CN117738785A - 利用甲醇制氢及发电储能的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用甲醇制氢及发电储能的系统，包括：甲醇制氢区、燃氢发动机试验区以及发电储能区。所述甲醇制氢区用于采用甲醇制造氢气；所述燃氢发动机试验区包括：燃氢发动机实验台架、发电机及储能单元。所述燃氢发动机实验台架用以供燃氢发动机安装，且所述甲醇制氢区的输出端与所述燃氢发动机相连接；所述发电机的一端与所述燃氢发动机相连接；发电储能区包括：储能单元，与所述发电机电性连接。所述储能单元与所述发电机电性连接。借此，本发明的利用甲醇制氢及发电储能的系统，提升了甲醇作为能源燃料的利用率，降低了用于燃氢发动机实验而大量储氢的风险，且降低了运氢储氢产生的成本。
Description
技术领域
本发明是关于低碳燃料发电技术领域，特别是关于一种利用甲醇制氢及发电储能的系统。
背景技术
使用零碳燃料作为动力燃料，是未来运输行业及发动机行业的发展趋势。
而氢气属于零碳燃料的一种，但鉴于当前的技术发展趋势，燃氢发动机技术仍处于前期的研究阶段。由于在做燃氢发动机试验时，需要为发动机储备大量的氢气作为燃料，而大量的氢气存储存在安全隐患，因此必须要考虑使用其他的方式来获得氢气，而甲醇制氢就是其中的一个途径。
现有技术中，一般都是利用甲醇制氢及储氢，然后通过交通运输工具将氢气运输到使用场所。而储氢和运氢的过程中，对设备和运输工具的安全等级要求非常高，不利于大量存储和使用。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用甲醇制氢及发电储能的系统，提升了甲醇作为能源燃料的利用率，降低了用于燃氢发动机实验而大量储氢的风险，且降低了运氢储氢产生的成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用甲醇制氢及发电储能的系统，包括：甲醇制氢区、燃氢发动机试验区以及发电储能区。所述甲醇制氢区用于采用甲醇制造氢气；所述燃氢发动机试验区包括：燃氢发动机实验台架、发电机及储能单元。所述燃氢发动机实验台架用以供燃氢发动机安装，且所述甲醇制氢区的输出端与所述燃氢发动机相连接；所述发电机的一端与所述燃氢发动机相连接；发电储能区包括：储能单元，与所述发电机电性连接。所述储能单元与所述发电机电性连接。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇制氢区包括：甲醇存储单元、甲醇蒸汽重整设备以及氢气存储单元。甲醇存储单元用于存储甲醇；甲醇蒸汽重整设备，与所述甲醇存储单元相连接，且所述甲醇蒸汽重整设备用于对所述甲醇进行重整反应制造氢气；以及氢气存储单元，所述氢气存储单元的一端与所述甲醇蒸汽重整设备相连接，所述氢气存储单元的另一端与所述燃氢发动机相连接，且所述氢气存储单元用于存储所述甲醇蒸汽重整设备制造的所述氢气。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇制氢区还包括：变压吸附净化单元，分别与所述甲醇蒸汽重整设备和所述氢气存储单元相连接，且所述变压吸附净化单元用于对所述甲醇蒸汽重整设备制造的氢气进行提纯，并将提纯后的氢气输送至所述氢气存储单元进行存储。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇制氢区还包括：第一氢气泄露预警单元，用于实时监测所述甲醇制氢区内氢气泄漏情况；其中，当发生氢气泄漏时，所述第一氢气泄露预警单元发出预警。
在本发明的一实施方式中，所述燃氢发动机试验区还包括：第二氢气泄露预警单元，用于实时监测所述燃氢发动机试验区内氢气泄漏情况；其中，当发生氢气泄漏时，所述第二氢气泄露预警单元发出预警。
在本发明的一实施方式中，所述利用甲醇制氢及发电储能的系统还包括氢气输送管，所述氢气输送管分别与所述氢气存储单元和所述燃氢发动机相连接。
在本发明的一实施方式中，所述燃氢发动机试验区还包括电缆，所述发电机和所述储能单元是通过所述电缆相连接的。
在本发明的一实施方式中，所述储能单元上设置有外放电插口。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇存储单元上设置有加注口。
在本发明的一实施方式中，所述利用甲醇制氢及发电储能的系统还包括控制器，分别与所述发电机、所述储能单元、所述甲醇蒸汽重整设备、所述变压吸附净化单元、所述氢气存储单元、所述第一氢气泄露预警单元和所述第二氢气泄露预警单元电性连接。
与现有技术相比，根据本发明的利用甲醇制氢及发电储能的系统，具有如下有益效果：
1、该系统能实现制氢、用氢、发电储能的三种作用；不仅有利于解决现有技术方案的运氢、储氢的痛点，也能提升甲醇作为能源燃料的利用率；在开展燃氢发动机试验之余，利用其带动发电机进行发电，并进行储能；存储的电能也能用于对新能源车辆，特别是对使用纯电的车辆进行充电。
2、为了降低用于燃氢发动机试验而大量储氢的风险，使用甲醇制氢设备替代氢气存储设备，进行实时的制氢和用氢；将甲醇制氢区布置在燃氢发动机试验区附近，也能降低因使用现有技术运氢和储氢而产生的成本；此外，甲醇制氢区存储的氢气，也能满足燃料电池的用氢要求，可以为使用燃料电池的车辆进行加注。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的利用甲醇制氢及发电储能的系统的结构示意图。
主要附图标记说明：
1-甲醇制氢区，11-甲醇存储单元，12-甲醇蒸汽重整设备，13-变压吸附净化单元，14-氢气存储单元，2-燃氢发动机试验区，21-燃氢发动机实验台架，22-发电机，23-电缆，3-发电储能区，31-储能单元，4-氢气输送管。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的利用甲醇制氢及发电储能的系统的结构示意图。如图1所示，根据本发明优选实施方式的一种利用甲醇制氢及发电储能的系统，包括：甲醇制氢区1、燃氢发动机试验区2以及发电储能区3。所述甲醇制氢区1用于采用甲醇制造氢气；所述燃氢发动机试验区2包括：燃氢发动机实验台架21、发电机22及储能单元31。所述燃氢发动机实验台架21用以供燃氢发动机安装，且所述甲醇制氢区1的输出端与所述燃氢发动机相连接；所述发电机22的一端与所述燃氢发动机相连接；发电储能区3包括：储能单元31，与所述发电机22电性连接。所述储能单元31与所述发电机22电性连接。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇制氢区1包括：甲醇存储单元11、甲醇蒸汽重整设备12以及氢气存储单元14。甲醇存储单元11用于存储甲醇；甲醇蒸汽重整设备12，与所述甲醇存储单元11相连接，且所述甲醇蒸汽重整设备12用于对所述甲醇进行重整反应制造氢气；以及氢气存储单元14，所述氢气存储单元14的一端与所述甲醇蒸汽重整设备12相连接，所述氢气存储单元14的另一端与所述燃氢发动机相连接，且所述氢气存储单元14用于存储所述甲醇蒸汽重整设备12制造的所述氢气。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇制氢区1还包括：变压吸附净化单元13，分别与所述甲醇蒸汽重整设备12和所述氢气存储单元14相连接，且所述变压吸附净化单元13用于对所述甲醇蒸汽重整设备12制造的氢气进行提纯，并将提纯后的氢气输送至所述氢气存储单元14进行存储。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇制氢区1还包括：第一氢气泄露预警单元，用于实时监测所述甲醇制氢区1内氢气泄漏情况；其中，当发生氢气泄漏时，所述第一氢气泄露预警单元发出预警。
在本发明的一实施方式中，所述燃氢发动机试验区2还包括：第二氢气泄露预警单元，用于实时监测所述燃氢发动机试验区2内氢气泄漏情况；其中，当发生氢气泄漏时，所述第二氢气泄露预警单元发出预警。
在本发明的一实施方式中，所述利用甲醇制氢及发电储能的系统还包括氢气输送管4，所述氢气输送管4分别与所述氢气存储单元14和所述燃氢发动机相连接。
在本发明的一实施方式中，所述燃氢发动机试验区2还包括电缆23，所述发电机22和所述储能单元31是通过所述电缆23相连接的。
在本发明的一实施方式中，所述储能单元31上设置有外放电插口。
在本发明的一实施方式中，所述甲醇存储单元11上设置有加注口。
在本发明的一实施方式中，所述利用甲醇制氢及发电储能的系统还包括控制器，分别与所述发电机22、所述储能单元31、所述甲醇蒸汽重整设备12、所述变压吸附净化单元13、所述氢气存储单元14、所述第一氢气泄露预警单元和所述第二氢气泄露预警单元电性连接。
甲醇为液体，对存储和运输条件要求不太高，适合在某个地方较大量地存储和使用，在实际应用中，本发明的利用甲醇制氢及发电储能的系统由三个区域组成，分别为甲醇制氢区1、燃氢发动机试验区2和发电储能区3。甲醇制氢区1的主要设备有甲醇蒸汽重整设备12、变压吸附净化单元13、氢气存储单元14和甲醇存储单元11。当需要制备氢气用于燃气发动机试验时，可以通过道路运输车辆将甲醇运至甲醇制氢区1，对甲醇存储单元11进行加注。通过甲醇蒸汽重整装置对甲醇进行重整反应制氢，然后通过变压吸附净化单元13对氢气进行提纯后，存储于氢气存储单元14。在甲醇制氢区1设置第一氢气泄露预警单元，实时监控在制氢过程中的氢气泄露情况。当发生氢气泄露时，将通过安全保障设备对泄露的氢气进行及时的处置。
从甲醇制氢区1出来的氢气，将通过特殊的氢气输送管4道输送至燃氢发动机试验区2。燃氢发动机试验区2主要有燃氢发动机试验台架、用于发电的发电机22等设备。燃氢发动机试验台架与发电机22为机械连接。在燃氢发动机试验区2也安装了相应的第二氢气泄露预警单元及安全保障设备。
从燃氢发动机试验区2的发电机22发的电将通过电缆23输送到发电储能区3的储能单元31。
总之，本发明的利用甲醇制氢及发电储能的系统，具有如下有益效果：
1、该系统能实现制氢、用氢、发电储能的三种作用；不仅有利于解决现有技术方案的运氢、储氢的痛点，也能提升甲醇作为能源燃料的利用率；在开展燃氢发动机试验之余，利用其带动发电机进行发电，并进行储能；存储的电能也能用于对新能源车辆，特别是对使用纯电的车辆进行充电。
2、为了降低用于燃氢发动机试验而大量储氢的风险，使用甲醇制氢设备替代氢气存储设备，进行实时的制氢和用氢；将甲醇制氢区布置在燃氢发动机试验区附近，也能降低因使用现有技术运氢和储氢而产生的成本；此外，甲醇制氢区存储的氢气，也能满足燃料电池的用氢要求，可以为使用燃料电池的车辆进行加注。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，包括：
甲醇制氢区，用于采用甲醇制造氢气；
燃氢发动机试验区，包括：
燃氢发动机实验台架，用以供燃氢发动机安装，且所述甲醇制氢区的输出端与所述燃氢发动机相连接；及
发电机，所述发电机的一端与所述燃氢发动机相连接；以及
发电储能区，包括：
储能单元，与所述发电机电性连接。
2.如权利要求1所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述甲醇制氢区包括：
甲醇存储单元，用于存储甲醇；
甲醇蒸汽重整设备，与所述甲醇存储单元相连接，且所述甲醇蒸汽重整设备用于对所述甲醇进行重整反应制造氢气；以及
氢气存储单元，所述氢气存储单元的一端与所述甲醇蒸汽重整设备相连接，所述氢气存储单元的另一端与所述燃氢发动机相连接，且所述氢气存储单元用于存储所述甲醇蒸汽重整设备制造的所述氢气。
3.如权利要求2所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述甲醇制氢区还包括：
变压吸附净化单元，分别与所述甲醇蒸汽重整设备和所述氢气存储单元相连接，且所述变压吸附净化单元用于对所述甲醇蒸汽重整设备制造的氢气进行提纯，并将提纯后的氢气输送至所述氢气存储单元进行存储。
4.如权利要求3所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述甲醇制氢区还包括：
第一氢气泄露预警单元，用于实时监测所述甲醇制氢区内氢气泄漏情况；
其中，当发生氢气泄漏时，所述第一氢气泄露预警单元发出预警。
5.如权利要求4所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述燃氢发动机试验区还包括：
第二氢气泄露预警单元，用于实时监测所述燃氢发动机试验区内氢气泄漏情况；
其中，当发生氢气泄漏时，所述第二氢气泄露预警单元发出预警。
6.如权利要求2所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，还包括氢气输送管，所述氢气输送管分别与所述氢气存储单元和所述燃氢发动机相连接。
7.如权利要求1所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述燃氢发动机试验区还包括电缆，所述发电机和所述储能单元是通过所述电缆相连接的。
8.如权利要求1所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述储能单元上设置有外放电插口。
9.如权利要求2所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，所述甲醇存储单元上设置有加注口。
10.如权利要求5所述的利用甲醇制氢及发电储能的系统，其特征在于，还包括控制器，分别与所述发电机、所述储能单元、所述甲醇蒸汽重整设备、所述变压吸附净化单元、所述氢气存储单元、所述第一氢气泄露预警单元和所述第二氢气泄露预警单元电性连接。
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