一種甲醇水重整制氫發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及制氫及發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種甲醇水重整制氫發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]氫，是一種21世紀最理想的能源之一，在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下，氫氣產(chǎn)生的能量最多，而且它燃燒的產(chǎn)物是水，沒有灰渣和廢氣，不會污染環(huán)境；而煤和石油燃燒生成的主要是0)2和SO2，可分別產(chǎn)生溫室效應(yīng)和酸雨。煤和石油的儲量是有限的，而氫主要存于水中，燃燒后唯一的產(chǎn)物也是水，可源源不斷地產(chǎn)生氫氣，永遠不會用完。氫的分布很廣泛，水就是氫的大“倉庫”，其中含有11%的氫。泥土里約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動植物體內(nèi)等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲水量很大，因此可以說，氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法制取氫，那么氫也將是一種價格相當便宜的能源。
[0003]目前，利用甲醇水蒸氣重整技術(shù)制取&與CO2的混合氣體，再經(jīng)鈀膜分離器分離，可分別得到比和CO 2。參照中國發(fā)明申請201310340475.0 (申請人:上海合既得動氫機器有限公司)，該專利公開了一種甲醇水制氫系統(tǒng)，甲醇與水蒸氣重整器的重整室內(nèi)，在350-409°C溫度下1-5M Pa的壓力條件下通過催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳，這是一個多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下:(I) CH3OH — C0+2H2； (2) H 20+C0 — C02+H2； (3) CH 30H+H20 — C02+3H2，重整反應(yīng)生成的HjP CO 2，再經(jīng)過分離室的鈀膜分離器將HjP CO 2分離，得到高純氫氣。
[0004]隨著技術(shù)的發(fā)展，氫氣在產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，例如合成氨工業(yè)和石油精制加氫工業(yè)等等，除此之外，氫氣還可用于發(fā)電，參照中國發(fā)明申請201410622203.4(申請人:上海合既得動氫機器有限公司)，該實用新型公開了一種基于甲醇水制氫系統(tǒng)的發(fā)電機及其發(fā)電方法，該發(fā)電機采用燃料電池作為發(fā)電設(shè)備，該燃料電池用于氫氣與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，在燃料電池I的陽極:2H2— 4H++4e，比分裂成兩個質(zhì)子和兩個電子，質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜(PEM)，電子通過陽極板，通過外部負載，并進入陰極雙極板，在燃料電池I的陰極:02+4e +4H+— 2H20，質(zhì)子、電子和O2重新結(jié)合以形成H 20。該發(fā)電機將甲醇水重整制氫與燃料電池整合成一體，實現(xiàn)了制氫與發(fā)電合為一體的技術(shù)目的。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇水重整制氫發(fā)電機還存在以下缺陷:各部分系統(tǒng)之間配合差，電控系統(tǒng)控制不穩(wěn)定，甲醇水重整制氫發(fā)電機在啟動時需要外接電源供電，制氫系統(tǒng)的重整制氫裝置及啟動裝置由相互獨立的送液系統(tǒng)輸送原料液體，成本較高、銜接性差、控制不精準。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種各部分系統(tǒng)之間配合好，電控系統(tǒng)控制穩(wěn)定，啟動時不需要外接電源供電，甲醇水進液系統(tǒng)成本較低、銜接性好的甲醇水重整制氫發(fā)電機。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種甲醇水重整制氫發(fā)電機，包括電控系統(tǒng)、甲醇水進液系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)，其中:
[0007]電控系統(tǒng)，包括控制主板、供電裝置及電力輸出端口，所述控制主板控制甲醇水進液系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)工作；所述供電裝置包括可充電電池，在甲醇水重整制氫發(fā)電機啟動過程中，該可充電電池為甲醇水重整制氫發(fā)電機自身供電；所述電力輸出端口用于發(fā)電系統(tǒng)向外輸出電力；
[0008]甲醇水進液系統(tǒng)，包括進液總管、輸送栗、啟動進液電磁閥、啟動進液分管、制氫進液電磁閥及制氫進液分管；在甲醇水重整制氫發(fā)電機啟動過程中，啟動進液電磁閥打開，制氫進液電磁閥關(guān)閉，甲醇水原料依次經(jīng)進液總管、輸送栗、啟動進液電磁閥及啟動進液分管后，供應(yīng)給制氫系統(tǒng)的啟動裝置；在甲醇水重整制氫發(fā)電機制氫過程中，制氫進液電磁閥打開，啟動進液電磁閥關(guān)閉，甲醇水原料依次經(jīng)進液總管、輸送栗、制氫進液電磁閥及制氫進液分管后，供應(yīng)給制氫系統(tǒng)的重整制氫裝置；
[0009]制氫系統(tǒng)，包括重整制氫裝置及啟動裝置，所述重整制氫裝置包括重整室、分離室及燃燒室，所述重整室用于甲醇和水發(fā)生重整制氫反應(yīng)制得以二氧化碳和氫氣為主的混合氣體，所述分離室用于從混合氣體中分離出氫氣，該氫氣可向外輸出或供應(yīng)給燃料電池，所述燃燒室用于部分制得的氫氣在燃燒室中燃燒，為重整制氫裝置的運行提供熱量；所述啟動裝置用于甲醇水重整制氫發(fā)電機啟動過程中，通過燃料甲醇水原料為重整制氫裝置的啟動過程提供熱量；
[0010]發(fā)電系統(tǒng)，包括燃料電池，其用于氫氣及空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能通過所述電力輸出端口輸出，產(chǎn)生的電能還用于可充電電池充電。
[0011]作為對本實用新型的進一步闡述:
[0012]所述電控系統(tǒng)還設(shè)有無線信號發(fā)送接收裝置，該無線信號發(fā)送接收裝置包括信號轉(zhuǎn)換器和天線，該天線安裝于信號轉(zhuǎn)換器上，該信號轉(zhuǎn)換器與控制主板電性連接。進一步，還包括移動控制裝置，該移動控制裝置與無線信號發(fā)送接收裝置通過WIFI方式達成無線連接，所述移動控制裝置設(shè)有顯示數(shù)據(jù)參數(shù)的顯示模塊和設(shè)置甲醇水重整制氫發(fā)電機工作程序的控制模塊。
[0013]所述供電裝置還包括第一電源模塊和第二電源模塊，在甲醇水重整制氫發(fā)電機啟動過程中，所述可充電電池通過第一電源模塊為甲醇水重整制氫發(fā)電機自身供電；在甲醇水重整制氫發(fā)電機制氫及發(fā)電過程中，所述發(fā)電系統(tǒng)通過第二電源模塊對可充電電池充電，充滿電后自動停止充電。
[0014]所述甲醇水重整制氫發(fā)電機還包括換熱系統(tǒng)，該換熱系統(tǒng)包括同軸心的雙層換熱管、常溫液體入口、高溫液體出口、高溫氣體入口及低溫氣體出口 ；所述雙層換熱管的內(nèi)層管道為氣體管道，外層管道為液體管道；在雙層換熱管的一端，氣體管道與高溫氣體入口相連通，液體管道與高溫液體出口相連通；在雙層換熱管的另一端，氣體管道與低溫氣體出口相連通，液體管道與常溫液體入口相連通；在甲醇水重整制氫發(fā)電機制氫過程中，所述制氫進液分管中的甲醇水原料從常溫液體入口進入液體管道，所述制氫系統(tǒng)制得的氫氣從高溫氣體入口進入氣體管道，液體管道中的甲醇水原料與氣體管道中的氫氣進行換熱，甲醇水原料溫度升高，從高溫液體出口輸出至重整制氫裝置，氫氣溫度降低，從低溫氣體出口向外輸出或輸出至燃料電池。
[0015]所述制氫系統(tǒng)的啟動裝置包括進液立管、火焰盤、上蓋體及點火器，所述火焰盤及上蓋體從下至上設(shè)置于立管上；所述上蓋體中部開有與立管相連通的小孔，甲醇水原料可從進液立管往上流向小孔，再從小孔中冒出，并沿著上蓋體的上側(cè)面，向四周散開，直至流入火焰盤；所述點火器的點火位置與上蓋體的上側(cè)面相對應(yīng)。進一步，所述火焰盤與上蓋體之間還設(shè)有下蓋體，所述下蓋體安裝于進液立管上，所述下蓋體可防止火焰盤中的甲醇水原料向外濺射。所述火焰盤的外周設(shè)置有若干通風(fēng)孔，以便外界空氣通過通風(fēng)孔進入火焰盤及重整制氫裝置內(nèi)的燃燒室，優(yōu)選地，所述火焰盤的通風(fēng)孔為螺旋形的通風(fēng)孔槽。
[0016]所述甲醇水重整制氫發(fā)電機還包括控氣系統(tǒng)，所述控氣系統(tǒng)設(shè)置于向燃料電池輸送氫氣的輸送管道上；所述控氣系統(tǒng)包括安全控氣管、安全電磁閥及安全氣壓傳感器，所述安全電磁閥及安全氣壓傳感器安裝于安全控氣管上；所述安全控氣管具有與安全電磁閥相配合的泄氣孔，氫氣在通過安全控氣管過程中，若安全氣壓傳感器感應(yīng)到氫氣氣壓高于警戒氣壓，則控制安全電磁閥打開泄氣孔，向外排出氫氣；該安全電磁閥由可充電電池供電。
[0017]本實用新型的有益效果是:本實用新型包括電控系統(tǒng)、甲醇水進液系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，各部分系統(tǒng)之間配合良好，可單獨制氫再向外輸出，也可以制氫和發(fā)電相結(jié)合，電控系統(tǒng)包括控制主板、供電裝置及電力輸出端口，控制主板控制甲醇水進液系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)工作，電控系統(tǒng)控制穩(wěn)定，在甲醇水重整制氫發(fā)電機啟動過程中，不需要外接電源供電，通過可充電電池即可為甲醇水重整制氫發(fā)電機自身供電，等燃料電池工作后，再反過來為可充電電池充電；采用甲醇水進液系統(tǒng)對重整制氫裝置及啟動裝置進行綜合控制送液，成本較低、銜接性好。
【附圖說明】
[0018]圖1為甲醇水重整制氫發(fā)電機(移除了機體外殼)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為甲醇水重整制氫發(fā)電機(移除了機體外殼)的分散結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為甲醇水重