利用即时制得的氢气进行发电的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种利用即时制得的氢气进行发电的系统，包括制氢子系统、发电子系统、收集利用子系统，制氢子系统、发电子系统、收集利用子系统依次连接；制氢子系统利用甲醇水制备氢气，将制得的氢气通过传输管路实时传输至发电子系统用于发电；收集利用子系统连接发电子系统的排气通道出口，从排出的气体中收集氢气，或利用收集到的氢气供制氢子系统或/和发电子系统使用。本实用新型可收集发电子系统排出的余气，并从中提取出氢气、氧气、水，氢气、氧气可以燃烧放热，为发电子系统提供热能，水可以传输至制氢子系统循环利用，系统不需要额外的水源。本实用新型可以提高系统发电的效率，节省能源。
【专利说明】利用即时制得的氢气进行发电的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于氢气制备及应用【技术领域】，涉及一种氢气发电系统，尤其涉及一种利用即时制得的氢气进行发电的系统。
【背景技术】
[0002]在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。
[0003]氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里能够燃烧，氢气火焰的温度可高达2500°C，因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。
[0004]在大自然中，氢的分布很广泛。水就是氢的大“仓库”，其中含有11%的氢。泥土里约有1.5%的氢；石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约70%为水所覆盖，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法从水中制取氢，那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。
[0005]氢的用途很广，适用性强。它不仅能用作燃料，而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如，储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领，可将热量储存起来，作为房间内取暖和空调使用。
[0006]氢作为气体燃料，首先被应用在汽车上。1976年5月，美国研制出一种以氢作燃料的汽车；后来，日本也研制成功一种以液态氢为燃料的汽车；70年代末期，前联邦德国的奔驰汽车公司已对氢气进行了试验，他们仅用了五千克氢，就使汽车行驶了 110公里。
[0007]用氢作为汽车燃料，不仅干净，在低温下容易发动，而且对发动机的腐蚀作用小，可延长发动机的使用寿命。由于氢气与空气能够均匀混合，完全可省去一般汽车上所用的汽化器，从而可简化现有汽车的构造。更令人感兴趣的是，只要在汽油中加入4%的氢气。用它作为汽车发动机燃料，就可节油40 %，而且无需对汽油发动机作多大的改进。
[0008]氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，因而将它用铁罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料，也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭，都是用液态氢作燃料的。
[0009]另外，使用氢一氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到使用，效果不错。当然，由于成本较高，一时还难以普遍使用。[0010]现在世界上氢的年产量约为3600万吨，其中绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取的，这就得消耗本来就很紧缺的矿物燃料；另有4%的氢是用电解水的方法制取的，但消耗的电能太多，很不划算，因此，人们正在积极探索研究制氢新方法。而用甲醇、水重整制氢可减少化工生产中的能耗和降低成本，有望替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺，利用先进的甲醇蒸气重整——变压吸附技术制取纯氢和富含CO2的混合气体，经过进一步的后处理，可同时得到氢气和二氧化碳气。
[0011]甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下:
【权利要求】
1.一种利用即时制得的氢气进行发电的系统，其特征在于，所述系统包括:制氢子系统、发电子系统、收集利用子系统，制氢子系统、发电子系统、收集利用子系统依次连接； 所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气，将制得的氢气通过传输管路实时传输至发电子系统用于发电； 所述收集利用子系统连接发电子系统的排气通道出口，从排出的气体中收集氢气，或利用收集到的氢气供制氢子系统或/和发电子系统使用。
2.根据权利要求1所述的利用即时制得的氢气进行发电的系统，其特征在于: 所述收集利用子系统包括氢水分离器、氢气止回阀，发电子系统的排气通道出口连接氢水分离器的入口，氢水分离器出口处连接的管路内设有氢气止回阀；所述氢水分离器用于分离氢气与水。
3.根据权利要求2所述的利用即时制得的氢气进行发电的系统，其特征在于: 所述收集利用子系统还包括氢氧分离器，用于分离氢气及氧气；氢氧分离器设置于所述发电子系统排气通道出口与氢水分离器之间。
4.根据权利要求1所述的利用即时制得的氢气进行发电的系统，其特征在于: 所述收集利用子系统还包括氧水分离器、氧气止回阀，用于收集氧气； 所述收集利用子系统收集的氢气与氧气供制氢子系统或/和发电子系统使用。
5.根据权利要求1所述的利用即时制得的氢气进行发电的系统，其特征在于: 所述收集利用子系统包括气水分离器，将收集到的水输送至制氢子系统，从而循环利用。
【文档编号】H01M8/04GK203589150SQ201320727483
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】向华, 向得夫, 孙婧菁 申请人:上海合既得动氢机器有限公司