一种车载高动态响应氨分解制氢系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车载高动态响应氨分解制氢系统，其包括依次相连的氨供应装置、氨分解反应装置、分离冷却装置，氨分解反应装置包括相互并联的多个氨分解反应器，氨分解反应器包括氨分解反应室、设置于氨分解反应室内的氨分解催化组件和加热组件。不需要使用传统的汽油和柴油作为燃料，以氢气作为燃料，对环境的污染较小，也摆脱了对化石燃料的依赖，同时采用氨热解现场制氢，解决了氢气难以存储、运输以及易发生爆炸的问题，也解决了加氢站成本较高的问题，多个并联的氨分解反应器可同时运行工作，可提高制氢效率，满足车辆高动态响应的需求。应的需求。应的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种车载高动态响应氨分解制氢系统


[0001]本技术涉及发动机的燃料供应的领域，特别涉及一种车载高动态响应氨分解制氢系统。

技术介绍

[0002]目前汽车的燃料主要为化石燃料，但由于石油资源的日益枯竭，世界各国对能源的争夺非常的严重，同时由于化石燃料燃烧后会产生二氧化碳等温室气体，对目前的生态环境造成了非常大了破坏。因此开发一种新的能源来代替传统的化石能源用于汽车上是非常有必要的，这也是目前世界上大多数国家研究的重点方向。
[0003]氢气由于其燃烧后只会产生水蒸气，而且其燃烧热较高，被认为是目前最理想的可用于代替化石燃料的清洁能源。氢能运用在汽车上目前还有较多的难题，首先氢气的储存和运输很困难，需要使用特制的高压罐且占用体积较大，而且容易发生氢气泄露和爆炸。其次加氢站的建设成本较高，很难大面积的推广。目前这些存在的问题还大大的限制着氢能的开发和利用。氨气作为一种含氢量为17.8％的气体，其运输和存储较为方便，是目前较为理想的制氢原料，利用氨分解制氢技术可以解决氢气难以运输的问题，而且氨气分解只产生氢气和氮气，不会对环境造成污染，同时现有的氨分解制氢存在制氢效率低，满足不了车辆高动态响应的需求。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于提供一种车载高动态响应氨分解制氢系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0006]本技术提供一种车载高动态响应氨分解制氢系统，其包括：依次相连的氨供应装置、氨分解反应装置、分离冷却装置，所述氨分解反应装置包括相互并联的多个氨分解反应器，所述氨分解反应器包括氨分解反应室、设置于氨分解反应室内的氨分解催化组件和加热组件。
[0007]本技术的有益效果是：在使用时，分离冷却装置的氢气出口与氢气内燃机连接，当系统收到汽车启动信号时，加热组件对氨分解反应室进行加热，氨供应装置向氨分解反应装置提供氨气，在氨分解催化组件的催化作用下，将氨气分解成氢气，从氨分解反应装置出来的气体经过分离冷却装置实现氨气与氢气的分离、以及氢气的冷却，之后氢气输送到氢气内燃机中，不需要使用传统的汽油和柴油作为燃料，以氢气作为燃料，对环境的污染较小，也摆脱了对化石燃料的依赖，同时采用氨热解现场制氢，解决了氢气难以存储、运输以及易发生爆炸的问题，也解决了加氢站成本较高的问题，多个并联的氨分解反应器可同时运行工作，可提高制氢效率，满足车辆高动态响应的需求。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述加热组件包括加热电阻丝，所述氨分解催化组件包括涂敷有氨分解催化剂的毛细管，所述毛细管位于加热电阻丝周围。
[0009]本方案通过加热电阻丝对氨分解反应室内部进行加热，并在毛细管上涂覆有氨分解催化剂，当氨分解反应室内的温度达到氨分解反应所需的温度时，氨气经过毛细管时，在氨分解催化剂的作用下被分解出氢气，为了提高效率，毛细管设置多个，多个毛细管均布于加热电阻丝周围。其中氨分解催化剂为镍基催化剂或铁基催化剂，催化剂的载体为碳纳米管。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述氨分解反应器包括串联的多个氨分解反应室。
[0011]每个氨分解反应器还额外串联有多个氨分解反应室，置于后面的氨分解反应室用于继续分解未分解的氨气，提高氨气的利用率。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进所述氨分解反应装置还包括外壳，多个氨分解反应器设置于外壳内，所述外壳设置有保温层。
[0013]外壳上的保温层主要起到保温的作用，降低能耗。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述分离冷却装置包括依次连接的气体分离器、冷却器。
[0015]本方案从氨分解反应装置出来的气体会经过气体分离器进行分离，将氢气分离出来，其中气体分离器设置有两个出气口，一个出气口用于向冷却器输送产生的氢气，另一个用于排出氮气和少量未分解的氨气。冷却器主要用于冷却高温氢气。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述分离冷却装置还包括连接于冷却器出口的储氢室。本方案还设置了储氢室来暂时储存产生的氢气并将氢气输送到氢气内燃机中。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述氨供应装置的出口安装有氨气控制阀，所述分离冷却装置的出口安装有氢气控制阀。氨气控制阀主要用于控制氨气供给的量，而氢气控制阀控制进入氢气内燃机的氢气量。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，还包括控制器、油门位置传感器、设置于氨分解反应装置中的温度传感器、设置于储氢室的压力传感器，所述控制器同时与油门位置传感器、温度传感器、压力传感器、氨气控制阀、氢气控制阀和加热组件电连接。
[0019]本方案还设置了自动控制系统，温度传感器用于检测氨分解反应室中的温度，油门位置传感器用于可以将油门所受的压力或者油门的开合角度转换成电信号传输到控制器，而压力传感器用于监测储氢室内的压力，控制器用于接收油门位置传感器、温度传感器和压力传感器检测的信号，然后控制氨气控制阀和氢气控制阀的开闭以及加热组件的启停。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明；
[0021]图1是本技术所提供的车载高动态响应氨分解制氢系统，实施例一的流程示意图；
[0022]图2是本技术所提供的车载高动态响应氨分解制氢系统，实施例二的流程示意图；
[0023]图3是本技术所提供的氨分解反应装置，其一实施例的所有氨分解反应室并联时的结构示意图。
具体实施方式
[0024]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0025]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0026]在本技术的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
[0027]本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
[0028]参照图1～图3，本技术的车载高动态响应氨分解制氢系统作出如下实施例：
[0029]实施例一：
[0030]如图1所示，本实施例的车载高动态响应氨分解制氢系统包括氨供应装置100、氨分解反应装置200和分离冷却装置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载高动态响应氨分解制氢系统，其特征在于，其包括：依次相连的氨供应装置(100)、氨分解反应装置(200)、分离冷却装置，所述氨分解反应装置(200)包括相互并联的多个氨分解反应器(210)，所述氨分解反应器(210)包括氨分解反应室(211)、设置于氨分解反应室(211)内的氨分解催化组件和加热组件。2.根据权利要求1所述的一种车载高动态响应氨分解制氢系统，其特征在于：所述加热组件包括加热电阻丝，所述氨分解催化组件包括涂敷有氨分解催化剂的毛细管。3.根据权利要求1所述的一种车载高动态响应氨分解制氢系统，其特征在于：所述氨分解反应器(210)包括串联的多个氨分解反应室(211)。4.根据权利要求1所述的一种车载高动态响应氨分解制氢系统，其特征在于：所述氨分解反应装置(200)还包括外壳(220)，多个氨分解反应器(210)设置于外壳(220)内，所述外壳(220)设置有保温层。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘红飞，朱意，张海宁，唐浩林，窦明，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：新型
国别省市：