乙醇重整燃料电池汽车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种乙醇重整燃料电池汽车，它包括乙醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，由蓄电池给驱动电机供电。乙醇重整制氢反应器包括燃烧室、重整反应室以及蒸发器，所述的燃烧室用于乙醇与空气燃烧产生热量，蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料乙醇和水汽化，重整反应室用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室内设两层催化剂固定床，第一催化剂固定床内固定载Pd催化剂，第二催化剂固定床内固定Ni基催化剂，防止焦炭的形成。本实用新型专利技术使用安全的乙醇和水重整制氢发电，避免搭载危险的高压氢气，其结构紧凑，重量轻，更为安全。

Ethanol reformer fuel cell vehicle

The utility model relates to an ethanol reformer fuel cell car, which includes an ethanol reforming hydrogen producer, a proton exchange membrane fuel cell and a battery, which is powered by a battery to the driving motor. An ethanol reforming reactor consists of a combustor, a reforming chamber, and a evaporator. The combustion chamber is used to produce heat from the combustion of ethanol and air. The evaporator is used to exchange the heat of the combustion chamber to vaporize the raw material ethanol and water. The reformer chamber is used to reintegrate the raw material ethanol and water to reintegrate into gas and reorganize the reaction. A fixed bed of two layers of catalyst was set in the room, the Pd catalyst was fixed in the fixed bed of the first catalyst, and the Ni based catalyst was fixed in the fixed bed of the second catalyst to prevent the formation of coke. The utility model uses safe ethanol and water reforming to produce hydrogen for power generation, avoids carrying dangerous high-pressure hydrogen, and has the advantages of compact structure, light weight and safety.

【技术实现步骤摘要】
乙醇重整燃料电池汽车
本技术涉及电动汽车，特别是一种燃料电池电动汽车。
技术介绍
现有燃料电池汽车,通过将氢以压缩气体填充在高压储气瓶中等方法来承载氢。如此承载了氢的燃料电池汽车,由于供给燃料电池的电极的燃料气体是纯度非常高的氢气,因此，在运转燃料电池时,可以获得很高的发电效率,并使燃料电池汽车在行驶过程中所进行的各种反应过程不产生有害物质。但是,承载氢的燃料电池汽车,填充氢非常困难,并且运输和储藏大量氢气则更不容易。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种安全可靠的乙醇重整燃料电池汽车。为解决以上技术问题，本技术采用的方案是：一种乙醇重整燃料电池汽车，包括乙醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，所述的乙醇重整制氢反应器包括燃烧室、重整反应室以及蒸发器，所述的燃烧室用于乙醇与空气燃烧产生热量，燃烧室与燃料乙醇输入管和空气输入管相连；所述的蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料乙醇和水汽化，蒸发器的输入端口与原料乙醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器的输出端口与重整反应室相连；所述的重整反应室用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器的输出端口相连；重整反应室内设两层催化剂固定床，第一催化剂固定床内固定载Pd催化剂，第二催化剂固定床内固定Ni基催化剂，重整合成气输出端口连接CO净化反应室，CO净化反应室输出端口连接质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池连接蓄电池，蓄电池连接汽车的驱动电机。进一步地，所述的燃料乙醇输入管和原料乙醇输入管连接乙醇储罐，原料水输入管连接水储罐。进一步地，在靠近燃烧室位置设置换热室，换热室通过管路连接汽车尾气排放口。燃烧室用于乙醇与空气燃烧产生热量，蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料乙醇和水汽化，重整反应室用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气。乙醇重整反应器启动时，燃料乙醇与空气混合，喷到燃烧室中，在点火器的作用下迅速燃烧产生热。燃烧室产生的热量迅速向蒸发器和重整反应室内腔传导，原料乙醇和水在蒸发器内汽化形成原料混合气体，热的混合气体进入重整反应室在催化剂的作用下发生重整反应产生富氢气体。富氢气体输送至质子交换燃料电池，质子交换燃料电池产生的电力给蓄电池充电，由蓄电池给驱动电机提供电能。重整反应室内，乙醇首先经过第一催化剂固定床，在载Pd催化剂作用下转化为甲烷、碳氧化物和氢，然后再经过第二催化剂固定床，在Ni基催化剂作用下进行甲烷水蒸气重整把上述混合物转化为合成气，采用两层催化剂的重整反应时可以防止焦炭的形成并能提供接近平衡气的合成气。本技术使用安全的乙醇和水重整制氢发电，避免搭载危险的高压氢气，提高了安全性。使用工业乙醇燃烧产生热，提供重整反应所需要的温度，点燃后即可快速加热至所需的反应温度，减少了启动时间，工作稳定，可靠性强，此外，其结构紧凑，重量轻。附图说明此处的附图用来提供对本技术的进一步说明，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用来解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。图1是本技术的连接框图。图中，1-燃烧室，2-重整反应室，3-蒸发器，4-燃料乙醇输入管，5-空气输入管，6-原料乙醇输入管，7-原料水输入管，8-CO净化反应室，9-质子交换膜燃料电池，10-第一催化剂固定床，11-第二催化剂固定床，12-蠕动泵，13-蓄电池，14-驱动电机，15-乙醇储罐，16-水储罐。具体实施方式为了使本领域技术人员更好的理解本技术，以下结合参考附图并结合实施例对本技术作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参考图1，本技术一种典型的实施方式提供的一种乙醇重整燃料电池汽车，包括乙醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，所述的乙醇重整制氢反应器包括燃烧室1、重整反应室2以及蒸发器3，所述的燃烧室1用于乙醇与空气燃烧产生热量，燃烧室1与燃料乙醇输入管4和空气输入管5相连；所述的蒸发器3用于交换燃烧室1的热量将原料乙醇和水汽化，蒸发器3的输入端口与原料乙醇输入管6和原料水输入管7相连，蒸发器3的输出端口与重整反应室2相连；所述的重整反应室2用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室2上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器3的输出端口相连；重整反应室内设两层催化剂固定床，第一催化剂固定床10内固定载Pd催化剂，第二催化剂固定床11内固定Ni基催化剂，重整合成气输出端口连接CO净化反应室8，CO净化反应室8输出端口连接质子交换膜燃料电池9，质子交换膜燃料电池9连接蓄电池13，蓄电池13连接汽车的驱动电机14。在以上实施方式中，燃烧室1为重整反应提供热量，燃料为乙醇，燃烧产物是CO2和H2O，燃烧过程中放出热量，燃烧室1内有喷嘴、点火器以及空气分布管。该反应能够迅速燃烧产生热，蒸发器3和重整反应室2均在燃烧室1的热量辐射范围内，从而使燃烧室1和重整反应室2迅速升温到所需的温度。燃料乙醇输入管4和空气输入管5分别用于向燃烧室1内输入燃料乙醇和空气。蒸发器3为原料乙醇和水的汽化场所，原料乙醇和水分别通过原料乙醇输入管6和原料水输入管7从蒸发器3的输入端口输入蒸发器3，汽化后的混合气体从蒸发器3的输出端口输出至重整反应室2。重整反应室2中乙醇和水反应生成重整合成气。重整反应室内，乙醇首先经过第一催化剂固定床10，在载Pd催化剂作用下转化为甲烷、碳氧化物和氢，然后再经过第二催化剂固定床11，在Ni基催化剂作用下进行甲烷水蒸气重整把上述混合物转化为合成气，采用两层催化剂的重整反应时可以防止焦炭的形成并能提供接近平衡气的合成气。乙醇重整制氢反应器启动时，燃料乙醇通过蠕动泵12、燃料乙醇输入管4进入燃烧室1顶部的喷嘴，与空气或氧气混合，喷到燃烧室1中，在点火器的作用下迅速燃烧产生热，其启动时间短，操作和装置都很简单。燃烧室1产生的热量迅速向蒸发器3和重整反应室2内腔传导，原料乙醇和水在蒸发器3内汽化形成原料混合气体，热的混合气体进入重整反应室2在催化剂的作用下发生重整反应产生富氢气体。此外，本技术提供一种优选的方案，在靠近燃烧室位置设置换热室，换热室通过管路连接汽车尾气排放口，换热室具有尾气进口和尾气出口，尾气出口连接尾气净化装置，由进入换热室的汽车尾气加热所述的蒸发器和重整反应室。燃烧室和换热室可以同时开启，也可以仅启动其中一个，达到快速升温和节约乙醇燃料的目的。富氢气体在CO净化反应室8中净化后进入质子交换膜燃料电池9产生电力，没有完全使用的转化产物会送回甲醇重整反应器的燃烧室1为反应提供热量。质子交换燃料电池9产生的电力给蓄电池13充电，由蓄电池13给驱动电机14提供电能。在优选的实施方式中，所述的燃料乙醇输入管4和原料乙醇输入管6连接乙醇储罐15，原料水输入管7连接水储罐16。所述的乙醇储罐15和水储罐16安置在汽车的合理部位。本技术要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本技术可以有多种变形和更改，凡在本技术的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙醇重整燃料电池汽车，包括乙醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，其特征在于：所述的乙醇重整制氢反应器包括燃烧室（1）、重整反应室（2）以及蒸发器（3），所述的燃烧室（1）用于乙醇与空气燃烧产生热量，燃烧室（1）与燃料乙醇输入管（4）和空气输入管（5）相连；所述的蒸发器（3）用于交换燃烧室（1）的热量将原料乙醇和水汽化，蒸发器（3）的输入端口与原料乙醇输入管（6）和原料水输入管（7）相连，蒸发器（3）的输出端口与重整反应室（2）相连；所述的重整反应室（2）用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室（2）上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器（3）的输出端口相连；重整反应室内设两层催化剂固定床，第一催化剂固定床（10）内固定载Pd催化剂，第二催化剂固定床（11）内固定Ni基催化剂，重整合成气输出端口连接CO净化反应室（8），CO净化反应室（8）输出端口连接质子交换膜燃料电池（9），质子交换膜燃料电池（9）连接蓄电池（13），蓄电池（13）连接汽车的驱动电机（14）。

【技术特征摘要】
1.一种乙醇重整燃料电池汽车，包括乙醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，其特征在于：所述的乙醇重整制氢反应器包括燃烧室（1）、重整反应室（2）以及蒸发器（3），所述的燃烧室（1）用于乙醇与空气燃烧产生热量，燃烧室（1）与燃料乙醇输入管（4）和空气输入管（5）相连；所述的蒸发器（3）用于交换燃烧室（1）的热量将原料乙醇和水汽化，蒸发器（3）的输入端口与原料乙醇输入管（6）和原料水输入管（7）相连，蒸发器（3）的输出端口与重整反应室（2）相连；所述的重整反应室（2）用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室（2）上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：碗海鹰，碗山鹰，周歌，王源，田晶，张瑜，李纪虹，
申请(专利权)人：晋城市阿邦迪能源有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14