一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器的制作方法

1.本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器。


背景技术：

2.固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，简称sofc)技术是一种中高温下直接将燃料与氧化剂转化为电能的发电装置，天然气可作为其中的燃料。在固体氧化物燃料电池系统内，天然气内硫化物的存在会对重整器催化剂和电池阳极造成一定的影响。因此，在送至系统内的重整器等设备之前，须采用脱硫器对天然气进行脱硫处理。
3.为了避免脱硫器当中的脱硫剂进入重整器和电堆中，对重整催化剂和电堆造成影响，需要对外部设备与脱硫器之间、用于输送天然气的连接通道进行过滤处理。然而，在脱硫器外部设置独立的过滤装置，会导致脱硫器所处集成环境的结构繁杂。
4.此外，从固体氧化物燃料电池系统长时间应用的角度考虑，脱硫器内的脱硫剂需要定期更换。因此，需要提高脱硫器更换脱硫剂的便捷性。


技术实现要素：

5.发明目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器，包括脱硫器壳体、脱硫器端盖、天然气进气管道、天然气出气管道、第一过滤装置以及第二过滤装置。脱硫器壳体内形成有用于填充脱硫剂的反应腔。脱硫器壳体顶部设置有与反应腔连通的开口。脱硫器端盖位于开口上方且与脱硫器壳体可拆卸地连接。天然气进气管道的入口端位于脱硫器壳体外且与固体氧化物燃料电池系统的天然气气源连通，天然气进气管道的出口端位于反应腔内。天然气出气管道的入口端位于反应腔内，天然气出气管道的出口端位于脱硫器壳体外。第一过滤装置与天然气进气管道的出口端连通。第二过滤装置与天然气出气管道的入口端连通。天然气出气管道的出口端与固体氧化物燃料电池系统的预热单元连通。
7.通过将第一过滤装置以及第二过滤装置设置于脱硫器壳体内，从天然气出气管道流出的天然气直接与系统内其他设备的输送管道直接连通，无需单独外设过滤装置，简化了脱硫器与外部设备集成的难度。
8.进一步的，第一过滤装置位于反应腔底部且与天然气进气管道连通。
9.进一步的，第二过滤装置位于反应腔顶部且与天然气出气管道连通。
10.通过将与天然气进气管道连通的第一过滤装置设置于反应腔底部、与天然气出气管道连通的第二过滤装置位于反应腔底部，使天然气从反应腔底部流向反应腔顶部，与脱硫剂充分反应，提高了脱硫效率。
11.进一步的，脱硫器端盖为法兰盖，脱硫器壳体靠近开口的一端设有与脱硫器端盖
适配的壳体法兰，脱硫器端盖与壳体法兰通过两个以上的快开连接机构可拆卸地连接。
12.进一步的，所述快开连接机构包括一对平行设置的第一耳板、一对平行设置的第二耳板、螺母、垫片、开口挡圈、活节定位轴以及活节螺栓。第一耳板与壳体法兰的侧壁固定连接。活节定位轴穿过第一耳板的通孔与开口挡圈连接。活节螺栓的孔眼端活动连接于活节定位轴上。第二耳板位于第一耳板正上方且与脱硫器端盖的侧壁固定连接，形成与活节螺栓适配的槽口。活节螺栓上活动连接有垫片和螺母。
13.使用者通过旋松螺母，将垫片上移，再将活节螺栓向外侧转动，取开脱硫器端盖，即可使脱硫器端盖与壳体法兰快速分离，便于更换脱硫剂。
14.进一步的，所述快开连接机构沿脱硫器端盖的外壁均匀分布。
15.进一步的，所述壳体法兰靠近脱硫器端盖的一面设置有密封垫，用于将脱硫器壳体的开口端与脱硫器端盖密封连接。
16.进一步的，天然气进气管道连接于脱硫器壳体上部，天然气进气管道的出口端位于反应腔底部。
17.进一步的，天然气出气管道的入口端位于反应腔顶部。
18.进一步的，该脱硫器还包括支架，支架连接脱硫器壳体与固体氧化物燃料电池系统的安装件。
19.有益效果：
20.本实用新型提供的一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器采用内置第一过滤装置和第二过滤装置，使得整体结构紧凑，便于脱硫器与外部设备集成；通过将天然气进气管道的出口端位于反应腔底部，天然气出气管道的入口端位于反应腔顶部，使天然气从反应腔底部流向反应腔顶部并与脱硫剂充分反应，提高脱硫效率；通过设置快开连接机构使得脱硫器端盖与壳体法兰快开式地连接，提高了更换脱硫剂的便捷性，同时安装方便。
附图说明
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
22.图1为与本实用新型的脱硫器适用的一种固体氧化物燃料电池系统的物料流程简图。
23.图2为本实用新型的实施例的一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器的主视图；
24.图3为图2所示的一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器的a-a剖视图；
25.图4为图2所示的一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器的右视图；
26.图5为图2所示的一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器的快开连接机构的结构示意图；
27.图6为图5所示的快开连接机构的放大示意图。
具体实施方式
28.本实用新型的附图标记如下：脱硫器壳体1、脱硫器端盖2、天然气进气管道3、天然气出气管道4、脱硫剂5、第一过滤装置6、第二过滤装置7、反应腔8、开口9、壳体法兰10、快开连接机构11、第一耳板12、第二耳板13、螺母14、垫片15、开口挡圈16、活节定位轴17、活节螺
栓18、密封垫19、支架20。
29.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
30.图1给出了一种固体氧化物燃料电池系统的物料流程简图。参见图1，天然气经由脱硫器进行脱硫反应，经过预热单元之后输送至重整单元，天然气与高温水蒸气在重整器发生重整反应，重整反应之后的气体通入固体氧化物燃料电池系统的电堆进行进一步的氧化还原反应。
31.为了简化脱硫器与外部设备集成的难度，参见图2至图4，本实施例公开了一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器。该脱硫器包括脱硫器壳体1、脱硫器端盖2、天然气进气管道3、天然气出气管道4、第一过滤装置6以及第二过滤装置7。脱硫器壳体1内形成有用于填充脱硫剂5的反应腔8。脱硫器壳体1顶部设置有与反应腔8连通的开口9。脱硫器端盖2位于开口9上方且与脱硫器壳体1可拆卸地连接。天然气进气管道3的入口端位于脱硫器壳体1外部且与固体氧化物燃料电池系统的天然气气源连通。天然气进气管道3的出口端位于反应腔8内。天然气出气管道4的入口端位于反应腔8内部。天然气出气管道4的出口端位于脱硫器壳体1外。第一过滤装置6与天然气进气管道3的出口端连通。第二过滤装置7与天然气出气管道4的入口端连通。天然气出气管道4的出口端与固体氧化物燃料电池系统的预热单元连通。第一过滤装置6与第二过滤装置7均用于过滤脱硫剂。
32.通过将第一过滤装置6以及第二过滤装置7设置于脱硫器壳体1内，从天然气出气管道4流出的天然气与外部其他设备的输送管道直接连通，无需单独外设过滤装置，用于简化脱硫器与外部设备集成的难度。
33.具体的，参见图3，在本实施例中，天然气进气管道3连接于脱硫器壳体1上部并沿竖直方向延伸至反应腔8底部，从而使其出口端位于反应腔8底部。天然气出气管道4的入口端位于反应腔8顶部，出口端位于脱硫器壳体1外。第一过滤装置6位于反应腔8底部且与天然气进气管道3连通。第二过滤装置7位于反应腔8顶部且与天然气出气管道4的入口端连通。
34.参见图3，图3中的箭头代表天然气的流向。待脱硫的天然气流入天然气进气管道3的入口端，从天然气进气管道3的出口端流出并进入填满脱硫剂5的反应腔8。天然气从反应腔8底部向顶部流动，并与腔内的脱硫剂5发生脱硫反应。经过脱硫的天然气经过第二过滤装置7进行脱硫剂过滤净化后，经由天然气出气管道4流出。
35.通过将天然气进气管道3的出口端位于反应腔8底部，天然气出气管道4的入口端位于反应腔8顶部，使天然气从反应腔8底部流向反应腔8顶部，与脱硫剂5充分反应，提高了脱硫效率。
36.在一些实施例中，参见图4和图5，脱硫器端盖2为法兰盖，脱硫器壳体1靠近开口9的一端设有与脱硫器端盖2适配的壳体法兰10，脱硫器端盖2与壳体法兰10通过两个以上的快开连接机构11可拆卸的连接。
37.在一些实施例中，参见图6，快开连接机构11包括一对平行设置的第一耳板12、一对平行设置的第二耳板13、螺母14、垫片15、开口挡圈16、活节定位轴17以及活节螺栓18。第一耳板12与壳体法兰10的侧壁固定连接。活节定位轴17穿过第一耳板12的通孔与开口挡圈16活动连接，活节螺栓18的孔眼端活动连接于活节定位轴17上。第二耳板13位于第一耳板12正上方且与脱硫器端盖2的侧壁固定连接，形成与活节螺栓18适配的槽口。活节螺栓18上
活动连接有垫片15和螺母14。
38.使用者通过旋松螺母14，将垫片15上移，再将活节螺栓18向外侧转动，取开脱硫器端盖2，即可使脱硫器端盖2与壳体法兰10快速分离，便于更换脱硫剂5。
39.在一些实施例中，所述快开连接机构11沿脱硫器端盖2的外壁均匀分布。
40.在一些实施例中，参见图4，所述壳体法兰10靠近脱硫器端盖2的一面设置有密封垫19，用于对脱硫器壳体1的开口端与脱硫器端盖2进行密封连接。
41.在一些实施例中，参见图2，该脱硫器还包括支架20，支架20连接脱硫器壳体1与固体氧化物燃料电池系统的安装件。
42.本实用新型提供了一种固体氧化物燃料电池系统用脱硫器的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。