[发明专利]一种基于化学制氢的SOFC电源集成装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于化学制氢的SOFC电源集成装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有铝水制氢单元(201)、SOFC电池(302)、换热组件和温度检测模块，所述铝水制氢单元(201)和所述SOFC电池(302)之间连接有用于输送氢气的第一管路(306)和用于输送空气的第二管路(307)；

所述铝水制氢单元(201)用于向SOFC电池(302)提供氢气和空气；

所述换热组件利用所述SOFC电池(302)产生的尾气对氢气和空气加热；

所述温度检测模块用于检测SOFC电池(302)、铝水制氢单元(201)、第一管路(306)和第二管路(307)的温度。

2.如权利要求1所述的SOFC电源集成装置，其特征在于，所述壳体(1)内部设有第一保温罩(2)和第二保温罩(3)，所述第二保温罩(3)套设在所述第一保温罩(2)外，所述SOFC电池(302)和所述换热组件设置在所述第一保温罩(2)内，所述铝水制氢单元(201)设置在所述第二保温罩(3)和所述第一保温罩(2)之间，所述第一管路(306)和第二管路(307)均贯穿所述第一保温罩(2)。

3.如权利要求1所述的SOFC电源集成装置，其特征在于，所述换热组件包括尾气燃烧器(303)、气体分配器(301)和换热器组，所述SOFC电池(302)连接至尾气燃烧器(303)的入口端，所述尾气燃烧器(303)的出口端连接至所述换热器组，所述换热器组包括氢气换热器(304)和空气换热器(305)，所述氢气换热器(304)设于所述第一管路(306)上，所述空气换热器(305)设于所述第二管路(307)上，SOFC电池(302)的阳极还通过气体分配器(301)连接至铝水制氢单元(201)。

4.如权利要求1所述的SOFC电源集成装置，其特征在于，所述SOFC电池(302)使用管式电堆。

5.如权利要求4所述的SOFC电源集成装置，其特征在于，所述管式电堆包括阳极管和阴极管，所述阳极管为NiO/(ZrO₂)_0.89(Sc₂O₃)_0.1(CeO₂)_0.01(ScSZ)多孔阳极支撑管，所述阴极管为La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O₃-δ/GDC多孔阴极支撑管。

6.如权利要求1所述的SOFC电源集成装置，其特征在于，所述SOFC电池(302)还包括电力输出单元(101)，所述电力输出单元(101)用于将SOFC电池(302)产生的电力向外界输出。

7.如权利要求1所述的SOFC电源集成装置，其特征在于，所述集成装置还包括引风机(202)，所述引风机(202)用于将壳体(1)外部的空气引入铝水制氢单元(201)进行预加热。

8.一种如权利要求3-7任一项所述的SOFC电源集成装置的控制方法，其特征在于，包括开机温控模式和工作状态温控模式。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述开机温控模式如下：

集成装置开机启动时，启动铝水制氢单元(201)，调节生产氢气的速率，利用铝水制氢单元(201)产生的热量加热空气，启动尾气燃烧器(303)，提升第一管路(306)、第二管路(307)和SOFC电池(302)的温度；

同时监测经第二管路(307)进入阴极的空气温度：

若温度达到500℃，则集成装置进入工作状态温控模式，结束开机温控模式；

若温度未达到500℃，则持续进行铝水制氢单元(201)和尾气燃烧器(303)的耦合工作直至温度达到500℃。

10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述工作状态温控模式如下：

集成装置运行过程中，调节气体分配器(301)，使阳极尾气直接进入铝水制氢单元(201)为铝水制氢单元(201)加热，使铝水制氢单元(201)反应温度达到并保持500℃。