[发明专利]甲醇重组产氢燃料电池发电余热利用系统

说明书

本申请提供了一种甲醇重组产氢燃料电池发电余热利用系统，其包括能够提供余热的甲醇重组单元和燃料电池单元，以及通过加热循环线路串联的循环单元，一级换热单元，二级换热单元和热供应单元；该系统具有一次和二次换热单元，梯度升温；可有效回收燃料电池单元余热，同时回收甲醇重组单元产生的烟气余热。

技术领域

本申请属于热电联产、余热利用及综合能源技术领域，具体涉及一种甲醇重组产氢燃料电池发电余热利用系统。

背景技术

当下的新能源的相关技术日渐成熟，在这之中，氢燃料发电因其较高的转换率，同时基本不会产生污染的这个特性，所以一直处于较高的地位，在这过程中同时也会出现热水、废气等副产物，这些热能若未能收集再利用，只能释放到自然环境中。

燃料电池由于其工作过程中产电的同时还能够产热，在实际应用过程中，电堆冷却液热量并未得到利用，而是通过散热器将热量排向大气，造成热能和功耗双重损失。此外，氢气在重组器重组后的废烟气具有较高的温度，目前大部分技术采用排空造成热量浪费。

发明内容

本申请提供了一种甲醇重组产氢燃料电池发电余热利用系统，可以充分利用能源以及提升燃料电池输出功率。

所述甲醇重组产氢燃料电池发电余热利用系统包括能够提供余热的甲醇重组单元和燃料电池单元，以及通过加热循环线路串联的循环单元，一级换热单元，二级换热单元和热供应单元；其中，

所述甲醇重组单元包括：能够在其中反应生成富氢气体的甲醇重组装置；用于为所述甲醇重组装置提供反应所需的热量，并产生烟气的燃烧装置；以及，用于对所述甲醇重组装置生成的富氢气体进行提纯，并分离出高纯氢气提供给燃料电池单元作为原料的氢气提纯装置；

所述燃料电池单元包括：能够将氧气和来自所述甲醇重组单元的高纯氢气进行电化学反应产生电能的燃料电池堆；以及，能够为燃料电池堆提供冷却的冷却循环线路；所述冷却循环线路中具有能够在其中循环，为燃料电池堆降温的第一换热介质；

所述循环单元包括：能够为加热循环线路中的第二换热介质提供动力的循环泵；

所述一级换热单元包括：能够使得所述冷却循环线路中的第一换热介质与所述加热循环线路中的第二换热介质进行热量交换的换热器；

所述二级换热单元包括：能够使得所述甲醇重组单元中的烟气与所述加热循环线路中的第二换热介质进行热量交换的烟气冷却器；

所述热供应单元包括：能够从所述加热循环线路进行取热的取热装置。

本申请的一些实施例中，所述第二换热介质的至少一部分顺次地在所述循环单元，所述一级换热单元，所述二级换热单元和所述热供应单元中循环流动。

本申请的一些实施例中，所述甲醇重组单元还包括储氢罐；所述储氢罐一方面连接至所述氢气提纯装置，以储存氢气提纯装置分离的高纯氢气；所述储氢罐另一方面通过第一通断阀连接至所述燃料电池单元，为其提供作为原料的高纯氢气。

本申请的一些实施例中，所述氢气提纯装置分离的尾气作为主燃料输送至所述燃烧装置。所述储氢罐通过第二通断阀连接至所述燃料装置，能够将储氢罐中的一部分氢气作为辅燃料提供给所述燃烧装置。

本申请的一些实施例中，所述第一换热介质不与燃料电池堆中的介质产生干涉。所述冷却循环线路上设置有冷却泵，用于为第一换热介质在冷却循环线路中的循环提供动力。

本申请的一些实施例中，所述冷却循环线路上还设置有备用的散热器；当所述换热器故障时，能够对第一换热介质进行冷却。

本申请的一些实施例中，所述燃料电池堆中的来自所述甲醇重组单元的高纯氢气能够作为吹扫用气体，用于燃料电池堆中的间歇吹扫；吹扫后气体被输送至缓冲罐，其中的水分被缓冲罐排出，所剩的干气被输送至所述燃烧装置作为燃料。