[发明专利]甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置

说明书

技术领域

本发明涉及甲醇燃料电池技术领域，特别涉及一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置。

背景技术

目前的甲醇燃料电池的重整制氢部分，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℃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，但寿命比较短而且效率低。

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能够快速将甲醇水溶液进行汽化以及将甲醇蒸汽进行重整，从而提高甲醇燃料电池响应速度的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置，包括上盖板和下盖板，所述下盖板内为汽化重整室，汽化重整室由中间设置的隔板形成U形流道，U形流道两侧分别为甲醇水汽化区与甲醇重整区；U形流道内设置有催化剂载体，催化剂载体上放置有裂解催化剂和氧化还原催化剂；在下盖板的侧壁上，位于U形流道的两端分别设置有甲醇水进口和气体出口，甲醇水进口与甲醇水汽化区的顶端相通，气体出口设置在甲醇重整区的尾端处。

优选的，所述U形流道内设置有若干个温度检测点。

在所述甲醇水进口上安有甲醇水进液管。

所述甲醇水进液管上在与下盖板的内壁连接处设置有铝合金密封垫；所述上盖板与下盖板上在边缘处对应设置有连接段，连接段上均设置有若干个螺栓孔，上盖板和下盖板由位于螺栓孔中的螺栓连接在一起。

优选的，所述上盖板和下盖板之间设置纯铝密封垫，纯铝密封垫的两侧对边上设置有若干个定位块。

定位块位于相邻的所述螺栓孔之间。

优选的，所述催化剂载体为泡沫铜。

优选的，所述上盖板以及下盖板上均设置有供电加热棒放置的加热孔。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

本发明的一种甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置，汽化室由于设置了隔板呈U形结构，增加了流道的长度，相较于传统的对甲醇水溶液的汽化处理，本装置能够快速将甲醇水溶液进行汽化重整，利用电加热的方式能够快速升温，使得甲醇燃料电池的启动速度大大加快，从而大大缩短甲醇燃料电池的启动时间，极大的提高了甲醇燃料电池的性能。因为汽化重整室是以通过电加热方式工作，上盖板和下盖板上受热将热量传递给甲醇水的同时，纯铝密封垫同时受热并发生膨胀，使得上盖板和下盖板之间的密封性得到保证，这样汽化室在运行过程中就不会发生泄漏的情况。催化剂载体上设置有裂解催化剂和氧化还原催化剂，这样就可以将甲醇水汽化和甲醇重整反应整合在一起，使得甲醇燃料电池在结构上更加简单，响应速度快，拓展了甲醇燃料电池的应用范围。

附图说明

图1为本发明的甲醇燃料电池的甲醇水汽化与重整装置的结构示意图；

图2为图1的爆炸示意图；

图3为下盖板的结构示意图。

图中：1、上盖板；2、下盖板；3、催化剂载体；4、纯铝密封垫；5、U形流道；6、甲醇水进液管；7、铝合金密封垫；8、气体出口；9、隔板；10、加热孔；11、温度检测点；12、甲醇水进口；13、连接段；14、螺栓孔；15、定位块；16、甲醇水汽化区；17、甲醇重整区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。