[实用新型]一种氢燃料电池尾气回收处理系统

说明书

本实用新型公开了一种氢燃料电池尾气回收处理系统，通过在液氢罐、液氧罐出口、氢气管路后端、氧气管路后端设置换热器，能利用液氢汽化、液氧汽化的低温特性使换热器降温；通过在1号燃料电池电堆后端增设2号燃料电池电堆，既能有效减少氢气管路、空气管路中的氢气和空气剩余量，又能发出部分电能供小功率负载使用。本实用新型能够既能通过2号燃料电池电堆进行再次发电，又能通过1‑3号换热器将残余燃料进行分类回收存储，并可用于再次使用，有效提高了燃料利用率；且整套系统在运行时不会对外部环境排放任何液体或气体，对环境友好，且完全满足真空隧道列车及潜艇等交通工具的使用条件。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池尾气回收处理系统。

背景技术

随着国家对新型能源的大力推广，燃料电池正逐步在各领域得到应用。在常见的应用环境下，燃料电池发电时产生的残余废气和水份均能直接排放到空气中。但考虑到燃料电池在潜艇中的应用、燃料电池列车在真空管道中的应用，其发电时产生的残余废气和水分不能直接排放到水或空气中，故需要针对燃料电池残余气体进行特殊处理。

对于残余气体回收技术，如专利CN205319241U，提出了一种多套燃料电池组合的氢气回收系统，其能通过氢气泵和缓存容器对残余氢气进行重复利用，但其无法确保氢气与氧气、水蒸气等的完全分离，导致燃料电池阳极侧混入氧气等杂质。又如专利CN208487415U，提出了一种兼具氢气充装、氢气释放、氢气回收的装置，其通过旁通阀将氢气引入氢气回收装置，通过吸附的方式储氢，但其也未考虑氢气中的氧气、水蒸气等杂质对储氢系统的影响，且吸附储氢后仍会排出部分残余气体。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种氢燃料电池尾气回收处理系统，既能有效分离氢气、氧气、水蒸气，又能将氢气、空气、水蒸气有效存储或消耗的装置，以适应真空管道或潜艇等特殊的燃料电池应用场合。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种氢燃料电池尾气回收处理系统，包括氢气管路单元、氧气管路单元、温控管路单元、1号换热器、2号换热器、3号换热器、1号燃料电池电堆、2号燃料电池电堆、气体压缩机和储水罐和储气瓶；

氢气管路单元包括液氢罐、氢气调节阀、3号水汽分离器、氢气循环泵、4号水汽分离器和2号三通阀；液氢罐出口依次经过3号换热器、2号换热器和1号换热器的氢气管路，从1号换热器出口连接到氢气调节阀入口，氢气调节阀出口连接到1号燃料电池电堆阳极入口，1号燃料电池电堆阳极出口连接到3号水汽分离器，3号水汽分离器上方的气体出口经过氢气循环泵再与氢气调节阀出口连接；3号水汽分离器的下方出口连接到4号水汽分离器，4号水汽分离器上方的气体出口连接到2号三通阀A入口，4号水汽分离器下方出口连接到储水罐，2号三通阀B出口连接到气体压缩机入口，2号三通阀C出口连接到2号燃料电池电堆阳极入口，2号燃料电池电堆阳极出口连接到气体压缩机入口；气体压缩机连接至储气瓶；

氧气管路单元包括液氧罐、氧气调节阀、氧气循环泵、1号水汽分路器、2号水汽分离器和1号三通阀；液氧罐出口依次连接3号换热器、2号换热器、1号换热器的氧气管路后，连接到氧气调节阀入口，氧气调节阀出口连接1号燃料电池电堆阴极入口，1号燃料电池电堆阴极出口连接到1号水汽分离器入口，1号水汽分离器上方气体出口连接到氧气循环泵入口，氧气循环泵出口与主氧气回路汇合，1号水汽分离器下方出口连接到2号水汽分离器，2号水汽分离器上方出口连接到1号三通阀A入口，2号水汽分离器下方出口连接到储水罐，1号三通阀B出口连接到气体压缩机入口，1号三通阀C出口连接到2号燃料电池电阴极入口，2号燃料电池电堆阴极出口与1号三通阀B出口的管路汇合后连接到气体压缩机入口；