基于燃料电池余热的生物质炭化装置及工作方法与流程

文档序号:20030154发布日期:2020-02-28 10:17阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,包括以下结构:炭化炉、与炭化炉连接的蒸发器、与所述蒸发器连接的换热器以及与所述换热器连接的水箱;

所述炭化炉内部设置有用于生物质碳化的螺旋炭化室;所述螺旋炭化室中间设置有中空的中心轴,所述中心轴的外壁设置有水蒸气通气孔;

所述炭化炉四周分别布置若干燃料电池组,所述燃料电池组由若干层单电池组成,每层单电池之间设置有连接体,所述连接体内设置有水蒸气通道,所述水蒸汽通道与所述中心轴下方连通。

2.根据权利要求1所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述水箱通过水泵将冷却水压入换热器内,再进入蒸发器蒸发成低温水蒸气,然后通入燃料电池组连接体中设置的水蒸气通道,生成高温水蒸气后从下方通入炭化炉的中心轴中。

3.根据权利要求1所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述水箱分别连接有用于向燃料电池组送入氢气的第一送气系统以及向燃料电池组送入空气的第二送气系统。

4.根据权利要求3所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述第一送气系统包含有第一储存罐、第二储存罐、氢气进气管路以及氢气排气管路;所述氢气从第一储存罐送出进入氢气进气管路,在氢气进气管路中的氢气分别经过换热器以及蒸发器换热后,将氢气送入燃料电池组,反应后的氢气通过氢气排气管路依次送入蒸发器、换热器以及水箱后,进入第二储存罐。

5.根据权利要求3所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述第二送气系统包括:鼓风机、空气进气管路以及空气排气管路;所述鼓风机将空气送入空气进气管路,在空气进气管路中的空气分别经过换热器以及蒸发器换热后,将空气送入燃料电池组,反应后的空气通过空气排气管路依次送入蒸发器以及换热器和水箱中换热后排出。

6.根据权利要求1所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述燃料电池组的外侧与炭化炉的外炉壁之间设有保温层。

7.根据权利要求1所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述炭化炉设置有用于产品气排出的第一排气管路,所述第一排气管路将产品气送入除尘净化器,从除尘净化器送出的产品气依次进入蒸发器以及换热器。

8.根据权利要求1所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述换热器下方设置有油水分离器。

9.根据权利要求8所述的基于燃料电池余热的生物质炭化装置,其特征在于,所述油水分离器分别与焦油罐以及水箱连接。

10.一种基于燃料电池余热的生物质炭化装置的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:

(a)第一回路:水箱里的冷却水送入换热器,再进入蒸发器蒸发成高温水蒸气,然后通入燃料电池组连接体中的水蒸气通道,进一步生成高温水蒸气后通入炭化炉的中心轴中,随后排出进入螺旋炭化室,再从螺旋炭化室上方的进料口排出,进入除尘净化器,随后依次通过蒸发器以及换热器,冷凝水和焦油向下流入油水分离器,通过油水分离器将焦油储存在焦油罐内,分离的水回流至水箱;

(b)第二回路:氢气经过换热器预热,然后再进入燃料电池组参加反应产生电能,然后残余的氢气依次通过蒸发器、换热器、水箱,残余氢气通入第二储存罐进行回收;

(c)第三回路:氧气先通过换热器预热,然后进入燃料电池组参加反应产生电能,残余空气依次进入蒸发器、换热器以及水箱,随后通过设置于水箱的第二排气管路排出。

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