[发明专利]质子交换膜燃料电池废热回收系统及方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池废热回收系统的工作方法，其特征在于：

该系统包括氢气储罐（1），阀门A（3），混合器（4），加湿器A（5），质子交换膜（7）,膨胀机（12），冷凝器（13），冷凝水储罐（14），蒸发室（15）， 阀门B（16），浓溶液储罐（17），阀门C（18），稀溶液储罐（19），加湿器B（20）和压缩机（21）；质子交换膜（7）两侧分别是阳极反应室（6）和阴极反应室（8）；质子交换膜（7）、阳极反应室（6）和阴极反应室（8）组成了燃料电池的主体部分，燃料电池外部布置蒸发室（15）；

氢气储罐（1）经阀门A（3）与混合器（4）第一入口相连，混合器（4）出口与加湿器A（5）入口相连，加湿器A（5）出口与燃料电池阳极反应室（6）入口相连，阳极反应室（6）出口与混合器（4）第二入口相连；压缩机（21）入口与大气相连，压缩机（21）出口与加湿器B（20）入口相连，加湿器B（20）出口与燃料电池阴极反应室（8）入口相连，燃料电池阴极反应室（8）出口与环境大气相连；稀溶液储罐（19）经阀门C（18）与蒸发室（15）入口相连，蒸发室（15）溶液出口经阀门B（16）与浓溶液储罐（17）相连；蒸发室（15）蒸汽出口与膨胀机（12）入口相连，膨胀机（12）出口与冷凝器（13）热侧入口相连，冷凝器（13）热侧出口与冷凝水储罐（14）相连；

工作方法包括以下过程：

空气（22）通过压缩机（21）压缩后进入加湿器B（20），然后进入燃料电池阴极反应室（8）中；氢气（2）从氢气储罐（1）中通过阀门A（3）进入混合器（4）一侧入口，与混合器（4）另一入口的阳极反应室（6）排出的废气混合，再通过加湿器A（5）加湿，进入燃料电池的阳极反应室（6），氢气（2）中的质子与水结合透过质子交换膜（7）进入阴极反应室（8）发生反应，电子通过燃料电池供电辅助系统向外供电，再进入阴极反应室（8）与空气（22）中的氧气发生反应放出热量，并生成水；阳极废气（9）排入混合器（4），与新鲜氢气（2）混合后再次参与反应；稀溶液从稀溶液储罐（19）中经过阀门C（18）进入蒸发室（15），在蒸发室（15）中吸收化学反应放出的热量蒸发，蒸发后的浓溶液经过阀门B（16）进入浓溶液储罐（17），水蒸汽（11）通过蒸发室（15）的蒸汽出口进入膨胀机（12），在膨胀机（12）内膨胀并对外做功，水蒸汽（11）从膨胀机（12）出口进入冷凝器（13），在冷凝器（13）中放热冷凝成液体，用冷凝水储罐（14）收集。