[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任公司 32102 | 代理人： | 黃春松;朱曉萍 |
| 地址： | 215600 江蘇省蘇州市張家港市楊舍*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 重整 裝置 燃料電池 熱電 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明公開了一種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，重整氣輸送至供熱熱交換器，供熱熱交換器向外提供熱量，燃料電池堆的電能通過電能轉(zhuǎn)換器輸出；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，重整制氫裝置和燃料電池堆啟動所需的電力均由外來電力源提供；重整電加熱器為重整制氫裝置制氫提供熱能；燃料電池堆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。本發(fā)明的優(yōu)點在于：發(fā)電效率高、能源利用率高，氮氧化物和碳氧化物排放量低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熱電聯(lián)供系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
熱電聯(lián)供系統(tǒng)能很好地服務(wù)于生活和生產(chǎn)，滿足生活與生產(chǎn)中的照明、設(shè)備用電、采暖、熱水等需求。傳統(tǒng)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，有基于燃氣內(nèi)燃機的分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)、基于燃氣外燃機的分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)、基于微型燃氣輪機的分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)等等。但是目前的電聯(lián)供系統(tǒng)的缺陷在于：發(fā)電效率低，二氧化碳以及有害物質(zhì)如CO、NOX排放量高。
重整制氫裝置是將含氫的化合物轉(zhuǎn)化成含氫氣的重整氣。重整制氫的原料可以是天然氣、汽油、柴油等烴類，也可以采用甲醇、酒精等醇類。傳統(tǒng)的重整制氫過程中所需的熱量主要通過燃料催化燃燒獲得，在催化燃燒過程中有以下幾種方式都會產(chǎn)生NOX ：一、燃燒用空氣中所含的N2在高溫下氧化生成； 二、碳化氫系燃料在燃燒時分解, 其分解的中間產(chǎn)物與空氣中的N2反應(yīng)而生成；三、燃料中的有機氮化合物在燃燒過程中氧化所生成。因此目前的重整制氫裝置也存在二氧化碳以及有害物質(zhì)如CO、NOX排放量高的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是：提供一種基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其氮氧化物以及碳氧化物的排放量低，發(fā)電供熱效率高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：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，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。
進一步地，前述的基于重整制氫裝置與燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其中，當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。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于張家港氫云新能源研究院有限公司，未經(jīng)張家港氫云新能源研究院有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910859069.2/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
