進入到燃燒器的高溫導熱油混合之后經(jīng)過重整器、蒸發(fā)器和冷卻器返回到導熱油儲罐；凈化器主要是和CO選擇性氧化反應(yīng)器的出口以及氫氣混合氣體緩沖罐相連。
[0021]所述的燃燒器為換熱形式的模塊化結(jié)構(gòu)，導熱油和氣體部分分別由導熱性的隔板隔開，其導熱隔板的形式可以為板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；模塊化的燃燒器相互之間采用法蘭連接。
[0022]所述的模塊化結(jié)構(gòu)的燃燒器側(cè)包含燃燒催化劑。
[0023]所述的重整器為換熱形式的模塊結(jié)構(gòu)，導熱油和氣體部分分別由導熱性的隔板隔開，其導熱隔板的形式可以為板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；模塊化的燃燒器相互之間采用法蘭連接。
[0024]模塊化的重整器側(cè)包含甲醇水重整催化劑。
[0025]模塊化燃燒器的操作溫度為10_600°C之間，其中優(yōu)選為260-450 °C ;操作壓力為
0.l-2MPa之間；模塊化的重整器側(cè)的操作溫度為200-350°C，其中優(yōu)選為240_310°C ;操作壓力為0.l-4MPa之間。導熱油的種類為芳烴類混合物、環(huán)烷烴、四氫奈、氫化三聯(lián)苯、二芐基甲苯、長碳鏈飽和烴等的一種或者幾種的混合物。
[0026]蒸發(fā)器內(nèi)部由導熱油側(cè)和甲醇水混合物流動側(cè)組成，兩邊分別由導熱性的隔板隔開，導熱性隔板的形式可以是板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、列管翅片式金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；其中優(yōu)選板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、列管翅片式；蒸發(fā)器同樣采用模塊化的結(jié)構(gòu)，相互之間以及和重整器之間采用法蘭連接。
[0027]重整器和一氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器之間設(shè)置一個換熱器；換熱器與導熱油循環(huán)栗的出口，燃燒器燃燒側(cè)的進口、重整器重整側(cè)的出口，CO選擇性能氧化反應(yīng)器的進口相連通。
[0028]—氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器的兩側(cè)由隔熱板隔開；導熱性隔板的形式可以是板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、列管翅片式、金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；其中優(yōu)選板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、列管翅片式；C0選擇性氧化反應(yīng)器采用模塊化的結(jié)構(gòu)，相互之間以及和其他換熱器之間采用法蘭連接。
[0029]—氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器的重整氣側(cè)包含選擇氧化催化劑，催化劑的主要成分為Pd、Pt、Rh、Au、Ru等一種或者是幾種的貴金屬的混合物負載在氧化鐵、氧化鎳、氧化招、氧化硅、氧化鋯、氧化鈰、氧化鋅、氧化鎂等一種或者幾種混合物組成的載體上；或者是Co、Fe、N1、Al、Ce、Zr、Mn、Co等幾種氧化物的混合物；其中貴金屬催化劑的貴金屬含量以質(zhì)量計占催化劑質(zhì)量的0.1% -5%之間；操作溫度為80-300°C之間；其中優(yōu)選為100-200°C ;操作壓力為0.l-4MPa之間。
[0030]CO含量低于lOppm，甲醇含量低于10ppm的氫氣混合氣體通入燃料電池之后，利用燃料電池未反應(yīng)的全部尾氣和氧氣混合進入燃燒器；燃料電池的尾氣采用多段分步進料的方式進入燃燒器燃燒側(cè)。
[0031]凈化器內(nèi)部的水是采用燃料電池和燃燒器出來經(jīng)過冷卻生成的系統(tǒng)水，經(jīng)過動力設(shè)備栗注入凈化器。
[0032]進入蒸發(fā)器的甲醇來自于甲醇供應(yīng)裝置，水分別來自甲醇凈化器、水儲備裝置。
[0033]用以吸收重整氣中未反應(yīng)的甲醇。而且，進入蒸發(fā)器的原料甲醇水來源，甲醇來自于甲醇供應(yīng)裝置，水分別來自甲醇凈化器、水儲備裝置；這樣可以保證系統(tǒng)中的甲醇全部利用，沒有向外界排出，提高了甲醇的利用率和保證了系統(tǒng)的安全。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0035]本發(fā)明所述的封閉式燃料電池氫源系統(tǒng)，相對于其他的制氫系統(tǒng)，從整體上考慮了能量、物質(zhì)的優(yōu)化配置和利用，具有以下優(yōu)點:
[0036]本發(fā)明提供的封閉式燃料電池甲醇制氫系統(tǒng)不僅可以制得CO濃度低于1ppm的氫氣混和氣體，實現(xiàn)制氫系統(tǒng)和燃料電池的平穩(wěn)運行，而且通過增加液氧儲備、水儲備、導熱油儲備、二氧化碳儲備可以實現(xiàn)整體系統(tǒng)的封閉運行。
[0037]針對PEMFC的特點，通過有效利用PEMFC的陽極尾氣，避免重整熱量的外部供給，節(jié)省甲醇燃料的消耗，進一步提高了整套系統(tǒng)的能量利用。
[0038]通過燃燒、重整、CO選擇性氧化模塊化的設(shè)計以及導熱油輔助系統(tǒng)的使用，進一步優(yōu)化了重整、選擇性氧化反應(yīng)的床層溫度分布，使得催化劑具有更高的活性、穩(wěn)定性和利用效率；通過模塊化的設(shè)計方式，實現(xiàn)了不同種類單元、不同規(guī)模模塊的自由組裝，實現(xiàn)了重整制氫系統(tǒng)的高效、緊湊。
【附圖說明】
[0039]下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0040]圖1為封閉式燃料電池氫源系統(tǒng)示意圖；
[0041]圖中，101為甲醇供應(yīng)裝置，102為導熱油儲備罐，103為液氧儲存罐，201為進入蒸發(fā)器，202為重整器，203為換熱器，204為一氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器，205為凈化器，206為燃燒器，207為氣水分離器，301為PEMFC電池系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0042]實施例1
[0043]本實施例提供了一種封閉式燃料電池氫源系統(tǒng)，其特征在于:所述的封閉式燃料電池氫源系統(tǒng)包括甲醇供應(yīng)裝置、液氧裝置、二氧化碳儲備裝置、水儲備裝置、導熱油儲備系統(tǒng)和甲醇制氫裝置系統(tǒng)；
[0044]其中:甲醇制氫裝置中包括制燃燒蒸發(fā)器、重整器、燃燒器、一氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器以及其他輔助系統(tǒng)；燃燒器、重整器、蒸發(fā)器和CO選擇性氧化反應(yīng)器的總體模塊化；
[0045]所述的甲醇供應(yīng)裝置、液氧裝置和甲醇制氫裝置的入口連通；導熱油儲備系統(tǒng)和甲醇制氫裝置的入口和出口連通；二氧化碳儲備裝置、液態(tài)水儲備裝置分別和甲醇制氫的入口和出口連通；
[0046]甲醇和水通過蒸發(fā)器進入到重整器之后的得到重整氣體，然后通過一氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器進一步降低系統(tǒng)的CO濃度，最后通入燃料電池系統(tǒng)進行反應(yīng)；導熱油通過燃燒器等單元加熱到一定的溫度，進入到重整器、蒸發(fā)器進行冷卻之后回到導熱油儲備系統(tǒng)；燃料電池未反應(yīng)的部分尾氣、氧氣和預(yù)熱的OV混合進入燃燒器，系統(tǒng)生成的水、二氧化碳分別進入水儲備裝置和二氧化碳儲備裝置。
[0047]所述的其他輔助系統(tǒng)包括導熱油循環(huán)栗、導熱油冷卻器、壓縮機、凈化器和氫氣混合氣體緩沖罐；
[0048]導熱油由導熱油循環(huán)栗從導熱油儲備罐進入到CO選擇性氧化反應(yīng)器、與進入到燃燒器的高溫導熱油混合之后經(jīng)過重整器、蒸發(fā)器和冷卻器返回到導熱油儲罐；凈化器主要是和CO選擇性氧化反應(yīng)器的出口以及氫氣混合氣體緩沖罐相連。
[0049]所述的燃燒器為換熱形式的模塊化結(jié)構(gòu)，導熱油和氣體部分分別由導熱性的隔板隔開，其導熱隔板的形式可以為板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；模塊化的燃燒器相互之間采用法蘭連接。
[0050]所述的模塊化結(jié)構(gòu)的燃燒器側(cè)包含燃燒催化劑。
[0051]所述的重整器為換熱形式的模塊結(jié)構(gòu)，導熱油和氣體部分分別由導熱性的隔板隔開，其導熱隔板的形式可以為板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；模塊化的燃燒器相互之間采用法蘭連接。
[0052]模塊化的重整器側(cè)包含甲醇水重整催化劑。
[0053]模塊化燃燒器的操作溫度為10-600°C之間，其中優(yōu)選為260-450°C ;操作壓力為
0.l-2MPa之間；模塊化的重整器側(cè)的操作溫度為200-350°C，其中優(yōu)選為240_310°C ;操作壓力為0.l-4MPa之間。導熱油的種類為芳烴類混合物、環(huán)烷烴、四氫奈、氫化三聯(lián)苯、二芐基甲苯、長碳鏈飽和烴等的一種或者幾種的混合物。
[0054]蒸發(fā)器內(nèi)部由導熱油側(cè)和甲醇水混合物流動側(cè)組成，兩邊分別由導熱性的隔板隔開，導熱性隔板的形式可以是板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、列管翅片式金屬蜂窩以及列管換熱器式等一種或上述幾種的組合體；其中優(yōu)選板翅式結(jié)構(gòu)、套筒翅片式、列管翅片式；蒸發(fā)器同樣采用模塊化的結(jié)構(gòu)，相互之間以及和重整器之間采用法蘭連接。
[0055]重整器和一氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器之間設(shè)置一個換熱器；換熱器與導熱油循環(huán)栗的出口，燃燒器燃燒側(cè)的進口、重整器重整側(cè)