[发明专利]基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统

权利要求书

1.基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统，其特征在于，包括：秸秆乙醇发酵系统、乙醇重整制氢系统、氢氧燃料电池发电系统和中央控制系统，其中，所述秸秆乙醇发酵系统对秸秆进行厌氧发酵获得乙醇，所述乙醇重整制氢系统利用所述乙醇和水蒸气重整反应获得氢气，所述氢氧燃料电池发电系统利用所述氢气将化学能转化为电能，所述中央控制系统用于对秸秆乙醇发酵系统、乙醇重整制氢系统和氢氧燃料电池发电系统进行在线控制。

2.按照权利要求1所述基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统，其特征在于：所述秸秆乙醇发酵系统包括原料预处理系统、恒温乙醇发酵反应器、秸秆乙醇发酵液收集装置、乙醇自动净化分离装置和在线乙醇浓度分析仪，其中，所述原料预处理系统用于对粉碎后的秸秆进行酸化处理，恒温乙醇发酵反应器用于对预处理后的秸秆进行恒温发酵，得到秸秆乙醇发酵液并暂存至秸秆乙醇发酵液收集装置，所述乙醇自动净化分离装置用于对得到的秸秆乙醇发酵液进行净化分离，得到达到指定浓度的乙醇，所述在线乙醇浓度分析仪用于在线分析所述乙醇溶液的浓度并上报至中央控制系统，所述中央控制器根据得到的乙醇浓度信息控制乙醇溶液再次返回至乙醇自动净化分离装置进行再次净化分离，直至乙醇浓度达到指定浓度。

3.按照权利要求2所述基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统，其特征在于：所述秸秆乙醇发酵系统对秸秆进行厌氧发酵获得乙醇具体包括如下步骤：

(1)原料预处理：将秸秆粉碎至2-3cm长度，并进行酸化处理；

(2)酿酒酵母活化：取葡萄糖溶于去离子水中，加入酿酒高活性干酵母，摇匀，透气封口膜封口，置于37℃的恒温生化培养箱中静置，进行活化；

(3)恒温发酵经过预处理的秸秆：将经过预处理的秸秆加入恒温乙醇发酵反应器中，调节反应器内发酵液的pH至5.0-6.0，然后在发酵液中加入纤维素酶，最后向反应器中投入活化好的酵母，在37±0.2℃条件下恒温发酵，得秸秆乙醇发酵液，其中，经过处理的秸秆、纤维素酶与活化好的酵母的质量比为100:0.5-1:0.5-1；

(4)净化分离发酵液：分离步骤(3)中获得的秸秆乙醇发酵液，并将发酵液中多余的水分和杂质排出，得到浓度达到95％以上的乙醇。

4.按照权利要求3所述基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统，其特征在于：步骤(1)中，利用2％的硫酸溶液在100-110℃的温度下对秸秆进行酸化处理，酸化时间为30～50分钟；步骤(2)中，静置时间为3～4小时；步骤(3)中，发酵液的PH利用1.1％-1.5％的硫酸调节，温度和PH分别通过温度传感器和PH在线调节仪检测并通过中央控制系统调节。

5.按照权利要求1所述基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统，其特征在于：所述乙醇重整制氢系统包括乙醇水蒸气重整反应器、气体自动净化分离装置和氢气浓度分析仪，其中，所述乙醇水蒸气重整反应器内通入由秸秆乙醇发酵系统获得的达到指定浓度的乙醇并发生水蒸气重整反应，反应得到的气体经气体自动净化分离装置将氢气与杂质气体进行分离，氢气浓度分析仪与中央控制系统连接，用于检测分离出的氢气的浓度并上报，所述中央控制系统用于根据接收到的氢气浓度信息控制氢气返回至气体净化分离装置进行再次净化分离，直至得到达到指定浓度的氢气。

6.按照权利要求5所述基于秸秆乙醇发酵重整制氢气的氢氧燃料电池智能发电系统，其特征在于：所述乙醇重整制氢系统利用所述乙醇和水蒸气重整反应获得氢气具体包括如下步骤：

(1)利用乙醇水蒸气重整反应器，使秸秆乙醇发酵系统获得的乙醇发生水蒸气重整反应，产生氢气等气体；

(2)将步骤(1)中产生的气体进行氢气与杂质气体的净化分离，其中，净化分离过程中，利用氢气浓度分析仪在线分析氢气浓度，如果氢气浓度低于95％，则进行二次净化分离，直至氢气浓度高于95％。