[发明专利]一种固体氧化物燃料电池智能化综合监控系统及方法

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池智能化综合监控系统，包括氧化剂供给装置、通用型重整/裂解装置、SOFC电池堆、尾气分流器和中央控制器；所述氧化剂供给装置与所述SOFC电池堆的阴极输入端连接；所述通用型重整/裂解装置与所述SOFC电池堆的阳极输入端连接；所述SOFC电池堆的输出端通过管道与所述尾气分流器连通；所述尾气分流器通过不同的输出管道分别将排放的二氧化碳、水、剩余燃料进行循环再利用。本发明利用该监控系统进行监控能够确保燃料电池稳定、安全、高效的工作。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体的说是涉及一种固体氧化物燃料电池智能化综合监控系统及方法。

背景技术

目前广泛应用的质子交换膜燃料电池采用的是贵金属铂作为催化剂，使得核心部件质子交换膜材料成本高昂；催化剂与质子交换膜反应环境较为苛刻，不能接收氢气意外的废气；燃料纯度、存储装置要求较高，因此质子交换膜燃料电池的推广与应用成为商业化的瓶颈。

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。

固体氧化物燃料电池的电流密度、功率密度高；以金属氧化物作为电解质、复合催化剂作为催化剂，制作成本低；直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料，适应性强；固体氧化物燃料电池工作温度一般在600-800℃，加快了电池反应的进行；广泛采用陶瓷材料作电解质、阴极和阳极，具有全固态结构，不存在对漏液、腐蚀的管理问题；可实现模块化组装，规模和安装地点灵活。因此固体氧化物燃料电池被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。

但是目前对固体氧化物燃料电池的应用中发电系统缺少综合监控系统，无法监控整体运行工况，并且发电结束之后没有充分反应的燃料或者二次生成物，如一氧化碳等直接燃烧产生热量后进行余热处理，完全没有考虑到对一氧化碳进行循环继续进行化学反应产生电能，或者发电之后的尾气直接排放于自然环境中，造成环境的污染，不符合资源节约型、环境友好型的环保理念。

因此，如何提供一种能够确保固体氧化物燃料电池稳定、安全、高效运行的智能化综合监控系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种固体氧化物燃料电池智能化综合监控系统，能够确保燃料电池稳定、安全、高效的工作。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种固体氧化物燃料电池智能化综合监控系统，包括氧化剂供给装置、通用型重整/裂解装置、SOFC电池堆、尾气分流器和中央控制器；

所述氧化剂供给装置通过管道依次经第一压缩机、第一预热器、第一加热器与所述SOFC电池堆的阴极输入端连接；燃料进入所述通用型重整/裂解装置后通过管道依次经第二压缩机、第二预热器、第二加热器与所述SOFC电池堆的阳极输入端连接；

所述SOFC电池堆的输出端通过管道与所述尾气分流器连通；所述尾气分流器通过不同的输出管道分别将排放的二氧化碳、水、剩余燃料进行循环再利用；

所述通用型重整/裂解装置、所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述SOFC电池堆均连接有压力传感器，所述第一加热器、所述第二加热器内均设置有温度传感器，所述尾气分流器连接有成分检测单元，并且所述压力传感器、所述温度传感器、所述成分检测单元均通过传感器通讯接口与所述中央控制器电连接。

优选的，在上述一种固体氧化物燃料电池智能化综合监控系统中，所述第二压缩机与所述第二预热器之间设置有混合器，所述尾气分流器通过输出管道依次经净化器、第三预热器、蒸汽发生器与所述混合器输入端连通。