一种电加热甲醇制氢反应系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种电加热甲醇制氢反应系统，属于清洁能源制备技术领域，特别是氢能源制备领域。


背景技术：

2.随着经济发展和人民生活水平的提高,我国汽车保有量也呈现逐年上升的趋势,随着汽车数量的增加，我国能源紧缺问题也日益突出。为了降低车用内燃机的能耗及排放,近年来国内外都纷纷开展了新型能源清洁燃料动力系统的研究和开发，其对缓解世界能源危机、减轻环境污染具有重要意义。
3.氢气是目前广泛关注的清洁能源氢气的自燃温度较高,而且氢气的火焰传播速率高,因而可以使得柴油掺氢火焰可以获得更高的混合气均匀程度,降低柴油机的循环变动,减少燃烧持续期。同时,氢气还有较宽的着火界限,掺氢可以提高其他燃料的着火界限。但现有的氢气制备装置结构复杂、提纯成本高，且氢气在输运过程中易燃易爆，输送成本很高，严重限制了氢气的应用。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的是提供用于一种电加热甲醇制氢反应系统，其结构紧凑，能量利用率高，工作可靠，制氢原料来源广泛，成本较低，反应产物无污染。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种电加热甲醇制氢反应系统，包括：甲醇通道、催化剂、热电阻和温度控制装置，甲醇通道包括甲醇入口段、反应段和富氢气体出口段，反应段中充满催化剂，热电阻平行于甲醇的流动方向设置，并插入在催化剂中，热电阻的一端与温度控制装置连接，用于控制反应温度。
6.进一步，甲醇入口段设有甲醇入口，甲醇入口为喷淋口，用于将甲醇雾化，形成甲醇蒸汽。
7.进一步，富氢气体出口段设有富氢气体出口，富氢气体出口在富氢气体出口段内的部分为一喇叭口，伸出富氢气体出口段的部分为直管，直管能够直接与发动机连接。
8.进一步，反应系统还包括温度检测装置，温度检测装置用于实时监控甲醇通道内的反应温度，并将反应温度传输至温度控制装置，温度控制装置根据反馈的反应温度对加热温度进行调整。
9.进一步，温度检测装置设置在甲醇通道的侧壁上，且温度检测装置为温度传感器或热电偶。
10.进一步，温度控制装置中设有报警器，当温度检测装置检测到的反应温度超过阈值时，发出声音或视觉信息进行警报。
11.进一步，反应温度为30℃
‑
700℃。
12.进一步，热电阻为至少两个，各个热电阻贯穿反应段，且在反应段中均匀排布，热电阻为ptc热敏电阻。
13.进一步，催化剂为：以cuo、zno为活性组分，以al2o3为载体的固体催化剂。
14.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
15.1、本实用新型中的化学反应原料为甲醇，其成本低、来源广泛、反应产物无污染、经济环保。
16.2、本实用新型中系统体积小、重量轻、性价比高。
17.3、本实用新型能够在醇类、柴油发动机冷起动时提供所需氢气，且在内燃机不工作时，不启动，不产生氢气，解决了氢气储存、运输的安全难题。
附图说明
18.图1是本实用新型一实施例中电加热甲醇制氢反应系统的结构示意图；
19.图2是本实用新型一实施例中a
‑
a横截面的示意图。
20.附图标记：
[0021]1‑
甲醇通道；2
‑
催化剂；3
‑
热电阻；4
‑
喷淋口；5
‑
富氢气体出口；6
‑
温度检测装置。
具体实施方式
[0022]
为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方向，通过具体实施例对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]
本实用新型提供了一种电加热甲醇制氢反应系统，现有的在发动机燃料中掺氢的方法通常是获得纯净的氢气，然后再与醇类、汽油、柴油等燃料相混合，但制备纯净的氢气设备成本高，且输运过程中容易发生危险，本实用新型通过电加热的方法用甲醇进行氢气制备，设备简单，成本较低，且无需后续提纯，可以直接用于发动机燃料，为氢气作为清洁能源使用提供了一种可参考的方法。下面结合附图，通过一实施例对本实用新型的技术方案进行详细的阐述。
[0024]
本实施例公开了一种电加热甲醇制氢反应系统，如图1、图2所示，包括：甲醇通道1、催化剂2、热电阻3和温度控制装置。
[0025]
甲醇通道1包括甲醇入口段、反应段和富氢气体出口段。甲醇入口段设有甲醇入口，甲醇入口为喷淋口4，用于将甲醇雾化，形成甲醇蒸汽。
[0026]
反应段中充满催化剂2，热电阻3平行于甲醇的流动方向设置，并插入在催化剂2中，热电阻3的一端与温度控制装置连接，用于控制反应温度。热电阻3为至少两个，各个热电阻3贯穿反应段，且在反应段中均匀排布，使得甲醇通道1内的甲醇和催化剂2能够均匀受热。本实施例中热电阻3优选为热电阻3为ptc热敏电阻，本实施例中催化剂2优选为以cuo、zno为活性组分，以al2o3为载体的固体催化剂。
[0027]
富氢气体出口段设有富氢气体出口5，富氢气体出口5在富氢气体出口段内的部分为一喇叭口，伸出富氢气体出口段的部分为直管，直管能够直接与发动机连接。
[0028]
反应系统还包括温度检测装置6，温度检测装置6用于实时监控甲醇通道1内的反应温度，并将反应温度传输至温度控制装置，温度控制装置根据反馈的反应温度对加热温度进行调整，保证催化剂2能够在最佳的温度下进行反应，获得更高的反应效率。温度检测
装置6设置在甲醇通道1的侧壁上，且温度检测装置6为温度传感器或热电偶。温度控制装置中设有报警器，当温度检测装置6检测到的反应温度超过阈值时，发出声音或视觉信息进行警报。本实施例中优选的反应温度为30℃
‑
700℃。
[0029]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，包括：甲醇通道、催化剂、热电阻和温度控制装置，所述甲醇通道包括甲醇入口段、反应段和富氢气体出口段，所述反应段中充满所述催化剂，所述热电阻平行于甲醇的流动方向设置，并插入在所述催化剂中，所述热电阻的一端与温度控制装置连接，用于控制反应温度。2.如权利要求1所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述甲醇入口段设有甲醇入口，所述甲醇入口为喷淋口，用于将甲醇雾化，形成甲醇蒸汽。3.如权利要求2所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，富氢气体出口段设有富氢气体出口，所述富氢气体出口在所述富氢气体出口段内的部分为一喇叭口，伸出所述富氢气体出口段的部分为直管，所述直管能够直接与发动机连接。4.如权利要求2所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述反应系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置用于实时监控所述甲醇通道内的反应温度，并将所述反应温度传输至所述温度控制装置，所述温度控制装置根据反馈的反应温度对加热温度进行调整。5.如权利要求4所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述温度检测装置设置在所述甲醇通道的侧壁上，且所述温度检测装置为温度传感器或热电偶。6.如权利要求4所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述温度控制装置中设有报警器，当所述温度检测装置检测到的反应温度超过阈值时，发出声音或视觉信息进行警报。7.如权利要求4所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述反应温度为30℃
‑
700℃。8.如权利要求2
‑
7任一项所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述热电阻为至少两个，各个所述热电阻贯穿所述反应段，且在所述反应段中均匀排布，所述热电阻为ptc热敏电阻。9.如权利要求2
‑
7任一项所述的电加热甲醇制氢反应系统，其特征在于，所述催化剂为：以cuo、zno为活性组分，以al2o3为载体的固体催化剂。

技术总结
本实用新型属于清洁能源制备技术领域，涉及一种电加热甲醇制氢反应系统，包括：甲醇通道、催化剂、热电阻和温度控制装置，甲醇通道包括甲醇入口段、反应段和富氢气体出口段，反应段中充满催化剂，热电阻平行于甲醇的流动方向设置，并插入在催化剂中，热电阻的一端与温度控制装置连接，用于控制反应温度。其结构紧凑，能量利用率高，工作可靠，制氢原料来源广泛，成本较低，反应产物无污染。反应产物无污染。反应产物无污染。


技术研发人员：赵宏伟
受保护的技术使用者：赵宏伟
技术研发日：2021.04.12
技术公布日：2021/11/9