一种船舶电网系统的制作方法

本发明涉及电网系统技术领域，具体涉及一种船舶电网系统。

背景技术：

船舶长期处于河海域中，然而船舶上需要用电的负荷很多，例如动力负荷、照明负荷和通讯负荷灯，因此船舶需要构建独立的电网系统。船舶的电网系统主要由电源、配电装置、电力网和用电设备。其中，电源是电网系统的心脏，其工作的可靠性和生命力是电网系统实现规定任务有效性的两个标志。

现有电源通常由发电机组或蓄电池组成，发电机则是由原动机带动的，原动机的类型可以分为蒸汽机、柴油机、汽轮机和燃气轮机等。然而，近年来燃料价格的提高以及期望更低的排放和更低的运行成本，采用发电机组模发电越来越限制了船舶电网系统的发展。而且，船舶长期在海域中行驶，并不便于随时补充燃料，同样造成了电网系统不稳定。

技术实现要素：

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种船舶电网系统，该船舶电网系统具有充足稳定的发电能力，并且该发电能力有较强的生命力、较高安全运行性和运行成本低的优点。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种船舶电网系统，包括设于船体的发酵池、与所述发酵池连接的沼气收集池，所述沼气收集池连接甲醇生产系统,所述甲醇生产系统连接有水氢机,所述甲醇生产系统所得的甲醇用于水氢机发电。

其中，所述船体还设有甲醇池，当所述甲醇生产系统供应甲醇不足时，所述甲醇池向所述水氢机提供甲醇。

其中，所述甲醇生产系统包括与所述沼气收集池连接的沼气压缩器、沼气预热器、沼气脱硫器、气体混合器、气体反应器、废气除去器、气体压缩器和精馏塔，所述精馏塔的釜底连接有甲醇收集器，所述甲醇收集器中的甲醇输送至所述水氢机，所述沼气脱硫器设置有脱硫催化剂钴钼加氢和氧化锌，所述废气除去器设有钯催化剂，当生产甲醇时，沼气在所述沼气压缩器中受压，压缩后的沼气传输至所述沼气预热器中加热，沼气预热后经所述沼气脱硫器脱硫，然后传输至所述气体混合器中并与水蒸汽和二氧化碳混合，再在所述气体反应器中混合反应，接着在所述废气除去器中燃烧催化以除去废气，将除去废气的气体在所述气体压缩器中压缩为液体，最后在所述精馏塔中精馏得甲醇。

其中，所述水氢机包括甲醇水储存容器、输送泵、重整室、分离室、电加热器、燃料电池和启动器，所述甲醇收集器中的甲醇传送至所述甲醇水储存容器并与水配成甲醇水，启动器启动所述输送泵，甲醇水通过输送泵输送至所述重整室，所述启动器还供电所述电加热器加热所述重整室，以使甲醇水进行重整制氢反应，制得氢气和二氧化碳的高温混合气体，高温混合气体传输至所述分离室以分离出氢气和二氧化碳，氢气传输至燃料电池并与燃料电池内空气中的氧气发生电化学反应，生产电能，所得电能供给船舶电网；二氧化碳回送至所述气体混合器并参与气体混合。

其中，所述高温混合气体通过换热器传送至所述分离室，所述换热器将热量传输至甲醇生产系统中的沼气预热器。

其中，所述发酵池包括开设于船体上的主池体，所述主池体与排泄物的渠道连接，所述主池体的顶部设有连通有沼液池，当主池体中的沼液储存一定量时，沼液流向所述沼液池，所述主池体和所述沼液池均开设有排放口。

其中，所述水蒸气由锅炉蒸出。

其中，所述分离室为密封容器，密封容器内浸有水溶液，水溶液中放有可分离二氧化碳和氢气的纳米陶瓷件，密封容器的顶部设有氢气排出端。

其中，所述电加热器设置在重整室的内腔。

其中，所述重整室的外壁包覆有隔热保温层。

本发明的有益效果：

本发明的一种船舶电网系统，通过利用船舶上的沼气池来生产甲醇，所得的甲醇供给水氢机进行发电，该电能供给船舶用电。与现有技术相比，船舶上使用了沼气原料来发电，沼气是可循环再生资源，能克服船舶发电对石油燃料依赖的问题，保证了船舶稳定的发电能力和较强发电生命力；且沼气结合水氢机进行发电，水氢机运行安全稳定加上沼气的来源广泛和可再生性强，使得船舶电网系统能够安全运行以及降低了生产成本。此外，由于沼气的组分环保，即使燃烧所产生的废气也不会污染环境，利于保护自然环境。

附图说明

图1为本发明的一种船舶电网系统的流程示意图；

图2为本发明的发酵池的结构示意图。

附图标记：

发酵池——11、沼气收集池——12、沼气压缩器——13、沼气预热器——14、沼气脱硫器——15、气体混合器——16、气体反应器——17、废气除去器——18、气体压缩器——19、精馏塔——101；甲醇收集器——102；

水氢机——2、甲醇水储存容器——21、输送泵——22、重整室——23、分离室——24、电加热器——25、燃料电池——26、启动器——27、换热器——28；

甲醇池——3；

主池体——4、沼液池——5、排放口——6、锅炉——7。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

实施例1。

如图1和图2所示的一种船舶电网系统，包括设于船体的发酵池11、与发酵池11连接的沼气收集池12，沼气收集池12连接甲醇生产系统,所述甲醇生产系统连接有水氢机2,所述甲醇生产系统所得的甲醇用于水氢机发电。所述船体还设有甲醇池3，当所述甲醇生产系统供应甲醇不足时，所述甲醇池向所述水氢机提供甲醇，从而确保船舶电网系统的稳定性。

具体地，所述甲醇生产系统包括与沼气收集池12依次连接的沼气压缩器13、沼气预热器14、沼气脱硫器15、气体混合器16、气体反应器17、废气除去器18、气体压缩器19和精馏塔101，精馏塔20的釜底连接有甲醇收集器102，所述甲醇输送至所述水氢机2，沼气脱硫器15设置有脱硫催化剂钴钼加氢和氧化锌，废气除去器18设有钯催化剂，当生产甲醇时，沼气在沼气压缩器13中受压，压缩后的沼气传输至所述沼气预热器14中加热，沼气预热后经所述沼气脱硫器脱硫15，然后传输至气体混合器16中并与水蒸汽和二氧化碳混合，再在气体反应器17中混合反应，接着在废气除去器18中燃烧催化以除去废气，将除去废气的气体在气体压缩器19中压缩为液体，最后在精馏塔101中精馏得甲醇，然后传送至甲醇收集器102。该甲醇生产系统所需消耗的能量来自储备能量。

另外，具体地，水氢机2包括甲醇水储存容器21、输送泵22、重整室23、分离室24、电加热器25、燃料电池26和启动器27，甲醇收集器102中的甲醇传送至甲醇水储存容器21并与水配成甲醇水，启动器27启动输送泵22，甲醇水通过输送泵22输至所述重整室23，启动器27还供电电加热器25加热重整室23，以使甲醇水进行重整制氢反应，制得氢气和二氧化碳的高温混合气体，高温混合气体传输至分离室24以分离出氢气和二氧化碳，氢气传输至燃料电池26并与燃料电池26内空气中的氧气发生电化学反应，生产电能，所得电能供给船舶发电；二氧化碳回送至气体混合器26并参与气体混合。

此外，所述高温混合气体通过换热器28传送至分离室24，换热器28将热量传输至甲醇生产系统中的沼气预热器14，这样热量即可回收利用且能产生新的电能以供船载使用。

本实施例中，发酵池包括开设于船体上的主池体4，主池体4与排泄物的渠道连接，主池体4的顶部设有连通有沼液池5，当主池体中的沼液储存一定量时，沼液流向沼液池5，主池体4和沼液池5均开设有排放口6，以便发酵池堆积，排放口所排出的渣或沼液均排放海域。

本实施例中，所述水蒸气由锅炉7蒸出，从而为气体混合器提供水蒸气。

本实施例中，所述分离室24为密封容器，密封容器内浸有水溶液，水溶液中放有可分离二氧化碳和氢气的纳米陶瓷件，密封容器的顶部设有氢气排出端。电加热器25设置在重整室23的内腔。重整室23的外壁包覆有隔热保温层。

其中，甲醇水重整制氢反应式为：

(1)ch3oh→co+2h2

(2)h2o+co→co2+h2

(3)ch3oh+h2o→co2+3h2

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。