一种获得生物尿素发电自用电的方法与流程

本发明涉及新能源发电领域，具体而言，涉及一种获得生物尿素发电自用电的方法。

背景技术：

目前，化石燃料发电，不管是煤还是石油、天然气，其都是以空气作为氧化剂，因而烟气尾气量大，co2难以回收，即使可以回收其回收成本也会很高。并且烟气中大量的粉尘氮氧化物和硫化物排入空气造成环境污染。

人或动物的尿液，主要成份为尿素和水。尿素溶液在电解状态下，会产生氢气，氢气作为燃料可使燃气发动机做功，从而带动发电机发电。但具体如何实现较大的完整的发电系统，目前并无详细研究确定。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种获得生物尿素发电自用电的方法，利用太阳能发电直接获得直流电源，供给尿素溶液电解用电，完全实现全部生物能源综合发电。

本发明提供了一种获得生物尿素发电自用电的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、通过太阳能发电系统将太阳能转化为太阳能电源中的电能，为尿素电解提供电能支持；

步骤2、通过尿素脱水机对尿液进行脱水处理得到尿素；

步骤3、将脱水后所得尿素输送至尿素电解罐中进行电解反应得到最终产物氢气；

步骤4、将氢气输送至气体储罐中予以储存；

步骤5、对气体储罐中输出的氢气进行预处理；

步骤6、将处理后的氢气输送至燃气发动机中进行燃烧做功，从而带动发电机发电。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤101、由太阳能电池板将太阳能转化为电能；步骤102、通过电缆引线将电能输送至防雷汇流箱中；步骤103、将经过防雷汇流箱后的电能输送至控制器；步骤104、控制器将一部分电能输送至太阳能电源为尿素电解提供电源支持，将剩余电能输送至蓄电池中储存。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2中尿素电解反应为：阳极co(nh2)2+8oh^--6e^-＝co3^2-+n2+6h2o，阴极6h2o+6e^-＝3h2+6oh^-。

作为本发明的进一步改进，所述步骤3中通过流量计(15)来测量输送至尿素电解罐(3)中尿素的量。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中将氢气储存在气体储罐(4)后，通过压力计(5)实时监测气体储罐(4)中的气压。

作为本发明的进一步改进，所述步骤5中对氢气进行预处理包括以下步骤：步骤501、丝网过滤器(6)对氢气进行过滤处理；步骤502、脱水机(7)对过滤处理后的氢气进行脱水处理；步骤503、增压风机(8)对脱水后的氢气进行增压处理；步骤504、阻火器(9)对增压后的氢气进行阻燃处理。

作为本发明的进一步改进，获得生物尿素发电自用电的方法还包括以下步骤：

步骤7、将发电机(11)所得电能输送至就地动力配电箱(13)；

步骤8、将发电机(11)所得电能输送至用户动力配电箱(14)；

步骤9、用户动力配电箱(14)将电能按需分配至各用户中。

本发明的有益效果为：首先，利用太阳能发电所得直流电源作为电解电源，节约能源，系统安全可靠；其次利用人或动物的尿液，电解产生的氢气作为燃料发电，尿液方便容易获得；最终实现综合新能源发电。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种生物尿素发电系统结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种生物尿素发电系统的平面布置图；

图3为本发明实施例所述的一种生物尿素发电系统中的太阳能发电系统结构示意图；

图4为本发明实施例所述的一种生物尿素发电系统中的生物尿素发电建筑示意图；

图5为本发明实施例所述的一种生物尿素发电系统中的生物尿素发电建筑断面示意图。

图中，

1、太阳能电源；2、尿素脱水机；3、尿素电解罐；31、正极；32、负极；33、废水排放阀；4、气体储罐；5、压力计；6、丝网过滤器；7、脱水机；8、增压风机；9、阻火器；10、燃气发动机；11、发电机；12、开关箱；13、就地动力配电箱；14、用户动力配电箱；15、流量计；16、太阳能光伏发电控制室；17、防雷汇流箱；18、控制器；19、蓄电池；20、尿素电解发电车间厂房；21、太阳能电池板。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明实施例所述的是一种获得生物尿素发电自用电的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、通过太阳能发电系统将太阳能转化为太阳能电源1中的电能，为尿素溶液电解提供电能支持，太阳能电源1中的电能来自于尿素电解发电车间厂房20屋顶的太阳能电池板21。经过控制器20引出的太阳能电源1输送至尿素电解罐3内的正极31和负极32，以进行尿素溶液的电解反应。

步骤2、通过尿素脱水机2对尿液进行脱水处理得到尿素溶液，尿液的主要成分为尿素和水，所以要对尿素溶液进行电解反应首先要将尿液中的大部分水予以脱除。

步骤3、将脱水后所得尿素溶液输送至尿素电解罐3中进行电解反应得到最终产物氢气。氢气为可燃气体，且燃烧后的产物无污染性，所以选择最终产物氢气作为发电的燃料。

步骤4、将氢气输送至气体储罐4中予以储存；要将氢气燃烧发电需要储存到一定量才可以，故要先将电解得到的氢气予以储存，待有足够量之后在进行燃烧发电。

步骤5、对气体储罐4中输出的氢气进行预处理，由于电解反应的氢气会含有很多杂质和水分等，故在将氢气燃烧发电之前应对其进行预处理。

步骤6、将处理后的氢气输送至燃气发动机10中进行燃烧做功，从而带动发电机11发电。

进一步的，步骤1具体包括以下步骤：

步骤101、由太阳能电池板21将太阳能转化为电能；

步骤102、通过电缆引线将电能输送至防雷汇流箱17中；

步骤103、将经过防雷汇流箱17处理后的电能输送至控制器18；

步骤104、控制器18将一部分电能输送至太阳能电源1为尿素电解提供电源支持，将剩余电能输送至蓄电池19中储存。

进一步的，步骤2中尿素电解反应为：阳极co(nh2)2+8oh^--6e^-＝co3^2-+n2+6h2o，阴极6h2o+6e^-＝3h2+6oh^-。电解反应的阳极即为尿素电解罐3的正极31，电解反应的阴极即为尿素电解罐3的负极32。

进一步的，步骤3中通过流量计15来测量输送至尿素电解罐3中尿素溶液的量。

进一步的，步骤4中将氢气储存在气体储罐4后，通过压力计5实时监测气体储罐4中的气压。由于氢气为可燃性气体，故需实时监测气体储罐4中的气压，保证安全，避免事故发生。

进一步的，步骤5中对氢气进行预处理包括以下步骤：

步骤501、丝网过滤器6对氢气进行过滤处理，除去氢气中所含的杂质；

步骤502、脱水机7对过滤处理后的氢气进行脱水处理，脱除氢气中所含水分；

步骤503、增压风机8对脱水后的氢气进行增压处理，氢气经过增压风机8后达到一定的压力，更有利于氢气的燃烧；

步骤504、阻火器9对增压后的氢气进行阻燃处理，氢气为可燃性气体，为保证安全性，需先对其进行阻燃处理。

进一步的，一种获得生物尿素发电自用电的方法还包括以下步骤：

步骤7、将发电机11所得电能输送至就地动力配电箱13；

步骤8、将发电机11所得电能输送至用户动力配电箱14；

步骤9、用户动力配电箱14将电能按需分配至各用户中。

就地动力配电箱13根据用电需求将发电机11所发的电，供给就地设备用电。用户动力配电箱14再根据用电需求将电能进行分配输送至远方用户。

本实施例中获得生物尿素发电自用电的具体流程为：太阳能电池板21将太阳能转化为图中太阳能电源1中的电能，尿素脱水机2将尿液中的水予以脱除，脱水后的尿素溶液进入尿素电解罐3中，通过太阳能电源1对脱水后的尿素溶液进行电解反应，得到的电解反应产物氢气储存于气体储罐4中，气体储罐4中输出的氢气依次经过丝网过滤器6过滤，脱水机7脱水，增压风机8增压，阻火器9阻燃，之后进入燃气发动机10中燃烧做功，从而带动发电机11发电，发出的电经开关箱12后引至就地动力配电箱13和户动力配电箱14，最后根据用电需求通过用户动力配电箱14将电能分配输送至各个用户。

本实施例中获得生物尿素发电自用电系统包括太阳能发电系统和尿素电解发电系统两部分。其中太阳能发电系统安装于太阳能光伏发电控制室16中，尿素电解发电系统安装于尿素电解发电车间厂房20中。

太阳能发电系统具体为：太阳能电池板21布置在尿素电解发电车间厂房20的房顶上。太阳能电池板21通过电缆引线与防雷汇流箱17连接；控制器18的输入端通过三芯电缆与防雷汇流箱17连接，控制器18的第一输出端通过直流电缆与蓄电池19连接，控制器18的第二输出端通过三芯电缆与尿素电解罐3连接。

尿素电解发电系统具体为：太阳能电源1通过三芯电缆与尿素电解罐3连接，电解罐3内部设有正极31和负极32，电解罐3底部设有废水排放阀33；气体储罐4的入口端通过管道与尿素电解罐3顶部连接，气体储罐3出口端通过管道依次与丝网过滤器6、脱水机7、增压风机8、阻火器9、燃气发动机10连接；发电机11的输入端与燃气发动机10连接，发电机11输出端依次与开关箱12、就地动力配电箱13、用户动力配电箱14连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。