[发明专利]一种改进型的氢气混合工质余热利用系统

说明书

本发明涉及一种改进型的氢气混合工质余热利用系统，包括氢反应床、1号混合气化器、混合气膨胀机、带液膨胀机、发电机、气液分离器、空气换热管路和液体加压泵。氢反应床的氢气出口经高压氢气管路连接到1号混合气化器的氢气入口，气液分离器的凝液出口通过凝液管路连接到液体加压泵入口，液体加压泵出口连接到1号混合气化器的凝液入口。1号混合气化器的混合气出口连接到混合气膨胀机入口，混合气膨胀机的出口连接到带液膨胀机的入口，带液膨胀机的出口连接到气液分离器的混合气入口，气液分离器的氢气出口经低压氢气管路连接到氢反应床。本发明过工质循环驱动膨胀机做功，将热能转变为机械能带动发电机发电，充分回收利用了工业废热和环境空气热能。

技术领域

本发明属于能量综合利用技术领域，涉及一种改进型的氢气混合工质余热利用系统。

背景技术

能源短缺、环境污染、全球气候变化，令开发清洁、高效、安全和可持续的能源迫在眉睫，其中氢能正在受到越来越多国家的重视。进入二十一世纪，发动机工业得到了迅速地发展，然而目前汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。汽油和柴油都是不可再生资源，为了减缓石油资源的匮乏所带来的一系列负面影响以及减少大气污染和发动机尾气排放，需要寻找发动机的代用燃料，而氢能源是目前最理想的清洁燃料。随着世界各国环境保护的措施越来越严格，氢能源车辆由于其节能、低排放等特点成为发动机研究与开发的一个重点，并已经开始商业化。

氢作为燃料的优点是，以水为原料，资源丰富；燃烧时放出的热量多；燃烧产物是水，无毒、无污染，且可以循环使用，被称作绿色能源。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对发动机进行大的改装，因此氢能动力具有广阔的应用前景。目前高温工业废气基本上都得到了很好地利用，用于生产蒸汽、用于汽轮发电等等。但是低温工业废气的热值低，利用价值不大，用于生产蒸汽发电经济效益较差，因此大部分被废弃。

公开号为102287800A的发明专利申请公开“一种利用焦炉加热废气余热生产蒸汽的系统。该系统包括上端与焦炉废气烟道连接的余热锅炉，余热锅炉的下端通过引风机与烟囱连接，所述的余热锅炉内部从上至下依次设置过热器、蒸发器、省煤器、冷水预热器；冷水预热器的进口集箱与软化水箱连接，出口集箱连接省煤器，省煤器的出口集箱与蒸发器连接，蒸发器的蒸汽出口与过热器的进口集箱连接”。该专利申请过程简单，设备容易布置，占地面积少。但是不适宜利用工业废气余热进行发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进型的氢气混合工质余热利用系统，利用空气或/和高温烟气携带的热量，通过能量转换转变为机械能带动发电机发电，并用多余的能量制备氧气，提高余热利用率，增加企业经济效益。

本发明的技术方案是：改进型的氢气混合工质余热利用系统，系统包括氢反应床、1号混合气化器、混合气膨胀机、带液膨胀机、发电机、气液分离器、空气换热管路和液体加压泵，混合气膨胀机、带液膨胀机与发电机同轴或非同轴连接；氢反应床设有换热设备和换热器，所述1号混合气化器设有换热盘管；所述空气换热管路连接到换热设备的空气入口，换热设备的空气出口与环境连通；所述换热器的出口通过换热介质管路连接到1号混合气化器的换热盘管，所述换热盘管的出口通过换热介质管路连接到换热器的入口；所述1号混合气化器设有氢气入口、凝液入口和混合气出口，所述气液分离器设有氢气出口、凝液出口和混合气入口；所述氢反应床的氢气出口经高压氢气管路连接到1号混合气化器的氢气入口，所述气液分离器的凝液出口通过凝液管路连接到液体加压泵入口，所述液体加压泵出口连接到1号混合气化器的凝液入口；所述1号混合气化器的混合气出口连接到混合气膨胀机入口，混合气膨胀机的出口连接到带液膨胀机的入口，所述带液膨胀机的出口连接到气液分离器的混合气入口，气液分离器的氢气出口经低压氢气管路连接到氢反应床。