一种甲醇水重整制氢发电机的制作方法_2

文档序号:10018353阅读:来源:国知局
整制氢发电机(移除了机体外壳)的正面结构示意图。
[0021]图4为甲醇水重整制氢发电机(移除了机体外壳)的后面结构示意图。
[0022]图5为甲醇水重整制氢发电机(移除了机体外壳)的顶面结构示意图。
[0023]图6为无线信号发送接收装置与移动控制装置的无线连接示意图。
[0024]图7为电控系统与控气系统的安装结构示意图。
[0025]图8为可充电电池与第一电源模块及第二电源模块的充放电示意图。
[0026]图9为制氢系统、甲醇水进液系统及换热系统的立体结构示意图。
[0027]图10为甲醇水进液系统的立体结构示意图。
[0028]图11为制氢系统的正面结构示意图。
[0029]图12为制氢系统的分散结构示意图。
[0030]图13为制氢系统的底部结构示意图。
[0031]图14为沿图13中A-A线的剖视图。
[0032]图15为图14中A部分局部放大图。
[0033]图16为换热系统的立体结构示意图。
[0034]图17为图16中沿B-B线的剖视图。
[0035]图18为启动装置的正面结构示意图。
[0036]图19为图18中沿C-C线的剖视图。
[0037]图20为启动装置的顶部结构示意图。
[0038]图21为控气系统的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0040]如图1-图5所示,本实用新型为一种甲醇水重整制氢发电机,包括电控系统、甲醇水进液系统、制氢系统及发电系统,其中:
[0041]电控系统,结合参考图6-图8,包括控制主板1、供电装置2及电力输出端口 3,所述控制主板控制甲醇水进液系统、制氢系统及发电系统工作;所述供电装置2包括可充电电池201,在甲醇水重整制氢发电机启动过程中,按下启动按钮11,该可充电电池201为甲醇水重整制氢发电机自身供电,具体地,可充电电池201主要为控制主板1、输送栗402、启动进液电磁阀403、制氢进液电磁阀405和启动装置6供电;在甲醇水重整制氢发电机启动之后,该可充电电池201则停止为甲醇水重整制氢发电机自身供电,安全电磁阀102除外;所述电力输出端口 3用于发电系统向外输出电力;所述电力输出端口 3包括电流传感器301、直流接触器302和航空接头303,所述电池传感器301与控制主板I电性连接,所述航空接头303向外输出48V直流电,当然,也可以依据需要,向外输出其他特定数值的直流电。
[0042]甲醇水进液系统4,结合参考图9-图10,包括进液总管401、输送栗402、启动进液电磁阀403、启动进液分管404、制氢进液电磁阀405及制氢进液分管406 ;在甲醇水重整制氢发电机启动过程中,启动进液电磁阀403打开,制氢进液电磁阀405关闭,甲醇水原料依次经进液总管401、输送栗402、启动进液电磁阀403及启动进液分管404后,供应给制氢系统的启动装置6 ;在甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,制氢进液电磁阀405打开,启动进液电磁阀404关闭,甲醇水原料依次经进液总管401、输送栗402、制氢进液电磁阀405及制氢进液分管406后,供应给制氢系统的重整制氢装置5 ;
[0043]制氢系统,结合参考图9、图11-图15,包括重整制氢装置5及启动装置6,所述重整制氢装置5包括保温壳体504,在保温壳体504内设有重整室501、分离室502及燃烧室503,所述重整室501用于甲醇和水发生重整制氢反应制得以二氧化碳和氢气为主的混合气体,所述重整室501内设有催化剂,甲醇和水蒸汽在重整室501内,1-5M Pa的压力条件下通过催化剂,在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢气和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统,反应方程为:(I)CH3OH — C0+2H2、
(2)H20+C0 — C02+H2、⑶CH30H+H20 — C02+3H2,制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体;所述分离室502用于从混合气体中分离出氢气,该氢气可向外输出或供应给燃料电池7,所述燃烧室503用于部分制得的氢气在燃烧室503中燃烧,为重整制氢装置5的运行提供热量;所述启动装置6用于甲醇水重整制氢发电机启动过程中,通过燃料甲醇水原料为重整制氢装置5的启动过程提供热量;此外,在重整制氢装置5内,还设有加热汽化盘管505,甲醇和水原料在进入重整室501之前,先通过加热汽化盘管505进行汽化处理;
[0044]发电系统,包括燃料电池7,其用于氢气及空气中的氧气发生电化学反应产生电能,在燃料电池7的阳极:2H2— 4H ++4e,比分裂成两个质子和两个电子,质子穿过质子交换膜(PEM),电子通过阳极板,通过外部负载,并进入阴极双极板,在燃料电池7的阴极:02+4e +4H+— 2H20,质子、电子和O2重新结合以形成H2O ;产生的电能通过所述电力输出端口6输出,产生的电能还用于可充电电池201充电。所述燃料电池的一侧设有两个风机701,另一侧设有空气过滤网702,在两个风机701的驱动下,外界空气从空气过滤网702进入燃料电池内部,随后再从两个风机701处排出。外界空气在进入燃料电池7的过程中,一方面为燃料电池7降温,另一方面,为燃料电池7的电化学反应提供氧气。
[0045]如图1-图7所示,所述电控系统还设有无线信号发送接收装置8,该无线信号发送接收装置8包括信号转换器801和天线802,该天线802安装于信号转换器801上,该信号转换器801与控制主板I电性连接。进一步,还包括移动控制装置804,该移动控制装置804与无线信号发送接收装置8通过WIFI方式达成无线连接,所述移动控制装置804设有显示数据参数的显示模块和设置甲醇水重整制氢发电机工作程序的控制模块。所述移动控制装置804优选为智能手机或平板电脑。通过设置无线信号发送接收装置8,使甲醇水重整制氢发电机能通过外部移动控制装置804进行无线设置和监控。
[0046]如图1-图3、图8所示,所述供电装置2还包括第一电源模块202和第二电源模块203,在甲醇水重整制氢发电机启动过程中,所述可充电电池201通过第一电源模块202为甲醇水重整制氢发电机自身供电;在甲醇水重整制氢发电机制氢及发电过程中,所述发电系统通过第二电源模块203对可充电电池201充电,充满电后自动停止充电。所述可充电电池201优选为锂离子电池。通过设置供电装置2,实现了启动过程中,不需要外接电源供电,通过可充电电池即可为甲醇水重整制氢发电机自身供电,等燃料电池工作后,再反过来为可充电电池充电,为下一次开机启动做好准备。
[0047]如图16-图17所示,所述甲醇水重整制氢发电机还包括换热系统9,该换热系统9包括同轴心的双层换热管901、常温液体入口 902、高温液体出口 903、高温气体入口 904及低温气体出口 905 ;所述双层换热管901的内层管道为气体管道9011,外层管道为液体管道9012 ;在双层换热管901的一端,气体管道9011与高温气体入口 904相连通,液体管道9012与高温液体出口 904相连通;在双层换热管901的另一端,气体管道9011与低温气体出口905相连通,液体管道9012与常温液体入口 902相连通;在甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,所述制氢进液分管406中的甲醇水原料从常温液体入口 902进入液体管道9012,所述制氢系统制得的氢气从高温气体入口 904进入气体管道9011,液体管道9012中的甲醇水原料与气体管道9011中的氢气进行换热,甲醇水原料温度升高,从高温液体出口 903输出至重整制氢装置5,氢气温度降低,从低温气体出口 905向外输出或输出至燃料电池7。通过设置换热系统,使氢气在进入燃料电池7之前能降温至较低的温度,不会对燃料电池7造成损害,与此同时,进入重整制氢装置5的甲醇水原料在换热器中得到加热,从而降低重整制氢装置5内的燃烧加热强度,大幅提高了甲醇水原料的利用效率。
[0048]如图12、图14、图15、图18-图20所示,所述制氢系统的启动装置6包括进液立管601、火焰盘602、上盖体603及点火器604,所述火焰盘602及上盖体603从下至上设置于立管601上;所述上盖体603中部开有与立管601相连通的小孔6031,甲醇水原料可从进液立管601往上流向小孔6031,再从小孔6031中冒出,并沿着上盖体603的上侧面,
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