[发明专利]一种甲醇重整固体氧化物燃料电池系统及工作方法

权利要求书

1.一种甲醇重整固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，包括蒸发装置（1）、与所述蒸发装置相连的甲醇重整装置（2）以及分别与所述蒸发装置（1）以及甲醇重整装置（2）相连的还原剂循环系统（3）；

所述蒸发装置（1）包括若干串联设置的蒸发单元（10），所述蒸发单元（10）包括第一固体氧化物燃料电池（101）以及分别设置于所述第一固体氧化物燃料电池（101）两侧的第一连接体（102）以及第二连接体（103），所述第一连接体（102）以及第二连接体（103）的两侧均分布有直线型微流道，所述蒸发装置（1）包括用于甲醇溶液通入的第一进口（104）、用于还原剂通入的第二进口（105）、用于氧化剂通入的第三进口（106）、用于甲醇蒸汽送出的第一出口（107）以及用于反应后还原剂送出的第二出口（108）；所述第一连接体（102）以及第二连接体（103）背向所述第一固体氧化物燃料电池（101）侧通入甲醇溶液，利用第一固体氧化物燃料电池（101）的高温将甲醇溶液加热为甲醇蒸汽；

所述甲醇重整装置（2）包括若干个串联设置的重整单元（20），所述重整单元（20）包括第二固体氧化物燃料电池（201）以及分别设置于所述第二固体氧化物燃料电池（201）两侧的第三连接体（202）以及第四连接体（203），所述第三连接体（202）和所述第四连接体（203）面向所述第二固体氧化物燃料电池（201）的侧面上分布有直线型微流道；所述第三连接体（202）和所述第四连接体（203）背向所述第二固体氧化物燃料电池（201）的侧面上分布有圆柱形流道面作为甲醇蒸汽的微通道；圆柱形流道面为所述第三连接体（202）或第四连接体（203）的表面上分布有间隔分布的圆柱体，圆柱形流道面的表面均涂有甲醇重整的催化剂；所述甲醇重整装置（2）包括与所述第一出口（107）连通的用于甲醇蒸汽送入的第四进口（204）、用于氧化剂送入的第五进口（205）、用于重整气送出的第一管道（206）以及用于将重整气送入第二固体氧化物燃料电池（201）的第二管道（207）；

所述还原剂循环系统（3）包括分别与所述蒸发装置（1）以及甲醇重整装置（2）的还原剂出口相连的分离器（301），所述分离器（301）的出口连接有用于储存还原剂的第一罐体（302），所述第一罐体（302）的出口与所述蒸发装置（1）的还原剂进口连接。

2.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述第一管道（206）或第二管道（207）上设置有第一温度检测计（208）。

3.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述第一出口（107）连接有用于储存甲醇的第二罐体（109）。

4.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述第四进口（204）处设置有第一阀门（110），所述第一出口（107）处设置有第二温度检测计（111）。

5.根据权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述第一进口（104）处设置有第二阀门（112）。

6.一种如权利要求1所述的甲醇重整固体氧化物燃料电池系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（S1）自蒸发装置（1）的进口通入甲醇溶液、氧化剂以及还原剂，所述蒸发装置（1）包括若干串联设置的蒸发单元（10）；第一连接体（102）面向第一固体氧化物燃料电池（101）侧的流道通入还原剂，第一连接体（102）背向第一固体氧化物燃料电池（101）侧通入甲醇溶液；第二连接体（103）面向第一固体氧化物燃料电池（101）侧的流道通入氧化剂，第二连接体（103）背向第一固体氧化物燃料电池（101）侧通入甲醇溶液；利用第一固体氧化物燃料电池（101）的高温将甲醇溶液加热为甲醇蒸汽；

（S2）自蒸发装置（1）出口送出的甲醇蒸汽送入甲醇重整装置（2）；甲醇重整装置（2）中的第三连接体（202）面向第二固体氧化物燃料电池（201）侧的流道通入氧化剂，背向第二固体氧化物燃料电池（201）侧通入甲醇蒸汽；第四连接体（203）面向第二固体氧化物燃料电池（201）侧的流道通入还原剂，背向第二固体氧化物燃料电池（201）侧通入甲醇蒸汽；自所述第四进口（204）送入的甲醇蒸汽，经过重整单元（20）反应后，利用第二固体氧化物燃料电池（201）的高温，获得包含氢气和一氧化碳的重整气，将重整气自第一管道（206）送出，随后直接通过第二管道（207）通入重整单元（20）中的第二固体氧化物燃料电池（201）作为燃料；

（S3）经过蒸发装置（1）中的第一固体氧化物燃料电池（101）利用后的还原剂，以及经过甲醇重整装置（2）中的第二固体氧化物燃料电池（201）利用后的重整气分别送入还原剂循环系统（3），经过还原剂循环系统（3）分离后的还原剂重新送入蒸发装置（1）。