CN109775660B - 一种醇水高效制氢设备 - Google Patents
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Abstract
一种醇水高效制氢设备，换热箱密封固定在尾气排气管上，换热片置于换热箱中；两个第一电子抽液泵分别抽取醇水箱中的醇和水的混合液分别进入第一换热器和第二换热器中，第一换热器和第二换热器的换热箱体上分别固定且通接有第一出气管和第二出气管，第一出气管与第一储蒸汽瓶的进气嘴相通接，第二出气管与第二储蒸汽瓶相通接；第一储蒸汽瓶通过第四出气管与第二喷气嘴相通接，第二喷气嘴与下端盖相通接，第四出气管上安装有第二电磁阀，上端盖上固定且通接有送氢气管，送氢气管与储氢气瓶相通接；中心管与斯特林热能发电机的进气口相通接。它充分利用醇水燃烧产生的热能，提高了制氢效率，降低了制氢成本，适合工业化批量制氢使用。
Description
技术领域
本发明涉及新能源制氢技术领域，更具体地说涉及一种利用醇水制氢的设备。
背景技术
CN106698342A公开了一种醇水制氢设备，它是利用醇富氢发动机尾气所产生的热能让醇水蒸汽在制氢催化剂的作用下产生氢气。其不足之处是：醇水发动机尾气的热量有限，醇水发动机尾气管通过换热器换热得到的热能利用率较低，造成制氢成本较高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种醇水高效制氢设备，它充分利用醇水燃烧产生的热能，提高了制氢效率，降低了制氢成本，适合工业化批量制氢使用。
本发明的技术解决措施如下：
一种醇水高效制氢设备，包括醇水箱、斯特林热能发电机，斯特林热能发电机的尾气排气管上固定有第一换热器和第二换热器，第一换热器和第二换热器的结构相同，第一换热器的结构是换热片固定在尾气排气管上，换热箱密封固定在尾气排气管上，换热片置于换热箱中；
两个第一电子抽液泵分别抽取醇水箱中的醇和水的混合液分别进入第一换热器和第二换热器中，第一换热器和第二换热器的换热箱上分别固定且通接有第一出气管和第二出气管，第一出气管与第一储蒸汽瓶的进气嘴相通接，第二出气管与第二储蒸汽瓶相通接；
反应装置的结构是：中心管置于外管中，隔板一端成型在中心管的外壁上、另一端成型在外管的内壁上，隔板、中心管和外管之间形成若干个外反应腔室，外反应腔室的上端和下端均固定有外反应腔室网板，上端和下端的外反应腔室网板之间填充有制氢催化剂；中心管中固定有中心管上网板和中心管下网板，中心管上网板和中心管下网板之间填充有催化氧化催化剂；外管的上端成型或固定有上端盖，外管的下端成型或固定有下端盖，中心管从上端盖和下端盖上穿过；
空气泵的出风管通过管道与中心管的下部相通接，第二储蒸汽瓶通过第三出气管与第一喷气嘴相通接，第三出气管上安装有第一电磁阀，第一喷气嘴固定在中心管上，第一喷气嘴的出气口位于空气泵的出风管的上方；
第一储蒸汽瓶通过第四出气管与第二喷气嘴相通接，第二喷气嘴与下端盖相通接，第四出气管上安装有第二电磁阀，上端盖上固定且通接有送氢气管，送氢气管与储氢气瓶相通接；中心管与斯特林热能发电机的进气口相通接；预启动第二电子抽液泵抽取醇水箱中的醇和水的混合液进入第一喷气嘴中。
所述反应装置有若干个，每个反应装置的中心管与第一集流管相通接，第一集流管通过管道与斯特林热能发电机的进气口相通接；第三出气管与第二集流管相通接，第二集流管与每个反应装置的第一喷气嘴相通接；第四出气管与第三集流管相通接，第三集流管与每个反应装置的第二喷气嘴相通接；预启动第二电子抽液泵抽取醇水箱中的醇和水的混合液进入第二集流管。
所述隔板以中心管的圆心为中心环形阵列分布在中心管上，每个外反应腔室的大小相同。
本发明的有益效果在于：
它充分利用醇水燃烧产生的热能，提高了制氢效率，降低了制氢成本，适合工业化批量制氢使用。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为第一换热器部分的结构示意图；
图3为反应装置的剖视图；
图4为实施例2的结构示意图。
图中：1、醇水箱；2、斯特林热能发电机；3、第一换热器；4、第二换热器；5、电子抽液泵；6、第一储蒸汽瓶；7、第二储蒸汽瓶；8、反应装置；9、制氢催化剂；10、催化氧化催化剂；11、上端盖；12、下端盖；13、第三出气管；14、第一喷气嘴；15、第一电磁阀；16、第四出气管；17、第二喷气嘴；18、第二电磁阀；19、送氢气管；20、储氢气瓶；21、第一集流管；22、第二集流管；23、第三集流管；24、空气泵。
具体实施方式
实施例1：见图1至3所示，一种醇水高效制氢设备，包括醇水箱1、斯特林热能发电机2，斯特林热能发电机2的尾气排气管2a上固定有第一换热器3和第二换热器4，第一换热器3和第二换热器4的结构相同，第一换热器3的结构是换热片32固定在尾气排气管2a上，换热箱31密封固定在尾气排气管2a上，换热片32置于换热箱31中；
两个第一电子抽液泵5分别抽取醇水箱1中的醇和水的混合液分别进入第一换热器3和第二换热器4中，第一换热器3和第二换热器4的换热箱31上分别固定且通接有第一出气管33和第二出气管43，第一出气管33与第一储蒸汽瓶6的进气嘴相通接，第二出气管43与第二储蒸汽瓶7相通接；
反应装置8的结构是：中心管81置于外管82中，隔板83一端成型在中心管81的外壁上、另一端成型在外管82的内壁上，隔板83、中心管81和外管82之间形成若干个外反应腔室84，外反应腔室84的上端和下端均固定有外反应腔室网板85，上端和下端的外反应腔室网板85之间填充有制氢催化剂9；中心管81中固定有中心管上网板86和中心管下网板87，中心管上网板86和中心管下网板87之间填充有催化氧化催化剂10；外管82的上端成型或固定有上端盖11，外管82的下端成型或固定有下端盖12，中心管81从上端盖11和下端盖12上穿过；
空气泵24的出风管通过管道与中心管81的下部相通接，第二储蒸汽瓶7通过第三出气管13与第一喷气嘴14相通接，第三出气管13上安装有第一电磁阀15，第一喷气嘴14固定在中心管81上，第一喷气嘴14的出气口位于空气泵24的出风管的上方；
第一储蒸汽瓶6通过第四出气管16与第二喷气嘴17相通接，第二喷气嘴17与下端盖12相通接，第四出气管16上安装有第二电磁阀18，上端盖11上固定且通接有送氢气管19，送氢气管19与储氢气瓶20相通接；中心管81与斯特林热能发电机2的进气口相通接；预启动第二电子抽液泵25抽取醇水箱1中的醇和水的混合液进入第一喷气嘴14中。
所述隔板83以中心管81的圆心为中心环形阵列分布在中心管81上，每个外反应腔室84的大小相同。
实施例2，见图4所示，所述反应装置8有若干个，每个反应装置8的中心管81与第一集流管21相通接，第一集流管21通过管道与斯特林热能发电机2的进气口相通接；第三出气管13与第二集流管22相通接，第二集流管22与每个反应装置8的第一喷气嘴14相通接；第四出气管16与第三集流管23相通接，第三集流管23与每个反应装置8的第二喷气嘴17相通接；预启动第二电子抽液泵25抽取醇水箱1中的醇和水的混合液进入第二集流管22。其余同实施例1。
工作原理：醇水箱1中装有醇和水的混合液，控制器控制预启动第二电子抽液泵25抽取醇水箱1中的醇和水的混合液进入第一喷气嘴14中。这些醇水混合液经空气泵24吹入催化氧化催化剂10中。
催化氧化催化剂10组份按重量百分比计贵金属铂含量0.3%，钯含量0.08%，过渡金属铁含量6%，钴含量5%，载体稀土氧化物二氧化铈含量4%，二氧化锆含量7%，其余为三氧化二铝。醇水混合液进入催化氧化催化剂10中后，在常温下会起火燃烧产生热能，中心管81中的热能给外反应腔室84加热，同时中心管81的热能进入斯特林热能发电机2，斯特林热能发电机2开始工作。
这时，控制器控制预启动第二电子抽液泵25关闭。然后控制器再控制两个第一电子抽液泵5分别抽取醇水箱1中的醇和水的混合液分别进入第一换热器3和第二换热器4中，第一换热器3和第二换热器4中的醇水混合液变成醇水蒸汽。第一换热器3中的醇水蒸汽流经第一储蒸汽瓶6、第二喷气嘴17进入外反应腔室84中在制氢催化剂9的作用下生产氢气，氢气收集到储氢气瓶20中。第二换热器4中的醇水蒸汽流经第二储蒸汽瓶7、第一喷气嘴14进入中心管81中燃烧。
本发明的空气泵24就是常规的空气增压泵，制氢催化剂9为常规醇水制氢催化剂，如CN102029155B中公开的制氢催化剂。
斯特林热能发电机2开始工作后第二换热器4中出来的也是醇和水的蒸汽，这些醇和水的蒸汽流经第二储蒸汽瓶7再流入中心管81中。
第一喷气嘴14的出气口位于空气泵24的出风管的上方，能防止第一喷气嘴14出来的蒸汽回火造成事故。
Claims (3)
1.一种醇水高效制氢设备，包括醇水箱（1）、斯特林热能发电机（2），其特征在于：斯特林热能发电机（2）的尾气排气管（2a）上固定有第一换热器（3）和第二换热器（4），第一换热器（3）和第二换热器（4）的结构相同，第一换热器（3）的结构是换热片（32）固定在尾气排气管（2a）上，换热箱（31）密封固定在尾气排气管（2a）上，换热片（32）置于换热箱（31）中；
两个第一电子抽液泵（5）分别抽取醇水箱（1）中的醇和水的混合液分别进入第一换热器（3）和第二换热器（4）中，第一换热器（3）和第二换热器（4）的换热箱（31）上分别固定且通接有第一出气管（33）和第二出气管（43），第一出气管（33）与第一储蒸汽瓶（6）的进气嘴相通接，第二出气管（43）与第二储蒸汽瓶（7）相通接；
反应装置（8）的结构是：中心管（81）置于外管（82）中，隔板（83）一端成型在中心管（81）的外壁上、另一端成型在外管（82）的内壁上，隔板（83）、中心管（81）和外管（82）之间形成若干个外反应腔室（84），外反应腔室（84）的上端和下端均固定有外反应腔室网板（85），上端和下端的外反应腔室网板（85）之间填充有制氢催化剂（9）；中心管（81）中固定有中心管上网板（86）和中心管下网板（87），中心管上网板（86）和中心管下网板（87）之间填充有催化氧化催化剂（10）；外管（82）的上端成型或固定有上端盖（11），外管（82）的下端成型或固定有下端盖（12），中心管（81）从上端盖（11）和下端盖（12）上穿过；
空气泵（24）的出风管通过管道与中心管（81）的下部相通接，第二储蒸汽瓶（7）通过第三出气管（13）与第一喷气嘴（14）相通接，第三出气管（13）上安装有第一电磁阀（15），第一喷气嘴（14）固定在中心管（81）上，第一喷气嘴（14）的出气口位于空气泵（24）的出风管的上方；
第一储蒸汽瓶（6）通过第四出气管（16）与第二喷气嘴（17）相通接，第二喷气嘴（17）与下端盖（12）相通接，第四出气管（16）上安装有第二电磁阀（18），上端盖（11）上固定且通接有送氢气管（19），送氢气管（19）与储氢气瓶（20）相通接；中心管（81）与斯特林热能发电机（2）的进气口相通接；预启动第二电子抽液泵（25）抽取醇水箱（1）中的醇和水的混合液进入第一喷气嘴（14）中。
2.根据权利要求1所述的一种醇水高效制氢设备，其特征在于：反应装置（8）有若干个，每个反应装置（8）的中心管（81）与第一集流管（21）相通接，第一集流管（21）通过管道与斯特林热能发电机（2）的进气口相通接；第三出气管（13）与第二集流管（22）相通接，第二集流管（22）与每个反应装置（8）的第一喷气嘴（14）相通接；第四出气管（16）与第三集流管（23）相通接，第三集流管（23）与每个反应装置（8）的第二喷气嘴（17）相通接；预启动第二电子抽液泵（25）抽取醇水箱（1）中的醇和水的混合液进入第二集流管（22）。
3.根据权利要求1所述的一种醇水高效制氢设备，其特征在于：隔板（83）以中心管（81）的圆心为中心环形阵列分布在中心管（81）上，每个外反应腔室（84）的大小相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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