实现世界能源格局绿色高效化的明智的解决方案；燃料电池是一种将化石燃料的化学能转换为电能的发电装置，燃料电池在转换过程中能够释放大量热量用于提供动力，因此以氢为燃料的燃料电池是一种理想的清洁发电装置；然而现有的以氨分解制氢为原理的燃料电池系统中，氨气以及氨分解所需要的能量较大，系统中多余的气体无法和能量无法合理利用，造成系统能耗较大且生产效率不高，生产过程中热量损失较大，产出的电能也不高。
2、中国专利cn114725428a公开了一种以氨气为载体的燃料电池与可再生能源联合的发电系统，包括储氨装置、氨分解装置、分离器、氮气储存装置、第一换热器、除水器、燃料电池、空气压缩器、燃烧室和可再生能源发电系统；所述固体氧化物燃料电池与可再生能源联合发电系统执行燃料电池循环时以氨存储装置内的氨气为燃料，以固体氧化物燃料电池为发电装置，向用户端和储电电池供电。该发电系统在发电的过程中需要依靠大量的氨气进行发电，且发电过程中产生大量热量无法有效利用，热量损失较大。
技术实现思路
1、针对现有技术中的氨燃料电池系统存在能量消耗大、生产过程中无法合理利用能量，生产过程能耗较大，生产效率不高等缺陷；提供一种在运
2、为解决上述技术问题，本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种直接氨燃料电池系统，包括储氨装置、吸收式制冷系统、发生器、氨分解系统、鼓风机、发电系统和回收系统；储氨装置与吸收式制冷系统相连，吸收式制冷系统与氨分解系统连通以及与发生器互相连通；储氨装置用于向吸收式制冷系统提供液氨；吸收式制冷系统用于将液氨转化为过饱和氨溶液并将过饱和氨溶液分别导入发生器和氨分解系统；发生器还和发电系统相连，发生器用于将过饱和氨溶液转化为氨气并将转化后的部分氨气分别导入发电系统中，将部分的氨气重新回流至吸收式制冷系统中；氨分解系统和发电系统相连通，氨分解反应系统用于将氨气分解为含有氢气和氮气的混合气体，混合气体能够进入发电系统中；鼓风机用于向发电系统提供空气，发电系统能够将从所述氨分解系统中导入的气体或者从发生器中导入的气体的化学能转换为电能；回收系统分别与鼓风机和发电系统相连，回收装置还同时与吸收式制冷系统、发生器和氨分解系统热联通。
3、进一步的，吸收式制冷系统包括蒸发器、回热器、吸收器、溶液泵、蒸馏装置和溶液换热器；蒸发器与所述回热器，吸收器、溶液泵、蒸馏装置和溶液换热器依次连通，溶液换热器与发生器互相连通，发生器还与蒸馏装置直接连通，蒸馏装置的顶部设置有第一支路和第二支路，第一支路与所述氨分解系统连通，第一支路上设有流量调节阀。
4、进一步的，吸收式制冷系统还包括压缩机和冷凝器，蒸馏装置的第二支路与压缩机连通，压缩机与冷凝器连通，冷凝器和蒸发器热联通，冷凝器在冷凝过程中产生的热量能够转移给蒸发器；冷凝器还与回热器直接连通，回热器与蒸发器互相连通，回热器与蒸发器之间设置有调节阀。
5、进一步的，溶液换热器与吸收器直接连通，蒸馏装置的底部与发生器直接连通。
6、进一步的，蒸馏装置的制造材料为铜金属或者镍金属，蒸馏装置的内壁上固定设置有翅片；蒸馏装置中设置有加热装置。
7、进一步的，氨分解系统包括氨分解反应器、换热器和冷却器，氨分解反应器与换热器互相连通，换热器与吸收式制冷系统连通，换热器还与冷却器连通，冷却器再与发电系统连通；换热器能够将从氨分解反应器中排出的气体的热量转移给吸收式制冷系统中排入的气体。
8、进一步的，氨分解反应器中设置有钌基催化剂或者镍基催化剂。
9、进一步的，发电系统为碱性膜燃料电池，发电系统与吸收式制冷系统电连接。
10、进一步的，回收系统包括燃烧装置和汽水分离器，燃烧装置与汽水分离器相连，汽水分离器与吸收式制冷系统连通；鼓风机与燃烧装置连通并且能向燃烧装置中引入空气，燃烧装置能够将从发电系统中排入的气体与空气燃烧并且产生热量。
11、进一步的，燃烧装置同时与氨分解系统、发生器和吸收式制冷系统热联通。
12、本专利技术所述的直接氨燃料电池系统，通过将氨/氢燃烧、氨分解、氨/氢催化燃烧和吸收式制冷过程相结合，实现了直接氨燃料电池系统的节能降耗；吸收式制冷系统和催化燃烧装置结合，其中催化燃烧装置能够将未完全反应的氢气和氨气的内能转化为热能；吸收式制冷系统采用氨水作为工作介质，既可以回收大部分热能，又能实现氨的循环利用；氨电解系统和氨分解系统结合，可以自由切换氨-氢双途径发电，实现系统的多种额定工况运行模式，充分利用燃料电池的电池性能，提升整个系统的能量利用率。
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1.一种直接氨燃料电池系统，包括储氨装置、吸收式制冷系统、发生器、氨分解系统、鼓风机、发电系统和回收系统；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统包括蒸发器、回热器、吸收器、溶液泵、蒸馏装置和溶液换热器；所述蒸发器与所述回热器，所述吸收器、所述溶液泵、所述蒸馏装置和所述溶液换热器依次连通，所述溶液换热器与所述发生器互相连通，所述发生器还与所述蒸馏装置直接连通，所述蒸馏装置的顶部设置有第一支路，所述第一支路与所述氨分解系统连通，所述第一支路上设有流量调节阀。
3.根据权利要求2所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统还包括压缩机和冷凝器，所述蒸馏装置的顶部还开设有第二支路，所述蒸馏装置的第二支路与所述压缩机连通，所述压缩机与所述冷凝器连通，所述冷凝器和所述蒸发器热联通，所述冷凝器在冷凝过程中产生的热量能够转移给所述蒸发器；所述冷凝器还与所述回热器直接连通，所述回热器与所述蒸发器互相连通，所述回热器与所述蒸发器之间设置有调节阀。
4.根据权利要求2所述的一种直接氨燃料电池系统，
5.根据权利要求2所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述蒸馏装置的制造材料为铜金属或者镍金属，所述蒸馏装置的内壁上固定设置有翅片；所述蒸馏装置中设置有加热装置。
6.根据权利要求1所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述氨分解系统包括氨分解反应器、换热器和冷却器，所述氨分解反应器与所述换热器互相连通，所述换热器与所述吸收式制冷系统连通，所述换热器还与所述冷却器连通，所述冷却器再与所述发电系统连通；所述换热器能够将从所述氨分解反应器中排出的气体的热量转移给所述吸收式制冷系统中排入的气体。
7.根据权利要求6所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述氨分解反应器中设置有钌基催化剂或者镍基催化剂。
8.根据权利要求1所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述发电系统为碱性膜燃料电池，所述发电系统与所述吸收式制冷系统电连接。
9.根据权利要求1所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述回收系统包括燃烧装置和汽水分离器，所述燃烧装置与所述汽水分离器相连，所述汽水分离器与所述吸收式制冷系统连通；所述鼓风机与所述燃烧装置连通并且能向所述燃烧装置中引入空气，所述燃烧装置能够将从所述发电系统中排入的气体与空气燃烧并且产生热量。
10.根据权利要求9所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述燃烧装置同时与所述氨分解系统、所述发生器和所述吸收式制冷系统热联通。
...【技术特征摘要】
1.一种直接氨燃料电池系统，包括储氨装置、吸收式制冷系统、发生器、氨分解系统、鼓风机、发电系统和回收系统；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统包括蒸发器、回热器、吸收器、溶液泵、蒸馏装置和溶液换热器；所述蒸发器与所述回热器，所述吸收器、所述溶液泵、所述蒸馏装置和所述溶液换热器依次连通，所述溶液换热器与所述发生器互相连通，所述发生器还与所述蒸馏装置直接连通，所述蒸馏装置的顶部设置有第一支路，所述第一支路与所述氨分解系统连通，所述第一支路上设有流量调节阀。
3.根据权利要求2所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述吸收式制冷系统还包括压缩机和冷凝器，所述蒸馏装置的顶部还开设有第二支路，所述蒸馏装置的第二支路与所述压缩机连通，所述压缩机与所述冷凝器连通，所述冷凝器和所述蒸发器热联通，所述冷凝器在冷凝过程中产生的热量能够转移给所述蒸发器；所述冷凝器还与所述回热器直接连通，所述回热器与所述蒸发器互相连通，所述回热器与所述蒸发器之间设置有调节阀。
4.根据权利要求2所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述溶液换热器与所述吸收器直接连通，所述蒸馏装置的底部与所述发生器直接连通。
5.根据权利要求2所述的一种直接氨燃料电池系统，其特征在于：所述蒸馏装置的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：林立，罗俊聪，方辉煌，罗宇，江莉龙，陈崇启，王大彪，张卿，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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