[发明专利]一种基于电厂余热的氢燃料电池系统

说明书

本发明涉及一种基于电厂低压省煤器和有机液体储氢技术的氢燃料电池系统，包括富氢有机液体储罐、计量泵、预热器、脱氢反应器、冷却器、汽水分离器、过滤器、缓冲罐、氢燃料电池、氢气循环泵、空滤器、空压机、中冷器、增湿器、节气门、储水箱、循环水泵、去离子装置、换热器、直流变换器、脱氢有机液体罐、凝汽器、给水泵、轴封加热器、各级低压加热器、低压省煤器、锅炉尾部烟道等主要设备，利用凝汽器出口的低温锅炉给水吸收空压机压缩空气产生的热量、氢燃料电池本体发电产生的余热和有机液体脱氢反应产生的余热，同时利用经过低温省煤器加热后的高温锅炉给水为有机液体脱氢反应器提供反应热。

技术领域

本发明属于氢燃料电池系统，特别涉及一种基于电厂低压省煤器和有机液体储氢技术的氢燃料电池系统，特别针对锅炉尾气温度高于150℃的火电厂。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭，氢燃料的可再生能源利用率与战略能源多元化优势将日益凸显。而且氢燃料电池系统为零排放发电系统（其生成物只有纯净水），在世界各国愈加重视环境保护，限制污染排放的今天，氢能将是未来发电行业的主流之一。

目前氢燃料电池系统中有些设备需要冷却，如空压机中冷器、氢燃料电池本体等；也有些设备需要加热，如多种供氢装置（如有机液体储氢技术，需要大量150℃～200℃的热能）、启动供热装置等。而且其冷却和加热的温度梯度很难协调，整个氢燃料电池系统的能效提升尚有很大潜力。

而传统火电厂存在大量烟气余热，一般采用低压省煤器的形式加以利用，其最低介质温度低于50℃，吸收烟气余热后的最高介质温度超过150℃，可与氢燃料电池发电技术形成有效互补。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，基于有机液体储氢技术，利用现有汽柴油能源储运构架，并通过城市及周边的工业废热进一步提高氢气的储运效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，包括氢燃料电池系统和低压省煤器系统；所述的氢燃料电池系统包括氢气子系统、空气子系统、循环水子系统和发电子系统；所述的氢气子系统包括连接管依次连接的富氢有机液体储罐、计量泵、预热器冷侧、脱氢反应器、预热器热侧、冷却器、汽水分离器、过滤器、缓冲罐、电磁阀、减压阀、氢燃料电池和电磁阀，所述的汽水分离器分离出来的液体管道连接脱氢有机液体罐，氢燃料电池氢气进出口管道并联连接氢气循环泵；所述的空气子系统包括连接管依次连接的空滤器、空压机、中冷器、增湿器管侧、氢燃料电池、增湿器壳侧、节气门和汽水分离器；所述的循环水子系统包括连接管依次连接的储水箱、循环水泵、节温阀和氢燃料电池，其中氢燃料电池进出口循环水管道并联连接去离子装置，节温阀的超温接口管道连接换热器；所述的发电子系统包括电缆依次连接的氢燃料电池和直流变换器；所述低压省煤器系统包括锅炉给水子系统和低压省煤器子系统；所述的锅炉给水子系统包括连接管依次连接的凝汽器、给水泵、轴封加热器和多个低压加热器；所述的低压省煤器子系统包括通过电动调节阀连接在轴封加热器出口的锅炉给水主路上的低压省煤器。

所述的一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，其低压加热器包括连接管依次连接的第一低压加热器、第二低压加热器和第三低压加热器。

所述的一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，其低压省煤器进口通过电动调节阀连接第一低压加热器出口的锅炉给水分支连接管。

所述的一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，其中冷器通过电动调节阀连接轴封加热器，由轴封加热器出口的部分冷凝水冷却。

所述的一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，其换热器通过电动调节阀连接轴封加热器，由轴封加热器出口的部分冷凝水冷却。

所述的一种基于电厂余热的氢燃料电池系统，其脱氢反应器通过电动调节阀连接低压省煤器，由低压省煤器出口的部分高温锅炉给水加热。

本发明的有益效果是：