本發(fā)明公開了一種熔融碳酸鹽燃料電池預(yù)熱裝置及方法，包括燃料電池端板和換熱裝置，所述燃料電池端板上設(shè)置有燃料電池出氣口和燃料電池進(jìn)氣口，所述換熱裝置上設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、燃料電池尾氣入口、燃料電池尾氣出口以及預(yù)熱空氣出口，所述燃料電池出氣口通過燃料電池出氣管道連接至燃料電池尾氣入口，所述預(yù)熱空氣出口通過燃料電池進(jìn)氣管道連接至燃料電池進(jìn)氣口。本發(fā)明能夠減少電池焙燒過程中對空氣預(yù)熱能耗，實現(xiàn)對熔融碳酸鹽燃料電池的升溫焙燒，提高燃料電池整體發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種熔融碳酸鹽燃料電池預(yù)熱裝置和方法。

背景技術(shù)

熔融碳酸鹽燃料電池作為一種高溫燃料電池發(fā)電技術(shù)，具有高效、環(huán)境友好的特點，其主要由電極、隔膜、電解質(zhì)和雙極板組成。目前熔融碳酸鹽燃料電池的啟動過程，先經(jīng)過原位焙燒去除內(nèi)部的有機(jī)物，然后電解質(zhì)浸入隔膜，最后燃料電池內(nèi)部形成穩(wěn)定的三相界面(電極-隔膜和電解質(zhì)-電極)。目前現(xiàn)在對于熔融碳酸鹽燃料電池升溫焙燒過程是通過外部加熱裝置對電堆和空氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后空氣進(jìn)入電堆內(nèi)部，實現(xiàn)去除電堆中有機(jī)物。常規(guī)焙燒過程為一直不斷對空氣進(jìn)行預(yù)熱，這種焙燒方法增加了能耗，降低燃料電池發(fā)電的整體效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種熔融碳酸鹽燃料電池預(yù)熱裝置和方法，以克服目前燃料電池焙燒能耗增加的問題，本發(fā)明能夠減少電池焙燒過程中對空氣預(yù)熱能耗，實現(xiàn)對熔融碳酸鹽燃料電池的升溫焙燒，提高燃料電池整體發(fā)電效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種熔融碳酸鹽燃料電池預(yù)熱裝置，包括燃料電池端板和換熱裝置，所述燃料電池端板上設(shè)置有燃料電池出氣口和燃料電池進(jìn)氣口，所述換熱裝置上設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、燃料電池尾氣入口、燃料電池尾氣出口以及預(yù)熱空氣出口，所述燃料電池出氣口通過燃料電池出氣管道連接至燃料電池尾氣入口，所述預(yù)熱空氣出口通過燃料電池進(jìn)氣管道連接至燃料電池進(jìn)氣口。

進(jìn)一步地，所述空氣進(jìn)氣口上連接有空氣進(jìn)氣管道。

進(jìn)一步地，所述空氣進(jìn)氣管道上設(shè)置有能夠?qū)諝膺M(jìn)行加熱的加熱裝置。

進(jìn)一步地，所述加熱裝置為間歇式可控加熱裝置。

進(jìn)一步地，所述燃料電池端板為燃料電池陽極端板或燃料電池陰極端板。

進(jìn)一步地，所述換熱裝置設(shè)置有若干個，若干個換熱裝置串聯(lián)設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述換熱裝置包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管的一端為空氣進(jìn)氣口，另一端為預(yù)熱空氣出口，外管的一端為燃料電池尾氣入口，另一端為燃料電池尾氣出口。

進(jìn)一步地，所述空氣進(jìn)氣口和燃料電池尾氣入口位于同一端，所述預(yù)熱空氣出口和燃料電池尾氣出口位于同一端。

一種熔融碳酸鹽燃料電池預(yù)熱方法，熔融碳酸鹽燃料電池的升溫焙燒過程中通入加熱空氣，加熱空氣通過燃料電池進(jìn)氣管道進(jìn)入燃料電池端板，空氣與燃料電池內(nèi)部的有機(jī)物參與反應(yīng)，反應(yīng)后的高溫尾氣通過燃料電池出氣管道排出，進(jìn)入換熱裝置，高溫尾氣與通入空氣進(jìn)行換熱，換熱后的空氣通過燃料電池進(jìn)氣管道進(jìn)入燃料電池內(nèi)部參與內(nèi)部有機(jī)物的焙燒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

熔融碳酸鹽燃料電池的升溫焙燒過程中通入加熱空氣，加熱空氣通過燃料電池進(jìn)氣管道進(jìn)入燃料電池端板，空氣與燃料電池內(nèi)部的有機(jī)物參與反應(yīng)，反應(yīng)后的高溫尾氣通過燃料電池出氣管道排出，進(jìn)入換熱裝置，高溫尾氣與通入空氣進(jìn)行換熱，換熱后的空氣通過燃料電池進(jìn)氣管道進(jìn)入燃料電池內(nèi)部參與內(nèi)部有機(jī)物的焙燒，本發(fā)明裝置可以利用尾氣中的余熱對空氣進(jìn)行預(yù)熱，減少外部加熱對進(jìn)氣的熱量消耗，升溫后的氣體進(jìn)入燃料電池內(nèi)部，對電池的有機(jī)物進(jìn)行焙燒，實現(xiàn)燃料電池的升溫焙燒，本發(fā)明在降低能耗的同時，提高燃料電池整體發(fā)電效率。

附圖說明