一種快速啟動的甲醇燃料電源系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及氫能源領域，具體而言，涉及一種快速啟動的甲醇燃料電源系統。
【背景技術】
[0002] 目前，傳統通信基站采用油機和鉛酸蓄電池作為備用電源，但具有工作效率低、噪 音環境污染嚴重、功率密度低等問題。燃料電池技術能夠克服傳統通信基站備用電源的缺 點，作為新型的備用電源技術在備用電源保障領域受到越來越多的重視。
[0003] 燃料電池發電技術必須有合適的燃料。在目前技術階段，相比純氫燃料而言，甲醇 重整現場制氫和純化技術是具有現實意義的燃料電池氫源。這種氫源能量密度高、能量轉 換效率大，并且液體燃料容易運輸、補充和儲存，在經濟性等方面也具有很明顯的優勢。然 而，如何提供穩定的氫源仍是亟需解決的問題。
【發明內容】
[0004] 本發明提供一種快速啟動的甲醇燃料電源系統，用以克服現有技術中存在的至少 一個問題。
[0005] 為達到上述目的，本發明提供了一種快速啟動的甲醇燃料電源系統，包括：燃料供 給子系統、燃料處理子系統、發電子系統和外接氫氣存儲裝置，其中：
[0006] 所述燃料供給子系統包括相連接的燃料罐和輸送泵，用于儲存和輸運甲醇水溶 液燃料至所述燃料處理子系統；
[0007] 所述燃料處理子系統包括平衡組件、重整器、氫氣凈化膜和氫氣緩沖罐，所述平衡 組件連接在所述輸送泵和所述重整器之間，所述氫氣凈化膜連接在所述重整器和所述氫氣 緩沖罐之間，用于將來自所述燃料供給子系統經過重整后的含有氫氣的蒸汽進行提純和干 燥，得到純凈的氫氣，并存儲在所述氫氣緩沖罐中；
[0008] 所述發電子系統通過第一電磁閥與所述燃料處理子系統相連接，所述發電子系 統通過第二電磁閥與所述外接氫氣存儲裝置相連接，其中，所述外接氫氣存儲裝置出口處 的管線上設置有減壓閥，所述減壓閥和所述第二電磁閥之間的管線上還設置有第一手動閥 門，所述氫氣緩沖罐與所述第一電磁閥之間的管線上還設置有第二手動閥門，這些閥門將 燃料處理子系統中的氫氣緩沖罐或所述外接氫氣存儲裝置中的氫氣送入電堆發電；
[0009] 其中，當所述重整器處于預熱階段還未產生氫氣時，此時如果要求該電源系統發 電，可以關閉所述第一電磁閥，開啟所述第二電磁閥，由所述外接氫氣存儲裝置為所述發電 子系統提供氫氣進行發電。
[0010] 進一步地，所述外接氫氣存儲裝置為炭纖維纏繞鋁內膽氫氣瓶。
[0011] 進一步地，所述發電子系統的氫氣入口之前的管線上還設置有減壓閥。
[0012] 進一步地，所述氫氣緩沖罐與所述發電子系統的電堆之間的供氫管路上還設置有 三通管，所述三通管一端連接所述第一電磁閥，一端連接所述第二電磁閥，一端連接所述減 壓閥。
[0013] 本發明在系統準備預熱或正在預熱過程中，此時重整器還未產生氫氣，氫氣緩沖 罐中還沒有足夠的氫氣能夠向電堆輸出時，市電突然掉電，通過本發明的快速啟動方案可 保證立即有氫氣進入電堆開始發電，向外輸出穩定電力，保障負載不間斷運行，滿足不同的 應急情況需求。
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1為本發明一個實施例的快速啟動的甲醇燃料電源系統示意圖；
[0016] 圖2為圖1實施例中氫氣管道連接結構放大圖；
[0017] 圖3為本發明一個實施例的快速啟動的甲醇燃料電源系統應用示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0019] 以下先介紹本發明的快速啟動的甲醇燃料電源系統的實現原理。
[0020] 燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為 電能的發電裝置。氫燃料電池以氫氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，工作溫度一般為60~ 100°C。其最大特點是發電效率高（50%~70% )、環境友好、可以室溫啟動和具有高的比功 率和比能量。
[0021] 甲醇重整燃料電池以甲醇水溶液作為燃料。燃料通過甲醇重整裝置被轉化為氫氣 和其它氣體，氫氣經過分離、提純與干燥后存儲在緩沖罐，由緩沖罐提供氫氣通過燃料電池 與空氣中的氧氣發生電化學反應，生成電流并對外輸出電力。
[0022] 圖1為本發明一個實施例的快速啟動的甲醇燃料電源系統示意圖；圖2為圖1實 施例中氫氣管道連接結構放大圖。如圖所示，該快速啟動的甲醇燃料電源系統包括：燃料供 給子系統、燃料處理子系統、發電子系統和外接氫氣存儲裝置，其中：
[0023] 所述燃料供給子系統包括相連接的燃料罐和輸送泵，用于儲存和輸運甲醇水溶液 燃料至所述燃料處理子系統；
[0024] 所述燃料處理子系統包括平衡組件、重整器、氫氣凈化膜和氫氣緩沖罐，所述平衡 組件連接在所述輸送泵和所述重整器之間，所述氫氣凈化膜連接在所述重整器和所述氫氣 緩沖罐之間，用于將來自所述燃料供給子系統經過重整后的含有氫氣的蒸汽進行提純和干 燥，得到純凈的氫氣，并存儲在所述氫氣緩沖罐中；
[0025] 所述發電子系統通過電磁閥1與所述燃料處理子系統相連接，所述發電子系統通 過電磁閥2與所述外接氫氣存儲裝置（在本實施例中采用的是氫氣瓶）相連接，其中，所述 外接氫氣存儲裝置出口處的管線上設置有減壓閥（外接氫氣存儲裝置出口壓力值較高，一 般高達325Bar，通過設置一個減壓閥，經過減壓后，最終將壓力降至I. 03Bar (15Psi))，所 述減壓閥和之間的管線上還設置有手動閥門（以防出現意外時，能夠手動切斷外接氫氣存 儲裝置和其余管路連接），同時氫氣緩沖罐與電磁閥1之間的管線上也設置有手動閥門，這 些閥門將燃料處理子系統中的氫氣緩沖罐或所述外接氫氣存儲裝置中的氫氣送入電堆發 電；
[0026] 其中，當所述重整器處于預熱階段時，關閉所述電磁閥1，開啟所述電磁閥2,由所 述外接氫氣存儲裝置為所述發電子系統提供氫氣進行發電。
[0027] 其次，在外接儲氫裝置到系統的連接末端增加一個電磁閥2,以選擇控制氫氣來 源。
[0028] 進一步地，所述外接氫氣存儲裝置為炭纖維纏繞鋁內膽氫氣瓶。
[0029] 進一步地，所述氫氣緩沖罐與所述電磁閥1之間的管線上還設置有手動閥門，以 防出現意外時，能夠手動切斷緩沖罐和其余管路的連接。
[0030] 進一步地，所述發電子系統的氫氣入口之前的管線上還設置有減壓閥。