[实用新型]一种氢燃料电池的氢处理系统

说明书

本实用新型公开了一种氢燃料电池的氢处理系统，涉及氢燃料电池技术领域，包括电池堆和监测机构，电池堆通过管道连接有冷凝器，冷凝器的出口依次连接有气液分离器和催化反应器，催化反应器的输出端连接有负压风机，电池堆、冷凝器、气液分离器、催化反应器和负压风机组成处理机构；监测机构包括布置在电池堆工作现场的若干个监测节点和上位机，监测节点包括氢气传感器和数据采集模块，氢气传感器对工作现场的氢气泄漏进行检测，氢气传感器的输出信号通过二阶有源低通滤波电路进行滤波处理。本新型中的氢处理系统，能消除电池系统中氢气泄漏及氢气尾排对封闭空间安全性的影响，提高安全系数。

技术领域

本实用新型涉及拉马装置技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池的氢处理系统。

背景技术

氢元素是宇宙中最基本的元素，大约占宇宙总质量的3/4。在地球上，氢主要以化合态存在于水和有机物中，由于地球表面约71％的面积被海洋覆盖，并且陆地上也含有丰富的地下水，因此氢在地球上的含量也极其丰富。单质氢在自然界中非常稀少，因此，氢气是一种二次能源，其制取必须使用煤、石油、天然气等传统化石能源或太阳能、生物质能和核能等可再生能源。氢气的来源广泛且制备方法多样，比如石油热裂解、天然气重整、煤气化、电解水和生物制氢等。氢气无色、无味并且极其易燃，在0℃和1atm下，其密度仅为空气密度的1/14，是目前已知最轻的气体。

氢气(液氢)在空气中燃烧后产物为水，不会对环境造成污染，并且其燃烧本身不产生碳排放。相对于其他几种常用燃料，氢气具有很高的单位质量能量密度，此外，太阳能、风能等可再生能源的产能效率低、不稳定且不便于储存和运输，而通过将这些能量通过电解水等方式转化为氢能，则可以解决上述问题。在交通工具领域，氢燃料电池汽车的充电时间仅为几分钟，而同样作为未来汽车发展方向之一的纯电动汽车一次充电则需要几个小时。从续航能力上看，大部分纯电动汽车一次充电后的行驶距离大约为150-200公里，而氢燃料电池汽车的续航里程则分别达到了386-483公里。综合上述因素，将氢气作为一种潜在的替代燃料具有相当的应用前景。

氢气事故包括意外泄漏、点燃(或自燃)、爆燃和爆炸等，其中氢气事故的初始阶段包括氢气从固定的储罐、管道或车辆运输系统等不同储存系统的意外泄漏。由于氢气没有毒性也几乎没有腐蚀性，在密闭空间或通风不良的空间内发生泄漏或液氢的大面积泄漏和蒸发，使空间内人员发生窒息，接触液氢或低温的氢蒸汽将造成冻伤，如果大量液氢泄漏使环境温度迅速降低，将可能导致低体温症甚至危及生命；氢气燃烧时的火焰难以察觉，从而增加了人员被烧伤的可能性；氢气爆炸产生强烈的冲击波会对人体产生过压伤害；在特定的压力和温度条件下，氢气分子可以大量扩散到钢铁和其他金属中，从而使得材料的强度降低和脆化，即氢脆现象。氢脆可导致储氢罐、输气管道和阀门等装置的失效，从而引起氢气泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种氢燃料电池的氢处理系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种氢燃料电池的氢处理系统，包括电池堆和监测机构，所述电池堆通过管道连接有冷凝器，所述冷凝器的出口依次连接有气液分离器和催化反应器，所述催化反应器的输出端连接有负压风机，所述电池堆、冷凝器、气液分离器、催化反应器和负压风机组成处理机构；

所述监测机构包括布置在电池堆工作现场的若干个监测节点和上位机，所述处理机构由上位机控制，所述监测节点包括氢气传感器和数据采集模块，所述氢气传感器对工作现场的氢气泄漏进行检测，所述氢气传感器的输出信号通过二阶有源低通滤波电路进行滤波处理，所述数据采集模块对滤波处理的输出信号进行采集、A/D转换后通过串口将数据发送至上位机，所述上位机从监测机构接收的数据，将检测到的氢气浓度信息解算并显示出来，并控制处理机构对氢气进行消除。

优选的，所述催化反应器的顶端输出端连接有冷却器，对消除氢气后的高温空气进行冷却。