[發明專利]太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術

有效

• 申請號: 201310242218.3
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103337647A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 初強
• 申請（專利權）人: 初強
• 主分類號: H01M8/06
• 分類號: H01M8/06
• 代理公司: 濟寧宏科利信專利代理事務所 37217
• 代理人: 樊慶年

技術領域

本發明涉及燃料電池的再生燃料再生技術，尤其涉及一種太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術。

背景技術

目前清潔可再生能源的利用主要有水力發電、風力發電、光伏發電、潮汐發電、波浪發電、洋流發電、溫壓發電、鹽差發電、太陽能熱力發電和地熱發電等。相比之下，應用較為廣泛的是光伏發電，但目前制約其大規模應用的瓶頸為成本高，效率低，無法與火電、核電相比。近年來我國的風電得到了快速發展，已成為全球風電發展最快和市場潛力最大的國家。但仍遠遠不能滿足人們對電力的需求。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術的不足之處，提供一種太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術，利用太陽能，滿足人們可持續發展的要求。

本發明所述的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術，由太陽能熱再生氯銅燃料電池再生系統實現，所說的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生系統，包括有太陽能采集系統及燃料再生系統，所說的太陽能采集系統，包括有太陽能采集器、高溫循環風機和熱力管道。所說的燃料再生系統，包括有離心噴霧器、噴霧干燥塔、鹽酸冷凝器、旋風分離器、高溫分解塔、氧化亞銅溶解塔、氯氣壓縮機、鋼瓶、耐酸罐及鹽酸泵等設備，所說的太陽能采集器，包括有聚光鏡和位于焦點線上的石英集熱管及自動向日跟蹤器，所說的聚光鏡為拋物線槽形玻璃反光鏡。所說的石英集熱管為直通型雙層石英石玻璃真空管，石英集熱管中設置有一根耐高溫抗氧化的鎳金屬管通過，兩端分別與兩條高溫熱力主管道相連通，這兩條主熱力管道上并聯著若干同樣的石英集熱管，主熱力管道也是鎳質的。管內工質是以氮氣或惰性氣體為主要成分的導熱劑，兩條主熱力管道分別與高溫循環風機的進出口相通，因此，管道內的導熱氣體就從石英集熱管的一端進入，被聚光鏡反射的光加熱后進入另一根主熱力管道，通過風機往復循環輸送至干燥、加熱等設備中，從而完成太陽能的采集和輸送過程。

從燃料電池正負極放出來的反應后的乏液被分別儲存在兩個耐酸罐中，當陽光充足時，對乏液進行燃料再生處理。把收集的氯化銅鹽酸溶液用泵輸送至噴霧干燥塔的離心噴霧器內，呈霧狀噴入塔內，與塔內循環著的高溫鹽酸氣體相遇，在短時間內完成熱交換過程，氯化銅溶液變成鹽酸蒸汽從塔頂部排出至鹽酸冷凝器內，冷凝為液體鹽酸，其中的溶質氯化銅則變為無水氯化銅粉末，隨高溫鹽酸氣體進入塔底部的旋風分離器內，落入下面的高溫分解塔內，當無水氯化銅粉末的量達到高溫分解塔的2/3左右時，停止噴霧干燥操作。關閉鹽酸蒸汽排出閥，開啟抽氣泵，將罐內鹽酸氣體抽盡，排至耐酸罐內。打開高溫分解塔的加熱閥，對塔內的無水氯化銅粉末加強熱，當塔內溫度升至500℃左右時，打開氯氣閥并開啟液氯鋼瓶前面的氯氣壓縮機。無水氯化銅被加熱時發生分解反應：2Cucl₂^500℃2Cucl+cl₂↑,當反應完畢，不再有氯氣產生時，關閉氯氣壓縮機。氯氣被壓縮、冷凝后變為液態存于鋼瓶中，再與鹽酸混合，則成為氯銅燃料電池的氧化劑。氯化銅分解的另一產物為氯化亞銅，其熔點為430℃，呈液態存于高溫分解塔內。打開高溫分解塔下面的氯化亞銅排出閥，使其流入氯化亞銅溶解塔頂部的離心噴霧器內，被噴成霧狀微粒子溶于塔內的濃鹽酸中，當濃度接近飽和時，從氯化亞銅溶解塔的底部放出，即成為氯銅燃料電池的燃料。溶解時產生的鹽酸蒸汽進入鹽酸冷凝器，變為液體鹽酸進行儲存。

本發明所述的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術利用燃料再生系統把太陽能轉化為化學能儲存起來，在需要時通過燃料電池反把化學能轉化為電能供人們使用，解決了太陽能的儲存和轉化問題，在容量足夠大時，可以為氯銅燃料電池提供充足的燃料，保證燃料電池不受天氣影響，連續發電。與其他可再生燃料電池相比，有其獨特的優勢。利用本發明所述的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術進行燃料的再生時，分解所產生的氧化劑和還原劑可以完全用于燃料電池的燃料的氧化劑，沒有多余的化學廢料產生，對環境沒有影響，屬于對環境友好的清潔能源利用系統。

附圖說明

附圖1是本發明所述太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術流程示意圖，附圖2是本發明所述太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術的太陽能采集器的結構示意圖。1—離心噴霧器??2—噴霧干燥塔??3—鹽酸冷凝器??4—旋風分離器??5—高溫分解塔??6—氯化亞銅溶解塔??7—氯氣壓縮機??8—鋼瓶??9—鹽酸泵??10—聚光鏡??11—石英集熱管??12—高溫循環風機??13—熱力管道。

具體實施方式

現參照附圖1和附圖2，結合實施例說明如下：本發明所述的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術，由太陽能熱再生氯銅燃料電池再生系統實現，所說的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生系統，包括有太陽能采集系統及燃料再生系統，所說的太陽能采集系統，包括有太陽能采集器、高溫循環風機12和熱力管道13。所說的燃料再生系統，包括有離心噴霧器1、噴霧干燥塔2、鹽酸冷凝器3、旋風分離器4、高溫分解塔5、氧化亞銅溶解塔6、氯氣壓縮機7、鋼瓶8、耐酸罐及鹽酸泵9，所說的太陽能采集器，包括有聚光鏡10和位于焦點線上的石英集熱管11及自動向日跟蹤器，所說的聚光鏡10為拋物線槽形玻璃反光鏡。所說的石英集熱管11為直通型雙層石英石玻璃真空管，石英集熱管11中設置有一根耐高溫抗氧化的鎳金屬管通過，兩端分別與兩條主高溫熱力管道13相連通，這兩條主熱力管道13上并聯著若干同樣的石英集熱管11，主熱力管道也是鎳質的。管內工質以氮氣或惰性氣體為主要成分的導熱劑，兩條主熱力管道13分別與高溫循環風機12的進出口相通，因此，管道內的導熱氣體就從石英集熱管11的一端進入，被聚光鏡10反射的光加熱后進入另一根主熱力管道13，通過風機往復循環輸送至干燥、加熱等設備中，從而完成太陽能的采集和輸送過程。從燃料電池正負極放出來的反應后的乏液被分別儲存在兩個耐酸罐中，當陽光充足時，對乏液進行燃料再生處理。把收集的氯化銅鹽酸溶液用泵輸送至噴霧干燥塔2的離心噴霧器1內，呈霧狀噴入塔內，與塔內循環著的高溫鹽酸氣體相遇，在短時間內完成熱交換過程，氯化銅溶液變成鹽酸蒸汽從塔頂部排出至鹽酸冷凝器3內，冷凝為液體鹽酸，其中的溶質氯化銅則變為無水氯化銅粉末，隨高溫鹽酸氣體進入塔底部的旋風分離器4內，落入下面的高溫分解塔5內，當無水氯化銅粉末的量達到高溫分解塔5的2/3左右時，停止噴霧干燥操作。關閉鹽酸蒸汽排出閥，開啟抽氣泵，將罐內鹽酸氣體抽盡，排至耐酸罐內。打開高溫分解塔5的加熱閥，對塔內的無水氯化銅粉末加強熱，當塔內溫度升至500℃左右時，打開氯氣閥并開啟液氯鋼瓶8前面的氯氣壓縮機7。無水氯化銅被加熱時發生分解反應：2Cucl₂^500℃2Cucl+cl₂↑,當反應完畢，不再有氯氣產生時，關閉氯氣壓縮機。氯氣被壓縮、冷凝后變為液態存于鋼瓶8中，再與鹽酸混合，則成為氯銅燃料電池的氧化劑。氯化銅分解的另一產物為氯化亞銅，其熔點為430℃，呈液態存于高溫分解塔5內。打開高溫分解塔5下面的氯化亞銅排出閥，使其流入氯化亞銅溶解塔6頂部的離心噴霧器1內，被噴成霧狀微粒子溶于塔內的濃鹽酸中，當濃度接近飽和時，從氯化亞銅溶解塔6的底部放出，即成為氯銅燃料電池的燃料。溶解時產生的鹽酸蒸汽進入鹽酸冷凝器3，變為液體鹽酸進行儲存。本發明所述的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術利用燃料再生系統把太陽能轉化為化學能儲存起來，在需要時通過燃料電池反把化學能轉化為電能供人們使用，解決了太陽能的儲存和轉化問題，在容量足夠大時，可以為氯銅燃料電池提供充足的燃料，保證燃料電池不受天氣影響，連續發電。與其他可再生燃料電池相比，有其獨特的優勢。利用本發明所述的太陽能熱再生氯銅燃料電池再生技術進行燃料的再生時，分解所產生的氧化劑和還原劑可以完全用于燃料電池的燃料的氧化劑，沒有多余的化學廢料產生，對環境沒有影響，屬于對環境友好的清潔能源利用系統。