[实用新型]一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统，包括样气预处理单元和分析仪表单元。样气预处理单元包括球阀、金属过滤器、冷凝器、汽水分离器、膜过滤器、针阀和流量计，其过滤器采用二级串联模式，其冷凝器选用盘管式，其流量计选用浮子流量计，保证样气稳流和仪表稳态工作。分析仪表单元包括在线仪表和电源，其分析仪表采用电化学原理，对样气中氢/氧浓度进行实时分析；本实用新型可实现对燃料电池电堆尾气的在线分析和监测，实时反馈燃料电池电堆的内部工作状态和尾气中氢/氧浓度值，且具有结构简单、安全可靠和成本低等优点。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统。

背景技术

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。与常规电池的不同之处在于直接通过电化学反应将储存在燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能，能力转化效率高，可靠性高，环境污染低，其广阔的应用前景可与计算机技术相媲美，是解决资源匮乏和污染恶化这两大问题最重要的途径。各国政府以及各大公司相继投入大量人力和物力进行研究，目前已在汽车、分布式发电、备用电源、便携式电源、飞机、轮船、潜艇等应用中得到开发和验证。

燃料电池电堆作为燃料电池发电装置的核心部件，其安全可靠运行是关系到整个装置能否应用的关键。

因此，对燃料电池电堆运行状态实时监测是非常必要的，以便于实时了解电堆运行状态，可避免因电堆运行异常导致供电装置瘫痪而引发的事故。然而，传统的燃料电池技术不足以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有燃料电池技术的不足，提供一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统，该系统可实现对燃料电池电堆尾气的在线分析和监测，便于及时了解燃料电池电堆的内部工作状态。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统，包括样气预处理单元和分析仪表单元；所述的样气预处理单元包括依次设置在管道上的取样支路球阀、金属过滤器、冷凝器、汽水分离器、膜过滤器、针阀和流量计；所述的管道两端分别为样气进口和样气出口；所述的金属过滤器和膜过滤器采用二级串联模式先后对样气进行过滤处理；所述的分析仪表单元包括设置在针阀和流量计之间的在线仪表以及连接在线仪表的电源，所述的在线仪表基于电化学原理对样气中的氢/氧浓度进行实时分析。

所述的一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统，其冷凝器采用盘管式冷凝器，其冷凝水经汽水分离器排出。

所述的一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统，其流量计采用浮子流量计，以实现样气稳流和仪表稳态工作。

所述的一种燃料电池电堆的尾气在线分析系统，其管道为1/4英寸不锈钢管。

本实用新型的积极有益效果：

1）本实用新型采用二级过滤模式，金属过滤器的预过滤处理避免膜过滤器过滤较大粒径杂质，能够延长膜过滤器的使用寿命，使成本降低；

2）本实用新型采用浮子流量计稳定样气流量，实现分析仪表稳态工作，使分析结果准确可靠；

3）本实用新型系统结构简单、安全可靠、操作方便、制造和维护成本低。

附图说明

图1 是为本实用新型的系统结构示意图。

各附图标记为：1—取样支路球阀，2—金属过滤器，3—冷凝器，4—汽水分离器，5—膜过滤器，6—针阀，7—在线仪表，8—电源，9—流量计。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明，实施例如下。