【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，尤其涉及一种氨燃料电池能量回收系统。
技术介绍
1、随着能源需求的不断增加，传统燃料对环境造成的影响日益显著。传统燃料的燃烧产生的如二氧化碳和氮氧化物等物质对大气环境和全球气候产生了负面影响。因此，迫切需要寻找一种更清洁、可再生的能源，以减缓气候变化和改善环境质量。
2、氢能作为一种理想的燃料备受关注，被认为是未来能源体系的关键组成部分之一，传统氢气储存和运输方式存在一系列问题，包括储存体积大、能量密度低、危险性高等。氨储氢技术是近年来新兴的一种储氢手段，氨分解制氢技术近年来崭露头角。相比于其他储氢方式，氨储氢具有储氢密度高、操作条件温和、循环稳定性好、应用广泛以及实现相对简单等一系列优点。通过将氢转化为氨进行储存和运输，可以减少氢气泄漏和燃烧的风险，从而提高整个氢能源供应链的安全性。
3、因此，我们提供一种氨燃料电池能量回收系统来实现氢能利用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种氨燃料电池能量回收系统，以解决上述问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种氨燃料电池能量回收系统，包括：依次连接的液体氨汽化预热系统、氨热分解系统、气体分离系统、燃料电池、燃料电池废气并联回收系统和燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统；
4、所述液体氨汽化预热系统，用于液体氨的汽化和预热；
5、所述氨热分解系统，用于氨加热分解成氢气和其他气体，所述氨热分解系统产生的热量用于与所述
6、所述气体分离系统，用于氢气与其他气体分离，并收集氢气，分离出的其他气体进入到所述燃料电池废气并联回收系统内，氢气进入到所述燃料电池内产生电能；所述燃料电池电性连接有负载和蓄电池；
7、所述燃料电池废气并联回收系统，用于吸收所述燃料电池阳极废气和所述气体分离系统产生的其他气体，并将混合气通入所述氨热分解系统用于燃烧放热；
8、所述燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统，用于吸收所述燃料电池阴阳极出口废气并与所述液体氨汽化预热系统热交换。
9、优选的，所述液体氨汽化预热系统包括依次连通的液氨罐、减压阀、第一安全阀、第一汽化腔、第一单向阀、第二汽化预热腔和第二单向阀，所述第一汽化腔和所述第二汽化预热腔用于液态氨转化为气态氨；
10、气态氨经过所述第二汽化预热腔和所述第二单向阀流向所述氨热分解系统；
11、所述第二汽化预热腔与所述氨热分解系统热交换设置；
12、所述第一汽化腔与所述燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统热交换设置。
13、优选的，所述液体氨汽化预热系统包括依次连通的第一喷射器、氨分解装置、热交换器和氨分离器；
14、经所述第二单向阀流出的氨气通过所述第一喷射器进入到氨分解装置，所述氨分解装置用于氨气加热分解，反应后的气体经过热交换器与所述第二汽化预热腔热交换后进入到氨分离器内，所述氨分离器将反应后气体中的残余氨气与氮氢混合气分离，残余氨气返回至所述第一喷射器的前端，氮氢混合气进入至气体分离系统内。
15、优选的，所述氨分解装置包括氨分解腔，所述氨分解腔的两端分别与所述第一喷射器和所述热交换器连通；
16、所述氨分解腔热交换有发热部，所述发热部包括燃烧腔和电加热腔，所述电加热腔与所述蓄电池电性连接，所述燃料电池废气并联回收系统将可燃气通入所述燃烧腔内进行燃烧放热。
17、优选的，所述气体分离系统包括依次连通的第一汽水分离器、氢膜分离装置、气体浓度检测装置、储氢罐、第二安全阀和氢气供应装置；
18、所述氨分离器流出的氮氢混合气进入到所述第一汽水分离器内，所述第一汽水分离器用于水蒸气去除；
19、所述氢膜分离装置用于提取氮氢混合气中的氢气，氢气进入到所述气体浓度检测装置内，所述气体浓度检测装置用于检测氢气中其他气体的含量，其余气体通入至所述燃料电池废气并联回收系统内；
20、所述气体浓度检测装置和所述储氢罐之间连通有三通电磁阀，满足浓度要求的氢气通过所述三通电磁阀进入至所述储氢罐内，不满足浓度要求的氢气通过所述三通电磁阀返回至所述氢膜分离装置的前端；
21、所述氢气供应装置将氢气通入至所述燃料电池内。
22、优选的，所述燃料电池废气并联回收系统包括依次连通的第二汽水分离器、第一缓冲腔、第三单向阀、第二缓冲腔、第二喷射器、混合腔和第三喷射器；
23、所述第二汽水分离器与所述燃料电池的阳极出口和所述燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统连通，所述第二汽水分离器用于分离所述燃料电池阳极出口流出的未完全反应的氢气和水蒸气，氢气进入至所述第一缓冲腔内，水蒸气进入至所述燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统内；
24、所述第三喷射器喷射端与所述燃烧腔连通；
25、所述混合腔与所述氢膜分离装置连通，所述氢膜分离装置内除氢气以外的混合气进入到所述混合腔内，与所述第二喷射器喷出的氢气在所述混合腔内混合后，进入至所述第三喷射器内，所述混合腔还连通有供气泵。
26、优选的，所述第二缓冲腔与所述氢膜分离装置之间设有第三安全阀，当所述第二缓冲腔内氢气含量少时，所述氢膜分离装置产生的部分氢气通过所述第三安全阀进入至所述第二缓冲腔内。
27、优选的，所述燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统包括依次连通的第二热交换器和尾气处理装置，所述燃料电池的阴极出口尾气的热量通过所述第二热交换器与所述第一汽化腔热交换，热交换后的尾气进入至所述尾气处理装置内。
28、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
29、使用时，通过液体氨汽化预热系统产生氨气，使氨气进入到氨热分解系统中生成氢气和氮气的混合气，将生成的氢气利用气体分离系统分离出来并通入燃料电池，使燃料电池产生电能用于负载用电以及蓄电池储电，燃料电池产生的废气通过燃料电池废气并联回收系统和燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统实现能量回收，用于液体氨汽化预热系统和氨热分解系统的能量消耗，进而提高本专利技术整体的能量利用率，避免能量损耗。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于，包括：依次连接的液体氨汽化预热系统、氨热分解系统、气体分离系统、燃料电池、燃料电池废气并联回收系统和燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统；
2.根据权利要求1所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述液体氨汽化预热系统包括依次连通的第一喷射器（2.1）、氨分解装置（2.0）、热交换器（2.5）和氨分离器（2.6）；
4.根据权利要求3所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述氨分解装置（2.0）包括氨分解腔（2.3），所述氨分解腔（2.3）的两端分别与所述第一喷射器（2.1）和所述热交换器（2.5）连通；
5.根据权利要求4所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述气体分离系统包括依次连通的第一汽水分离器（3.0）、氢膜分离装置（3.1）、气体浓度检测装置（3.2）、储氢罐（3.3）、第二安全阀（3.4）和氢气供应装置（3.5）；
6.根据权利要求5所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在
7.根据权利要求6所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述第二缓冲腔（4.4）与所述氢膜分离装置（3.1）之间设有第三安全阀（4.0），当所述第二缓冲腔（4.4）内氢气含量少时，所述氢膜分离装置（3.1）产生的部分氢气通过所述第三安全阀（4.0）进入至所述第二缓冲腔（4.4）内。
8.根据权利要求2所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统包括依次连通的第二热交换器（5.1）和尾气处理装置（5.0），所述燃料电池的阴极出口尾气的热量通过所述第二热交换器（5.1）与所述第一汽化腔（1.3）热交换，热交换后的尾气进入至所述尾气处理装置（5.0）内。
...【技术特征摘要】
1.一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于，包括：依次连接的液体氨汽化预热系统、氨热分解系统、气体分离系统、燃料电池、燃料电池废气并联回收系统和燃料电池阴阳极出口能量串联回收系统；
2.根据权利要求1所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述液体氨汽化预热系统包括依次连通的第一喷射器（2.1）、氨分解装置（2.0）、热交换器（2.5）和氨分离器（2.6）；
4.根据权利要求3所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述氨分解装置（2.0）包括氨分解腔（2.3），所述氨分解腔（2.3）的两端分别与所述第一喷射器（2.1）和所述热交换器（2.5）连通；
5.根据权利要求4所述的一种氨燃料电池能量回收系统，其特征在于：所述气体分离系统包括依次连通的第一汽水分离器（3.0）、氢膜分离装置（3.1）、气体浓度检测装置（3.2）、储氢罐（3.3）、第二安全阀（3.4）和氢气供应装置（3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵子亮，何文鹏，郭斌，赵军，王战古，于继泰，张宇航，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。