氨在SOFC电池中的应用及其应用装置

摘要

本发明涉及一种氨气在SOFC电池中的应用及其应用装置，其特征在于步骤一为氨气的加热，步骤二为氨气的分解，其加热及分解的装置包括第一减压阀、第一电磁节阀、高温废气排气筒、热交换室、环形耐高温不锈钢盘管、温度感应器、安全气阀、混气腔、分解室、螺旋气道结构、带点火器的分气燃烧嘴、第二电磁阀、第二减压阀、第三电磁阀、第四电磁阀及干燥纯化器。其优点为：氨中不含碳，以氨为燃料彻底克服了SOFC催化剂的“碳中毒”现象，在氨分解制氢过程中，无需水蒸气，从而减少设备及水源的需求，采用燃气加热，能将SOFC应用于可移动装备，废热利用，有效节约能源。

主权项

一种氨气在SOFC电池中的应用，其特征在于应用步骤如下：步骤一 氨气的加热氨气经第一减压阀（1）减压至0.05MP后，经第一电磁阀（2）从热交换室（4）上部进入到热交换室（4）中加热，加热后的氨气从热交换室（4）下部进入分解室（9）下部的进气口中；所述热交换室（4）由耐高温不锈钢材料制成，呈圆柱桶状，在热交换室（4）内设有高温废气排气筒（3）及环形耐高温不锈钢盘管（5），环形耐高温不锈钢盘管（5）套设在高温废气排气筒（3）外，高温废气排气筒（3）的排气口与外界相通，热交换室（4）、高温废气排气筒（3）及环形耐高温不锈钢盘管（5）互不相通；环形耐高温不锈钢盘管（5）的入气口与分解室（9）上部的出气口连通，高温废气排气筒（3）及环形耐高温不锈钢盘管（5）向热交换室（5）提供热源；液化石油气燃料与空气混合后经第二减压阀（13）减压至0.05MPa后，通过第二电磁阀（12）及分气燃烧嘴（11）进入混气腔（8）中并燃烧,所述分解室（9）位于混气腔（8）中，所述混气腔（8）的排气口与高温废气排气筒（4）的入气口连通，混气腔（8）向分解室（9）提供热源；步骤二 氨气的分解在所述分解室（9）内分别设有感温器（6）及呈螺旋状的螺旋气道结构（10），分解室（9）与螺旋气道结构（10）配合形成螺旋气道，螺旋气道结构（10）由多孔陶瓷制成，在螺旋气道结构（10）表面烧结有镍触媒，氨气从分解室（9）的进气口经分气盘（14）均匀分散后进入到螺旋气道的入口中，氨气在螺旋气道中向上流动，分解室（9）的工作温度为750℃－850℃，在镍触媒的作用下，经螺旋气道出口出来的气体为25%的氮和75%的氢的混合气体，该混合气体从经分解室（9）的出气口进入环形耐高温不锈钢盘管（5）的入气口，再经环形耐高温不锈钢盘管（5）的出气口流入到干燥纯化器（17）中，在干燥纯化器（17）中安装有吸附水汽及残余氨气的分子筛，混合气体经干燥纯化器（17）变成纯净的氮氢混合气体，纯净的氮氢混合气体输送至燃料电池电堆（18），依据负载功率需求，调节氨气供给量；在环形耐高温不锈钢盘管（5）与干燥纯化器（17）连通的管上设有第三电磁阀（15），在环形耐高温不锈钢盘管（5）的出气口与分解室（9）的进气口设有旁路连接管，在旁路连接管上设有第四电磁阀（16）；当分解室（9）内的气压大于0.15MPa时，安全气阀（7）打开，使分解室（9）内的气压保持1个标准大气压；当分解室（9）的工作温度为730℃－750℃时，增加第二电磁阀（12）的进气量，将分解室（9）的工作温度提升到750℃－850℃；当分解室（9）的工作温度低于700℃时，第三电磁阀（15）关闭，第四电磁阀（16）打开，调节第一电磁阀（1）降低氨气进气量；此时，环形耐高温不锈钢盘管（5）的出气口与分解室（9）的进气口连通，使没有分解的氨气又再次进入到分解室（9）中，调节第二电磁阀（12）使其开度最大，让工作温度尽快的提升到750℃－850℃。