利用深层海水制备低氘氚水的系统的制作方法_4

文档序号:10114231阅读:来源:国知局
堆201中。
[0109]本实施例中,气体供给装置为压缩气体供给装置202,所述压缩气体输送至一混合容器203后进入电堆201,混合容器203的一端连接空气;压缩气体进入混合容器203后产生的动力将自然空气按设定比例吸进电堆反应,调节氧气含量。
[0110]所述燃料电池系统还包括空气进气管路、出气管路,空气进气管路、出气管路均经过湿化系统204。所述压缩的气体主要为氧气(也可以为空气);自然空气与压缩氧气在混合容器混合后进入电堆201。
[0111]所述燃料电池系统还包括气体调节系统,气体调节系统设置于混合容器203内;所述气体调节系统包括阀门调节控制装置,以及氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器。
[0112]所述氧气含量传感器用以感应混合容器中混合的空气与氧气中氧气的含量,并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置。
[0113]所述压缩气体压缩比传感器用以感应压缩氧气的压缩比,并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置。
[0114]所述阀门调节控制装置根据氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器的感应结果调节氧气输送阀门、空气输送阀门,控制压缩氧气、自然空气的输送比例(如自然空气比例可以为0-70% );压缩氧气进入混合容器后产生的动力将混合气体推送至电堆反应,利用自然空气做稀释减压。
[0115]所述湿化系统204包括湿度交换容器、湿度交换管路,湿度交换管路为空气进气管路的一部分;所述反应后气体出气管路输送至湿度交换容器。
[0116]所述湿度交换管路的材料只透水不透气,使得反应后气体与自然空气进行湿度交换,而气体之间无法流通。湿度交换管路在湿度交换容器中螺旋设置,可以充分进行湿度交换。
[0117]本实用新型制氢设备、氧气输送设备的体积均可以设计的很小,从而可以方便人们携带。
[0118]本实用新型还揭示一种上述利用深层海水制备低氘氚水的系统制备低氘氚水的方法,该制备方法包括如下步骤:
[0119]【步骤S1】所述深层海水抽取设备4的抽水端设置于海的深层,将深层海水抽取出来,由海水提纯装置5提纯;所述海水提纯装置5先将抽取的海水过滤,而后去除设定的有害物质及盐分,经提纯后的海水输送至制氢设备,作为制氢设备1的部分原料。
[0120]【步骤S2】氢气制备步骤,制备氢气,具体包括:
[0121]-步骤S21、快速启动步骤;所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动;具体包括:
[0122]加热机构通电设定时间,待加热机构达到设定温度后向气化管路通入甲醇;由于气化管路紧密地缠绕于加热机构上,甲醇温度逐步升高;气化管路输出被气化的甲醇,而后通过点火机构点火燃烧;或者,气化管路输出被气化的甲醇,且输出的甲醇温度达到自燃点,甲醇从气化管路输出后直接自燃;
[0123]气化的甲醇通过燃烧放热,为制氢装置提供启动能源;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;
[0124]-步骤S22、制氢设备启动后,制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源;待制氢设备运行制得足够的氢气,关闭快速启动装置,由制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行;制氢过程具体包括:
[0125]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制氢装置的换热器换热,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 ;
[0126]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的温度相同或接近;
[0127]所述分离室内的温度设定为350°C?570°C ;分离室内设有膜分离器,从膜分离器的产气端得到氢气;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装置;所述原料输送装置向原料提供0.15?5MPa的压强,使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强;所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离,用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分离装置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% ;
[0128]-步骤S13、所述制氢装置启动制氢后,制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行;
[0129]-步骤S24、所述膜分离装置将氢气中的氕分离出,氢气中的氘、氚无法被分离出膜分离装置,未能分离的氘、氚被另外收集;膜分离装置内的温度设定为300?500°C,压强小于5Mpa或压差不超过15公斤;
[0130]-步骤S25、经过膜分离装置分离出的氢气进入氢气输送管路输送,氢气输送管路设有弹簧安全阀;在氢气输送管路内压力大于设定值时,弹簧安全阀的弹起端顶开输送栗的开关设置,断开原料输送装置的开关;
[0131]制氢设备开始工作时,开关的接触段连接第一端口、第二端口,原料输送装置工作;当弹起端弹起时,能顶开位于弹起端顶部的接触段,由于接触段的一端能旋转地固定在第一端口上,接触段以第一端口为轴心逆时针旋转;此时,接触段的另一端变为连接第三端口,原料输送装置无法工作;同时,由于第一端口通过接触段连接第三端口能驱动报警发送装置工作,发送报警信息至对应的服务器或客户端,通知相应人员;
[0132]【步骤S3】氧气输送步骤;通过制备的方式提供氧气,或者仅输送已经制备好的氧气;
[0133]【步骤S4】接收制氢设备制备的氢气、氧气输送设备输送的氧气,通过质子膜制得健康水。
[0134]实施例二
[0135]本实施例中,利用深层海水制备低氘氚水的系统不包括制氢设备,而仅包括氢气输送设备、膜分离装置,仅输送制备好的氢气,此时氢气输送设备连接膜分离装置,通过膜分离装置将氢气中的氕分离出,而氢气中的氘、氚无法从膜分离装置过滤出。
[0136]当然,利用深层海水制备低氘氚水的系统还可以包括氧气制备设备,制备氧气。氧气制备设备也设有钯合金膜分离装置(可以与实施例一种的结构相似),可以将氧中的放射性同位素与160分离,使得人们的饮用水更加安全。
[0137]实施例三
[0138]本实施例与实施例一的区别在于,本实施例中,制氢设备利用水解制氢,将制备的氢气通过钯膜分离装置将氢气中的氕分离出,而氢气中的氘、氚无法从膜分离装置过滤出。氧气输送设备通过制备而提供氧气,或者仅输送氧气;水生成设备包括质子膜,接收制氢设备制备的氢气、氧气输送设备输送的氧气,制得健康水。
[0139]实施例四
[0140]本实施例与实施例一的区别在于,本实施例中,所述深层海水抽取设备包括电动栗体,所述电动栗体包括:栗本体、甲醇制氢系统、氢气发电系统、电机,甲醇制氢系统、氢气发电系统、电机、栗本体依次连接;栗本体包括叶轮、栗壳、栗轴、轴承和填料密封装置。
[0141 ] 电动栗体的甲醇制氢系统、氢气发电系统可以与利用深层海水制备低氘氚水的系统中的对应系统共用。
[0142]综上所述,本实用新型提出的健康水制备系统,可制备不含具有放射性元素氘氚的轻水,提升人们的生活品质,满足人们对健康的需求。此外,本系统具有便携性,方便人们携带。
[0143]这里本实用新型的描述和应用是说明性的,并非想将本实用新型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,在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下,本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型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】
1.一种利用深层海水制备低氘氚水的系统,其特征在于,所述系统包括:深层海水抽取设备、海水提纯装置、制氢设备、氢气发电装置、氧气输送设备、水生成设备; 所述深层海水抽取设备与海水提纯装置连接,制氢设备与海水提纯装置连接,水生成设备分别与制氢设备、氧气输送设备连接; 所述深层海水抽取设备的抽水端设置于海的深层,将深层海水抽取出来,由海水提纯装置提纯;所述海水提纯装置先将抽取的海水过滤,而后去除设定的有害物质及盐分,经提纯后的海水输送至制氢设备,作为制氢设备的部分原料; 所述制氢设备包括固态氢气储存容器、快速启动装置、液体储存容器、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上部; 液体储存容器中储存有液态的甲醇和水;通过固态氢气储存容器中储存固态氢气或/和快速启动装置为制氢设备提供启动能源;所述固态氢气储存容器中储存固态氢气,当制氢设备启动时,通过气化模块将固态氢气转换为气态氢气,气态氢气为氢气发电装置发电,作为制氢设备的启动电源; 所述快速启动装置包
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