CN109244511A - 具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车 - Google Patents
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Abstract
本发明属于移动充电技术领域，尤其涉及一种具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车。本发明，包括依次电连接的储能发电部、DC/DC变流器和充电枪，储能发电部包括甲醇储罐，甲醇储罐通过第一输送泵与甲醇蒸发器连通，甲醇蒸发器与夹套反应釜连通，夹套反应釜顶部设有与夹套反应釜内部连通的催化剂储瓶，燃料电池组件通过出料口与夹套反应釜连通，燃料电池组件与DC/DC变流器电连接，夹套反应釜的夹套层还分别与导热油管的两端连通，太阳能加热器设置在导热油管上。本发明以甲醇裂解即时制氢发电系统作为储能发电部，相比于现有技术采用蓄电池的方法储能量得到大大提升，并且避免了蓄电池在数量较多情况下的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于移动充电技术领域，尤其涉及一种具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车。
背景技术
随着技术进步和人们环保意识的提高，电动汽车得到了推广应用，而车辆需要在设有充电桩的固定位置进行充电，给电动汽车的普及带来了一定难度。可移动的补电车的出现极大的弥补了这一缺陷，使电动汽车能够随时随地补充电能，但现有的移动补电车大都采用蓄电池组作为储能设备，储能量较小，并且蓄电池组数量较大时还具有安全隐患。
例如，中国实用新型专利公开了一种纯电动移动补电车[申请号：201520908180.3]，该实用新型专利包括一电动车以及装载于电动车上的储能设备、高压控制箱以及充电系统，所述高压控制箱包括用于连接至储能设备的电池端口、用于连接至电动车动力电机的负载端口以及用于连接至充电系统的直流充电输入接口，所述充电系统包括直流输出充电枪和交流输入充电座。
该实用新型专利即采用蓄电池组作为储能设备，故具有上述储能量较小，并且蓄电池组数量较大时还具有安全隐患的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，包括依次电连接的储能发电部、DC/DC变流器和充电枪，所述储能发电部包括甲醇储罐，所述甲醇储罐通过第一输送泵与甲醇蒸发器连通，所述甲醇蒸发器与夹套反应釜连通，所述夹套反应釜顶部设有与夹套反应釜内部连通的催化剂储瓶，夹套反应釜上具有出料口，燃料电池组件通过出料口与夹套反应釜连通，所述燃料电池组件与DC/DC变流器电连接，所述夹套反应釜的夹套层还分别与导热油管的两端连通，太阳能加热器设置在导热油管上。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述充电枪至少具有两个。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述燃料电池组件包括与DC/DC变流器电连接的燃料电池，所述燃料电池的负极与出料口连通，所述燃料电池的正极与氧气源连通，还包括尾气处理仓，所述尾气处理仓通过阀门与燃料电池相连通。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述燃料电池与出料口之间还设有冷凝器。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述太阳能加热器包括依次电连接的太阳能电池板、稳压器和电热圈，所述电热圈位于导热油加热箱内，导热油加热箱连通在导热油管上。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述电热圈还通过备用电线与外接电源电连接。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述导热油加热箱底部还设有可发生相对导热油加热箱转动运动的搅拌转子。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，甲醇蒸发器上设有压力表。
在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车中，所述夹套反应釜还连通有真空源和惰性气体源，真空源和惰性气体源与夹套反应釜之间分别设有一个控制阀门。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明以甲醇裂解即时制氢发电系统作为储能发电部，相比于现有技术采用蓄电池的方法储能量得到大大提升，并且避免了蓄电池在数量较多情况下的安全隐患。
2、本发明的反应原料仅有甲醇，相比于现有技术中采用甲醇和水作为反应原料制氢发电的方法，无需进行水气化这一步骤，节约了能源，同时简化了设备组成。
3、本发明利用太阳能发电为甲醇裂解提供初始能源，进一步降低了整体的能源消耗，从而相应的降低了生产成本。
4、本发明利用真空源和惰性气体源配合除去夹套反应釜内的空气，故可防止反应产生氧化杂质，从而提高反应的转化率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是储能发电部的结构示意图；
图3是太阳能加热器的结构示意图；
图4是加热箱的结构示意图；
图中：储能发电部a、DC/DC变流器b、充电枪c、甲醇储罐1、第一输送泵2、甲醇蒸发器3、夹套反应釜4、出料口5、燃料电池组件6、导热油管7、太阳能加热器8、太阳能电池板10、稳压器11、电热圈12、导热油加热箱13、备用电线14、搅拌转子15、压力表16、真空源17、惰性气体源18、控制阀门19、催化剂储瓶20、燃料电池61、氧气源62、尾气处理仓63、阀门64、冷凝器65。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
结合图1和图2所示，一种具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，包括依次电连接的储能发电部a、DC/DC变流器b和充电枪c，所述储能发电部a包括甲醇储罐1，所述甲醇储罐1通过第一输送泵2与甲醇蒸发器3连通，所述甲醇蒸发器3与夹套反应釜4连通，所述夹套反应釜4顶部设有与夹套反应釜4内部连通的催化剂储瓶20，夹套反应釜4上具有出料口5，燃料电池组件6通过出料口5与夹套反应釜4连通，所述燃料电池组件6与DC/DC变流器b电连接，所述夹套反应釜4的夹套层还分别与导热油管7的两端连通，太阳能加热器8设置在导热油管7上。
本发明，使用时，甲醇储罐1中的甲醇通过第一输送泵2输送至甲醇蒸发器3中，由液态蒸发为气态，气态甲醇进入夹套反应釜4中，催化剂储瓶20内的催化剂加入至夹套反应釜4中，导热油管7中经太阳能加热器8加热的高温导热油从夹套反应釜4夹套层的底部进入，从顶部流出，并对夹套反应釜4内的气态甲醇进行加热，使得夹套反应釜4内的甲醇裂解，反应完成后混合气体进入燃料电池组件6中完成化学能向电能的转变，转化的电能通过DC/DC变流器b和充电枪c实现对电动车的充电，故本发明以甲醇裂解即时制氢发电系统作为储能发电部a，相比于现有技术采用蓄电池的方法储能量得到大大提升，并且避免了蓄电池在数量较多情况下的安全隐患，并且反应原料仅有甲醇，相比于现有技术中采用甲醇和水作为反应原料制氢发电的方法，无需进行水气化这一步骤，节约了能源，同时简化了设备组成。
优选地，所述充电枪c至少具有两个，这样能同时对多辆电动车进行充电，提高了工作效率。
优选地，甲醇蒸发器3上设有压力表16，这样能较好的控制夹套反应釜4内气态甲醇的压力，从而保证反应的转化率。
结合图1和图2所示，所述燃料电池组件6包括与DC/DC变流器b电连接的燃料电池61，所述燃料电池61的负极与出料口5连通，所述燃料电池61的正极与氧气源62连通，还包括尾气处理仓63，所述尾气处理仓63通过阀门64与燃料电池61相连通。
在无水条件下，夹套反应釜4内发生的主反应为：
CH3OH→CO+2H2
故进入燃料电池61负极的混合气体的主要成分即为一氧化碳和氢气，燃料电池61的正极与氧气源62连通，故进入燃料电池61正极的气体为氧气，一氧化碳和氢气在燃料电池61负极失去电子，氧气在燃料电池61正极得到电子，具体反应如下：
负极：H2+2OH-→2H2O+2e-
CO+4OH-→CO3 2-+2H2O+2e-
正极：O2+2H2O+4e-→4OH-
从而实现化学能转变为电能，产生的电能通过DC/DC变流器b和充电枪c实现对电动车的充电。
优选地，所述燃料电池61与出料口5之间还设有冷凝器65，这样能将混合气体中未反应的甲醇气体冷凝除去。
结合图2-4所示，所述太阳能加热器8包括依次电连接的太阳能电池板10、稳压器11和电热圈12，所述电热圈12位于导热油加热箱13内，导热油加热箱13连通在导热油管7上，太阳能电池板10将太阳能转变为电能，并通过稳压器11电加热电热圈12，使电热圈12对流经导热油加热箱13的导热油进行加热升温，这样利用太阳能发电为甲醇裂解提供初始能源，进一步降低了整体的能源消耗，从而相应的降低了生产成本。
优选地，所述电热圈12还通过备用电线14与外接电源电连接，这样在太阳能电池板10供电不足的情况下可利用外接电源供电，从而保证装置工作的稳定性。
优选地，所述导热油加热箱13底部还设有可发生相对导热油加热箱13转动运动的搅拌转子15，这样能提高导热油加热箱13内的导热油温度的均匀性。
如图2所示，所述夹套反应釜4还连通有真空源17和惰性气体源18，真空源17和惰性气体源18与夹套反应釜4之间分别设有一个控制阀门19，其中，惰性气体源18提供的惰性气体可以是氩气，也可以是氦气，这样可利用真空源17和惰性气体源18配合除去夹套反应釜4内的空气(主要是氧气)，故可防止反应产生氧化杂质，从而提高反应的转化率。
本发明的工作原理是：使用时，甲醇储罐1中的甲醇通过第一输送泵2输送至甲醇蒸发器3中，由液态蒸发为气态，利用压力表16监控其中的气体压强，利用真空源17和惰性气体源18配合除去夹套反应釜4内的空气，气态甲醇进入夹套反应釜4中，催化剂储瓶20内的催化剂加入至夹套反应釜4中，导热油管7中经导热油加热箱13内的电热圈12加热的高温导热油从夹套反应釜4夹套层的底部进入，从顶部流出，并对夹套反应釜4内的气态甲醇进行加热，使得夹套反应釜4内的甲醇裂解，反应完成后混合气体进入燃料电池61负极，完成化学能向电能的转变，转化的电能通过DC/DC变流器b和充电枪c实现对电动车的充电，故本发明以甲醇裂解即时制氢发电系统作为储能发电部a，相比于现有技术采用蓄电池的方法储能量得到大大提升，并且避免了蓄电池在数量较多情况下的安全隐患。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了储能发电部a、DC/DC变流器b、充电枪c、甲醇储罐1、第一输送泵2、甲醇蒸发器3、夹套反应釜4、出料口5、燃料电池组件6、导热油管7、太阳能加热器8、DC/DC变流器b、太阳能电池板10、稳压器11、电热圈12、导热油加热箱13、备用电线14、搅拌转子15、压力表16、真空源17、惰性气体源18、控制阀门19、催化剂储瓶20、燃料电池61、氧气源62、尾气处理仓63、阀门64、冷凝器65等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，包括依次电连接的储能发电部(a)、DC/DC变流器(b)和充电枪(c)，其特征在于：所述储能发电部(a)包括甲醇储罐(1)，所述甲醇储罐(1)通过第一输送泵(2)与甲醇蒸发器(3)连通，所述甲醇蒸发器(3)与夹套反应釜(4)连通，所述夹套反应釜(4)顶部设有与夹套反应釜(4)内部连通的催化剂储瓶(20)，夹套反应釜(4)上具有出料口(5)，燃料电池组件(6)通过出料口(5)与夹套反应釜(4)连通，所述燃料电池组件(6)与DC/DC变流器(b)电连接，所述夹套反应釜(4)的夹套层还分别与导热油管(7)的两端连通，太阳能加热器(8)设置在导热油管(7)上。
2.如权利要求1所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述充电枪(c)至少具有两个。
3.如权利要求1所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述燃料电池组件(6)包括与DC/DC变流器(b)电连接的燃料电池(61)，所述燃料电池(61)的负极与出料口(5)连通，所述燃料电池(61)的正极与氧气源(62)连通，还包括尾气处理仓(63)，所述尾气处理仓(63)通过阀门(64)与燃料电池(61)相连通。
4.如权利要求3所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述燃料电池(61)与出料口(5)之间还设有冷凝器(65)。
5.如权利要求1所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述太阳能加热器(8)包括依次电连接的太阳能电池板(10)、稳压器(11)和电热圈(12)，所述电热圈(12)位于导热油加热箱(13)内，导热油加热箱(13)连通在导热油管(7)上。
6.如权利要求5所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述电热圈(12)还通过备用电线(14)与外接电源电连接。
7.如权利要求5所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述导热油加热箱(13)底部还设有可发生相对导热油加热箱(13)转动运动的搅拌转子(15)。
8.如权利要求1所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述甲醇蒸发器(3)上设有压力表(16)。
9.如权利要求1所述的具有甲醇裂解即时制氢发电系统的移动补电车，其特征在于：所述夹套反应釜(4)还连通有真空源(17)和惰性气体源(18)，真空源(17)和惰性气体源(18)与夹套反应釜(4)之间分别设有一个控制阀门(19)。
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