[實用新型]一種燃料電池余熱驅動的海水淡化系統

有效

• 申請號: 201721521624.3
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN207659132U
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 歐陽瑞;楊宇飛;柴國民;郝義國;吳波;熊鋼
• 申請（專利權）人: 武漢地質資源環境工業技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;H01M8/04029;H01M8/04007;C02F103/08
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發;郝明琴

1.一種燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，包括質子交換膜燃料電池電堆、稀海水槽、濃海水槽、淡水槽、蒸發器、真空泵、冷凝器、第一管道、第二管道、第三管道和水蒸氣連通管道，所述蒸發器和冷凝器均為密封容器，所述蒸發器的側面通過第一管道連通稀海水槽，所述蒸發器的底部通過第二管道連通濃海水槽，所述冷凝器的底部通過第三管道連通淡水槽，所述蒸發器的頂部通過水蒸氣連通管道連通冷凝器的頂部，所述水蒸氣連通管道的中間連通真空泵，所述蒸發器的下部設有蒸發盤管，所述冷凝器的上部設有冷凝盤管，所述稀海水槽的下部設有冷卻盤管，所述冷卻盤管分別連接蒸發盤管和冷凝盤管，所述蒸發盤管連接質子交換膜燃料電池電堆的冷卻水出口，所述冷凝盤管連接質子交換膜燃料電池電堆的冷卻水進口。

2.根據權利要求1所述的燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，所述真空泵對所述蒸發器和冷凝器抽真空，所述蒸發器和冷凝器液面上部的壓力降低，進而使所述蒸發器中海水的沸點降低，所述質子交換膜燃料電池電堆反應產生的反應熱通過冷卻水冷卻，吸收了反應熱的冷卻水溫度升高，并從所述冷卻水出口流出，流入蒸發盤管，冷卻水在所述蒸發盤管中將熱量傳遞給所述蒸發器內的海水，冷卻水的溫度降低，海水溫度升高并沸騰，產生水蒸氣，水蒸氣沿水蒸氣連通管道進入冷凝器的上部，溫度降低的冷卻水流入冷卻盤管，并在冷卻盤管中進一步冷卻，再流入冷凝盤管，在冷凝盤管中冷凝所述冷凝盤管外部的水蒸氣，即得到淡水，冷卻水最后從冷卻水進口流回質子交換膜燃料電池電堆，循環冷卻質子交換膜燃料電池電堆，同時，蒸發器內被蒸發了水蒸氣余下的海水濃度變高，密度增大，進而下沉到蒸發器的底部。

3.根據權利要求1所述的燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，所述真空泵的進口和水蒸氣連通管道之間設有真空閥，所述真空泵的出口連通大氣，所述水蒸氣連通管道上靠近蒸發器的一側設有一真空計，所述蒸發器上部設有液位計，所述第三管道上設有閥門C，所述第二管道上設有閥門B，所述第一管道上設有閥門A。

4.根據權利要求1所述的燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，所述質子交換膜燃料電池電堆反應產生直流電，所述直流電經DC-DC變換器轉換為穩定直流電，所述穩定直流電驅動水泵和真空泵。

5.根據權利要求4所述的燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，所述水泵設在蒸發盤管和冷卻盤管間，所述水泵驅動冷卻水在冷卻盤管、冷凝盤管、質子交換膜燃料電池電堆、蒸發盤管中循環。

6.根據權利要求4所述的燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，所述水泵連通膨脹水箱，所述膨脹水箱用于容納冷卻水循環回路中因溫度變化而造成的水的容積變化。

7.根據權利要求1所述的燃料電池余熱驅動的海水淡化系統，其特征在于，所述質子交換膜燃料電池電堆上設有氫氣進口、氫氣出口、空氣進口和空氣出口，所述氫氣進口通入氫氣，所述空氣進口通入空氣，所述氫氣和空氣中的氧氣反應產生直流電和水，未反應完的氫氣通過氫氣出口排出電堆，多余的空氣和反應產生的水則通過空氣出口排出電堆。