CN207620916U - 一种富氢动力总成发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，包括电池组、原料反应装置、催化装置、发动机、发电机、吸热装置、温差发电装置及控制器，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机、所述发电机依次顺序连接，所述催化装置与所述原料反应装置连接用以为所述原料反应装置提供催化剂，所述吸热装置分别与所述发动机及所述原料反应装置连接，所述温差发电装置分别与所述原料反应装置及所述电池组连接，所述控制器分别与所述电池组及所述发动机电性连接，本实用新型充分利用原料的能量，提高了发电效率。

Description

一种富氢动力总成发电设备

技术领域

本实用新型涉及能源发电领域，尤其涉及一种富氢动力总成发电设备。

背景技术

目前空气质量越来越差，不可再生能源也逐渐减少，人们的健康水平也日渐下降，现在大型发电站大多使用火力发电，燃料都是煤，这些是不可再生能源，随着用电量的急剧增加，用煤量也在急剧增加，用煤进行火力发电的污染严重且电能转化率低；随着市场经济发展，人们生活水平迅速提高的当今，空气质量的持续恶化，节能减排已经被国家提上日事议程，在如今石油、煤碳日渐枯竭的情况下，近几年出现了油醇混合能源，解决了少部分环保节能方面等问题，但是由于其结构及配方上的缺点和不足，其电能转化效率低，不能满足高效发电的实际需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种高效节能的发电装置，以解决现有技术电能转化率低，不能实现高效发电的实际需求的技术问题。

为了达到以上实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种富氢动力总成发电设备，包括电池组、原料反应装置、催化装置、发动机、发电机、吸热装置、温差发电装置及控制器，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机、所述发电机依次顺序连接，所述催化装置与所述原料反应装置连接用以为所述原料反应装置提供催化剂，所述吸热装置分别与所述发动机及所述原料反应装置连接，所述温差发电装置分别与所述原料反应装置及所述电池组连接，所述控制器分别与所述电池组及所述发动机电性连接。

可选的，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机及所述发电机均具有一对应的输入端和输出端，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机、所述发电机依次顺序连接为所述电池组的输出端与所述原料反应装置的输入端连接用以为所述所述原料反应装置进行初次加热，所述原料反应装置的输出端与所述发动机的输入端连接用以启动所述发动机，所述发动机的输出端与所述发电机的输入端连接用以驱动所述发电机发电，所述发电机的输出端与所述电池组的输入端连接用以为所述电池组供电，当所述发动机启动后，所述控制器控制所述电池组停止进行对所述原料反应装置初次加热。

可选的，所述吸热装置具有一对应的输入端和输出端，所述吸热装置的输入端与所述发动机的输出端连接用以回收所述发动机产生的尾气热量，所述吸热装置的输出端与所述原料反应装置的输入端连接用以为所述原料反应装置进持续加热。

可选的，所述发动机为富氢发动机，所述发电机内含非晶材料，所述发电机的转换电能率为95％～98％。

可选的，所述吸热装置包括铝材质单片，所述铝材质单片内包含吸热管，所述吸热管的吸热率≥99％。

可选的，在所述温差发电装置与所述原料反应装置之间连接有过滤装置。

可选的，所述吸热装置与所述发动机之间以及所述温差发电装置与所述原料反应装置之间采用绝热管道连接。

本实用新型还提供了一种发电方法，使用上述任一种富氢动力总成发电设备，包括如下步骤，

S1：在原料反应装置内对原料进行初次加热，原料在催化剂的催化作用下反应产生富氢气体混合物，其中原料为比重配比为0.8：1—1.5：1的醇类燃料和水，催化剂包括比重分别为60-76％、15-25％、5-11％的CuO、ZnO、Al₂O₃，初次加热温度为240℃～280℃。

S2：富氢气体混合物在发动机内点火燃烧启动发动机从而驱动发电机发电，并停止对原料反应装置初次加热；

S3：运用吸热装置将发动机产生的尾气热量回收并输送至原料反应装置处为原料反应装置进行持续加热，其中持续加热的温度为240℃～280℃。

S4：运用温差发电装置利用原料反应装置中持续加热后的剩余尾气热量进行温差发电。

9、根据权利要求8所述的发电方法，其特征在于，所述原料为比重配比为1:1，所述催化剂包括比重分别为68％、20％、8％的CuO、ZnO、Al₂O₃。

当醇类燃料和水以1:1比例混合后在240℃～280℃温度环境以及比重分别为60-76％、 15-25％、5-11％的CuO、ZnO、Al₂O₃的催化作用下，可发生裂解反应生成由氢气、一氧化碳和二氧化碳组成的富氢气体混合物，该富氢气体混合物点火燃烧时可释放大量能量，因此在本实用新型使用上述方法在原料反应装置中制备富氢气体混合物，其初始反应的初次加热采用电池组供电加热，并用该富氢气体混合物点火燃烧时产生大量热量来启动发动机从而驱动发电机发电，另外该富氢气体混合物燃烧后产生的尾气仍然具有高温，用吸热装置回收该尾气热量后并将其输送至原料反应装置处进行持续加热并同时停止初次加热，在本实用新型中，温差发电装置连接原料反应装置并利用持续加热后的剩余尾气热量进行温差发电，可更大程度提高发电效率；在本实用新型中，原料成本低，且燃烧后产生的水和二氧化碳不会污染空气，且充分利用了燃烧产生的能量，大大提高了发电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一富氢动力总成发电设备的连接示意图；

图2为本实用新型实施例二发电方法的流程示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供了一种富氢动力总成发电设备，包括电池组1，原料反应装置2，催化装置3，发动机4，发电机5，吸热装置6，温差发电装置7及控制器8，其中，电池组1、原料反应装置2、发动机4、发电机5依次顺序连接，催化装置与原料反应装置连接用以为原料反应装置提供催化剂，吸热装置分别与发动机及原料反应装置连接，温差发电装置分别与原料反应装置及电池组连接，控制器分别与电池组及发动机电性连接。具体地，电池组1、原料反应装置2、发动机4及发电机5均具有一对应的输入端和输出端，其中电池组1的输出端与原料反应装置2的输入端连接用以为原料反应装置2进行初次加热，原料反应装置2的输出端与发动机4的输入端连接用以启动发动机4，发动机4的输出端与发电机5 的输入端连接用以驱动发电机5发电，发电机5的输出端与电池组1的输入端连接用以为电池组1供电，另外，吸热装置6也具有一对应的输入端和输出端，吸热装置6的输入端与发动机4的输出端连接用以回收发动机4产生的尾气热量，吸热装置6的输出端与原料反应装置2的输入端连接用以为原料反应装置2进持续加热，在该富氢动力总成发电设备中，原料反应装置2中容纳有原料，该原料可以为比重配比为1:1的醇类燃料和水，催化装置3与原料反应装置2连接为原料反应装置2提供催化剂，该催化剂可以为组分比重分别为68％、20％、 8％(最好为一个数值范围)的CuO、ZnO、Al₂O₃的混合物，其中初次加热的温度为240℃～280 ℃。

本实施例在具体工作时，原料在原料反应装置2中裂解生成氢气含量为75～85％，一氧化碳含量为12.8～20.8％、二氧化碳含量为2％(最好为一个数值范围)的富氢气体混合物，该富氢气体混合物在发动机4内点火燃烧释放能量启动发动机4，发动机4运转驱动发电机5 发电，发电机5发电并为电池组1供电，吸热装置6回收发动机4产生的尾气热量并将尾气热量输送至原料反应装置2进行持续加热，温差发电装置7与原料反应装置2连接并利用原料反应装置2中持续加热后的剩余尾气热量进行温差发电，温差发电装置7发电为电池组1 供电，当发动机4内点火燃烧启动后，控制器8控制电池组1停止进行对原料反应装置初次加热。

当醇类燃料和水以0.8：1—1.5：1比例混合后，本处采用最佳的1:1比例混合后在240 ℃～280℃温度环境以及比重分别为60-76％、15-25％、5-11％的CuO、ZnO、Al₂O₃的催化作用下，本处采用最佳的68％、20％、8％的CuO、ZnO、Al₂O₃的催化作用下，可发生裂解反应生成由氢气、一氧化碳和二氧化碳组成的富氢气体混合物，该富氢气体混合物点火燃烧时可释放大量能量，因此在本实用新型使用上述方法在原料反应装置中制备富氢气体混合物，其初始反应的初次加热采用电池组供电加热，并用该富氢气体混合物点火燃烧时产生大量热量来启动发动机从而驱动发电机发电，另外该富氢气体混合物燃烧后产生的尾气仍然具有高温，用吸热装置回收该尾气热量后并将其输送至原料反应装置处进行持续加热并同时停止初次加热，在本实用新型中，温差发电装置连接原料反应装置并利用持续加热后的剩余尾气热量进行温差发电，可更大程度提高发电效率；在本实用新型中，原料成本低，且燃烧后产生的水和二氧化碳不会污染空气，且充分利用了燃烧产生的能量，大大提高了发电效率。

另外，为了使该富氢动力总成发电设备的发电效率更高，其中发动机4采用富氢发动机，且该发电机5内含非晶材料，其电能转换率可达95％～98％；为了保证吸热装置6的吸热效率，不引起热量损失，吸热装置6中包含铝材质单片，该铝材质单片内包含吸热管，其吸热管的吸热率≥99％；为了使该发电设备在发电过程中不对环境造成污染，在温差发电装置72与原料反应装置之间连接有过滤装置，另外，由于热量的传到会有热损失，为尽量降低热损失，在吸热装置6与发动机4之间以及温差发电装置7与原料反应装置2之间采用绝热管道连接。

本实用新型所提供的发电设备可广泛用于为交通工具、发电机组、电厂等提供动能，将发电设备与不同的驱动系统连接，可以进一步扩大其用用领域。

实施例二

如图2所示，本实用新型还提供了一种应用上述实施例1中的富氢动力总成发电设备来发电的发电方法，包括以下步骤：

S1：在原料反应装置内对原料进行初次加热，原料在催化剂的催化作用下反应产生富氢气体混合物；

具体的，应用电池组的供电加热作为初次加热的热源，使原料开始反应，产生富氢气体混合物；其中原料为比重配比为以0.8：1—1.5：1比例混合后，本处采用最佳的1:1的醇类燃料和水，催化剂包括比重分别为60-76％、15-25％、5-11％的CuO、ZnO、Al₂O₃的催化作用下，本处采用最佳的68％、20％、8％的CuO、ZnO、Al₂O₃，所述初次加热的温度为240℃～280℃，该原料裂解反应生成的富氢气体混合物中氢气含量为75～85％，一氧化碳含量为 12.8～20.8％、二氧化碳含量为2％，当氢气含量为81％时，该富氢气体混合物的燃烧效果最好最彻底。

S2：富氢气体混合物在发动机内点火燃烧启动发动机从而驱动发电机发电；

具体的，步骤S1中上述组分的富氢气体混合物在发动机点火燃烧释放大量能量和热量，可启动发动机，发动机和发电机连接可驱动发电机发电，发电机与电池组电连接为电池组供电。

S3：运用吸热装置将发动机产生的尾气热量回收并输送至原料反应装置处作为原料进行持续加热，并停止对原料反应装置初次加热；

具体的，吸热装置将发动机产生的尾气热量回收，吸热装置与原料反应装置连接，将尾气热量输送到原料反应装置处，可利用这尾气热量中的一部分作为原料反应的反应环境温度的热源，使原料继续反应，同时控制器控制电池组停止对原料反应装置初次加热。

S4：温差发电装置利用原料反应装置中持续加热后的剩余尾气热量进行温差发电；

具体的，S3步骤后原料反应装置中剩余的另一部分尾气热量被温差发电装置用于发电，可进一步的增大电能转化率，防止能量白白损失。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，包括电池组、原料反应装置、催化装置、发动机、发电机、吸热装置、温差发电装置及控制器，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机、所述发电机依次顺序连接，所述催化装置与所述原料反应装置连接用以为所述原料反应装置提供催化剂，所述吸热装置分别与所述发动机及所述原料反应装置连接，所述温差发电装置分别与所述原料反应装置及所述电池组连接，所述控制器分别与所述电池组及所述发动机电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机及所述发电机均具有一对应的输入端和输出端，所述电池组、所述原料反应装置、所述发动机、所述发电机依次顺序连接为所述电池组的输出端与所述原料反应装置的输入端连接用以为所述原料反应装置进行初次加热，所述原料反应装置的输出端与所述发动机的输入端连接用以启动所述发动机，所述发动机的输出端与所述发电机的输入端连接用以驱动所述发电机发电，所述发电机的输出端与所述电池组的输入端连接用以为所述电池组供电，当所述发动机启动后，所述控制器控制所述电池组停止进行对所述原料反应装置初次加热。

3.根据权利要求2所述的一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，所述吸热装置具有一对应的输入端和输出端，所述吸热装置的输入端与所述发动机的输出端连接用以回收所述发动机产生的尾气热量，所述吸热装置的输出端与所述原料反应装置的输入端连接用以为所述原料反应装置进持续加热。

4.根据权利要求3所述的一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，所述发动机为富氢发动机，所述发电机内含非晶材料，所述发电机的转换电能率为95％～98％。

5.根据权利要求3所述的一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，所述吸热装置包括铝材质单片，所述铝材质单片内包含吸热管，所述吸热管的吸热率≥99％。

6.根据权利要求3所述的一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，在所述温差发电装置与所述原料反应装置之间连接有过滤装置。

7.根据权利要求3所述的一种富氢动力总成发电设备，其特征在于，所述吸热装置与所述发动机之间以及所述温差发电装置与所述原料反应装置之间采用绝热管道连接。