[发明专利]一种用于甲醇燃料电池组的重整制氢系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于甲醇燃料电池组的重整制氢系统。

背景技术

目前的重整制氢系统，甲醇水需要经过加热汽化，再经过加热重整，完成制氢过程，整个过程为吸热过程，较佳的反应温度为250度左右。目前的加热方法主要是通过燃料燃烧产生高温气体，再利用高温气体对汽化室和重整室加热，气体作为换热介质，由于气体携带的热量小，离热源较远与较近的位置温差大，容易使重整室受热不均匀，使重整制氢效率变低，并且中途停机再启动时间较长，目前普遍为20分钟至1小时。同时也有利用燃烧火焰直接加热汽化室和重整室，由于火焰温度高，对汽化室和重整室容易造成烧蚀，并且温度也更难控制，更容易导致重整室受热不均匀。另外也有采用燃烧加热浴炉或者电热浴炉式的重整制氢系统，寿命比较短而且效率低。从结构上来看，现有的重整制氢系统在结构上比较分散，不够紧凑，导致适用的场合受限；从能源的利用率来看，这些重整制氢系统对能量的利用率较低，不够节能和环保。

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结构紧凑从而能够适用较多的应用场合、对能源的利用率高以具有节能环保优点的重整制氢系统。

为实现上述目的，发明提供了如下技术方案：一种用于甲醇燃料电池组的重整制氢系统，包括依次连接的无焰燃烧室、重整室以及热交换器，所述无焰燃烧室包括将无焰燃烧产生的高温废气吹向重整室的鼓风机，所述无焰燃烧室与重整室之间设置有能够将高温废气的热量传递给重整室的吸热片，所述重整室包括反应部、甲醇蒸汽流入导槽以及氢气流出流道，所述热交换器包括甲醇水第一注入口、甲醇水汽化通道、甲醇水加热管路以及甲醇蒸汽出口，所述甲醇蒸汽出口与甲醇蒸汽流入导槽连通，所述氢气流出流道与热交换管路连通。

优选的，所述反应部包括若干并列排布的翅片组。

优选的，所述无焰燃烧室包括与电堆的余气管道连通的气流进口，电堆的余气通过气流进口进入无焰燃烧室进行燃烧。

优选的，所述无焰燃烧室包括电加热装置以及甲醇水第二注入口。

优选的，所述重整室包括能够将高温废气导入热交换器中的废气流出口，所述热交换器包括与甲醇水加热管路接触的废气流通管路以及将废气排出的废气排出口，所述废气排出口与废气流通管路连通。

优选的，所述甲醇水加热管路中设置有三乙二醇溶液。

本发明相对于现有技术具有如下优点，在正常工作时，其中无焰燃烧室的燃烧原料来自于电堆中未完全反应的氢气以及一氧化碳，在对能源的利用上来看，本发明能够利用通过电堆的未反应的氢气以及一氧化碳来使无焰燃烧室运行，不需要整个系统外再接入燃烧原料进行加热重整室，非常节能环保，并且整个系统在结构上非常精巧紧凑，可以适合更多的应用场合。

附图说明

图1为便于理解，增加了电堆部分的结构示意简图，虚线框中为本发明的一种用于甲醇燃料电池组的重整制氢系统的结构示意简图，；

图2为本发明的重整室与无烟燃烧室装配后的结构示意图；

图3为本发明的重整室去掉外壳后的结构示意图一；

图4为本发明的重整室去掉外壳后的结构示意图二；

图5为本发明的热交换器的结构示意图；

图6为图5的爆炸图。

图中：1、无焰燃烧室；11、鼓风机；12、气流进口；13、电加热装置；14、甲醇水第二注入口；2、重整室；21、反应部；211、翅片组；22、甲醇蒸汽流入导槽；23、氢气流出流道；24、废气流出口；3、热交换器；31、甲醇水第一注入口；32、甲醇水汽化通道；33、甲醇水加热管路；34、甲醇蒸汽出口；35、废气流通管路；36、废气排出口4、吸热片；5、电堆；51、余气管道。

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至图6所示，一种用于甲醇燃料电池组的重整制氢系统，包括依次连接的无焰燃烧室1、重整室2以及热交换器3，所述无焰燃烧室1包括将无焰燃烧产生的高温废气吹向重整室2的鼓风机11，所述无焰燃烧室1与重整室2之间设置有能够将高温废气的热量传递给重整室2的吸热片4，所述重整室2包括反应部21、甲醇蒸汽流入导槽22以及氢气流出流道23，所述热交换器3包括甲醇水第一注入口31、甲醇水汽化通道32、甲醇水加热管路33以及甲醇蒸汽出口34，所述甲醇蒸汽出口34与甲醇蒸汽流入导槽22连通。