甲醇裂解即时制氢发电系统技术方案

本发明专利技术属于清洁能源发电技术领域，尤其涉及一种甲醇裂解即时制氢发电系统。本发明专利技术，包括甲醇储罐，所述甲醇储罐通过第一输送泵与甲醇蒸发器连通，所述甲醇蒸发器与夹套反应釜连通，所述夹套反应釜顶部设有与夹套反应釜内部连通的催化剂储瓶，夹套反应釜上具有出料口，燃料电池组件通过出料口与夹套反应釜连通，所述燃料电池组件与用电设备电连接，所述夹套反应釜的夹套层还分别与导热油管的两端连通，太阳能加热器设置在导热油管上。本发明专利技术的反应原料仅有甲醇，相比于现有技术中采用甲醇和水作为反应原料制氢发电的方法，无需进行水气化这一步骤，节约了能源，同时简化了设备组成。

Real-time Hydrogen Generation System by Methanol Pyrolysis

The invention belongs to the technical field of clean energy power generation, in particular to a methanol cracking instant hydrogen generation system. The invention comprises a methanol tank, which is connected with a methanol evaporator through a first conveying pump, a methanol evaporator connected with a jacket reactor, a catalyst storage bottle connected with the inner part of the jacket reactor at the top of the jacket reactor, an outlet on the jacket reactor, a fuel cell assembly connected with the jacket reactor through an outlet, and a fuel cell group. The device is electrically connected with the electric equipment, and the jacket layers of the jacketed reaction kettle are also connected with the two ends of the heat conducting oil pipe respectively. The solar heater is arranged on the heat conducting oil pipe. The reaction raw material of the invention is only methanol. Compared with the method of using methanol and water as reaction raw materials to produce hydrogen for power generation in the prior art, the step of water gasification is not needed, thus saving energy and simplifying the equipment composition.

【技术实现步骤摘要】
甲醇裂解即时制氢发电系统
本专利技术属于清洁能源发电
，尤其涉及一种甲醇裂解即时制氢发电系统。
技术介绍
甲醇制氢发电是一个将化学能转变为电能的过程，甲醇是一种常用的化工原料，简便易得，并且最终产物为二氧化碳和水，环境友好，是一种较为理想的发电方式，现有技术中大都采用以甲醇和水共同作为原料的发电方法，这种方法需要进行水气化这一步骤，浪费了能源，同时设备组成上较为复杂。例如，中国技术专利公开了一种甲醇水即时制氢发电系统[申请号：201320676600.0]，该技术专利包括制氢子系统、发电子系统、控制子系统；所述制氢子系统用以制备氢气，将制得的氢气输送至发电子系统，发电子系统利用所述制氢子系统实时传送的氢气发电；所述控制子系统包括微处理器、第一无线通讯模块、移动终端，移动终端设有第二无线通讯模块；所述移动终端利用第二无线通讯模块将控制命令发送至微处理器，微处理器根据接收的命令控制所述制氢子系统、发电子系统的运行。该技术专利即采用了以甲醇和水共同作为原料的发电方法，故具有浪费能源和设备组成上较为复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种甲醇裂解即时制氢发电系统。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种甲醇裂解即时制氢发电系统，包括甲醇储罐，所述甲醇储罐通过第一输送泵与甲醇蒸发器连通，所述甲醇蒸发器与夹套反应釜连通，所述夹套反应釜顶部设有与夹套反应釜内部连通的催化剂储瓶，夹套反应釜上具有出料口，燃料电池组件通过出料口与夹套反应釜连通，所述燃料电池组件与用电设备电连接，所述夹套反应釜的夹套层还分别与导热油管的两端连通，太阳能加热器设置在导热油管上。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，所述燃料电池组件包括与用电设备电连接的燃料电池，所述燃料电池的负极与出料口连通，所述燃料电池的正极与氧气源连通，还包括尾气处理仓，所述尾气处理仓通过阀门与燃料电池相连通。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，所述燃料电池与出料口之间还设有冷凝器。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，所述太阳能加热器包括依次电连接的太阳能电池板、稳压器和电热圈，所述电热圈位于导热油加热箱内，导热油加热箱连通在导热油管上。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，所述电热圈还通过备用电线与外接电源电连接。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，所述导热油加热箱底部还设有可发生相对导热油加热箱转动运动的搅拌转子。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，甲醇蒸发器上设有压力表。在上述的甲醇裂解即时制氢发电系统中，所述夹套反应釜还连通有真空源和惰性气体源，真空源和惰性气体源与夹套反应釜之间分别设有一个控制阀门。与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的反应原料仅有甲醇，相比于现有技术中采用甲醇和水作为反应原料制氢发电的方法，无需进行水气化这一步骤，节约了能源，同时简化了设备组成。2、本专利技术利用太阳能发电为甲醇裂解提供初始能源，进一步降低了整体的能源消耗，从而相应的降低了生产成本。3、本专利技术利用真空源和惰性气体源配合除去夹套反应釜内的空气，故可防止反应产生氧化杂质，从而提高反应的转化率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是太阳能加热器的结构示意图；图3是加热箱的结构示意图；图中：甲醇储罐1、第一输送泵2、甲醇蒸发器3、夹套反应釜4、出料口5、燃料电池组件6、导热油管7、太阳能加热器8、用电设备9、太阳能电池板10、稳压器11、电热圈12、导热油加热箱13、备用电线14、搅拌转子15、压力表16、真空源17、惰性气体源18、控制阀门19、催化剂储瓶20、燃料电池61、氧气源62、尾气处理仓63、阀门64、冷凝器65。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示，一种甲醇裂解即时制氢发电系统，包括甲醇储罐1，所述甲醇储罐1通过第一输送泵2与甲醇蒸发器3连通，所述甲醇蒸发器3与夹套反应釜4连通，所述夹套反应釜4顶部设有与夹套反应釜4内部连通的催化剂储瓶20，夹套反应釜4上具有出料口5，燃料电池组件6通过出料口5与夹套反应釜4连通，所述燃料电池组件6与用电设备9电连接，所述夹套反应釜4的夹套层还分别与导热油管7的两端连通，太阳能加热器8设置在导热油管7上。本专利技术，使用时，甲醇储罐1中的甲醇通过第一输送泵2输送至甲醇蒸发器3中，由液态蒸发为气态，气态甲醇进入夹套反应釜4中，催化剂储瓶20内的催化剂加入至夹套反应釜4中，导热油管7中经太阳能加热器8加热的高温导热油从夹套反应釜4夹套层的底部进入，从顶部流出，并对夹套反应釜4内的气态甲醇进行加热，使得夹套反应釜4内的甲醇裂解，反应完成后混合气体进入燃料电池组件6中完成化学能向电能的转变，转化的电能提供给用电设备9，故本专利技术的反应原料仅有甲醇，相比于现有技术中采用甲醇和水作为反应原料制氢发电的方法，无需进行水气化这一步骤，节约了能源，同时简化了设备组成。优选地，甲醇蒸发器3上设有压力表16，这样能较好的控制夹套反应釜4内气态甲醇的压力，从而保证反应的转化率。如图1所示，所述燃料电池组件6包括与用电设备9电连接的燃料电池61，所述燃料电池61的负极与出料口5连通，所述燃料电池61的正极与氧气源62连通，还包括尾气处理仓63，所述尾气处理仓63通过阀门64与燃料电池61相连通。在无水条件下，夹套反应釜4内发生的主反应为：CH3OH→CO+2H2故进入燃料电池61负极的混合气体的主要成分即为一氧化碳和氢气，燃料电池61的正极与氧气源62连通，故进入燃料电池61正极的气体为氧气，一氧化碳和氢气在燃料电池61负极失去电子，氧气在燃料电池61正极得到电子，具体反应如下：负极：H2+2OH-→2H2O+2e-CO+4OH-→CO32-+2H2O+2e-正极：O2+2H2O+4e-→4OH-从而实现化学能转变为电能，产生的电能提供给用电设备9。优选地，所述燃料电池61与出料口5之间还设有冷凝器65，这样能将混合气体中未反应的甲醇气体冷凝除去。结合图1-3所示，所述太阳能加热器8包括依次电连接的太阳能电池板10、稳压器11和电热圈12，所述电热圈12位于导热油加热箱13内，导热油加热箱13连通在导热油管7上，太阳能电池板10将太阳能转变为电能，并通过稳压器11电加热电热圈12，使电热圈12对流经导热油加热箱13的导热油进行加热升温，这样利用太阳能发电为甲醇裂解提供初始能源，进一步降低了整体的能源消耗，从而相应的降低了生产成本。优选地，所述电热圈12还通过备用电线14与外接电源电连接，这样在太阳能电池板10供电不足的情况下可利用外接电源供电，从而保证装置工作的稳定性。优选地，所述导热油加热箱13底部还设有可发生相对导热油加热箱13转动运动的搅拌转子15，这样能提高导热油加热箱13内的导热油温度的均匀性。如图1所示，所述夹套反应釜4还连通有真空源17和惰性气体源18，真空源17和惰性气体源18与夹套反应釜4之间分别设有一个控制阀门19，其中，惰性气体源18提供的惰性气体可以是氩气，也可以是氦气，这样可利用真空源17和惰性气体源18配合除去夹套反应釜4内的空气(主要是氧气)，故可防止反应产生氧化杂质，从而提高反应的转化率。本专利技术的工作原理是：使用时，甲醇储罐1中的甲醇通过第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇裂解即时制氢发电系统，其特征在于：包括甲醇储罐(1)，所述甲醇储罐(1)通过第一输送泵(2)与甲醇蒸发器(3)连通，所述甲醇蒸发器(3)与夹套反应釜(4)连通，所述夹套反应釜(4)顶部设有与夹套反应釜(4)内部连通的催化剂储瓶(20)，夹套反应釜(4)上具有出料口(5)，燃料电池组件(6)通过出料口(5)与夹套反应釜(4)连通，所述燃料电池组件(6)与用电设备(9)电连接，所述夹套反应釜(4)的夹套层还分别与导热油管(7)的两端连通，太阳能加热器(8)设置在导热油管(7)上。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇裂解即时制氢发电系统，其特征在于：包括甲醇储罐(1)，所述甲醇储罐(1)通过第一输送泵(2)与甲醇蒸发器(3)连通，所述甲醇蒸发器(3)与夹套反应釜(4)连通，所述夹套反应釜(4)顶部设有与夹套反应釜(4)内部连通的催化剂储瓶(20)，夹套反应釜(4)上具有出料口(5)，燃料电池组件(6)通过出料口(5)与夹套反应釜(4)连通，所述燃料电池组件(6)与用电设备(9)电连接，所述夹套反应釜(4)的夹套层还分别与导热油管(7)的两端连通，太阳能加热器(8)设置在导热油管(7)上。2.如权利要求1所述的甲醇裂解即时制氢发电系统，其特征在于：所述燃料电池组件(6)包括与用电设备(9)电连接的燃料电池(61)，所述燃料电池(61)的负极与出料口(5)连通，所述燃料电池(61)的正极与氧气源(62)连通，还包括尾气处理仓(63)，所述尾气处理仓(63)通过阀门(64)与燃料电池(61)相连通。3.如权利要求2所述的甲醇裂解即时制氢发电系统，其特征在于：所述燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰平，
申请(专利权)人：浙江氢谷新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33