【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及燃料電池，具體地說是一種燃料電池氫氣回收系統及方法。
技術介紹
1、現有燃料電池系統的氫氣與尾排空氣混合在一起，氣體成分復雜，在緊急停機或者其它工況，燃料電池系統排放氫氣濃度過多。由于在一些使用場景中，對氫氣排放有嚴格要求，避免氫氣聚集導致濃度過大引起爆炸，故目前燃料電池系統在整車中均是在通風情況下使用，可避免此問題發生。但局部場景空間密閉或者氣流流通不暢，很可能發生爆炸事故，故針對一些場景，氫氣排放要嚴格控制。
2、現有燃料電池系統及專利中對氫氣回收主要依靠循環泵及相關控制閥，將陽極出口的氫氣通過循環泵與供氫系統的氫氣混合，進入到燃料電池系統的陽極進口。由于陽極產生水，導致燃料電池系統在排水過程中依舊會有氫氣隨著水分排出，在實際使用中，可以用氫濃度傳感器直接探測到尾排口氫濃度，故當下燃料電池系統無法保證氫氣能完全回流到陽極入口。
3、現有專利中對尾排中的氫氣有通過燃燒的方式進行消耗，但是氫氣爆炸的濃度范圍很大，在收集氫氣過程中，對氫氣濃度難以控制，極易發生爆炸。故不建議對氫氣采用燃燒的方式進行消耗。
4、當下市場環境中，市場對氫氣的價格十分敏感，氫氣價格居高不下，導致氫能源行業發展緩慢，隨著市場慢慢復蘇，氫氣的循環利用依舊是重大課題。
技術實現思路
1、本專利技術為克服現有技術的不足，提供一種燃料電池氫氣回收系統及方法。
2、為實現上述目的，設計一種燃料電池氫氣回收系統，包括供氫模塊、空氣供應模塊、電堆模塊，所述的電堆
3、所述的空氣供應模塊內，空壓機的出口連接吹掃管，吹掃管通過吹掃電磁閥一連接外殼內的氫氣干燥區、排氣分水區，外殼還通過吹掃電磁閥二連接吹掃出口。
4、所述的外殼內設有邊框，位于邊框內設有支撐體，支撐體上部為氫氣干燥區，支撐體下部為排氣分水區，所述的支撐體包括若干層呈蛇形連接的支撐板，蛇形轉彎處的支撐板表面設有氣體通過孔一。
5、所述的排氣分水區的支撐體內設有若干排水擋板，排水擋板的形狀為折線形。
6、所述的氫氣干燥區內的支撐體兩端設有擋板，兩個擋板之間設有干燥劑，擋板上設有若干氣體通過孔二。
7、所述的排氣分水區內設有液位計；所述的外殼內設有氫氣傳感器。
8、所述的電堆模塊的陽極進口通過供氫模塊連接氫氣源。
9、所述的空氣供應模塊包括空壓機、流量計，電堆模塊的陰極進口連接空壓機，空壓機通過空氣管道連接空氣源，空氣管道上設有流量計。
10、為實現上述目的，設計一種燃料電池氫氣回收系統的方法，包括如下模式：
11、s1，正常運行模式：電堆模塊運行過程中，氫氣和水從陽極出口進入系統分水器，一部分氫氣和水汽進入供氫模塊，另一部分氫氣及水汽經過進氫管、進水排水閥到達排氣分水區，在排氣分水區中，進一步將水汽進行分離，分離出來的氫氣進入氫氣干燥區，對氫氣中殘留的水汽做最后的干燥，干燥后的氫氣經過氫瓶口電磁閥后進入到排氣儲氫瓶中，排氣分水區分離出來的水分經過出水排水閥排出；
12、s2，氫氣干燥器再生模式：電堆模塊停止運行，空氣供應模塊的空壓機繼續運轉，空壓后的干燥空氣經過吹掃管、吹掃電磁閥一分別進入氫氣干燥區及排氣分水區，將水分吹掃干燥，吹掃后的氣體從吹掃出口及排水口排出。
13、所述的模式s1中，所述的進水排水閥、氫瓶口電磁閥打開，保證氫氣能順利分水、干燥、儲存；吹掃電磁閥一、吹掃電磁閥二均處于關閉狀態，避免氫氣通過其它通道外漏。
14、所述的模式s2中，吹掃電磁閥一、吹掃電磁閥二、出水排水閥打開，保證氣體流通；進水排水閥、氫瓶口電磁閥關閉，避免吹掃氣體進入排氣儲氫瓶、系統分水器。
15、還包括模式s3，氫氣泄露檢測模式：氫濃度傳感器檢測到氫氣回收模塊有一定量氫氣存在時，系統降低功率運行或停止運行，等待維修人員檢修。
16、本專利技術同現有技術相比，具有以下有益效果：
17、1.對燃料電池系統中分水器排水口排出的氫氣進行回收，此出口的氫氣除大量的水分外，其余成分都是氫氣，避免了現有燃料電池系統方案中氫氣與尾排出口的空氣混合，導致氣體成分復雜，氣體難以管控的情況。
18、2.將氫氣通過再次分水、氫氣干燥、回收至氫瓶中，可實現氫氣無燃燒無排放，解決現有專利中燃燒消耗氫氣過程中的爆炸風險。
19、3.得到的氫瓶中的氫氣濃度較高，可將氫瓶用于其它場景中，可以實現氫氣循環利用，降低使用氫氣的成本。
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1.一種燃料電池氫氣回收系統，包括供氫模塊、空氣供應模塊、電堆模塊，其特征在于：所述的電堆模塊（1）的陽極出口連接系統分水器（4），系統分水器（4）出口分別連接供氫模塊（2）、氫氣回收模塊（5），所述的氫氣回收模塊（5）包括外殼（5-1）、氫氣干燥區（5-2）、排氣分水區（5-3）、排氣儲氫瓶（5-4），所述的系統分水器（4）出口通過進氫管（5-5）連接進水排水閥（5-6），進水排水閥（5-6）的出口連接排氣分水區（5-3）的入口，排氣分水區（5-3）的出口分兩路分別連接出水排水閥（5-7）、氫氣干燥區（5-2），出水排水閥（5-7）的出口連接排水口（5-9），氫氣干燥區（5-2）的出口通過氫瓶口電磁閥（5-8）連接排氣儲氫瓶（5-4）。
2.根據權利要求1所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的空氣供應模塊（3）內，空壓機（3-1）的出口連接吹掃管（6-3），吹掃管（6-3）通過吹掃電磁閥一（6-1）連接外殼（5-1）內的氫氣干燥區（5-2）、排氣分水區（5-3），外殼（5-1）還通過吹掃電磁閥二（6-2）連接吹掃出口（6-4）。
3.根據權利
4.根據權利要求3所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的排氣分水區（5-3）的支撐體（5-15）內設有若干排水擋板（5-20），排水擋板（5-20）的形狀為折線形。
5.根據權利要求3所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的氫氣干燥區（5-2）內的支撐體（5-15）兩端設有擋板（5-21），兩個擋板（5-21）之間設有干燥劑（5-22），擋板（5-21）上設有若干氣體通過孔二（5-23）。
6.根據權利要求1所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的排氣分水區（5-3）內設有液位計（5-10）；所述的外殼（5-1）內設有氫氣傳感器（5-11）。
7.一種根據權利要求1至6任一項所述的燃料電池氫氣回收系統的方法，其特征在于：包括如下模式：
8.根據權利要求7所述的一種燃料電池氫氣回收系統的方法，其特征在于：所述的模式S1中，所述的進水排水閥（5-6）、氫瓶口電磁閥（5-8）打開，保證氫氣能順利分水、干燥、儲存；吹掃電磁閥一（6-1）、吹掃電磁閥二（6-2）均處于關閉狀態，避免氫氣通過其它通道外漏。
9.根據權利要求7所述的一種燃料電池氫氣回收系統的方法，其特征在于：所述的模式S2中，吹掃電磁閥一（6-1）、吹掃電磁閥二（6-2）、出水排水閥（5-7）打開，保證氣體流通；進水排水閥（5-6）、氫瓶口電磁閥（5-8）關閉，避免吹掃氣體進入排氣儲氫瓶（5-4）、系統分水器（4）。
10.根據權利要求7所述的一種燃料電池氫氣回收系統的方法，其特征在于：還包括模式S3，氫氣泄露檢測模式：氫濃度傳感器（5-11）檢測到氫氣回收模塊（5）有一定量氫氣存在時，系統降低功率運行或停止運行，等待維修人員檢修。
...【技術特征摘要】
1.一種燃料電池氫氣回收系統，包括供氫模塊、空氣供應模塊、電堆模塊，其特征在于：所述的電堆模塊（1）的陽極出口連接系統分水器（4），系統分水器（4）出口分別連接供氫模塊（2）、氫氣回收模塊（5），所述的氫氣回收模塊（5）包括外殼（5-1）、氫氣干燥區（5-2）、排氣分水區（5-3）、排氣儲氫瓶（5-4），所述的系統分水器（4）出口通過進氫管（5-5）連接進水排水閥（5-6），進水排水閥（5-6）的出口連接排氣分水區（5-3）的入口，排氣分水區（5-3）的出口分兩路分別連接出水排水閥（5-7）、氫氣干燥區（5-2），出水排水閥（5-7）的出口連接排水口（5-9），氫氣干燥區（5-2）的出口通過氫瓶口電磁閥（5-8）連接排氣儲氫瓶（5-4）。
2.根據權利要求1所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的空氣供應模塊（3）內，空壓機（3-1）的出口連接吹掃管（6-3），吹掃管（6-3）通過吹掃電磁閥一（6-1）連接外殼（5-1）內的氫氣干燥區（5-2）、排氣分水區（5-3），外殼（5-1）還通過吹掃電磁閥二（6-2）連接吹掃出口（6-4）。
3.根據權利要求1所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的外殼（5-1）內設有邊框（5-12），位于邊框內設有支撐體（5-15），支撐體（5-15）上部為氫氣干燥區（5-2），支撐體（5-15）下部為排氣分水區（5-3），所述的支撐體（5-15）包括若干層呈蛇形連接的支撐板（5-18），蛇形轉彎處的支撐板（5-18）表面設有氣體通過孔一（5-19）。
4.根據權利要求3所述的一種燃料電池氫氣回收系統，其特征在于：所述的排氣分水區...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董愛達，趙景輝，王志斌，尹志偉，陸寶發，
申請(專利權)人：上海安池科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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