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液體流量傳感器在甲醇重整制氫燃料電池熱電聯供系統中的應用

甲醇作為一種(碳、氫)能量的載體,本質潔凈,其常溫常壓液態的基本物理屬性,使得儲、運、用以及能量形式的轉換更加安全便捷。甲醇由于來源廣泛、經濟體量巨大、全產業鏈可持續發展,已逐步為全球業界公認是一種理想的新型清潔可再生燃料。近年來不少業內人士認為甲醇重整氫燃料電池技術是一種在低溫燃料電池技術成本大幅下降前的補充方案,更有甚者認為甲醇重整制氫燃料電池未來是主流路線之一。下面工采網小編和大家一起來了解一下基于甲醇重整制氫燃料電池技術的熱電聯供系統中液體流量傳感器的應用有哪些?

甲醇重整制氫燃料電池以甲醇水為燃料,經過在設備內部重整為氫氣。從安全性考慮,甲醇水要比純氫高很多,而且甲醇水便于儲存和運輸。氫氣是隨產隨用且為常壓,不需要高壓氫氣罐和建設加氫站等基礎設施,其使用的電堆為高溫電堆,一般的工作溫度超過100℃,電堆使用的氫氣為重整所制,因高溫電堆具有較高的CO耐受性,重整氫氣不需要提純便可以直接使用,同時高溫堆不需要復雜的水管理和溫度管理,使整個系統更簡單;另外,其模塊化結構簡單、可靠性好、故障率低且易于維護。因此,甲醇重整制氫燃料電池是一種安全、可靠、現實、可行的燃料電池技術。

談及“甲醇重整制氫燃料電池”技術現在的應用場景可謂比較廣泛例如:公交車、物流車、大巴車、冷鏈物流車等交通領域都有它的身影。下面了解一下甲醇重整制氫燃料電池技術的工藝流程及熱電聯供系統。

甲醇重整制氫+氫燃料電池系統作為“發電機”系統,主要有三種技術路線:

類技術是甲醇重整+高溫燃料電池(甲醇重整制氫高溫燃料電池) ,這類技術是現階段發展比較快的技術路徑,代表企業有丹麥Senergy、博氫Palcan,已在電動車及其他特殊領域得到應用。

第二類技術是甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池(水氫技術),該路徑是甲醇重整制氫技術與低溫純氫燃料電池技術的集成。將甲醇水重整獲得的富氫進行提純,獲得99.9999%純度的高純氫,氫氣再進入燃料電池電堆發電。

低溫純氫燃料電池是目前成熟、高效的燃料電池技術,早已實現了批量生產,并在眾多應用領域廣泛應用。目前實現商業化應用的燃料電池汽車都采用的是低溫燃料電池系統,比如豐田Mirai、本田Clarity。

第三類技術是甲醇重整+除CO裝置+低溫燃料電池

這一技術的特點是,通過催化劑,對甲醇重整產生的混合氣中的CO進行選擇性氧化,使之變為CO2,從而以混合氣的形式進入到低溫堆的陽極,氫氣參與反應發電,其他氣體從陽極排出。目前,主要以歐洲部分研究所研究為主導。

除以上三種甲醇重整制氫燃料電池系統外,還有一種就是直接甲醇燃料電池DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)。電堆的結構也是PEM的結構,雙極板加質子膜是主體部分。然而,與其他燃料電池相比,盡管DMFC的優勢明顯,但其發展卻比其他燃料電池緩慢。

氫燃料電池一體化分布式熱電聯供系統控制實現

在燃料電池熱電聯供系統中所使用的燃料電池具有層疊了板狀的單電池 而成的單電池層疊體。通常是在單電池的中央部設置有電極,并在單電池的周緣部設置有 燃料氣體供給集流管孔等的各個集流管孔。而且,在層疊單電池的時候,各個集流管孔分別 連接從而形成燃料氣體供給集流管等的各個集流管(manifold)。然在工作運行中氣體所流通的熱容量小的燃料氣體排出集流管以及/或者氧化劑氣體排出 集流管也行使作為液體所流通的熱容量大的冷卻介質排出集流管的絕熱體的功能,從而能夠減少從冷卻介質排出集流管向大氣釋放的放熱量,能夠提高燃料電池堆的熱回收效率。為其更好的檢測燃料氣體排出集流工采網提供了一款荷蘭Swissflow 低壓流量計 - SF800。

該流量計是一款性價比出眾的通用型流量計,它的工作溫度范圍為-20~+ 90°C,工作壓力是16 bar(大40 bar),流速量程為每分鐘0.5~20升。它用途廣泛,適用于多種應用和流體。在材質方面SF800整機均由化學和熱恢復力的高品質塑料和復合材料制成。外殼材質是PVDF(一種高級PVC)制成,而內部轉子僅重0.04克,由一種重量極輕的液晶聚合物Vectra制成。 兩種材料都不易受水垢影響。集成PCB發出紅外信號,該信號被轉子的三個葉片中斷。SMD元件將中斷的信號轉換為脈沖。SwissFlow流量傳感器的轉子殼體的結構和幾何形狀使其能夠承受高壓。

荷蘭Swissflow 低壓流量計 SF800參數:

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