[发明专利]一种氢气混合工质动力系统

说明书

本发明一种氢气混合工质动力系统，包括氢反应床单元、混合气化器、混合气膨胀机、带液膨胀机和液体加压泵。氢反应床单元连接到混合气化器的氢气入口，气液分离器连接到混合气化器的凝液入口。混合气化器通过混合气膨胀机、带液膨胀机连接到气液分离器，气液分离器的氢气出口连接到氢反应床单元。氢反应床单元的换热氢气出口通过三通阀分为两路，一路经1号氢气中间罐、混合气化器的换热盘管连接到氢反应床单元的换热氢气入口形成冷却回路。另一路经2号氢气中间罐、空气换热器连接到氢反应床单元的换热氢气入口形成加热回路。本发明以氢气、氮气等为循环工质，将热能转变为机械能和电能，利用大自然能量及工业余热，利于节能减排和创造经济效益。

技术领域

本发明属于能量综合利用技术领域，涉及一种氢气混合工质动力系统。

背景技术

自然界充满着无限的常温能源，空气、海水等无限量的常温能源，具有开发潜力。地球上的能源绝大部分来自于太阳，在能源日益紧缺的今天，新的可再生绿色洁净发电技术日益受到重视。现在新能源中，水能和风能发电技术应用较为普遍，技术也较为成熟。水电开发潜力不大，而风力又过于分散，只能在一些特定区域有用，而且水能和风能发电装置投入很大，占地面积广。空气能已逐步进入人们的视野中，目前空气能热水器也得到了普遍应用，其原理就是利用空气中的热能，通过热泵加热水。但是利用空气能发电的技术非常少，技术不够成熟，难以推广应用。

授权公告号为CN202055876U，授权公告日为2011年11月30日的中国实用新型专利公开了一种新能源太阳能热力超临界低温空气能发电装置。包括吸热器、膨胀发电机组、回热器、冷却器、增压泵、制冷机及其管道附件及检测和控制装置，密闭系统内有氮气或混合工质。工质经吸热器成为高压超临界流体，经膨胀发电机组做功发电成为临界状态工质，经回热器、冷却器冷凝，由增压泵压入回热器换热再进吸热器吸热形成封闭循环发电系统。它也可以用于余热废热地热等中低温热源发电，工质用二氧化碳或混合工质。该实用新型专利能够将空气能转化成推动发电机组转动的动能，但是因冷却器冷凝需要耗能，其系统能量转换率变低，发电机发电量较小，实际推广价值有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢气混合工质动力系统，通过氢气及其它工质的循环，利用空气的热量通过能量转换转变为机械能带动发电机发电，充分利用大自然能量及工业余热，节能减排增加企业经济效益。

本发明一种氢气混合工质动力系统，包括氢反应床单元、混合气化器、混合气膨胀机、发电机、带液膨胀机、气液分离器和液体加压泵。所述氢反应床单元的每台氢反应床分别设有低压氢气进口、高压氢气出口、换热氢气入口和换热氢气出口。所述混合气化器设有换热盘管、氢气入口、凝液入口和混合气出口。所述气液分离器设有混合气入口、氢气出口和凝液出口，所述气液分离器的氢气出口设有氢气过滤膜。所述混合气膨胀机与发电机同轴连接，所述带液膨胀机与液体加压泵轴连接。所述气液分离器的氢气出口通过低压氢气管路连接到氢反应床单元氢反应床的低压氢气入口，氢反应床单元氢反应床的高压氢气出口通过高压氢气管路连接到混合气化器的氢气入口。气液分离器的凝液出口通过设置液体加压泵的凝液管路连接到混合气化器的凝液入口。所述混合气化器的混合气出口连接到混合气膨胀机的入口，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。所述动力系统设有1号氢气中间罐、2号氢气中间罐和空气换热器，所述氢反应床单元氢反应床的换热氢气出口通过三通阀分为两路，一路经冷却氢气管路依次通过换热介质低压氢气循环泵、1号氢气中间罐、混合气化器的换热盘管和三通阀连接氢反应床的换热氢气入口，形成冷却回路。另一路经加热氢气管路依次通过换热介质高压氢气循环泵、2号氢气中间罐、空气换热器的管程和三通阀连接到氢反应床的换热氢气入口，形成加热回路。空气换热管路连接到空气换热器的壳程入口，空气换热器的壳程出口与大气连通。

所述氢反应床单元设有至少两台氢反应床，每台氢反应床分别设有低压氢气进口、高压氢气出口、换热氢气入口和换热氢气出口。所述低压氢气进口设有低压氢气进口阀门，所述高压氢气出口设有高压氢气出口阀门，所述换热氢气入口和换热氢气出口分别设有三通阀。