[发明专利]一种纯氢纯氧高温电池系统的氢气提纯模块

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种纯氢纯氧高温电池系统的氢气提纯模块。

背景技术

在纯氢纯氧高温电池系统中，纯氧的制取采用氧气发生器，其中氧气的提纯需要的温度要求是600℃左右，纯氢的制取是通过氢气分离器将重整反应产生的氢气、一氧化碳和二氧化碳进行氢气的提纯，氢气提纯的温度要求在480℃以上。现有技术中采用热源对氢气分离器进行加热到480℃后进行氢气的提纯，其能源利用率低、效率低并且不够环保。因此，如何设计出一种能够利用重整反应的热量进行高效氢气提纯的方案正是本发明人所要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种利用甲醇重整器的余热进行氢气提纯的模块。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种纯氢纯氧高温电池系统的氢气提纯模块，包括甲醇重整器、与甲醇重整器连接的氧气发生器以及设置在氧气发生器中的氢气分离器，所述甲醇重整器利用甲醇原料和氧气发生器产生的氧气发生部分氧化以及氧化重整反应，所述氧气发生器利用甲醇重整器的反应所产生的热能进行氢气和氧气的提纯。

优选的，所述甲醇原料为经过过滤的纯甲醇。

优选的，所述氢气分离器中设置有钯复合膜。

本发明相对于现有技术具有如下优点，氧气发生器包括氧气提纯机构，氧气提纯需要的温度在600℃左右，氢气的提纯温度在480℃左右，现有技术中一般是将采用热源对氢气分离器加热进行氢气提纯，成本高并且效率低，本发明中，氧气发生器产生的氧气与甲醇原料在甲醇重整器中发生部分氧化反应以及氧化重整反应时会产生大量的热能，氧气发生器就可以利用这部分热量进行氧气的提纯，本发明把氢气分离器直接放在氧气发生器中，在利用重整反应的热量的同时首先就会对氢气进行分离，该部分的热量足以使得氢气分离器进入工作温度的范围。所以本发明将氢气分离器置于氧气发生器中，能够利用重整反应的热量同时进行氢气和氧气的分离提纯，效率高、成本低并且节能环保。

附图说明

图1为本发明的一种纯氢纯氧高温电池系统的氢气提纯模块的结构示意图。

图中：1、甲醇重整器；2、氧气发生器；3、氢气分离器；4、甲醇原料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种纯氢纯氧高温电池系统的氢气提纯模块，包括甲醇重整器1、与甲醇重整器1连接的氧气发生器2以及设置在氧气发生器2中的氢气分离器3，所述甲醇重整器1利用甲醇原料4和氧气发生器2产生的氧气发生甲醇重整反应，所述氧气发生器2利用甲醇重整器1的重整反应所产生的热量进行氢气和氧气的提纯。

本发明的工作原理是：氧气发生器2包括氧气提纯机构，氧气提纯需要的温度在600℃左右，氢气的提纯温度在480℃左右，现有技术中一般是将采用热源对氢气分离器3加热进行氢气提纯，成本高并且效率低，本发明中，氧气发生器2产生的氧气与甲醇原料4在甲醇重整器1中发生部分氧化反应以及氧化重整反应时会产生大量的热能，氧气发生器2就可以利用这部分热量进行氧气的提纯，本发明把氢气分离器3直接放在氧气发生器2中，在利用重整反应的热量的同时首先就会对氢气进行分离，该部分的热量足以使得氢气分离器3进入工作温度的范围。所以本发明将氢气分离器3置于氧气发生器2中，能够利用重整反应的热量同时进行氢气和氧气的分离提纯，效率高、成本低并且节能环保。

优选的，甲醇原料4为经过过滤的纯甲醇。纯甲醇经过过滤后在甲醇重整器1中发生重整反应时会效率更高，重整反应产生的氢气、一氧化碳和二氧化碳进入氢气分离器3中进行氢气的提纯。

优选的，所述氢气分离器3中设置有钯复合膜。钯复合膜具有很高的透氢速率和透氢选择性以及良好的化学和热稳定性，非常适合氢气的提纯。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。