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专利号: 2020112148289
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2025-12-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种甲醇重整固体氧化物燃料电池系统,其特征在于,包括蒸发装置(1)、与所述蒸发装置相连的甲醇重整装置(2)以及分别与所述蒸发装置(1)以及甲醇重整装置(2)相连的还原剂循环系统(3);

所述蒸发装置(1)包括若干串联设置的蒸发单元(10),所述蒸发单元(10)包括第一固体氧化物燃料电池(101)以及分别设置于所述第一固体氧化物燃料电池(101)两侧的第一连接体(102)以及第二连接体(103),所述第一连接体(102)以及第二连接体(103)的两侧均分布有直线型微流道,所述蒸发装置(1)包括用于甲醇溶液通入的第一进口(104)、用于还原剂通入的第二进口(105)、用于氧化剂通入的第三进口(106)、用于甲醇蒸汽送出的第一出口(107)以及用于反应后还原剂送出的第二出口(108);所述第一连接体(102)以及第二连接体(103)背向所述第一固体氧化物燃料电池(101)侧通入甲醇溶液,利用第一固体氧化物燃料电池(101)的高温将甲醇溶液加热为甲醇蒸汽;

所述甲醇重整装置(2)包括若干个串联设置的重整单元(20),所述重整单元(20)包括第二固体氧化物燃料电池(201)以及分别设置于所述第二固体氧化物燃料电池(201)两侧的第三连接体(202)以及第四连接体(203),所述第三连接体(202)和所述第四连接体(203)面向所述第二固体氧化物燃料电池(201)的侧面上分布有直线型微流道;所述第三连接体(202)和所述第四连接体(203)背向所述第二固体氧化物燃料电池(201)的侧面上分布有圆柱形流道面作为甲醇蒸汽的微通道;圆柱形流道面为所述第三连接体(202)或第四连接体(203)的表面上分布有间隔分布的圆柱体,圆柱形流道面的表面均涂有甲醇重整的催化剂;

所述甲醇重整装置(2)包括与所述第一出口(107)连通的用于甲醇蒸汽送入的第四进口(204)、用于氧化剂送入的第五进口(205)、用于重整气送出的第一管道(206)以及用于将重整气送入第二固体氧化物燃料电池(201)的第二管道(207);

所述还原剂循环系统(3)包括分别与所述蒸发装置(1)以及甲醇重整装置(2)的还原剂出口相连的分离器(301),所述分离器(301)的出口连接有用于储存还原剂的第一罐体(302),所述第一罐体(302)的出口与所述蒸发装置(1)的还原剂进口连接。

2.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统,其特征在于,所述第一管道(206)或第二管道(207)上设置有第一温度检测计(208)。

3.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统,其特征在于,所述第一出口(107)连接有用于储存甲醇的第二罐体(109)。

4.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统,其特征在于,所述第四进口(204)处设置有第一阀门(110),所述第一出口(107)处设置有第二温度检测计(111)。

5.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统,其特征在于,所述第一进口(104)处设置有第二阀门(112)。

6.一种如权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:

(S1)自蒸发装置(1)的进口通入甲醇溶液、氧化剂以及还原剂,所述蒸发装置(1)包括若干串联设置的蒸发单元(10);第一连接体(102)面向第一固体氧化物燃料电池(101)侧的流道通入还原剂,第一连接体(102)背向第一固体氧化物燃料电池(101)侧通入甲醇溶液;

第二连接体(103)面向第一固体氧化物燃料电池(101)侧的流道通入氧化剂,第二连接体(103)背向第一固体氧化物燃料电池(101)侧通入甲醇溶液;利用第一固体氧化物燃料电池(101)的高温将甲醇溶液加热为甲醇蒸汽;

(S2)自蒸发装置(1)出口送出的甲醇蒸汽送入甲醇重整装置(2);甲醇重整装置(2)中的第三连接体(202)面向第二固体氧化物燃料电池(201)侧的流道通入氧化剂,背向第二固体氧化物燃料电池(201)侧通入甲醇蒸汽;第四连接体(203)面向第二固体氧化物燃料电池(201)侧的流道通入还原剂,背向第二固体氧化物燃料电池(201)侧通入甲醇蒸汽;自所述第四进口(204)送入的甲醇蒸汽,经过重整单元(20)反应后,利用第二固体氧化物燃料电池(201)的高温,获得包含氢气和一氧化碳的重整气,将重整气自第一管道(206)送出,随后直接通过第二管道(207)通入重整单元(20)中的第二固体氧化物燃料电池(201)作为燃料;

(S3)经过蒸发装置(1)中的第一固体氧化物燃料电池(101)利用后的还原剂,以及经过甲醇重整装置(2)中的第二固体氧化物燃料电池(201)利用后的重整气分别送入还原剂循环系统(3),经过还原剂循环系统(3)分离后的还原剂重新送入蒸发装置(1)。