[实用新型]一种大功率熔融碳酸盐燃料电池堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及熔融碳酸盐燃料电池技术领域，具体涉及一种大功率熔融碳酸盐燃料电池堆。

背景技术

燃料电池是一种不经过燃烧而以电化学反应方式将燃料的化学能直接变为电能的发电装置，其最大特点是反应过程不涉及燃烧，因此能量转化效率不受“卡诺循环”的限制，效率高达50％～60％。燃料电池工作时，氢气或其他燃料输入到阳极，并在电极和电解质的界面上发生氢气或其他燃料氧化与氧气还原的电化学反应，产生电流，输出电能。与火力发电方式相比，燃料电池的发电过程不经过燃料的直接燃烧CO、CO₂、SO₂、NOx及未燃尽的有害物质排放量极低，是公认的继火电、水电和核电之后的第四种发电方式。因此，燃料电池是集能源、化工、材料与自动化控制等新技术为一体的、具有高效与洁净特色的新电源。

到目前为止，燃料电池已经出现了很多种技术和结构类型，但是根据电解质的不同，一般分为碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell，AFC)、磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC)、固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)和质子交换膜燃料电池(Proton Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)五大类。对于熔融碳酸盐燃料电池，由于其优点有：(1)工作温度高，电极反应活化能小，不论氢的氧化还是氧的还原，都不需要高效催化剂，节省了贵金属的使用，一定程度上降低成本；(2)可以使用CO含量高的燃料气，如煤制气；(3)电池排放的余热温度高达673K之多，可用于底循环或回收使用，使总的效率高达80％；(4)可以不用水冷却，而用空气冷却，尤其适用于缺水的边远地区，因此，熔融碳酸盐燃料电池在分布式电站和移动电源等方面的应用前景非常美好。

大功率熔融碳酸盐燃料电池堆作为分布式供系统时，要求电池堆能够实现撬装式运输与模块化安装，同时需保证电池堆在启动及升温过程中不受损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种大功率熔融碳酸盐燃料电池堆，用于解决大功率熔融碳酸盐燃料堆运输、安装及焙烧沉降等难题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种大功率熔融碳酸盐燃料电池堆，包括设置在炉体内的多个电池堆本体1，电池堆本体1的阳极进气管与阴极进气管分别与电池堆阳极进气预热管道2和电池堆阴极进气预热管道3进行焊接连接，，电池堆本体1的阳极尾气出口和阴极尾气出口分别与电池堆阳极尾气出气管道4和电池堆阴极尾气出气管道5进行焊接连接；电池堆升温启动加热装置6布置在电池堆本体1的四周，电池堆阳极进气预热管道2和电池堆阴极进气预热管道3靠近电池堆升温启动加热装置6；电池堆顶部布置一定数量的耐火砖10，并设置电池堆加压杆9以及锁紧电池堆加压杆9与炉体的锁紧螺栓11，通过电池堆加压杆9，锁紧螺栓11，给电池堆本体1施加组装压力；整个电池堆本体1外部设置耐火层7及保温板8与外界隔离开来；电池堆本体1的阳极尾气出气管道4和阴极尾气出气管道5与电池堆本体1之外的导体间进行绝缘隔离。

所述电池堆本体1功率大于10kW，电池堆高度大于1米。

所述电池堆升温启动加热装置6加热方式为电加热或天然气燃烧加热。

本实用新型将熔融碳酸盐燃料电池堆本体的进气预热部分放置于电池堆升温启动加热装置里面，电池堆顶部布置一定数量的耐火砖，通过电池堆加压杆和锁紧螺栓，给电池堆施加组装压力，当电池堆升温启动后随着电池堆的焙烧，电池堆会发生一定的沉降，通过锁紧螺栓时给予压力补偿，确保电池堆所需的压力；通过本实用新型的实施，实现大功率熔融碳酸盐燃料电池堆的撬装式运输与安装，模块化设计所需的分布式供电系统。

附图说明

图1是大功率熔融碳酸盐燃料电池堆布置图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细叙述：

如图1所示，根据功率要求，准备好所需的四个熔融碳酸盐燃料电池堆本体1，每个电池堆本体1额度功率25kW，将四个电池堆本体1的阳极进气管与阴极进气管分别与电池堆阳极进气预热管道2和电池堆阴极进气预热管道3进行焊接连接，四个电池堆的阳极尾气出口和阴极尾气出口分别与电池堆阳极尾气出气管道4和电池堆阴极尾气出气管道5进行焊接连接，阳极进气预热管道2和电池堆阴极进气预热管道3靠近电池堆升温启动加热装置6，以利于电池堆进气的预热，电池堆阳极尾气出气管道4和电池堆阴极尾气出气管道5须做好与电池堆本体1之外的导体间的绝缘，电池堆升温启动加热装置6可以为电加热炉丝，也可以天然气燃烧器。在完成上述布置之后，计算出电池堆所需的组装压力，在电池堆顶部放置一定数量的耐火砖10，通过电池堆加压杆9，锁紧螺栓11，给电池堆施加组装压力，当电池堆升温启动后随着电池堆的焙烧，电池堆会发生一定的沉降，通过锁紧螺栓11及时给予压力补偿，确保电池堆所需的压力。整个电池堆需通过耐火层7及保温板8与外界隔离开来。