RU104384U1 - POWER PLANT WITH HYDROGEN GENERATOR - Google Patents
POWER PLANT WITH HYDROGEN GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU104384U1 RU104384U1 RU2010145719/07U RU2010145719U RU104384U1 RU 104384 U1 RU104384 U1 RU 104384U1 RU 2010145719/07 U RU2010145719/07 U RU 2010145719/07U RU 2010145719 U RU2010145719 U RU 2010145719U RU 104384 U1 RU104384 U1 RU 104384U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- electrically controlled
- generator
- controlled valve
- pipe
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
1. Энергоустановка с генератором водорода, содержащая, по крайней мере, один генератор водорода, состоящий из цилиндрического корпуса с крышкой с перепускным патрубком, на котором установлен электроуправляемый клапан, и дном, цилиндрического реактора с крышкой с патрубком выдачи водорода, на котором установлены два электроуправляемых клапана, накопитель водорода с электроуправляемым клапаном, перфорированный контейнер с твердым реагентом, сливной емкости с электроуправляемым клапаном, змеевика охлаждения, отличающаяся тем, что энергоустановка выполнена из двигателя внутреннего сгорания или дизеля с воздушным коллектором и системой охлаждения, реактор жестко установлен через крышку корпуса генератора с зазором к его дну, контейнер с твердым реагентом установлен на дне корпуса и выполнен с горизонтальными перфорированными перегородками, между которыми размещен твердый реагент, который состоит из смеси твердой щелочи и энергоаккумулирующего материала, между реактором и корпусом генератора размещен змеевик охлаждения, который соединен с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания или дизеля, патрубком подачи и патрубком выхода охлаждающей воды, патрубок выдачи водорода соединен с воздушным коллектором двигателя, на котором установлен датчик расхода воздуха и датчик расхода водородовоздушной смеси, накопитель водорода соединен через электроуправляемый клапан с перепускным патрубком корпуса генератора, перепускной патрубок соединен через электроуправляемый клапан со сливной емкостью, патрубок выхода охлаждающей воды из генератора водорода соединен через электроуправляемый клапан со 1. Power plant with a hydrogen generator, containing at least one hydrogen generator, consisting of a cylindrical body with a lid with a bypass pipe, on which an electrically controlled valve is installed, and a bottom, a cylindrical reactor with a lid with a hydrogen discharge pipe, on which two electrically controlled valves, hydrogen storage with an electrically controlled valve, a perforated container with a solid reagent, a drain tank with an electrically controlled valve, a cooling coil, characterized in that the power plant is made of an internal combustion engine or a diesel engine with an air collector and a cooling system, the reactor is rigidly installed through the generator housing cover with with a gap to its bottom, a container with a solid reagent is installed at the bottom of the case and is made with horizontal perforated partitions, between which a solid reagent is placed, which consists of a mixture of solid alkali and energy storage material, between the reactor and the generator case a cooling coil is placed, which is connected to the cooling system of an internal combustion engine or diesel engine, a supply pipe and a cooling water outlet pipe, the hydrogen delivery pipe is connected to the engine air manifold, on which an air flow sensor and a hydrogen-air mixture flow sensor are installed, a hydrogen storage device is connected through an electrically controlled valve with the bypass pipe of the generator body, the bypass pipe is connected through an electrically controlled valve with a drain tank, the cooling water outlet pipe from the hydrogen generator is connected through an electrically controlled valve with
Description
Полезная модель относится к энергетике и может использоваться в стационарных и транспортных энергоустановках внутреннего сгорания, использующих в качестве компонентов топлива водород, включающих в свой состав генераторы водорода.The utility model relates to energy and can be used in stationary and transport power plants of internal combustion, using hydrogen as components of fuel, including hydrogen generators.
Известна энергоустановка с водородовоздушным электрохимическим генератором, содержащая электрохимический генератор со щелочными топливными элементами, по крайней мере, один генератор водорода, работающий на гидролизе алюминия в водном растворе щелочи, систему подачи водорода, систему подачи воздуха и систему управления, в состав энергоустановки введена, по крайней мере, одна теплоизолированная емкость с жидкими продуктами гидролиза, гидравлически соединенная с генератором водорода магистралью с отсечным клапаном и снабженная сливным клапаном, дренажным клапаном и датчиком уровня жидкости, при этом выход системы подачи воздуха магистралью с разделительным клапаном подключен к нижней части емкости с жидкими продуктами гидролиза, вход электрохимического генератора по воздуху пневматически сообщен с воздушной подушкой этой емкости, а все клапаны и датчик уровня жидкости подключены к системе управления энергоустановки. [Патент РФ №2291524, МПК Н01М 8/06, БИ №16, 2007 г., авторы Глухих И.Н., Челяев В.Ф., Щербаков А.Н. «Энергоустановка с водородовоздушным электрохимическим генератором»].A power plant with a hydrogen-air electrochemical generator is known, containing an electrochemical generator with alkaline fuel cells, at least one hydrogen generator operating on the hydrolysis of aluminum in an aqueous alkali solution, a hydrogen supply system, an air supply system and a control system, at least at least one thermally insulated container with liquid hydrolysis products, hydraulically connected to the hydrogen generator by a line with a shut-off valve and equipped with a drain a valve, a drain valve and a liquid level sensor, while the output of the air supply system by a line with a separation valve is connected to the lower part of the tank with liquid hydrolysis products, the input of the electrochemical generator is pneumatically connected via air to the air cushion of this tank, and all valves and the liquid level sensor connected to the power plant control system. [RF patent No. 2291524, IPC Н01М 8/06, BI No. 16, 2007, authors Glukhikh I.N., Chelyaev V.F., Scherbakov A.N. “Power plant with a hydrogen-air electrochemical generator”].
Недостатком энергоустановки является высокая ее стоимость, отсутствие плавного регулирования, стабилизации режима и необходимого быстродействия.The disadvantage of a power plant is its high cost, the lack of smooth regulation, stabilization of the regime and the necessary speed.
Энергоустановка с водородовоздушным электрохимическим генератором, содержащая электрохимический генератор со щелочными топливными элементами, по крайней мере, один генератор водорода, работающий на гидролизе с твердым реагентом, имеющий магистраль выдачи водорода, на которой установлен влагоотделитель, накопитель водорода и электроуправляемый клапан, магистраль подачи жидкого регента, состоящую из емкости с концентрированным раствором щелочи, смесителя и двух электроуправляемых клапанов, магистраль слива воды, соединенную со смесителем, на которой установлены емкость сбора воды с уровнемером, съемная бустерная емкость, дозатор воды и два электроуправляемых клапана, магистраль отвода продуктов реакции, на которой установлены емкость с жидким продуктом гидролиза с уровнемером жидкости и три электроуправляемых клапана, линию подачи воздуха в топливные элементы, на которой установлены компрессор, емкость с жидким продуктом гидролиза и клапан, магистраль наддува, на которой установлены компрессор, вакуум насос, датчик давления и три электроуправляемых клапана, а на линии выхода воздуха установлен клапан и все электроуправляемые клапаны и датчик уровня жидкости подключены к блоку программного управления, причем, в энергоустановку дополнительно введены обогреваемая емкость, шесть электроуправляемых клапанов, расходомер водорода, два устройства для измерения концентрации, три уровнемера, датчик давления, блок обработки и анализа, блок измерения, который последовательно соединен с блоком управления и насос прокачки отработанного раствора щелочи, смеситель размещен в обогреваемой емкости, которая имеет сброс в канализацию, и в нем установлен первый измеритель концентрации и датчик температуры, а вход смесителя соединен с выходом влагоотделителя, вход обогреваемой емкости соединен с выходом теплообменника охлаждения генератора водорода, бустерная емкость выполнена теплоизолированной, причем вход насоса прокачки отработанного раствора щелочи, соединен через третий электроуправляемый клапан с выходом емкости жидкого продукта гидролиза, которая выполнена в нижней части конусообразной и на ее выходе стоит второй электроуправляемый клапан сброса шлама, а на линии сброса воздуха из емкости с жидким продуктом гидролиза стоит первый электроуправляемый клапан, на выходе насоса установлен второй измеритель концентрации отработанного раствора щелочи, а выход насоса прокачки отработанного раствора щелочи соединен через шестой электроуправляемый клапан со сбросом в канализацию и пятый электроуправляемый клапан соединен со входом в смеситель, причем на входе в ЭХГ установлен расходомер водорода, в накопителе водорода установлен датчик давления, а на его выходе установлен четвертый электроуправляемый клапан, причем первый измеритель уровня воды установлен в дозаторе воды, второй измеритель уровня воды установлен в бустерной емкости, а третий измеритель уровня раствора щелочи установлен в реакционном сосуде генератора водорода, первый, второй и третий измерители уровня жидкости, датчик давления, расходомер водорода, измерители концентрации соединены с блоком измерения, а блок программного управления соединен со всеми шестью электроуправляемыми клапанами. [Патент РФ №85759, МПК Н01М 8/06, С01В 3/00, БИ №22, 2009 г., авторы Носырев Д.Я., Плетнев А.И. «Энергоустановка с водородовоздушным электрохимическим генератором»].A power plant with a hydrogen-air electrochemical generator, containing an electrochemical generator with alkaline fuel cells, at least one hydrogen generator operating on a solid reagent hydrolysis, having a hydrogen supply line, on which a moisture separator, a hydrogen storage and an electrically controlled valve, a liquid supply line are installed, consisting of a container with a concentrated solution of alkali, a mixer and two electrically controlled valves, a water drain line connected to the mixture an heater, on which a water collection tank with a level gauge, a removable booster tank, a water dispenser and two electrically controlled valves, an outlet pipe for reaction products, on which a tank with a liquid hydrolysis product with a liquid level meter and three electrically controlled valves, an air supply line to the fuel cells are installed, are installed, on which a compressor is installed, a container with a liquid hydrolysis product and a valve, a boost line, on which a compressor, a vacuum pump, a pressure sensor and three electrically operated valves are installed, and on An air outlet line has a valve and all electrically operated valves and a liquid level sensor are connected to the program control unit; moreover, a heated tank, six electrically controlled valves, a hydrogen flow meter, two concentration measuring devices, three level gauges, a pressure sensor, a processing unit and analysis, a measurement unit that is connected in series with the control unit and a pump for pumping the spent alkali solution, the mixer is located in a heated container, which it has a discharge into the sewer, and the first concentration meter and temperature sensor are installed in it, and the mixer input is connected to the output of the moisture separator, the input of the heated tank is connected to the output of the hydrogen generator cooling heat exchanger, the booster tank is thermally insulated, and the input of the pump for pumping the spent alkali solution is connected through the third electrically controlled valve with the exit of the capacity of the liquid hydrolysis product, which is made in the lower part of the cone-shaped and at its exit there is a second electrically controlled sludge discharge valve, and the first electrically controlled valve is installed on the air discharge line from the tank with the liquid hydrolysis product, the second meter of the concentration of the spent alkali solution is installed at the pump outlet, and the outlet of the pump for pumping the spent alkali solution is connected through the sixth electrically controlled valve with the discharge into the sewer and the fifth an electrically controlled valve is connected to the inlet to the mixer, and a hydrogen flow meter is installed at the inlet to the ECG, a pressure sensor is installed in the hydrogen accumulator, and an outlet is installed A fourth electrically operated valve was installed, with the first water level meter installed in the water meter, the second water level meter installed in the booster tank, and the third alkali solution level meter installed in the reaction vessel of the hydrogen generator, the first, second and third liquid level meters, pressure gauge, flow meter hydrogen, concentration meters are connected to the measuring unit, and the program control unit is connected to all six electrically controlled valves. [RF patent No. 85759, IPC Н01М 8/06, СВВ 3/00, BI No. 22, 2009, authors Nosyrev D.Ya., Pletnev A.I. “Power plant with a hydrogen-air electrochemical generator”].
Недостатком энергоустановки является отсутствие плавного регулирования, стабилизации режима и низкое быстродействие.The disadvantage of the power plant is the lack of smooth regulation, stabilization of the mode and low speed.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.
Техническим результатом является обеспечение плавного регулирования, стабилизация режима работы энергоустановки и повышение быстродействия.The technical result is the provision of smooth regulation, stabilization of the operating mode of the power plant and increased performance.
Технический результат достигается тем, что энергоустановка с генератором водорода, содержащая, по крайней мере, один генератор водорода, состоящий из цилиндрического корпуса с крышкой с перепускным патрубком, на котором установлен электроуправляемый клапан и дном, цилиндрического реактора с крышкой с патрубком выдачи водорода, на котором установлены два электроуправляемых клапана, накопитель водорода с электроуправляемым клапаном, перфорированный контейнера с твердым реагентом, сливной емкости с электроуправляемым клапаном, змеевика охлаждения, энергоустановка выполнена из двигателя внутреннего сгорания или дизеля с воздушным коллектором и системой охлаждения, реактор жестко установлен через крышку корпуса генератора с зазором к его дну, контейнер с твердым реагентом установлен на дне корпуса и выполнен с горизонтальными перфорированными перегородками, между которыми размещен твердый реагент, который состоит из смеси твердой щелочи и энергоаккумулирующего материала, между реактором и корпусом генератора размещен змеевик охлаждения, который соединен с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания или дизеля патрубком подачи и патрубком выхода охлаждающей воды, патрубок выдачи водорода соединен с воздушным коллектором двигателя, на котором установлен датчик расхода воздуха и датчик расхода водородовоздушной смеси, накопитель водорода соединен через электроуправляемый клапан с перепускным патрубком корпуса генератора, перепускной патрубок соединен через электроуправляемый клапан со сливной емкостью, патрубок выхода охлаждающей воды из генератора водорода соединен через электроуправляемый клапан со змеевиком охлаждения, выхлопная труба соединена со сливной емкостью, причем на патрубке выхода водорода установлен датчик давления и датчик температуры, на патрубке подачи охлаждающей воды из двигателя внутреннего сгорания или дизеля в змеевик охлаждения установлен расходомер воды и датчик температуры, а на патрубке выдачи охлаждающей воды установлены датчики температуры, контейнер выполнен в форме конуса и установлен своим основанием на дно корпуса генератора.The technical result is achieved in that a power plant with a hydrogen generator, comprising at least one hydrogen generator, consisting of a cylindrical body with a cover with a bypass pipe, on which an electrically controlled valve and a bottom are installed, a cylindrical reactor with a cover with a hydrogen delivery pipe on which two electrically controlled valves are installed, a hydrogen accumulator with an electrically controlled valve, a perforated container with a solid reagent, a drain tank with an electrically controlled valve, snakes and cooling, the power plant is made of an internal combustion engine or diesel engine with an air manifold and cooling system, the reactor is rigidly installed through the cover of the generator housing with a gap to its bottom, a container with a solid reagent is installed on the bottom of the case and is made with horizontal perforated partitions between which a solid reagent, which consists of a mixture of solid alkali and energy storage material, a cooling coil is placed between the reactor and the generator body, which is connected to the systems th cooling of the internal combustion engine or diesel engine with a supply pipe and a cooling water outlet pipe, a hydrogen delivery pipe is connected to an air manifold of the engine on which an air flow sensor and a hydrogen-air mixture flow sensor are installed, a hydrogen storage device is connected through an electrically controlled valve with a bypass pipe of the generator housing, a bypass pipe connected through an electrically controlled valve with a drain tank, the outlet pipe of the cooling water from the hydrogen generator is connected through an electroope a valve with a cooling coil, the exhaust pipe is connected to a drain tank, and a pressure sensor and a temperature sensor are installed on the hydrogen outlet pipe, a water flow meter and a temperature sensor are installed on the cooling water supply pipe from the internal combustion engine or diesel engine in the cooling coil, and on the delivery pipe temperature sensors are installed in the cooling water, the container is made in the shape of a cone and is mounted with its base on the bottom of the generator housing.
Выполнение контейнера с твердым реагентом с перфорированными перегородками позволяет плавно регулировать производительность генератора водорода.The implementation of the container with a solid reagent with perforated partitions allows you to smoothly adjust the performance of the hydrogen generator.
Выполнение энергоустановки из двигателя внутреннего сгорания с генератором водорода позволяет создать энергоустановку, использующую несколько видов топлива, как например, и использовать водород в качестве добавки к основному виду топлива.The implementation of the power plant from an internal combustion engine with a hydrogen generator allows you to create a power plant that uses several types of fuel, such as, and use hydrogen as an additive to the main fuel.
Соединение змеевика охлаждение с системой охлаждения двигателя позволяет охлаждать генератор водорода штатной системой двигателя и наполнять генератор водорода водой из системы охлаждения двигателя.The connection of the cooling coil with the engine cooling system allows you to cool the hydrogen generator with a standard engine system and fill the hydrogen generator with water from the engine cooling system.
Соединение выхлопной трубы со сливной емкостью позволяет нейтрализовать выхлопные газы продуктами реакции получения водорода.The connection of the exhaust pipe with the drain tank allows you to neutralize the exhaust gases by the reaction products of hydrogen production.
Соединение накопителя водорода с крышкой корпуса позволяет регулировать производительность генератора водорода, используя для этого полученный ранее водород, который находится под необходимым давлением.The connection of the hydrogen accumulator with the housing cover allows you to adjust the performance of the hydrogen generator using the previously obtained hydrogen, which is under the necessary pressure.
На фиг.1 - схема энергоустановки с генератором водорода с цилиндрическим контейнером.Figure 1 - diagram of a power plant with a hydrogen generator with a cylindrical container.
На фиг.2 - схема энергоустановки с генератором водорода с конусообразным контейнером.Figure 2 - diagram of a power plant with a hydrogen generator with a cone-shaped container.
Дизельная энергоустановка с генератором водорода состоит из двигателя внутреннего сгорания или дизеля 1, воздушного коллектора 2 с датчиком расхода воздуха 3 и датчиком расхода водородовоздушной смеси 4, выхлопного коллектора 5, генератора водорода состоящего из цилиндрического корпуса 6 с крышкой 7, перепускным патрубком 8 с электроуправляемым клапаном 9, дном корпуса 10, цилиндрического реактора 11 с крышкой 12 и патрубком выдачи водорода 13, на котором установлен датчик давления 14, датчик температуры 15, электроуправляемый клапан 16, и электроуправляемый клапан 17, накопитель водорода 18, который соединен через электроуправляемый клапан 19 с патрубком выдачи водорода 13 и через электроуправляемый клапан 20 с перепускным патрубком 8, цилиндрического или конусного контейнера 21 с перфорированными перегородками 22, который размещен внутри реактора и установлен на дне генератора, твердого реагента 23 и змеевика охлаждения 24, который размещен между реактором и корпусом генератора, патрубком подачи охлаждающей воды 25 из двигателя внутреннего сгорания или дизеля, на котором установлен электроуправляемый клапан 26, расходомер воды 27, датчик температуры 28, патрубком выхода охлаждающей воды 29 из генератора водорода, на котором установлен электроуправляемый клапан 30, датчик температуры 31, патрубок подачи воды 32 в реактор с электроуправляемым клапаном 33, сливной емкости 34, которая соединена с дном генератора водорода через электроуправляемый клапан 35, с перепускным патрубком 8 через электроуправляемый клапан 9 и с выхлопным коллектором 5. Твердый реагент состоит из смеси сыпучего энергоаккумулирующего материала и твердой щелочи.A diesel power plant with a hydrogen generator consists of an internal combustion engine or diesel 1, an air manifold 2 with an air flow sensor 3 and a flow sensor for the hydrogen-air mixture 4, an exhaust manifold 5, a hydrogen generator consisting of a cylindrical body 6 with a cover 7, an overflow pipe 8 with an electrically controlled valve 9, the bottom of the housing 10, a cylindrical reactor 11 with a cover 12 and a hydrogen delivery pipe 13, on which a pressure sensor 14, a temperature sensor 15, an electrically controlled valve 16, and an electric pilot valve 17, a hydrogen accumulator 18, which is connected through an electrically controlled valve 19 to a hydrogen delivery pipe 13 and through an electrically controlled valve 20 with a bypass pipe 8, a cylindrical or conical container 21 with perforated baffles 22, which is located inside the reactor and mounted on the bottom of the generator, solid reagent 23 and cooling coil 24, which is placed between the reactor and the generator housing, the cooling water supply pipe 25 from an internal combustion engine or diesel engine, on which a control valve 26, a water flow meter 27, a temperature sensor 28, a cooling water outlet pipe 29 from a hydrogen generator, on which an electric control valve 30, a temperature sensor 31, a water supply pipe 32 to a reactor with an electric control valve 33, a drain tank 34, which is connected to the bottom of the hydrogen generator through an electrically controlled valve 35, with an overflow pipe 8 through an electrically controlled valve 9 and with an exhaust manifold 5. The solid reagent consists of a mixture of bulk energy-accumulating material and a solid gap and.
Энергоустановка с генератором водорода работает следующим образом.Power plant with a hydrogen generator works as follows.
Запускают двигатель внутреннего сгорания или дизеля 1, при этом закрывают электроуправляемый клапан 16 и открывают электроуправляемый клапан 17 подачи водорода в воздушный коллектор 2 двигателя внутреннего сгорания 1. Водород подается из накопителя водорода 18 в воздушный коллектор 2 через открытые электроуправляемые клапан 17 и 19.The internal combustion engine or diesel engine 1 is started, while the electrically controlled valve 16 is closed and the electrically controlled valve 17 for supplying hydrogen to the air manifold 2 of the internal combustion engine 1 is opened. Hydrogen is supplied from the hydrogen storage 18 to the air manifold 2 through open electrically controlled valves 17 and 19.
Воздух, попадая в воздушный коллектор из атмосферы, проходит через датчик расхода воздуха 3. Затем воздух смешивается с водородом с образованием гомогенной водородовоздушной смеси и поступает в двигатель внутреннего сгорания или дизель 1 через датчик расхода водородовоздушной смеси 4.Air entering the air collector from the atmosphere passes through the air flow sensor 3. Then the air is mixed with hydrogen to form a homogeneous hydrogen-air mixture and enters the internal combustion engine or diesel 1 through the flow sensor of the hydrogen-air mixture 4.
Для предотвращения детонации водорода в воздушном коллекторе водород подается в воздушный коллектор 2 в количестве не более 4% от массы воздуха. Расход воздуха контролируется датчиком расхода воздуха 3, а расход водорода контролируется датчиком расхода водородовоздушной смеси 4. При изменении режима работы двигателя внутреннего сгорания или дизеля 1 изменяется расход воздуха и автоматически изменяется расход водорода при помощи электроуправляемых клапанов 13 и 19.To prevent hydrogen detonation in the air collector, hydrogen is supplied to the air collector 2 in an amount of not more than 4% of the mass of air. The air flow rate is controlled by the air flow sensor 3, and the hydrogen flow rate is controlled by the flow sensor of the hydrogen-air mixture 4. When the operating mode of the internal combustion engine or diesel 1 is changed, the air flow rate changes and the hydrogen flow rate automatically changes by means of electrically operated valves 13 and 19.
Выхлопные газы отводятся из двигателя внутреннего сгорания или дизеля в выхлопной коллектор 5, откуда направляются в сливную емкость 34. Выхлопные газы, проходя через сливную емкость, нейтрализуются в ней в результате контакта с отработанным раствором щелочи и выходят в атмосферу.The exhaust gases are discharged from the internal combustion engine or diesel engine to the exhaust manifold 5, from where they are sent to the drain tank 34. The exhaust gases, passing through the drain tank, are neutralized in it as a result of contact with the spent alkali solution and are released into the atmosphere.
После непродолжительной работы двигателя внутреннего сгорания или дизеля открывают электроуправляемый клапан подачи воды 26. Разогретая вода из водяной системы дизеля подается в змеевик охлаждения 24 по патрубку подачи охлаждающей воды 25. Пройдя через змеевик охлаждения, вода направляется в реактор 11 генератора водорода по водяному патрубку 32 через электроуправляемый клапан 33. Для прохода воды в реактор 11 генератора водорода электроуправляемые клапаны 30 и 35 закрывают, а электроуправляемый клапан 9 открывают. Закрытый электроуправляемый клапан 30 препятствует выходу охлаждаемой воды из змеевика охлаждения 24 в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания или дизеля по патрубку выхода охлаждающей воды 29, а закрытый электроуправляемый клапан 35 препятствует выходу охлаждаемой воды из змеевика охлаждения в сливную емкость 34. Открытый электроуправляемый клапан 9 обеспечивает выход воздуха из реактора при, подаче в него воды, в атмосферу через сливную емкость 34. Количество воды подаваемой в реактор контролирует расходомер воды 27, который установлен на патрубке подачи охлаждающей воды 25.After a short operation of the internal combustion engine or diesel engine, an electrically controlled water supply valve 26 is opened. The heated water from the diesel water system is supplied to the cooling coil 24 through the cooling water supply pipe 25. After passing through the cooling coil, water is sent to the reactor 11 of the hydrogen generator through the water pipe 32 through electrically controlled valve 33. For the passage of water into the reactor 11 of the hydrogen generator, the electrically controlled valves 30 and 35 are closed, and the electrically controlled valve 9 is opened. A closed electrically controlled valve 30 prevents the exit of the cooled water from the cooling coil 24 to the cooling system of the internal combustion engine or diesel through the cooling water outlet pipe 29, and a closed electrically controlled valve 35 prevents the exit of the cooled water from the cooling coil to the drain tank 34. An open electrically controlled valve 9 provides an exit air from the reactor when water is supplied to it into the atmosphere through a drain tank 34. The amount of water supplied to the reactor is controlled by a water flow meter 27, which Credited to the cooling water supply pipe 25.
После заполнения реактора 11 генератора водорода водой до необходимого уровня закрывают электроуправляемые клапаны 9 и 33 и открывают электроуправляемый клапан 30 и охлаждающая вода направляется из змеевика охлаждения 24 в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания или дизеля по патрубку выхода охлаждающей воды 29.After filling the reactor 11 of the hydrogen generator with water to the required level, close the electrically controlled valves 9 and 33 and open the electrically controlled valve 30 and the cooling water is sent from the cooling coil 24 to the cooling system of the internal combustion engine or diesel engine through the cooling water outlet pipe 29.
При подачи горячей воды в реактор генератора водорода твердая щелочь начинает растворятся в воде с образованием жидкого щелочного раствора. Этот раствор снимает оксидную пленку с твердого реагента 23, например, алюминия и далее при контакте щелочного раствора воды с алюминием начинается химическая реакция разложения воды на кислород и водород, в результате которой выделяется водород и тепло. Для отвода выделяемого тепла в змеевик охлаждения 24 подается вода из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания или дизеля.When hot water is supplied to the hydrogen generator reactor, the solid alkali begins to dissolve in water to form a liquid alkaline solution. This solution removes the oxide film from solid reagent 23, for example, aluminum, and then, when the alkaline water solution contacts aluminum, the chemical decomposition of water into oxygen and hydrogen begins, as a result of which hydrogen and heat are released. To remove the heat generated in the cooling coil 24, water is supplied from the cooling system of the internal combustion engine or diesel engine.
Кислород взаимодействует с алюминием с образованием на его поверхности оксидной пленки и гидрооксида алюминия, а водород скапливается в верхней части реактора 11. При достижении определенного давления открывают электроуправляемый клапан 16 и закрывают электроуправляемый клапан 19 и водород через патрубок выдачи водорода 13 поступает в воздушный коллектор 2.Oxygen interacts with aluminum with the formation of an oxide film and aluminum hydroxide on its surface, and hydrogen accumulates in the upper part of the reactor 11. When a certain pressure is reached, the electrically controlled valve 16 is closed and the electrically controlled valve 19 is closed and hydrogen passes through the hydrogen delivery pipe 13 to the air collector 2.
Для изменения производительности генератора водорода изменяют площадь контакта водного раствора щелочи с энергоаккумулирующим реагентом путем изменения высоты столба водного раствора щелочи в реакторе 11 генератора водорода, т.е. глубину погружения в жидкость контейнера 21 с твердым реагентом 23. Для этого повышают давление в реакторе 11 генератора водорода или в его корпусе 6. Реактор 11 жестко установлен по вертикальной оси крышки корпуса 7 с зазором ко дну 10 корпуса. Сверху реактор 11 закрыт крышкой 12, в которой жестко установлен патрубок выдачи водорода. Контейнер 21 установлен на дне 10 корпуса 6 и выполнен с множеством горизонтальных перфорированных перегородок 22. Между перегородками 22 контейнера 21 засыпают гранулированный алюминий и твердую гранулированную щелочь.To change the productivity of the hydrogen generator, the contact area of the aqueous alkali solution with the energy storage reagent is changed by changing the height of the column of the aqueous alkali solution in the reactor 11 of the hydrogen generator, i.e. the depth of immersion in the liquid of the container 21 with the solid reagent 23. To do this, increase the pressure in the reactor 11 of the hydrogen generator or in its body 6. The reactor 11 is rigidly mounted on the vertical axis of the cover of the housing 7 with a gap to the bottom 10 of the housing. On top of the reactor 11 is closed by a cover 12, in which a hydrogen delivery pipe is rigidly mounted. The container 21 is installed on the bottom 10 of the housing 6 and is made with many horizontal perforated partitions 22. Between the partitions 22 of the container 21 granular aluminum and solid granular alkali are poured.
Для увеличения давления в реакторе полностью и частично перекрывают патрубок выдачи водорода 13 электроуправляемым клапаном 16 и открывают полностью или частично перепускной патрубок 8 электроуправляемым клапаном 9. После чего увеличивающееся давление в реакторе начинает вытеснять жидкий раствор щелочи в корпус 6 генератора водорода. При этом воздух, находящийся в верхней части корпуса генератора водорода вытесняется жидким раствором щелочи в сливную емкость 34 через перепускной патрубок, а из нее - в атмосферу. После того как весь раствор щелочи будет вытеснен из реактора закрывается электроуправляемый клапан 9 и выделение водорода постепенно прекращается, по мере выработки того раствора щелочи который остается на поверхности твердого реагента после его смачивании.To increase the pressure in the reactor, the hydrogen supply pipe 13 is completely and partially blocked by the electrically controlled valve 16 and the bypass pipe 8 is fully or partially opened by the electrically controlled valve 9. After that, the increasing pressure in the reactor begins to displace the alkali liquid solution into the hydrogen generator body 6. In this case, the air located in the upper part of the housing of the hydrogen generator is displaced with a liquid alkali solution into the drain tank 34 through the bypass pipe, and from it into the atmosphere. After the entire alkali solution has been displaced from the reactor, the electrically controlled valve 9 closes and hydrogen evolution gradually stops, as the alkali solution that remains on the surface of the solid reagent after it is wetted is developed.
Диаметр корпуса 6 генератора водорода и диаметр его реактора 11 выбирается с учетом полного вытеснения щелочного раствора в корпус генератора водорода без его вытеснения в сливную емкость через перепускной патрубок 8.The diameter of the housing 6 of the hydrogen generator and the diameter of its reactor 11 is selected taking into account the complete displacement of the alkaline solution into the housing of the hydrogen generator without displacement into the drain tank through the bypass pipe 8.
Для последующего запуска генератора водорода открывают электроуправляемый клапан 16 и водород оставшийся в реакторе выходит в патрубок выдачи водорода 13, при этом давление в реакторе снижается и щелочной раствор перетекает в реактор. Для увеличения производительности генератора водорода повышают давление в корпусе 6 генератора. Для этого открывают электроуправляемый клапан 20 и подают водород из накопителя водорода 18 в корпус 6 генератора. Поданный водород вытесняет щелочной раствор в реактор, тем самым, увеличивая высоту столба щелочного раствора в реакторе, после чего электроуправляемый клапан 20 закрывают.For the subsequent start of the hydrogen generator, an electrically controlled valve 16 is opened and the remaining hydrogen in the reactor goes into the hydrogen supply pipe 13, while the pressure in the reactor decreases and the alkaline solution flows into the reactor. To increase the productivity of the hydrogen generator increase the pressure in the housing 6 of the generator. To do this, open the electrically controlled valve 20 and supply hydrogen from the hydrogen storage 18 to the generator housing 6. The hydrogen introduced displaces the alkaline solution into the reactor, thereby increasing the column height of the alkaline solution in the reactor, after which the electrically operated valve 20 is closed.
Если далее необходимо снизить производительность генератора водорода открывают электроуправляемый клапан 20 и поданный ранее водород в корпус вытесняется обратно в накопитель водорода 18, после чего закрывается электроуправляемый клапан 20.If it is further necessary to reduce the productivity of the hydrogen generator, the electrically controlled valve 20 is opened and the previously supplied hydrogen into the housing is forced back into the hydrogen storage 18, after which the electrically controlled valve 20 is closed.
При уменьшении мощности дизеля сокращается расход водорода, при этом для предотвращения изменения режима работы генератора водорода сокращают подачу водорода в воздушный коллектор, а оставшийся водород подают в накопитель водорода 18 при частично или полностью закрытом электроуправляемом клапане 17. При увеличении мощности двигателя внутреннего сгорания или дизеля возобновляют подачу водорода без изменения режима работы генератора водорода, а при его недостатке часть водорода подают из накопителя водорода в воздушный коллектор. Таким образом, обеспечивается режим работы генератора водорода на средней производительности.With a decrease in diesel power, hydrogen consumption is reduced, while to prevent changes in the operating mode of the hydrogen generator, the hydrogen supply to the air collector is reduced, and the remaining hydrogen is fed to the hydrogen storage 18 with a partially or completely closed electrically operated valve 17. When the power of the internal combustion engine or diesel is increased, they resume supply of hydrogen without changing the operating mode of the hydrogen generator, and if it is lacking, part of the hydrogen is supplied from the hydrogen storage to the air collector. Thus, the mode of operation of the hydrogen generator at medium capacity is ensured.
При необходимости подачи водорода в повышенном объеме открывают электроуправляемый клапан 20 и реактор генератора водорода полностью заполняют раствором щелочи, тем самым, увеличивая его производительность.If it is necessary to supply hydrogen in an increased volume, an electrically controlled valve 20 is opened and the hydrogen generator reactor is completely filled with an alkali solution, thereby increasing its productivity.
При необходимости во время работы генератора водорода часть гидрооксида щелочи может сливаться из реактора в сливную емкость 34 через электроуправляемый клапан 35.If necessary, during operation of the hydrogen generator, part of the alkali hydroxide can be drained from the reactor into the drain tank 34 through an electrically controlled valve 35.
Температура охлаждающей воды контролируется датчиком температуры 28, который установлен на патрубке подачи охлаждающей воды 25 и датчиком температуры 31 установленным на патрубке выхода охлаждающей жидкости 29.The temperature of the cooling water is controlled by a temperature sensor 28, which is installed on the cooling water supply pipe 25 and a temperature sensor 31 mounted on the cooling water outlet pipe 29.
Температура водорода контролируется датчиком температуры 15, который установлен на патрубке выдачи водорода 13. Давление водорода контролируется датчиком давления 14, который установлен на патрубке выдачи водорода 13.The hydrogen temperature is monitored by a temperature sensor 15, which is installed on the nozzle of the hydrogen output 13. The hydrogen pressure is controlled by a pressure sensor 14, which is installed on the nozzle of the hydrogen 13.
Предлагаемая энергоустановка с генератором водорода обеспечивает совместную работу двигателя внутреннего сгорания или дизеля с генератором водорода, «мягкую» расходную характеристику генератора водорода в составе энергоустановки, повышенное быстродействие и снижение токсичности выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.The proposed power plant with a hydrogen generator ensures the joint operation of an internal combustion engine or diesel engine with a hydrogen generator, a “soft” flow characteristic of a hydrogen generator in the power plant, increased speed and reduced toxicity of exhaust gases of an internal combustion engine.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010145719/07U RU104384U1 (en) | 2010-11-09 | 2010-11-09 | POWER PLANT WITH HYDROGEN GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010145719/07U RU104384U1 (en) | 2010-11-09 | 2010-11-09 | POWER PLANT WITH HYDROGEN GENERATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU104384U1 true RU104384U1 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44733220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010145719/07U RU104384U1 (en) | 2010-11-09 | 2010-11-09 | POWER PLANT WITH HYDROGEN GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU104384U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180295U1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-08 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учереждение Высшего Образования "Самарский Государственный Университет Путей Сообщения" (Самгупс) | POWER PLANT WITH ALUMINUM-HYDROGEN GENERATOR |
| RU196478U1 (en) * | 2019-10-07 | 2020-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО ССК" | REACTOR FOR HYDROGEN GENERATOR BASED ON WATER OXIDATION OF A SOLID REAGENT |
-
2010
- 2010-11-09 RU RU2010145719/07U patent/RU104384U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180295U1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-08 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учереждение Высшего Образования "Самарский Государственный Университет Путей Сообщения" (Самгупс) | POWER PLANT WITH ALUMINUM-HYDROGEN GENERATOR |
| RU196478U1 (en) * | 2019-10-07 | 2020-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО ССК" | REACTOR FOR HYDROGEN GENERATOR BASED ON WATER OXIDATION OF A SOLID REAGENT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7534275B2 (en) | Hydrogen generator | |
| RU180295U1 (en) | POWER PLANT WITH ALUMINUM-HYDROGEN GENERATOR | |
| CN102544553A (en) | Gas humidifying system for fuel cell testing platform | |
| RU104384U1 (en) | POWER PLANT WITH HYDROGEN GENERATOR | |
| CN101345318B (en) | Humidification system of fuel cell | |
| CN208380693U (en) | Vehicular hydrogen generating device and power device | |
| CN104031834A (en) | Hydrogen manufacturing method through photosynthetic bacterium continuous reaction | |
| CN105647657A (en) | Methyl esterification device and methyl esterification production process of biodiesel | |
| RU85759U1 (en) | POWER PLANT WITH A HYDROGEN-AIR ELECTROCHEMICAL GENERATOR | |
| CN201260945Y (en) | Dispensing tank | |
| CN104711176A (en) | Anaerobic generating gas supply station with stainless steel structure | |
| RU60508U1 (en) | HYDROGEN GENERATOR OF TRANSPORT POWER INSTALLATION | |
| CN115117395A (en) | Fuel cell anode backpressure control system based on proportional valve | |
| CN209685301U (en) | A kind of efficient hydrogen producer of alcohol water | |
| CN207377678U (en) | A kind of schizolysis hydrogen production plant and automobile | |
| RU2532176C2 (en) | Module bioreactor | |
| RU124261U1 (en) | METANTEC | |
| CN110510577A (en) | A kind of high-power preparing hydrogen by sodium borohydride hydrolysis device | |
| CN104711177A (en) | Anaerobic generating gas supply station with reinforced concrete structure | |
| CN206022524U (en) | The Proton Exchange Membrane Fuel Cells row's hydrogen system that quickly can be opened at low temperature | |
| CN104711171A (en) | Anaerobic generating gas supply station with rubber thread steel-concrete structure | |
| RU65040U1 (en) | HYDROGEN GENERATOR | |
| RU93382U1 (en) | HYDROGEN GENERATOR | |
| CN217051646U (en) | Magnesium hydride hydrolysis hydrogen production device | |
| CN202434642U (en) | Gas humidification system for fuel cell testing platform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20111110 |