甲醇水蒸气制氢发电系统及其燃料电池系统的制作方法_4

文档序号:9351760阅读:来源:国知局
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。
[0105]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),将水输送至甲醇制氢装置100,原料水可以循环利用,无需另外添加。
[0106]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)。
[0107]请参阅图6,本实施例中,所述氢气发电装置200为燃料电池系统,燃料电池系统包括:气体供给装置、电堆201 ;所述气体供给装置利用压缩的气体作为动力,自动输送至电堆201中。
[0108]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。
[0109]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。
[0110]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。
[0111]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。
[0112]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。
[0113]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。
[0114]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。
[0115]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。
[0116]实施例二
[0117]一种燃料电池系统,包括气体供给装置、电堆;所述气体供给装置利用压缩的气体作为动力,将所需气体输送至电堆中。
[0118]本实施例中,所述压缩气体输送至一混合容器后进入电堆,混合容器的一端连接空气;压缩气体进入混合容器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。
[0119]所述燃料电池系统还包括空气进气管路、反应后气体出气管路;所述压缩的气体主要为氧气或为空气;自然空气与压缩气体在混合容器混合后进入电堆。
[0120]具体地,所述燃料电池系统还包括气体调节系统;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。
[0121]所述氧气含量传感器用以感应混合容器中混合气体中氧气的含量,并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置。
[0122]所述压缩气体压缩比传感器用以感应压缩气体的压缩比,并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置。
[0123]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压缩气体输送阀门、空气输送阀门,控制压缩气体、自然空气的输送比例。
[0124]所述压缩气体进入混合容器后产生的动力将自然空气按设定比例吸进电堆反应,利用自然空气做稀释减压。
[0125]实施例三
[0126]本发明甲醇水蒸气制氢发电系统可以用于电动汽车中,电动汽车包括甲醇水蒸气制氢发电系统、电动发动机、车架等。甲醇水蒸气制氢发电系统的组成可参考实施例一中的说明。
[0127]此外,所述汽车还可以包括第二电动发动机、能量存储单元、动能转换单元,动能转换单元、能量存储单元、第二电动发动机依次连接;所述动能转换单元将汽车刹车制动的能量转换为电能存储于能量存储单元内,为第二电动发动机提供电能。所述第二电动发动机还连接氢气发电系统,由氢气发电系统为第二电动发动机提供能源。如此可以将刹车制动消耗的能量存储为电能,从而有效节约能源。
[0128]同时,所述汽车还包括道路环境感应模块、分配数据库、氢气分配模块;氢气分配模块分别与道路环境感应模块、分配数据库连接,根据道路环境感应模块感应的数据以及分配数据库中的数据为各电动发动机分配对应的氢气。
[0129]所述道路环境感应模块用以感应道路拥堵信息、地面平整度信息;道路拥堵信息根据汽车实时速度,加速、减速频率,以及停车时间确定;地面平整度信息根据汽车底盘上设置的倾角传感器确定。
[0130]所述分配数据库中存储若干数据表,数据表中记录各个道路拥堵信息、地面平整度信息对应的为电动发动机、第二电动发动机分配氢气的数据(该数据能根据环境信息对两个电动发动机分配不同的动力,提高效率);电动发动机、第二电动发动机中一个用于驱动后轮或/和前轮(如后轮),另一个用于驱动前轮或/和后轮(如前轮及后轮)。如此,可以更加有效地对汽车分配动能,提高效率,节省能源。
[0131]实施例四
[0132]本实施例与以上实施例的区别在于,本实施例中,燃料电池系统还包括压缩子系统,通过压缩机构将自然空气或氧气压缩至设定压缩比,而后按照本发明的方式输送至电堆中。
[0133]综上所述,本发明提出的甲醇水蒸气制氢发电系统及其燃料电池系统,利用压缩氧气作为输送动力,代替现有的输送栗,无需能源带动气体输送,从而降低能源,提高发电量及发电效率。
[0134]此外,本发明可以利用发电系统发出的直流电,通过电磁加热的方式直接为制氢设备加热,无需电能转换,发电速度快。
[0135]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】
1.一种甲醇水蒸气制氢发电系统,其特征在于,所述系统包括:固态氢气储存容器、快速启动装置、液体储存容器、原料输送装置、制氢设备、膜分离装置、氢气发电装置; 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上部; 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; 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;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
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