[发明专利]一种甲醇水制氢发电机

说明书

技术领域

本发明涉及氢气发电技术领域，尤其涉及一种甲醇水制氢发电机。

背景技术

众所周知，随着地球资源的日益匮乏，地球上的有限资源越来越紧缺。目前据科学表明氢有可能成为未来最理想的能源，其主要的原因是燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，并且氢气燃烧的是水，不会产生残渣或废气，不会对环境产生污染，相比之下石油和煤的燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫是导致温室效应和酸雨的主要因素。更重要的是储量问题，煤和石油是有限资源，而氢气主要存在于水分子中，当水分子中的氢燃烧完后的产物也是水，地球上百分之七十的面积被水覆盖，储量相当之大，几乎可以认为氢是“取之不尽，用之不竭”的能源。

氢是一种无色的气体。在大自然中分布也较为广泛。在地球上的说中氢的含量就占有11％。氢的用途也非常的广，氢燃料电池海尔可以吧氢直接转换成电能，使氢能的利用分为方便。同时氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，可以便于交通的运输或者直接作为燃料使用。

现今氢的全球年产量约为3600吨，其中绝大部分都是从煤炭、石油以及天然气中制取，这种方法对原本就很紧缺的有限资源造成更多的消耗，另一种方法是采用电解水的方法制取的，这对电能有着较大的消耗，很不划算。在此人们也在不断探索着新的制氢方法，据研究表明利用甲醇与水重整制氢，可以减少生产成本。利用先进的甲醇气化重整由变压吸附技术制取纯氢和富含CO2的混合气体，经过进一步的处理，可同时得到氢气和二氧化碳气体。

本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，其原理如下：

CH₃OH＝CO+2H₂(1)

CO+H₂O＝CO₂+H₂(2)

CH₃OH+H₂O＝CO₂+3H₂(3)

重整反应后生产的CO₂和H_2，在经过钯膜分离将CO₂和H₂分开，得到高纯氢气，变压吸附法的耗能高，设备大且不合适小规模的氢气发电制备。同时还具有以下缺陷：1、原有的甲醇中会含有S、P、CL等有害物质容易堵塞管道、磨损管道；2、甲醇蒸馏后会产生小部分未反应的甲醇导致原料浪费；3、甲醇具有易燃的特性，并且其蒸汽一旦与空气混合会形成爆炸性混合物，如果遇到高温、明火会有燃烧爆炸的危险。

因此我们需要一种能够实现安全稳定快速启动、又能节约能源的制氢发电机。

发明内容

本发明公开了一种甲醇水制氢发电机，用以解决现有技术中存在制氢发电机制氢的纯度不高导致管道堵塞或腐蚀管道、有小部分甲醇不能反应造成原料的浪费、甲醇蒸汽在高温下与空气会混合成不稳定的燃烧爆炸物等迫切需要解决的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种甲醇水制氢发电机，其中，包括：依次连接的液体储存器系统、制氢系统以及发电系统；

所述液体储存器系统与所述制氢系统之间设有液体过滤器，所述制氢系统与所述发电系统之间设有气体过滤器；

所述液体储存器系统，包括甲醇原料箱、储水箱、甲醇水混合箱，所述甲醇原料箱与所述储水箱均与所述甲醇水混合箱连接；

所述制氢系统，包括超声振动装置、钯膜氢气分离装置，所述甲醇水混合箱与所述超声振动装置循环连接，与所述超声振动装置的输出端与所述钯膜氢气分离装置的输入端连接；

所述发电系统，包括燃料电池以及依次连接的氢气储存箱、氢气液化装置、氢气液化储存箱，所述氢气储存箱的输入端与所述钯膜氢气分离装置连接，所述氢气储存箱的输出端与所述燃料电池的气态接口连接，所述氢气液化储存箱的输出端与所述燃料电池的液态接口连接；

所述液体储存器系统提供所述制氢系统甲醇水，由制氢系统对甲醇水制氢后传送至发电系统进行发电。

上述的甲醇水制氢发电机，其中，所述储水箱连通一循环水管，所述循环水管有部分通过所述燃料电池内部。

上述的甲醇水制氢发电机，其中，所述甲醇水混合箱与所述超声振动装置之间设有液体过滤器。

上述的甲醇水制氢发电机，其中，所述钯膜氢气分离装置与所述氢气储存器之间设有气体过滤器。