一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统，包括原料箱、冷却换热器、进料泵、至少四个微反应器单元、冷凝换热器、缓冲罐、储液罐、热电偶测量温控仪；原料箱、冷却换热器、进料泵依次相连；进料泵的出口与每个微反应器单元的入口相连，每个微反应器单元的出口均与冷凝换热器的入口相连，冷凝换热器的出口分别与缓冲罐的入口和储液罐的入口相连，储液罐的出口与冷却换热器的入口相连，在储液罐与冷却换热器相连接的管路中设置有开关阀；所有微反应器单元均与热电偶测量温控仪相连。本实用新型专利技术最大限度地利用传统汽油车的基本结构以及基础设施，一方面减小了对传统汽车行业的冲击，另一方面也使新能源汽车的运行流程更加安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及新能源汽车
，尤其涉及一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统。
技术介绍
目前已有许多便携制氢的专利涌现，比如授权公告号为CN 204022465 U的专利文件公开了一种便携式制氢-供氢系统，但是就现在的脱氢技术而言，还不能实现常温条件下高效脱氢，该专利需要分离杂质，不能实现产生高纯度的氢气，并且没有充分地考虑到制氢体系的可行性。而授权公告号为CN 104975988 A的专利文件公开了一种用于氢内燃机的液态储氢材料的供氢系统，虽然对脱氢系统进行了较为详细的设计，但是它并不是基于实验研究进行的，有一定的不合理性，比如反应器采用反应釜设备，据研究发现由于反应釜反应器内部存在死体积，不能促使体系内的气体及时排出，从而抑制催化脱氢反应的进行。
技术实现思路
针对上述的不足，本技术提供一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统，本系统能够大幅度地提高脱氢反应的转化率以及氢气纯度，并且可以解决车载脱氢装置大且复杂的问题。另外，本脱氢系统是在传统汽车的基本结构上进行改造的，能够很好地得到传统汽车技术上的支持。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统，包括原料箱、冷却换热器、进料泵、至少四个微反应器单元、冷凝换热器、缓冲罐、储液罐、热电偶测量温控仪；所述原料箱、冷却换热器、进料泵依次相连；所述进料泵的出口与每个微反应器单元的入口相连，每个微反应器单元的出口均与冷凝换热器的入口相连，冷凝换热器的出口分别与缓冲罐的入口和储液罐的入口相连，储液罐的出口与冷却换热器的入口相连，在储液罐与冷却换热器相连接的管路中设置有开关阀；所有微反应器单元均与热电偶测量温控仪相连。进一步地，所述微反应器单元包括电磁阀、喷嘴、微反应器、单向阀、电磁线圈；所述电磁阀与喷嘴相连，喷嘴与微反应器的入口相连，微反应器的出口与 单向阀相连；所述电磁阀与进料泵的出口相连，所述单向阀与冷凝换热器的入口相连；所述电磁线圈缠绕在微反应器的底部内壁与外壁之间，所述电磁线圈与热电偶测量温控仪相连。进一步地，所述微反应器包括反应室顶部部件和反应室底部部件；所述反应室底部部件可拆卸地安装在反应室顶部部件的底部；所述反应室底部部件内填充有脱氢催化剂；所述电磁线圈缠绕在反应室底部部件的底部内壁与外壁之间。进一步地，所述反应室顶部部件和反应室底部部件均采用不锈钢材质。进一步地，所述电磁阀与进料泵的出口相连的管路上缠绕有连接所述冷凝换热器的冷却介质流出口与所述冷却换热器的冷却介质流入口的管道。进一步地，所述原料箱直接使用传统汽油车的油箱。进一步地，所述进料泵为往复泵、齿轮泵、离心泵、螺杆泵、滑片泵或隔膜泵。本技术的有益效果是：(1)制氢系统中使用的液体有机氢化物在常温下是液态，所以可以最大限度地利用传统汽油车的基本结构以及现有加油站等基础设施系统来开发新能源汽车的储氢系统，本技术既不会对传统汽车行业造成太大冲击，同时也可以省去加氢站的建设成本。(2)制氢系统中的脱氢微反应器是根据汽车上的气缸改造的，底部是填充有脱氢催化剂的部件，可通过螺丝旋拧的方式更换，同时，为防止气体逆流，在每个微反应器的出口设有单向阀。(3)微反应器中的反应室底部部件填充的是具有成熟生产工艺的商业催化剂，该种催化剂可显著提高脱氢转化率以及氢气纯度等。附图说明图1是本技术实施案例1的新能源汽车的供氢系统图；图2是本技术实施例中微反应器的主视图；图3是本技术实施例中可拆卸部件的剖面图；图4是本技术实施例中可拆卸部件的俯视图；图中，1.原料箱、2.冷却换热器、3.进料泵、4.冷凝换热器、5.电磁阀、6.热电偶测量温控仪、7.微反应器、8.单向阀、9.储液罐、10.缓冲罐、11.开关阀、12.喷嘴、13.燃料电池或氢气内燃机动力系统、14.反应室顶部部件、15.反应室底部部件、16.脱氢催化剂、17.电磁线圈。具体实施方案下面结合附图以及具体实施案例对本技术作进一步说明。图1为本技术实施案例1的新能源汽车的供氢系统图，该实施案例包括原料箱1、冷却换热器2、进料泵3、四个微反应器单元、冷凝换热器4、热电偶测量温控仪6、缓冲罐10、储液罐9；所述原料箱1、冷却换热器2、进料泵3依次相连；原料箱1用于储存液体有机氢化物；冷却换热器2用于冷却从原料箱1流出的液体有机氢化物原料；所述进料泵3的出口与每个微反应器单元的入口相连，每个微反应器单元均与热电偶测量温控仪6相连，每个微反应器单元的出口均与冷凝换热器4的入口相连，冷凝换热器4的出口分别与缓冲罐10的入口和储液罐9的入口相连，储液罐9的出口与冷却换热器2的入口相连，在储液罐9与冷却换热器2相连接的管路中设置有开关阀11。冷凝换热器4用于冷凝分离脱氢反应产生的气态产物；缓冲罐10用于储存冷凝分离后得到的氢气；储液罐9用于储存冷凝分离后得到的液态产物。每个微反应器单元结构均相同，以其中一个微反应器单元为例，如图2所示，它包括电磁阀5、微反应器7、单向阀8、喷嘴12、电磁线圈17；所述电磁阀5与喷嘴12相连，喷嘴12与微反应器7的入口相连，微反应器7的出口与单向阀8相连；所述电磁阀5与进料泵3的出口相连，所述单向阀8与冷凝换热器4的入口相连。所述电磁线圈17缠绕在微反应器7的底部内壁与外壁之间，用于对微反应器7进行加热；所述电磁线圈17与热电偶测量温控仪6相连，热电偶测量温控仪6用于测量控制催化剂表面的温度；微反应器7用于液体有机氢化物脱氢反应；电磁阀5用于控制进料泵3把液体有机氢化物泵入到微反应器7中的时间；喷嘴12用于使液体有机氢化物在微反应器内雾化；单向阀8用于防止微反应器7产生的气体逆流。如图3和图4所示，所述微反应器7包括反应室顶部部件14和反应室底部部件15；所述反应室底部部件15可拆卸地安装在反应室顶部部件14的底部；反应室底部部件15上具有内螺纹，反应室顶部部件14上具有外螺纹；所述反应室底部部件内填充有脱氢催化剂16；所述电磁线圈17缠绕在反应室底部部件15的底部内壁与外壁之间；所述反应室顶部部件14和反应室底部部件15均采用不锈钢材质。进一步地，所述脱氢催化剂为Pt系、Pd系、Rh系、Ni系、Cu系、Fe系或Pt-M双金属系列，但不限于此，其中Pt-M中的M为Mo，W，Re，Rh，Pd，Ir，Sn，Ni，但不限于此。如图1所示，所述电磁阀5与进料泵3的出口相连的管路上缠绕有连接所述冷凝换热器4的冷却介质流出口与所述冷却换热器2的冷却介质流入口的管道；进一步地，所述冷却介质夏天采用汽车空调内的制冷剂，此时，冷凝换热器4的冷凝介质流入口与汽车空调内的制冷剂输出口相连，冷却换热器2的冷却介质流出口与汽车空调内的制冷剂输入口相连；冬天冷却介质采用环境冷空气，冷凝换热器的冷凝介质流入口和冷却换热器的冷却介质流出口均与大气空气相通。液体有机氢化物储氢是利用不饱和芳烃和对应环烷烃之间的加氢和脱氢反应来实现的，加氢反应时储氢，脱氢反应时放氢，有机液体作为氢载体达到储存和输送氢的目的。所述原料箱内的有机氢化物为氨硼烷化合物、甲基环己烷、环己烷、萘烷、四氢化萘、环己基苯、双环己烷、乙基环己烷、甲醇、异丙醇、甲基萘烷、咔唑、吲哚、噻吩、吡啶、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统，其特征在于，包括原料箱(1)、冷却换热器(2)、进料泵(3)、至少四个微反应器单元、冷凝换热器(4)、缓冲罐(10)、储液罐(9)、热电偶测量温控仪(6)；所述原料箱(1)、冷却换热器(2)、进料泵(3)依次相连；所述进料泵(3)的出口与每个微反应器单元的入口相连，每个微反应器单元的出口均与冷凝换热器(4)的入口相连，冷凝换热器(4)的出口分别与缓冲罐(10)的入口和储液罐(9)的入口相连，储液罐(9)的出口与冷却换热器(2)的入口相连，在储液罐(9)与冷却换热器(2)相连接的管路中设置有开关阀(11)；所有微反应器单元均与热电偶测量温控仪(6)相连。

【技术特征摘要】
1.一种适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统，其特征在于，包括原料箱(1)、冷却换热器(2)、进料泵(3)、至少四个微反应器单元、冷凝换热器(4)、缓冲罐(10)、储液罐(9)、热电偶测量温控仪(6)；所述原料箱(1)、冷却换热器(2)、进料泵(3)依次相连；所述进料泵(3)的出口与每个微反应器单元的入口相连，每个微反应器单元的出口均与冷凝换热器(4)的入口相连，冷凝换热器(4)的出口分别与缓冲罐(10)的入口和储液罐(9)的入口相连，储液罐(9)的出口与冷却换热器(2)的入口相连，在储液罐(9)与冷却换热器(2)相连接的管路中设置有开关阀(11)；所有微反应器单元均与热电偶测量温控仪(6)相连。2.根据权利要求1所述的适用于氢能汽车的液体有机氢化物车载供氢系统，其特征在于，所述微反应器单元包括电磁阀(5)、喷嘴(12)、微反应器(7)、单向阀(8)、电磁线圈(17)；所述电磁阀(5)与喷嘴(12)相连，喷嘴(12)与微反应器(7)的入口相连，微反应器(7)的出口与单向阀(8)相连；所述电磁阀(5)与进料泵(3)的出口相连，所述单向阀(8)与冷凝换热器(4)的入口相连；所述电磁线圈(17)缠绕在微反应器(7)的底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国华，李兰清，平浩梁，王健，侯大鹏，安越，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33