为克服现有的甲醇作为发动机燃料存在冷启动困难问题，本实用新型专利技术提供了一种醇氢燃料动力系统，包括醇储罐、电辅助模块和发动机，所述醇储罐分别连通至所述电辅助模块和所述发动机的燃料进料口，所述电辅助模块用于混合醇和水形成醇溶液并产生起引燃作用的氢气，所述电辅助模块引出有氢气流道，所述氢气流道连通至所述发动机的燃料进料口。同时，本实用新型专利技术还公开了包括上述醇氢燃料动力系统的一种发电装置。本实用新型专利技术提供的醇氢燃料动力系统采用单一的醇燃料即可实现整个动力过程，系统耗能较低、甲醇以及甲醛等排放物少。甲醇以及甲醛等排放物少。甲醇以及甲醛等排放物少。
【技术实现步骤摘要】
一种醇氢燃料动力系统及发电装置
[0001]本技术属于内燃机
，具体涉及一种醇氢燃料动力系统及发电装置。
技术介绍
[0002]内燃机技术面临着燃料来源短缺和排放物污染环境这两大问题。甲醇来源广泛，不仅能够从天然气、煤、石油等传统燃料制备，还可以利用可再生能源生产，如利用太阳能将二氧化碳和水转化为甲醇，又如利用生物质能合成甲醇，因此甲醇的生产成本、生产清洁性具有极大的优势。甲醇在燃烧过程中，主要产物只有水和二氧化碳，不完全燃烧的产物也仅是极少量的甲醇、甲醛和一氧化碳，从本质上杜绝了对环境危害极大的硫、氮等化合物的排放。
[0003]因此甲醇由于其来源广泛、成本易控制以及在发动机上燃烧产生的低排污特性，受到了人们的普遍关注。用甲醇替代汽油在内燃机中燃烧作为动力来源，能够提升能源安全、降低燃料成本，一定程度上解决内燃机技术面临的两大问题。
[0004]甲醇在汽油机里燃烧时普遍存在冷启动问题。甲醇汽化潜热(1109kJ/kg)远大于汽油的汽化潜热(310kJ/kg)，同样质量的甲醇汽化所需热量是汽油的3倍以上。甲醇的闪点是12.2摄氏度，汽油的闪点是
‑
50至20摄氏度，当环境温度较低时，甲醇发动机的冷启动十分困难。目前的纯甲醇燃料车(M100)冷启动解决方案通常是双燃料方案，例如吉利汽车推广的纯甲醇汽车，在低温时汽油燃烧启动发动机，然后切换为甲醇进料。但这样的方案中需要设置一个较小的汽油储罐，并且排放物中依然含有汽油的排放物，无法起到甲醇完全替代汽油的意图，同时对汽油存在一定的依赖，无法实现对汽油的完全替代。
[0005]中国专利CN104612861B公开了一种由甲醇及甲醇裂解气作为燃料的全代燃发动机装置。使用高效热超导技术，把内燃机发动机机体及热废气散发的辐射热能、及内燃发动机排出的废气热能引导到醇氢裂解气装置内，把甲醇完全裂解成富氢气体，并与甲醇按照比例混合燃烧。
[0006]中国专利CN10335277B公开了一种氢能发动机系统，用甲醇裂解制出富氢气体作燃料的低碳发动机系统。该装置在醇水储罐中设置有功率为1～2kW的电加热器，甲醇进入裂解器后，在180～500℃发生催化重整得到富氢气体。
[0007]综上两例，均采用高温催化的方式生产氢气。如果使用尾气余热，存在反应控制难度较大等问题；系统结构复杂也会带来一系列控制和使用过程中的难题；此外甲醇内燃机的尾气中含有没有燃烧完全的甲醇以及在燃烧过程中产生的甲醛等物质，如果减少这类物质的排放也是甲醇内燃机在应用中面临的挑战。
技术实现思路
[0008]针对现有的甲醇作为发动机燃料存在冷启动困难和甲醇内燃机尾气中含有甲醇及甲醛的问题，本技术提供了一种醇氢燃料动力系统及发电装置。
[0009]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0010]一方面，本技术提供了一种醇氢燃料动力系统，包括醇储罐、电辅助模块和发动机，所述醇储罐分别连通至所述电辅助模块和所述发动机的燃料进料口，所述电辅助模块用于混合醇和水混合形成醇溶液并产生起引燃作用的氢气，所述电辅助模块引出有氢气流道，所述氢气流道连通至所述发动机的燃料进料口。
[0011]可选的，所述醇储罐为甲醇储罐。
[0012]可选的，所述电辅助模块包括电辅助原料储罐和电处理单元，所述醇储罐连接所述电辅助原料储罐，所述电辅助原料储罐连接有进水流道，所述电辅助原料储罐用于混合醇和水以形成醇溶液，所述电辅助原料储罐的醇溶液导至所述电处理单元，所述电处理单元用于对所述醇溶液进行加工处理，所述电处理单元设置有二氧化碳排出口和所述氢气流道。
[0013]可选的，所述电处理单元选自甲醇重整催化剂电热器，所述甲醇重整催化剂电热器中包括电热丝，所述电热丝上涂覆有甲醇水蒸汽重整催化剂。
[0014]可选的，所述电处理单元选自电解槽，在所述电辅助原料储罐中，维持所述醇溶液中醇与水的体积比为18～22:1。
[0015]可选的，所述电辅助原料储罐和所述电处理单元之间通过设置电辅助原料流道相互连接。
[0016]可选的，所述电辅助模块还包括有电源，所述电源电连接所述电处理单元。
[0017]可选的，所述发动机的废气管连通所述进水流道，所述进水流道用于从所述废气管中收集废气中产生的水分，所述废气管为多段管道可拆卸连接构成，在其可拆卸部位中设置有旋流器，所述旋流器用于强化水分和气体的冷凝分离。
[0018]可选的，所述发动机的废气管连通所述进水流道，所述进水流道用于从所述废气管中收集废气中产生的水分，所述废气管中设置有Nafion膜，所述Nafion膜用于强化水分和气体的分离。
[0019]可选的，所述醇储罐设有第一醇流道和第二醇流道，所述第一醇流道连通至所述电辅助原料储罐，所述第二醇流道连通至所述发动机的燃料进料口。
[0020]可选的，所述氢气流道包括有第一气体流道、压力平衡罐和第二气体流道，所述第一气体流道的一端连接所述电辅助模块，所述第一气体流道的另一端连接所述压力平衡罐，所述第二气体流道的一端连接所述压力平衡罐，所述第二气体流道的另一端连通所述发动机的燃料进料口。
[0021]可选的，所述醇氢燃料动力系统还包括有控制单元，所述第二气体流道上设置有第一流量控制机构，所述第二醇流道上设置有第二流量控制机构，所述第一醇流道上设置有第三流量控制机构，所述进水流道上设置有第四流量控制机构，所述控制单元用于控制所述第一流量控制机构、所述第二流量控制机构、所述第三流量控制机构和所述第四流量控制机构。
[0022]另一方面，本技术提供了一种发电装置，包括如上所述的醇氢燃料动力系统。
[0023]根据本技术提供的醇氢燃料动力系统，所述醇储罐中储存的醇分别导入到电辅助模块中和作为发动机的部分燃料，在所述电辅助模块中，将醇和水混合形成醇溶液，再通过电处理醇溶液的方式制备得到氢气，电处理得到的氢气再与醇混合后进入发动机中燃烧做功，解决醇类物质冷启动困难的问题，采用单一的醇燃料即可实现整个动力过程，不需
要额外添加其他辅助燃料，另一方面，本醇氢燃料动力系统中采用电处理的方式替代现有的加热催化裂解的方式制备氢气，无需设置裂解催化剂和尾气换热等设备，由于电处理醇类物质所需的电压较低，消耗的能量比电解水要低，能够降低系统冷启动的耗能。此外，由于对发动机排放的废气进行了水回收，能够把部分排放物中溶于水的甲醇、甲醛等物质回收至电辅助原料储罐中，降低污染物排放。
附图说明
[0024]图1是本技术提供的醇氢燃料动力系统的系统示意图。
[0025]说明书附图中的附图标记如下：
[0026]1、醇储罐；2、电辅助模块；21、电辅助原料储罐；22、电处理单元；221、二氧化碳流道；23、电源；3、发动机；4、第一醇流道；5、第二醇流道；6、氢气流道；61、第一气体流道；62、压力平衡罐；63、第二气体流道；7、废气管；8、进水流道；9、电辅助原料流道。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种醇氢燃料动力系统，其特征在于，包括醇储罐、电辅助模块和发动机，所述醇储罐分别连通至所述电辅助模块和所述发动机的燃料进料口，所述电辅助模块用于混合醇和水形成醇溶液并产生起引燃作用的氢气，所述电辅助模块引出有氢气流道，所述氢气流道连通至所述发动机的燃料进料口。2.根据权利要求1所述的醇氢燃料动力系统，其特征在于，所述醇储罐为甲醇储罐。3.根据权利要求1所述的醇氢燃料动力系统，其特征在于，所述电辅助模块包括电辅助原料储罐和电处理单元，所述醇储罐连接所述电辅助原料储罐，所述电辅助原料储罐连接有进水流道，所述电辅助原料储罐用于混合醇和水以形成醇溶液，所述电辅助原料储罐的醇溶液导至所述电处理单元，所述电处理单元用于对所述醇溶液进行加工处理以生成氢气，所述电处理单元设置有二氧化碳排出口和所述氢气流道。4.根据权利要求3所述的醇氢燃料动力系统，其特征在于，所述电处理单元选自甲醇重整催化剂电热器，所述甲醇重整催化剂电热器中包括电热丝，所述电热丝上涂覆有甲醇水蒸汽重整催化剂。5.根据权利要求3所述的醇氢燃料动力系统，其特征在于，所述电辅助原料储罐和所述电处理单元之间通过设置电辅助原料流道相互连接。6.根据权利要求3所述的醇氢燃料动力系统，其特征在于，所述电辅助模块还包括有电源，所述电源电连接所述电处理单元。7.根据权利要求3所述的醇氢燃料动力系统，其特征在于，所述发动机的废气管连通所述进水流道，所述进水流道用于从所述废气管中收集废气中产生的水分，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘科，曹道帆，吴昌宁，江锋浩，梅豫杰，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。