CN109279576A - 可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发电装置技术领域，尤其涉及一种可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统。本发明，包括甲醇储罐和去离子水储罐，还包括反应釜，甲醇蒸发器和去离子水蒸发器均与反应釜相连通，反应釜顶部设有与反应釜内部连通的催化剂储瓶，反应釜上具有出料口，还包括通过出料口与反应釜相连通的氢气纯化装置和燃烧发电装置，所述氢气纯化装置与氢气储瓶相连通，氢气储瓶与燃烧发电装置相连通，所述燃烧发电装置与驱动器电连接。本发明设有氢气储瓶，可将部分氢气储放在氢气储瓶中，需要备用发电系统供电时，可先将氢气储瓶中的氢气输送至燃烧发电装置中发电，从而大大缩短了备用发电系统开始供电的间隔时间。
Description
技术领域
本发明属于发电装置技术领域，尤其涉及一种可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统。
背景技术
纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，其对环境影响相对传统汽车较小，但现有的纯电动汽车受限于车载电源，续航里程较短，故需要在纯电动汽车内再植入一备用发电系统，在车载电源电能耗尽时为纯电动汽车提供电能。
甲醇制氢发电系统可以作为纯电动汽车的一种备用发电系统，但甲醇水裂解生成氢气需要一段时间，这样就给使用者带来了不便，故需提供一种能快速提供氢气发电的备用电源系统。
例如，中国实用新型专利公开了一种醇氢电动汽车[申请号：201520437762.8]，该实用新型专利包括：车身、甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机，甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机设置于车身内，甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机依次连接；所述甲醇制氢系统包括制氢子系统、气压调节子系统、收集利用子系统，制氢子系统、气压调节子系统、氢气发电系统、收集利用子系统依次连接；所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气，所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置；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里面；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；所述快速启动装置为制氢设备提供启动能源；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1～2mm，第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上。
该实用新型专利单纯以醇氢进行发电，为单一的电源系统，故仍具有上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，包括甲醇储罐和去离子水储罐，所述甲醇储罐通过第一输送泵与甲醇蒸发器连通，所述去离子水储罐通过第二输送泵与去离子水蒸发器连通，还包括反应釜，甲醇蒸发器和去离子水蒸发器均与反应釜相连通，反应釜顶部设有与反应釜内部连通的催化剂储瓶，反应釜上具有出料口，还包括通过出料口与反应釜相连通的氢气纯化装置和燃烧发电装置，所述氢气纯化装置与氢气储瓶相连通，氢气储瓶与燃烧发电装置相连通，所述燃烧发电装置与驱动器电连接。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，所述氢气纯化装置包括依次连通的碱液罐、干燥罐和纯化器，所述碱液罐与出料口相连通，所述纯化器包括外壳体，所述外壳体内具有纯化空腔，分子筛填充于纯化空腔内，所述外壳体的一端设有氢气通孔，干燥罐通过氢气通孔与纯化空腔相连通，还包括若干块一端与外壳体内侧壁固定连接，另一端向纯化空腔内部延伸的隔挡板。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，相邻两块隔挡板与外壳体的不同内侧壁固定连接。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，所述隔挡板之间相互平行，且隔挡板与外壳体的内侧壁相垂直。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，所述外壳体靠近氢气通孔的一端固定连接有加压泵。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，所述外壳体包括转动连接的底座和盖板，转动盖板可从上端打开或闭合纯化空腔。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，还包括两个对称设置在外壳体内侧壁的燕尾槽，所述燕尾槽位于远离氢气通孔的一端，过滤网的两端滑动连接在燕尾槽内，转动盖板，可使盖板的下表面与过滤网的上端相贴合。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，所述燃烧发电装置包括依次连接的氢气锅炉、汽轮机和发电机，所述氢气锅炉与出料口和氢气储瓶相连通，所述发电机与驱动器电连接。
在上述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统中，所述氢气储瓶上还设有压力表。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明设有氢气储瓶，可将部分氢气储放在氢气储瓶中，需要备用发电系统供电时，可先将氢气储瓶中的氢气输送至燃烧发电装置中发电，从而大大缩短了备用发电系统开始供电的间隔时间。
2、本发明提供的纯化器能保证纯化后的氢气纯度，从而保证氢气储瓶中的氢气浓度处于氢气的爆炸极限外。
3、本发明在纯化器内部还设有一个加压泵，这样不仅能提高氢气的流动速率，同时还能使纯电动汽车内的氢气储瓶中的氢气压强高于大气压，从而提高氢气储量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是氢气纯化装置的结构示意图；
图3是纯化器的结构示意图；
图中：碱液罐1、干燥罐2、纯化器3、甲醇储罐4、去离子水储罐5、第一输送泵6、甲醇蒸发器7、第二输送泵8、去离子水蒸发器9、反应釜10、催化剂储瓶11、出料口12、氢气纯化装置13、燃烧发电装置14、氢气储瓶15、驱动器16、氢气锅炉17、汽轮机18、发电机19、压力表20、外壳体31、纯化空腔32、氢气通孔33、隔挡板34、加压泵35、底座36、盖板37、燕尾槽38、过滤网39。
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。
如图1所示，一种可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，包括甲醇储罐4和去离子水储罐5，所述甲醇储罐4通过第一输送泵6与甲醇蒸发器7连通，所述去离子水储罐5通过第二输送泵8与去离子水蒸发器9连通，还包括反应釜10，甲醇蒸发器7和去离子水蒸发器9均与反应釜10相连通，反应釜10顶部设有与反应釜10内部连通的催化剂储瓶11，反应釜10上具有出料口12，还包括通过出料口12与反应釜10相连通的氢气纯化装置13和燃烧发电装置14，所述氢气纯化装置13与氢气储瓶15相连通，氢气储瓶15与燃烧发电装置14相连通，所述燃烧发电装置14与驱动器16电连接。
本发明，使用时，当纯电动汽车常备电源耗尽，需利用备用发电系统供电时，开启氢气储瓶15，先由氢气储瓶15向燃烧发电装置14供应氢气发电，此时，甲醇储罐4中的甲醇和去离子水储罐5中的去离子水分别通过第一输送泵6和第二输送泵8输送至甲醇蒸发器7和水蒸发器9，由液态蒸发为气态，气态甲醇和气态去离子水进入反应釜10中，催化剂储瓶11内的催化剂加入至反应釜10中，反应完成后所得的氢气通入至燃烧发电装置14中燃烧发电，此时，关闭氢气储瓶15，燃烧发电装置14将电能供应至发电装置16处，当常备电源恢复供电后，关闭燃烧发电装置14与出料口12之间的阀门，开启氢气储瓶15与出料口12之间的阀门，此时反应所得的气体通过氢气纯化装置13纯化并最终储存在氢气储瓶15中，为下一次供电做好准备，故本发明通过设置氢气储瓶15，将部分氢气储放在氢气储瓶15中，需要备用发电系统供电时，可先将氢气储瓶15中的氢气输送至燃烧发电装置14中发电，从而大大缩短了备用发电系统开始供电的间隔时间。
优选地，所述氢气储瓶15上还设有压力表20，压力表20用以指示氢气储瓶15中氢气的压强，进一步的，氢气储瓶15中氢气压强小于0.5MPa。
具体的说，所述燃烧发电装置14包括依次连接的氢气锅炉17、汽轮机18和发电机19，所述氢气锅炉17与出料口12和氢气储瓶15相连通，所述发电机19与驱动器16电连接。
结合图1和图2所示，所述氢气纯化装置13包括依次连通的碱液罐1、干燥罐2和纯化器3，所述碱液罐1与出料口12相连通，其中，碱液罐1内具有碱性溶液，可以是氢氧化钠溶液，也可以是氢氧化钾溶液，干燥罐2中设有干燥剂，可以是无水氯化钙，也可以是无水硫酸钠，所述纯化器3包括外壳体31，所述外壳体31内具有纯化空腔32，分子筛填充于纯化空腔32内，所述外壳体31的一端设有氢气通孔33，干燥罐2通过氢气通孔33与纯化空腔32相连通，还包括若干块一端与外壳体31内侧壁固定连接，另一端向纯化空腔32内部延伸的隔挡板34。
使用时，甲醇和去离子水在反应釜10中发生裂解反应，反应完成后，所得的混合气体中除氢气外，还主要含有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、气态水和气态甲醇等杂质气体，混合气体通过碱液罐1除去二氧化碳，再通过干燥罐2除去气体水，最后通过氢气通孔33进入纯化空腔32中，利用纯化空腔32内的分子筛吸附除去一氧化碳、甲烷和气态甲醇，最终储存至氢气储瓶15中，故本发明提供的纯化器3能保证纯化后的氢气纯度，从而保证氢气储瓶15中的氢气浓度处于氢气的爆炸极限外。
优选地，相邻两块隔挡板34与外壳体31的不同内侧壁固定连接，这样能延长氢气在纯化空腔32内流经的路程，从而保证氢气的纯化效果。
优选地，所述隔挡板34之间相互平行，且隔挡板34与外壳体31的内侧壁相垂直，这样能保证氢气在纯化空腔32内流通的顺畅性。
如图3所示，所述外壳体31靠近氢气通孔33的一端固定连接有加压泵35，这样不仅能提高氢气的流动速率，同时还能使氢气储瓶15中的氢气压强高于大气压，从而提高氢气储量。
如图3所示，所述外壳体31包括转动连接的底座36和盖板37，转动盖板37可从上端打开或闭合纯化空腔32，这样便于对纯化空腔32内的分子筛进行补充或更换。
如图2所示，还包括两个对称设置在外壳体31内侧壁的燕尾槽38，所述燕尾槽38位于远离氢气通孔33的一端，过滤网39的两端滑动连接在燕尾槽38内，分子筛长时间使用后可能会发生碎裂，过滤网39可防止碎裂的分子筛随氢气流进入氢气储瓶15中，转动盖板37，可使盖板37的下表面与过滤网39的上端相贴合，这样能防止过滤网39与外壳体31之间存在缝隙，从而保证过滤效果。
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碱液罐1、干燥罐2、纯化器3、甲醇储罐4、去离子水储罐5、第一输送泵6、甲醇蒸发器7、第二输送泵8、去离子水蒸发器9、反应釜10、催化剂储瓶11、出料口12、氢气纯化装置13、燃烧发电装置14、氢气储瓶15、驱动器16、氢气锅炉17、汽轮机18、发电机19、压力表20、外壳体31、纯化空腔32、氢气通孔33、隔挡板34、加压泵35、底座36、盖板37、燕尾槽38、过滤网39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)
1.一种可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，包括甲醇储罐(4)和去离子水储罐(5)，所述甲醇储罐(4)通过第一输送泵(6)与甲醇蒸发器(7)连通，所述去离子水储罐(5)通过第二输送泵(8)与去离子水蒸发器(9)连通，还包括反应釜(10)，甲醇蒸发器(7)和去离子水蒸发器(9)均与反应釜(10)相连通，反应釜(10)顶部设有与反应釜(10)内部连通的催化剂储瓶(11)，反应釜(10)上具有出料口(12)，其特征在于：还包括通过出料口(12)与反应釜(10)相连通的氢气纯化装置(13)和燃烧发电装置(14)，所述氢气纯化装置(13)与氢气储瓶(15)相连通，氢气储瓶(15)与燃烧发电装置(14)相连通，所述燃烧发电装置(14)与驱动器(16)电连接。
2.如权利要求1所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：所述氢气纯化装置(13)包括依次连通的碱液罐(1)、干燥罐(2)和纯化器(3)，所述碱液罐(1)与出料口(12)相连通，所述纯化器(3)包括外壳体(31)，所述外壳体(31)内具有纯化空腔(32)，分子筛填充于纯化空腔(32)内，所述外壳体(31)的一端设有氢气通孔(33)，干燥罐(2)通过氢气通孔(33)与纯化空腔(32)相连通，还包括若干块一端与外壳体(31)内侧壁固定连接，另一端向纯化空腔(32)内部延伸的隔挡板(34)。
3.如权利要求2所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：相邻两块隔挡板(34)与外壳体(31)的不同内侧壁固定连接。
4.如权利要求3所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：所述隔挡板(34)之间相互平行，且隔挡板(34)与外壳体(31)的内侧壁相垂直。
5.如权利要求2所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：所述外壳体(31)靠近氢气通孔(33)的一端固定连接有加压泵(35)。
6.如权利要求2所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：所述外壳体(31)包括转动连接的底座(36)和盖板(37)，转动盖板(37)可从上端打开或闭合纯化空腔(32)。
7.如权利要求6所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：还包括两个对称设置在外壳体(31)内侧壁的燕尾槽(38)，所述燕尾槽(38)位于远离氢气通孔(33)的一端，过滤网(39)的两端滑动连接在燕尾槽(38)内，转动盖板(37)，可使盖板(37)的下表面与过滤网(39)的上端相贴合。
8.如权利要求1所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：所述燃烧发电装置(14)包括依次连接的氢气锅炉(17)、汽轮机(18)和发电机(19)，所述氢气锅炉(17)与出料口(12)和氢气储瓶(15)相连通，所述发电机(19)与驱动器(16)电连接。
9.如权利要求1所述的可植入纯电动汽车的甲醇制氢备用发电系统，其特征在于：所述氢气储瓶(15)上还设有压力表(20)。
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