[發明專利]檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的方法及裝置有效

申請號：	201910822332.0	申請日：	2019-09-02
公開（公告）號：	CN110474073B	公開（公告）日：	2021-01-19
發明（設計）人：	陳松濤;陳文淼;于超	申請（專利權）人：	濰柴動力股份有限公司
主分類號：	H01M8/0432	分類號：	H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04664;H01M8/04701
代理公司：	北京集佳知識產權代理有限公司 11227	代理人：	李赫
地址：	261061 山東省濰坊***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	檢測固態氧化物燃料電池系統內部方法裝置
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【說明書】：

本申請公開了一種檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的方法及裝置，該方法包括：調節固態氧化物燃料電池系統的重整器中的溫度，使重整器中排出的混合氣體處于檢測溫度；對從混合氣體進行采樣；對氣體樣品進行檢測，得出各氣體的摩爾分數，并根據得到的摩爾分數計算出Boudouard反應的平衡常數K1；根據熱力學計算出Boudouard反應的平衡常數K2；對比K1和K2，如果K1＜K2，則固態氧化物燃料電池系統的內部不會形成積碳；如果K1＞K2，則固態氧化物燃料電池系統的內部會形成積碳。上述方法能夠對固態氧化物燃料電池系統內部的積碳情況進行檢測，以實現對固態氧化物燃料電池系統的提前示警，防患于未然。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，特別涉及一種檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的方法，本發明還涉及適用于該方法的一種檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的裝置。

背景技術

在固態氧化物燃料電池系統中，電池電堆發電所需要的氫氣，是通過天然氣中的甲烷與水蒸氣經過在重整器中反應而得到，該反應包括甲烷與水蒸氣發生的反應以及生成的一氧化碳和水蒸氣發生的反應，即CH₄+H₂O＝3H₂+CO(蒸汽轉化反應)和CO+H₂O＝H₂+CO₂(WGS反應)，但是與此同時，重整器中還會發生副反應，即2CO＝C+CO₂(Boudouard反應)和CO+H₂＝C+H₂O(一氧化碳還原反應)，而此副反應會造成碳顆粒物的產生，導致固態氧化物燃料電池系統內部部件或其管路內產生積碳，如果積碳情況嚴重，則會使進入重整器的水蒸汽進料忽然中斷，令催化劑發生中毒且堵塞重整器進而導致固態氧化物燃料電池系統永久崩潰。

因此，如何檢測固態氧化物燃料電池系統內部的積碳情況，已經成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的方法，其能夠對固態氧化物燃料電池系統內部的積碳情況進行檢測，以實現對固態氧化物燃料電池系統的提前示警，防患于未然。本發明還提供了適用于上述方法的一種檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的裝置。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的方法，該方法包括以下步驟：

S1、調節所述固態氧化物燃料電池系統的重整器中的溫度，使得所述重整器中排出的混合氣體處于檢測溫度；

S2、對從所述混合氣體進行采樣，以獲得氣體樣品；

S3、對所述氣體樣品進行檢測，得出各氣體的摩爾分數，并根據得到的摩爾分數計算出Boudouard反應的平衡常數K1；

S4、根據熱力學計算出所述Boudouard反應的平衡常數K2；

S5、對比K1和K2，如果K1＜K2，則所述固態氧化物燃料電池系統的內部不會形成積碳；如果K1＞K2，則所述固態氧化物燃料電池系統的內部會形成積碳。

優選的，上述檢測固態氧化物燃料電池系統內部積碳的方法中，還包括以下步驟：

在所述混合氣體處于所述檢測溫度后，對所述混合氣體的壓力值進行檢測。