[發(fā)明專利]基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910859069.2
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110739471B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁桓展;王學(xué)圣;唐健;蘇紅艷;嚴(yán)巖;陳甲楠;王朝
• 申請（專利權(quán)）人: 張家港氫云新能源研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04007;H02J3/32;H02J9/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 黃春松;朱曉萍

1.基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括：重整制氫裝置和燃料電池堆，其特征在于：還包括：電能轉(zhuǎn)換器、催化加熱器、帶壓縮機的碳捕捉器以及供熱熱交換器；

重整制氫裝置輸出的富含氫氣的重整氣輸送至供熱熱交換器中釋放熱量后再輸送至燃料電池堆發(fā)電使用，供熱熱交換器向外提供熱量；燃料電池堆產(chǎn)生的電能通過電能轉(zhuǎn)換器輸出，電能轉(zhuǎn)換器還與外來電力源連接；

重整制氫裝置內(nèi)設(shè)置有重整電加熱器和重整熱交換器，重整電加熱器與電能轉(zhuǎn)換器連接，重整制氫裝置啟動所需的初始電力均由外來電力源通過電能轉(zhuǎn)換器提供；重整電加熱器為重整制氫裝置提供熱能；

燃料電池堆的尾氣輸出端分別與催化加熱器和帶壓縮機的碳捕捉器連接，催化加熱器與帶壓縮機的碳捕捉器連接；燃料電池堆尾氣輸出端輸出的尾氣被輸送至催化加熱器中或被輸送至帶壓縮機的碳捕捉器中；

如燃料電池堆輸出的尾氣被輸入至催化加熱器中時，尾氣在催化加熱器內(nèi)催化放熱反應(yīng)產(chǎn)生的高溫氣體進入至重整器熱交換器中，重整器熱交換器中的釋放了熱能后的氣體進入至帶壓縮機的碳捕捉器中進行碳氧化物的去除，之后從帶壓縮機的碳捕捉器中直接向外排出；如燃料電池堆輸出的尾氣被輸送至帶壓縮機的碳捕捉器中，帶壓縮機的碳捕捉器對尾氣進行碳氧化物去除，去除了碳氧化物的氣體回送至燃料電池堆內(nèi)發(fā)電使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)燃料電池堆為中溫型燃料電池堆或高溫型燃料電池堆時，燃料電池堆內(nèi)設(shè)置有電堆電加熱器和電堆熱交換器，電堆電加熱器與電能轉(zhuǎn)換器連接，電堆電加熱器為燃料電池堆啟動提供初始熱能；

催化加熱器內(nèi)催化放熱反應(yīng)產(chǎn)生的高溫氣體進入至重整器熱交換器和/或電堆熱交換器中，電堆熱交換器中釋放了熱量的氣體進入帶壓縮機的碳捕捉器中進行碳氧化物的去除，之后從帶壓縮機的碳捕捉器中直接向外排出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：催化加熱器上還設(shè)置有燃料輸入管，用于輸送至重整制氫裝置中進行重整制氫反應(yīng)的原料一部分通過燃料輸入管輸送進入至催化加熱器中進行催化放熱反應(yīng)，催化加熱器中催化放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被輸送至重整制氫裝置和/或輸送至中溫型或者高溫型的燃料電池電堆中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：所述的外來電力源包括再生能源發(fā)電模塊和電網(wǎng)，再生能源發(fā)電模塊與電網(wǎng)均與電能轉(zhuǎn)換器相連接，再生能源發(fā)電模塊的電能通過電能轉(zhuǎn)換器輸出，電網(wǎng)與電能轉(zhuǎn)換器之間能相互傳遞電能。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：再生能源發(fā)電模塊與燃料電池堆的電能都還分別與電能儲存器相連接，再生能源發(fā)電模塊和燃料電池堆均能將電能輸送至電能儲存器儲存；所述的電能儲存器與電能轉(zhuǎn)換器連接，電能儲存器中的電能通過電能轉(zhuǎn)換器輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：再生能源發(fā)電模塊采用的再生能源包括：太陽能、風(fēng)能、水力發(fā)電、地?zé)崮堋?/p>

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：重整制氫裝置與供熱熱交換器之間還設(shè)置有氫氣純化器，氫氣純化器用于去除富含氫氣的重整氣中的一氧化碳；所述的氫氣純化器與氣體輸送管并聯(lián)設(shè)置在重整制氫裝置與供熱熱交換器之間，重整制氫裝置輸出的富含氫氣的重整氣能通過氣體輸送管直接輸送至供熱熱交換器中、或通過氫氣純化器去除一氧化碳后再輸送至供熱熱交換器中。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：燃料電池堆的尾氣輸出端通過三通閥分別與催化加熱器以及帶壓縮機的碳捕捉器連接。