[发明专利]一种汽车发动机尾气余热回收发电系统

说明书

本发明涉及一种汽车发动机尾气余热回收发电系统，包括尾气换热器、轴流式压缩机、轴流式膨胀机；发动机尾气排气管连接尾气换热器的壳程后排空，尾气换热器的管程进口与闪蒸罐连接，尾气换热器的管程出口与轴流式压缩机连接，轴流式压缩机通过高压缓冲罐连接升压床进口，升压床出口连接分离罐Ⅰ，分离罐Ⅰ一路连接轴流式膨胀机，一路连接闪蒸罐；轴流式膨胀机通过低压氢气缓冲罐连接升压床的进口。升压床出口连接分离罐Ⅱ，分离罐Ⅱ一路连接低压氢气缓冲罐，一路连接尾气换热器。闪蒸罐的液相出口一路连接升压床进口，一路连接尾气换热器。本发明通过氢燃料发动机与升压床结合，充分利用发动机尾气余热发电，为汽车提供动力，提高发动机的热效率。

技术领域

本发明属于余热回收技术领域，涉及一种节能环保的汽车发动机尾气余热回收发电系统。

背景技术

工业革命以来，世界各国尤其是西方国家经济的飞速发展是以大量消耗能源资源为代价的，并且造成了生态环境的日益恶化。有关研究表明，过去50年全球平均气温上升的原因，90%以上与人类使用石油等燃料产生的温室气体增加有关，由此引发了一系列生态危机。节约能源资源，保护生态环境，已成为世界人民的广泛共识。进一步加强节能减排工作，既是对人类社会发展规律认识的不断深化，也是积极应对全球气候变化的迫切需要。近年来，我国的资源环境问题日益突出，节能减排形势十分严峻。我国的石油、天然气人均占有储量只有世界平均水平的11%和4.5%，我国能源利用效率比国际先进水平低10个百分点左右，单位GDP能耗是世界平均水平的3倍左右。由于我国已经进入工业化和城镇化加速期，重化工业较快增长还会持续一段较长时间，这一过程中能源资源消耗和污染排放与经济增长一般呈现正向关联。因此，在资源稀缺与环境承载能力有限的情况下，传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的增长方式已经走到了尽头。不加快转变经济发展方式，资源难以支撑，环境难以容纳，社会难以承受，科学发展难以实现。因此，为了我们的国家，为了我们了社会，为了更好的生存我们必须贯彻实施节能减排。

汽车节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。我国高速公路网形成，乡村公路，公路客货运输量和汽车保有量均迅速不断地增长，因此，我国汽车运输需求的能源数量将不断激增，而我国的石油资源远远不能满足其需要。我国汽车技术的平均水平低于世界发达国家，机动车燃油经济性水平比欧洲低25%，比日本低20%，比美国整体水平低10%，载货汽车百吨公里油耗7.6升，比国外先进水平高1倍以上，提高汽车的热工转化效率、燃油经济性是节能减排的研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车发动机尾气余热回收发电系统，充分利用发动机尾气余热发电为汽车提供动力，提高了发动机的热效率和燃油经济性。

本发明的技术方案是：汽车发动机尾气余热回收发电系统，包括尾气换热器、轴流式压缩机、高压缓冲罐、分离罐Ⅰ、轴流式膨胀机、发电机、分离罐Ⅱ、氢气循环泵、有机工质循环泵、闪蒸罐、低压氢气缓冲罐、升压床和蓄电池。升压床设置至少三台交替工作的氢反应床，各氢反应床均为空腔结构的罐体，各氢反应床设置第一进口、第一出口、第二进口和第二出口。分离罐Ⅰ的出口设有高压氢气过滤膜，分离罐Ⅱ的出口设有低压氢气过滤膜。尾气换热器1的壳程进口与发动机尾气排气管连接，尾气换热器的壳程出口排空，尾气换热器的管程进口与闪蒸罐的出口连接，尾气换热器的管程出口与轴流式压缩机的进口连接。轴流式压缩机的出口与高压缓冲罐的进口连接，高压缓冲罐的出口连接到升压床中氢反应床的第一进口，升压床中氢反应床的第一出口连接分离罐Ⅰ，分离罐Ⅰ设有二路出口管，一路通过高压氢气过滤膜连接到轴流式膨胀机的进口，一路连接到闪蒸罐的进口。轴流式膨胀机的出口与低压氢气缓冲罐的进口连接，低压氢气缓冲罐的出口连接到到升压床中氢反应床的第二进口。升压床中氢反应床的第二出口连接到分离罐Ⅱ，分离罐Ⅱ设有二路出口管，一路通过低压氢气过滤膜、氢气循环泵连接到低压氢气缓冲罐的进口，一路连接到尾气换热器的管程进口。闪蒸罐的下部液相出口分为两路，一路通过有机工质循环泵连接到升压床中氢反应床的第二进口，一路连接到尾气换热器的管程进口。轴流式压缩机电路连接蓄电池，轴流式膨胀机连接发电机，发电机与蓄电池或与外部电力系统电路连接。