本发明涉及燃料电池技术领域,特别涉及一种带有CO自清除功能的重整器。
背景技术:
由烷类、醇类以及烯类化合物经过重整后生成的氢气中往往含有CO,这是由碳氢化合物的特性决定的。CO会对催化剂有负面的影响,使催化剂失效,为此 需要对氢气中CO的含量进行控制。CO无法直接在不经清除时便被引入电堆,氢气需要被提纯。
技术实现要素:
针对现有技术存在的不足,本发明的主要目的在于提供一种能够高效去除CO的重整器。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种带有CO自清除功能的重整器,包括甲醇水裂解区和CO转换区,其中甲醇水裂解区发生的反应为CH3OH→2H2+CO,CO转换区包括第一反应区和第二反应区,所述第一反应区发生的反应为CO+H2O→CO2+H2,电堆发电产生的H2O进入第一反应区,此反应在利用电堆中剩余H2的催化氧化产生的热量下进行,第二反应区发生的反应为CO+3H2→CH4+H2O,此反应在被加热装置加热的高温下进行,第一反应区产生的H2和第二反应区产生的CH4经过无焰燃烧后对重整器进行加热。
优选的,所述加热装置包括SiC加热片。
优选的,所述CO转换区与甲醇水裂解区热耦合连接。
本发明相对于现有技术具有如下优点,通过两种CO的去除方式来对CO进行较为彻底的清除,同时因为CO清除的两种反应都是吸热反应,这样就可以利用电堆中剩余H2以及采用加热装置来供热,结构简单,效果显著。
附图说明
图1为本发明的一种带有CO自清除功能的重整器的示意图。
图中:1、甲醇水裂解区;2、CO转换区;3、第一反应区;4、第二反应区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种带有CO自清除功能的重整器,包括甲醇水裂解区1和CO转换区2,其中甲醇水裂解区1发生的反应为CH3OH→2H2+CO,CO转换区2包括第一反应区3和第二反应区4,所述第一反应区3发生的反应为CO+H2O→CO2+H2,电堆发电产生的H2O进入第一反应区3,此反应在利用电堆中剩余H2的催化氧化产生的热量下进行,第二反应区4发生的反应为CO+3H2→CH4+H2O,此反应在被加热装置加热的高温下进行,第一反应区3产生的H2和第二反应区4产生的CH4经过无焰燃烧后对重整器进行加热。
本发明的工作原理是,通过两种CO的去除方式来对CO进行较为彻底的清除,同时利用CO清除的两种反应都是吸热反应,这样就可以利用电堆中剩余H2以及采用加热装置来供热,加热装置可以利用电堆产生的电能来进行加热,结构简单,效果显著。采用本方案重整器的燃料电池系统在启动时可以利用甲醇水裂解区1为产生的热量来使得电堆升温,进入“热状态”来进行发电,在电堆正常发电后,第一反应区3产生的H2和第二反应区4产生的CH4经过无焰燃烧后对重整器进行加热。
优选的,所述加热装置包括SiC加热片。SiC加热片能够极为迅速的升温,这样就可以使得整个重整器的启动时间大大加快,提高了系统的启动时间。
优选的,所述CO转换区2与甲醇水裂解区1热耦合连接。甲醇水裂解区1为放热反应,CO转换区2为吸热反应,热耦合连接可是实现热交换,提高了系统的热效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。