一种醇氢电动水上运输工具的制作方法_3

文档序号:9269536阅读:来源:国知局
通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体;所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲,使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近;所述分离室内的温度设定为360°C?5600C ;分离室内设有膜分离器,从膜分离器的产气端得到氢气。
[0071]所述重整室内设有催化剂,催化剂包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物。其中贵金属Pt含量占催化剂总质量的0.5%?2%,Pd含量占催化剂总质量的1%?5%,Cu的氧化物占催化剂总质量的5%?15%,Fe的氧化物占催化剂总质量的2%?10%,Zn的氧化物占催化剂总质量的10%?25%,稀土金属氧化物占催化剂总质量的5%?45%,其余为过渡金属氧化物。
[0072]或者,所述催化剂为铜基催化剂,包括物质及其质量份数为:3-17份的CuO,3_18份的ZnO, 0.5-3份的ZrO, 55-80份的Al2O3,1-3份的CeO2,1-3份的La2O30如,铜基催化剂包括物质及其质量份数为:10份的CuO,10份的ZnO,2份的ZrO,60份的Al2O3, 2份的CeO2,2 份的 La2O3。
[0073]所述原料输送装置提供动力,将液体储存容器中的原料输送至制氢设备;所述原料输送装置向原料提供0.15?5MPa的压强,使得制氢设备制得的氢气具有足够的压强;所述制氢设备启动制氢后,制氢设备制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行。
[0074]所述制氢设备20制得的氢气输送至膜分离装置30进行分离,用于分离氢气的膜分离装置30的内外压强之差大于等于0.7M Pa(如膜分离装置30的内外压强为0.7M Pa或1.1M Pa或1.2M Pa或1.5M Pa或5M Pa)。本实施例中,所述膜分离装置30为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置,镀膜层为钯银合金,钯银合金的质量百分比钯占75%?78%,银占 22%?25%。
[0075]所述制氢子系统将制得的氢气通过传输管路实时传输至氢气发电系统;所述传输管路设有气压调节子系统,用于调整传输管路中的气压;所述氢气发电系统利用制氢子系统制得的氢气发电。
[0076]如图4所示,所述气压调节子系统200包括微处理器21、气体压力传感器22、阀门控制器23、出气阀24、出气管路25。所述气体压力传感器22设置于传输管路中,用以感应传输管路中的气压数据,并将感应的气压数据发送至微处理器21 ;所述微处理器21将从气体压力传感器22接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对,并以此控制出气阀24的开关。当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值,微处理器21控制阀门控制器23打开出气阀设定时间,使得传输管路中气压处于设定范围.优选地,出气管路25的一端连接出气阀24,另一端连接所述制氢子系统100,通过燃烧为制氢子系统100的需加热设备(如重整室)进行加热;当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值,微处理器21控制所述制氢子系统100加快原料的输送速度,从而提高制氢速度。
[0077]如图3所示,所述收集利用子系统400包括氢水分离器401、氢气止回阀402,氢气发电系统300的排气通道出口连接氢水分离器401的入口,氢水分离器401出口处连接的管路内设有氢气止回阀402,防止氢气倒灌;所述氢水分离器401用于分离氢气与水。此夕卜,所述收集利用子系统还包括氢氧分离器,用于分离氢气及氧气;氢氧分离器设置于所述氢气发电系统排气通道出口与氢水分离器之间。
[0078]本实施例中,所述收集利用子系统400还包括氧水分离器411、氧气止回阀412,用于收集氧气。所述收集利用子系统400收集的氢气与氧气供制氢子系统100使用,也可以供氢气发电系统300使用。此外,收集到的氧气可以存放于设定容器中,供人们吸氧;收集到的水可以供人们饮用。
[0079]由于所述收集利用子系统包括气水分离器(如上述氢水分离器、氧水分离器),因此可以收集到水(比原料中的水分还要多若干倍,因为甲醇中也含有氢原子,制得氢气后与氧气反应得到水),将水输送至制氢子系统100,原料水可以循环利用,无需另外添加。
[0080]因此,本发明系统可以从氢气发电系统的余气中收集氢气、氧气、水等有用物质,可以提高系统的发电效率,同时节省原料(水)。
[0081]所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气,所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置;
[0082]所述氢气发电系统包括燃料电池,燃料电池包括若干子燃料电池模块,各个子燃料电池模块包括至少一个超级电容;这样可以高效地输出电能,而不需要大容量的锂电池。
[0083]此外,本发明水上运输工具还包括风能转电能模块,将风能转化为电能存储在电池中。而后可以通过第二电动发动机驱动运输工具。
[0084]实施例二
[0085]一种醇氢电动水上运输工具,所述电动水上运输工具包括:甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机,甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机依次连接;所述甲醇制氢系统利用甲醇水蒸气重整制备氢气,氢气通过镀有钯银合金的膜分离装置获得高纯度的氢气,获取的氢气通过氢气发电系统发电,发出的电能供电动发动机工作。
[0086]综上所述,本发明提出的醇氢电动水上运输工具,可利用甲醇作为水上运输工具的能源,解决能源危机,减少车辆排放。
[0087]本发明制氢装置体积小,利用特有的催化剂配方及钯膜提纯,制备的氢气快速、稳定、纯度高,可以为水上运输工具提供稳定的输入能源。
[0088]这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【主权项】
1.一种醇氢电动水上运输工具,其特征在于,所述电动水上运输工具包括:甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机,甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机依次连接;所述甲醇制氢系统包括制氢子系统、气压调节子系统、收集利用子系统,制氢子系统、气压调节子系统、氢气发电系统、收集利用子系统依次连接; 所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气,所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置; 所述制氢设备包括换热器、气化室、重整室;膜分离装置设置于分离室内,分离室设置于重整室的里面;所述固态氢气储存容器、液体储存容器分别与制氢设备连接;液体储存容器中储存有液态的甲醇和水; 所述快速启动装置为制氢设备提供启动能源;所述快速启动装置包括第一启动装置、第二启动装置;所述第一启动装置包括第一加热机构、第一气化管路,第一气化管路的内径为I?2mm,第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上;所述第一气化管路的一端连接液体储存容器,通过原料输送装置将甲醇送入第一气化管路中;第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇,而后通过点火机构点火燃烧;或者,第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇,且输出的甲醇温度达到自燃点,甲醇从第一气化管路输出后直接自燃;所述第二启动装置包括第二气化管路,第二气化管路的主体设置于所述重整室内,第一气化管路或/和第二气化管路输出的甲醇为重整室加热的同时加热第二气化管路,将第二气化管路中的甲醇气化;所述重整室内壁设有加热管路,加热管路内放有催化剂;所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热;所述制氢系统启动后,制氢系统通过制氢设备制得的氢气提供运行所需的能源; 所述快速启动装置的初始启动能源为若干太阳能启动模块,太阳能启动模块包括依次连接的太阳能电池板、太阳能电能转换电路、太阳能电池;太阳能启动模块为第一加热机构提供电能;或者,所述快速启动装置的初始启动能源为手动发电机,手动发电机将发出的电能存储于电池中; 所述催化剂包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物;其中,贵金属Pt含量占催化剂总质量的0.6%?1.8%,Pd含量占催化剂总质量的1.1%?4%,Cu的氧化物占催化剂总质量的6%?12%,Fe的氧化物占催化剂总质量的3%?8%,Zn的氧化物占催化剂总质量的8%?20%,稀土金属氧化物占催化剂总质量的6%?40%,其余为过渡金属氧化物; 或者,所述催化剂为铜基催化剂,包括物质及其质量份数为:3-17份的CuO,3-18份的ZnO, 0.5-3 份的 ZrO, 55-80 份的 Al2O3,1-3 份的 CeO2,1-3 份的 La2O3; 所述固态氢气储存容器中储存固态氢气,当制氢系统启动时,通过气化模块将固态氢气转换为气态氢气,气态氢气通过燃烧放热,为制氢设备提供启动热能,作为制氢设备的启动能源; 所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热,换热后进入气化室气化;气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室,重整室内设有催化剂,重整室下部及中部温度为300°C?420°C ;所述重整室上部的温度为400°C?570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接,连接管路的全部或部分设置于重整室的上部,能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体;所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲,使得从重整室输出的气体的温度与分离室
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1