CN215540746U - 一种基于发动机尾气加热、催化剂制热的甲醇制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于发动机尾气加热、催化剂制热的甲醇制氢装置。所述甲醇制氢装置包括一甲醇制氢反应器；甲醇制氢反应器内设有制热反应器，制热反应器的两端分别与甲醇气体入口和废气出口连接；制热反应器内设有制热催化剂；甲醇制氢反应器上设有甲醇入口和氢气出口；甲醇制氢反应器内设有氧化铜；甲醇制氢反应器内设有热电偶。本实用新型提供的高效的尾气加热、催化剂制热的车载制氢装置，能够充分利用催化剂制热解决冷车甲醇制氢，利用发动机的尾气余热进行甲醇制氢；在将氢气通入发动机燃烧，解决发动机冷启动问题，也避免了对发动机器件的腐蚀；同时，本实用新型车载制氢装置又是一种结构简单，安装方便，反应效率高的反应器。

Description

一种基于发动机尾气加热、催化剂制热的甲醇制氢装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于发动机尾气加热、催化剂制热的甲醇制氢装置，属于甲醇制氢技术领域。

背景技术

新能源汽车已经成为社会发展的趋势，一般来说，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料(柴油、汽油)作为动力，或是使用新型车载动力装置的汽车。目前来说，前者是主流的趋势，主要包括：电动汽车、氢能源汽车、太阳能汽车、甲醇汽车、乙醇汽车等。虽然新能源汽车种类有很多，但是这些新能源汽车都有一定的弊端，比如电动汽车续航是目前面临的最大问题，氢能源汽车的氢气存储安全问题很多，甲醇汽车冷启动困难等等诸多问题。根据目前的科技发展情况，最切合实际的就是甲醇制氢供给发动机燃烧，既可以解决电动汽车的续航问题，也可以解决氢能源汽车氢气存储安全问题，还可以解决甲醇汽车冷启动困难，腐蚀器件的问题。除此之外，甲醇制氢具有投资少，生产方便，安全等特点。

当前在汽车车上进行制氢的方式有很多，常见的有以下几种：一、发动机尾气加热制氢，通过在尾气管上加装反应器，通过尾气管壁或者将管安装在尾气管内吸收尾气的热量来制氢。这种方式存在一定弊端，首先热交换差，难以达到最优的制氢效果，其次，汽车未启动或者刚启动时，尾气管没有温度或者温度低，无法完成制氢。二、利用电加热制氢，电制氢看起来非常方便，但是对电能的需求很高，而电能的来源是发动机的动能，需要动能就需要燃料的消耗，也就是说电加热的方式间接的增加了发动机的燃料消耗。因此，需要提供一种新型的甲醇制氢方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于发动机尾气加热、催化剂制热的甲醇制氢装置，能够充分利用催化剂制热解决冷车甲醇制氢，利用发动机的尾气余热进行甲醇制氢。

本实用新型所提供的甲醇制氢装置，包括一甲醇制氢反应器；

所述甲醇制氢反应器内设有制热反应器，所述制热反应器的两端分别与甲醇气体入口和废气出口连接；

所述制热反应器内设有制热催化剂；

所述甲醇制氢反应器上设有甲醇入口和氢气出口；

所述甲醇制氢反应器内设有氧化铜(作为制氢催化剂)；

所述甲醇制氢反应器内设有热电偶，用于监测所述甲醇制氢反应器内的温度，以适时停止所述制热反应器的制热。

上述的甲醇制氢装置中，沿所述甲醇制氢反应器的高度方向，所述制热反应器呈螺旋弹簧式布置，以增强制热效果；

所述甲醇气体入口设于所述甲醇制氢反应器的下部，所述废气出口设于所述甲醇制氢反应器的上部。

上述的甲醇制氢装置中，所述甲醇入口与盘旋在所述甲醇制氢反应器外壁上的盘旋金属管连接，可将未反应的甲醇也进行加热，存储足够的未反应甲醇；所述盘旋金属管的出口将甲醇排到甲醇制氢反应器内。

上述的甲醇制氢装置中，所述甲醇制氢反应器外套设一壳体，所述壳体的底部与发动机尾气管配合；

所述壳体与所述甲醇制氢反应器和所述发动机尾气管之间填充有传导介质；

所述传导介质优选为硅油，以将发动机尾气的热量均匀地传递给所述甲醇制氢反应器。

上述的甲醇制氢装置中，所述壳体与所述发动机尾气管的外部包覆有保温层；

所述保温层优选为气凝胶层，起到保温效果。

上述的甲醇制氢装置中，所述发动机尾气管内布置有蓄热体，以进行储热，避免热量散失，为甲醇制氢反应提供持续热量。

本实用新型提供了一种高效的尾气加热、催化剂制热的车载制氢装置，能够充分利用催化剂制热解决冷车甲醇制氢，利用发动机的尾气余热进行甲醇制氢；在将氢气通入发动机燃烧，解决发动机冷启动问题，也避免了对发动机器件的腐蚀；同时，本实用新型车载制氢装置又是一种结构简单，安装方便，反应效率高的反应器。

附图说明

图1为本实用新型基于发动机尾气加热、催化剂制热的甲醇制氢装置的结构示图。

图中各标记如下：

1甲醇气体入口，2盘绕金属管，3制热催化剂，4废气出口，5热电偶，6氢气出口，7甲醇制氢反应器，8甲醇入口，9壳体，10硅油，11尾气管入口，12尾气管，13蓄热体，14尾气管出口，15氧化铜，16气凝胶层，17制热反应器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型提供的甲醇制氢装置，包括一甲醇制氢反应器7，甲醇制氢反应器7内设有制热反应器17，沿甲醇制氢反应器7的高度方向，制热反应器17呈螺旋弹簧式布置，以增强制热效果，甲醇气体入口1设于甲醇制氢反应器7的下部，废气出口4设于甲醇制氢反应器7的上部。制热反应器17内设有制热催化剂3。甲醇制氢反应器7上设有甲醇入口8和氢气出口6，甲醇制氢反应器7内设有氧化铜(制氢催化器)15，用于催化甲醇制氢反应。甲醇制氢反应器7内设有热电偶6，用于监测甲醇制氢反应器7内的温度，以适时停止制热反应器17的制热。

本实用新型中，甲醇入口8与盘旋在甲醇制氢反应器7外壁上的盘旋金属管连接，可将未反应的甲醇也进行加热，存储足够的未反应甲醇；该盘旋金属管的出口将甲醇排到甲醇制氢反应器7内。

为了充分利用发动机尾气的热量，在甲醇制氢反应器7外套设一壳体9，壳体9的底部与尾气管12配合，壳体9与甲醇制氢反应器7和尾气管12之间填充有传导介质，如硅油10，以将发动机尾气的热量均匀地传递给甲醇制氢反应器7。

另外，壳体7与尾气管12的外部包覆有保温层，优选气凝胶层16，起到保温效果。

为了能够为甲醇制氢反应提供持续热量，尾气管12内布置有蓄热体13，以进行储热，避免热量散失。

本实用新型甲醇制氢装置的工作过程如下：

甲醇气体由甲醇气体入口1进入制热反应器17中，与制热反应器17内的制热催化剂3反应，产生大量的热量用作冷车状态制氢，通过热电偶5测量甲醇制氢反应器7内的温度，当温度达到280℃停止制热反应器17的制热。甲醇气体通过与制热催化剂3反应，产生的废气由废气出口4排出。

发动机尾气管12与壳体9通过尾气管12外壁连接，通过热交换将尾气管12内的热量传递给壳体9中的硅油10，硅油10将热量均匀传递给甲醇制氢反应器7。尾气管12内固定放置蓄热体13，蓄热体13可以进行储热，避免热量散失，为制氢反应提供持续热量。

甲醇由甲醇入口8经过盘绕在甲醇制氢反应器7外壁上的盘绕金属管2进入甲醇制氢反应器7，甲醇与甲醇制氢反应器7中的氧化铜15，在高温下反应产生氢气，甲醇制氢反应器7内产生的氢气经过氢气出口6排出，并与发动机相连接，供给发动机作为燃料。

Claims (7)

1.一种甲醇制氢装置，其特征在于：所述甲醇制氢装置包括一甲醇制氢反应器；

所述甲醇制氢反应器内设有制热反应器，所述制热反应器的两端分别与甲醇气体入口和废气出口连接；

所述制热反应器内设有制热催化剂；

所述甲醇制氢反应器上设有甲醇入口和氢气出口；

所述甲醇制氢反应器内设有氧化铜；

所述甲醇制氢反应器内设有热电偶。

2.根据权利要求1所述的甲醇制氢装置，其特征在于：沿所述甲醇制氢反应器的高度方向，所述制热反应器呈螺旋弹簧式布置；

所述甲醇气体入口设于所述甲醇制氢反应器的下部，所述废气出口设于所述甲醇制氢反应器的上部。

3.根据权利要求1或2所述的甲醇制氢装置，其特征在于：所述甲醇入口与盘旋在所述甲醇制氢反应器外壁上的盘旋金属管连接，所述盘旋金属管的出口将甲醇输送至输送甲醇制氢反应器内。

4.根据权利要求1或2所述的甲醇制氢装置，其特征在于：所述甲醇制氢反应器外套设一壳体，所述壳体的底部与发动机尾气管配合；

所述壳体与所述甲醇制氢反应器和所述发动机尾气管之间填充有传导介质。

5.根据权利要求4所述的甲醇制氢装置，其特征在于：所述壳体与所述发动机尾气管的外部包覆有保温层。

6.根据权利要求5所述的甲醇制氢装置，其特征在于：所述保温层为气凝胶层。

7.根据权利要求4所述的甲醇制氢装置，其特征在于：所述发动机尾气管内布置有蓄热体。

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