1.一种固体氧化物电解池产氢气的热回收系统,其特征在于:包括储水罐(1)、太阳能电池板(3)、低温金属储氢罐(5)、蒸发器(7)、高温金属储氢罐(9)、换热器(11)、固体氧化物电解池(13)、分离器(14)和反应器(19);储水罐(1)的水依次通过太阳能电池板(3)、低温金属储氢罐(5)、蒸发器(7)、高温金属储氢罐(9)和换热器(11)多级热交换后,到达工作温度的水蒸气进入固体氧化物电解池(13)中,电化学反应后生成的氢气和未利用完的水蒸气由固体氧化物电解池(13)阴极产物出口流出,先通过换热器(11)与待反应的水蒸气换热,再进入分离器(14),分离器其中一个氢气出口I(18)与低温金属储氢罐(5)和高温金属储氢罐(9)连接,储氢罐储氢过程中的放热对水进行加热,分离器(14)另一个氢气出口II(17)与反应器(19)连接,氢气在反应器(19)中与二氧化碳生成甲烷,产甲烷的反应热输送至蒸发器(7)对水进行加热,分离器水蒸气出口(16)与储水罐(1)连接;
所述低温金属储氢罐(5)包括换热腔体I(60)以及氢气汇流室I(25),氢气汇流室I(25)上设有氢气入口I(24),氢气汇流室I(25)与多个金属储氢微管(22)连通,多个金属储氢微管(22)贯穿整个换热腔体I(60),金属储氢微管(22)内填充有低温储氢材料;所述金属储氢微管(22)为夹层式套管,包括外管(27)和一端封闭的内管(29),内管(29)为传质圆管,内管(29)外侧壁沿纵向设有多个通孔(62),在内管(29)和外管(27)之间的空腔(28)中填充有低温储氢材料;氢气从氢气汇流室I(25)流入金属储氢微管(22),再流入内部氢气强化传质圆管,再由管壁上均匀分布的圆形气孔流入金属储氢材料;
所述蒸发器(7)包括换热腔(37),换热腔(37)设有冷流体入口(36)和水蒸气排出口(43),换热腔(37)沿纵向放置有多个多孔吸水层(40),多孔吸水层(40)的孔隙率为0.5;所述蒸发器(7)还包括位于换热腔(37)中的汇流区(38)和集流区(42),汇流区(38)的入口通过热流体入口(39)与外部反应器(19)连接,汇流区(38)的出口通过多个热流管道(41)与集流区(42)的入口连接,集流区(42)的出口通过热流体出口(44)与外部甲醇储罐(8)连接;热流管道(41)沿横向设置在换热腔(37)中,在毛细力作用下水被吸入多孔吸水层(40),多孔吸水层(40)与多个热流管道(41)进行热交换,通过热流管道(41)的加热,液态水快速蒸发形成水蒸气。
2.根据权利要求1所述的固体氧化物电解池产氢气的热回收系统,其特征在于:所述换热腔体I(60)内设有多个平行设置的隔板I(23),换热腔体I(60)上还设有液态水入口(21)和液态水出口(26),多个平行设置的隔板I(23)在换热腔体I(60)内形成折流流道。
3.根据权利要求1所述的固体氧化物电解池产氢气的热回收系统,其特征在于:所述高温金属储氢罐包括换热腔体II(66)以及氢气汇流室II(33),所述换热腔体II(66)内设有多个平行设置的隔板II(34),换热腔体II(66)上还设有水蒸气入口(30)和水蒸气出口(35),多个平行设置的隔板II(34)将换热腔体II(66)隔成多个换热室;氢气汇流室II(33)上设有氢气入口II(32),氢气汇流室II(33)与多个金属储氢管(65)连通,每个金属储氢管(65)外壁设有多个柱形肋条(31);多个金属储氢管(65)贯穿整个换热腔体II(66),金属储氢管(65)内填充有高温储氢材料。
4.根据权利要求3所述的固体氧化物电解池产氢气的热回收系统,其特征在于:所述金属储氢管(65)与金属储氢微管(22)结构一致,均为夹层式套管。
5.根据权利要求1所述的固体氧化物电解池产氢气的热回收系统,其特征在于:所述反应器(19)包括气体混合室(49)以及反应室(55),反应室(55)内设有多层反应区,反应区为多孔催化剂层(50),气体混合室(49)由多个相连通且同心设置的环形流道(45)组成,氢气入口(47)和二氧化碳入口(48)与环形流道(45)的中心腔室(46)连通,最外层环形流道(45)底部设有连通孔(53),环形流道(45)通过连通孔(53)与反应室(55)连通;混合气体沿着环形流道(45)流动,流至连通孔(53)处从连通孔(53)进入反应室(55),氢气和二氧化碳混合气在多孔催化剂层(50)处反应,经过多孔催化剂层(50)反应后生成的甲烷从反应室(55)的甲醇出口(51)流出。
6.根据权利要求5所述的固体氧化物电解池产氢气的热回收系统,其特征在于:所述甲醇出口(51)处设有甲醇含量传感器(52)。