本发明属于氢气制备技术领域，涉及一种制氢设备，尤其涉及一种甲醇水重整制氢设备。
背景技术：
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。
随着近年来氢燃料电池的迅速推广，移动制氢技术飞速发展，中国专利cn201410311217.4揭示一种甲醇水制氢设备的重整器及其制造工艺，涉及甲醇水制氢设备技术领域。其中，本发明甲醇水制氢设备的重整器包括重整器壳体，所述重整器壳体从内至外依次包括不锈钢内壳、保温棉层及云母外壳。
再如中国专利cn201210339915.6揭示了一种甲醇水蒸气重整制氢设备及制氢方法，所述制氢设备包括：液体储存容器、主制氢设备、一个或多个子制氢设备；所述主制氢设备通过换热、气化、重整、分离，得到氢气，同时将排出的余气输送至一子制氢设备中；所述子制氢设备接收主制氢设备或/和自身或/和其他子制氢设备排出的余气(余气中包含有未充分反应的有用气体)，利用该余气继续制备氢气。
如中国专利201210339913.7揭示了一种高效的甲醇水制氢系统及其制氢方法，所述系统包括液体储存容器、换热器、气化室、重整室、分离室；液体储存容器、换热器、气化室、重整室、分离室通过管路依次连接；分离室内设有陶瓷膜分离器、金属钯膜分离器，进入分离室的气体先经过陶瓷膜分离器做预处理，得到较高纯度的氢气；较高纯度的氢气再进入金属钯膜分离器，得到更高纯度的氢气。
为了甲醇水原料在进入重整室催化重整的效率更高，如图1所示，现有公开的制氢设备中，通常会利用燃烧室的温度为甲醇水原料进行加热气化，将加热气化管路108缠绕于重整室107的外壁(重整室107设置于燃烧室106内)；加热气化管路材料由于长期受到燃烧室的高温，容易出现加热气化管路老化、脱皮的现象。需要时长更换加热气化管路，影响用户体验，增加设备成本。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的甲醇水蒸气制氢设备，以克服现有制氢方式存在的上述缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种甲醇水重整制氢设备，可利用甲醇水重整制得稳定的氢气，转化率高，且加热气化管路可以得到很好的保护，延长设备使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种甲醇水重整制氢设备，包括储存容器、原料输送装置、甲醇水输送管路、重整装置、分离装置、氢气输送管路、控制电路板；所述控制电路板分别连接原料输送装置、重整装置、分离装置，控制各个装置工作；
所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及重整装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置；
所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置；
所述重整室包括中空壳体、加热气化管路，中空壳体内设有催化剂；加热气化管路的部分或全部设置于中空壳体内、被催化剂包裹。
作为本发明的一种优选方式，所述中空壳体为中空圆柱壳体。
作为本发明的一种优选方式，所述甲醇水重整制氢设备还包括氢气缓冲存储容器,氢气缓冲存储容器分别连接所述分离装置及氢燃料电池；所述氢气缓冲存储容器用以存储甲醇水重整制氢设备生成的部分氢气，为氢燃料电池发电做准备；
所述氢气缓冲存储容器内设有缓冲容器控制器、氢气压力传感器、进气口电磁阀、排气口电磁阀，氢气压力传感器用以感应氢气缓冲存储容器内的气压；
所述缓冲容器控制器分别连接氢气压力传感器、进气口电磁阀、排气口电磁阀，缓冲容器控制器获取氢气压力传感器感应的数据，同时调整进气口电磁阀、排气口电磁阀的工作。
作为本发明的一种优选方式，所述氢气缓冲存储容器设有容积调节机构，用以调节氢气缓冲存储容器的容积；容积调节机构包括电机，电机连接设置于氢气缓冲存储容器内的隔板，隔板的两端分别设有滑道，电机接受缓冲容器控制器的控制，驱动隔板在滑道内滑动。
本发明的有益效果在于：本发明提出的甲醇水重整制氢设备，可利用甲醇水重整制得稳定的氢气，转化率高，且加热气化管路可以得到很好的保护，延长设备使用寿命。
附图说明
图1为现有甲醇水重整制氢设备的结构示意图。
图2为本发明甲醇水重整制氢设备的结构示意图。
图3为本发明甲醇水重整制氢设备的外观示意图。
图4为本发明甲醇水重整制氢设备的组成示意图。
图5为本发明甲醇水重整制氢设备中语音识别系统的组成示意图。
图6为本发明甲醇水重整制氢设备中手势识别系统的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图4，本发明揭示了一种甲醇水重整制氢设备，所述甲醇水重整制氢设备1包括原料输送装置11、甲醇水输送管路12、重整装置13、分离装置14、氢气输送管路15、余气排放管路17、启动装置18、控制电路板19。原料输送装置11连接储存容器2，将储存容器2内的原料通过甲醇水输送管路12输送至重整装置13。
甲醇水重整制氢设备的基本组成是本领域技术人员可以根据本申请人的相关专利能基本实现的(如背景技术部分介绍了几个现有的制氢设备组成，此外还可以参考三件授权的发明专利：中国专利cn201210339912.2，一种利用甲醇水制备氢气的系统及方法；中国专利cn201310578035.9，即时制氢发电系统及方法；中国专利cn201310520538.0,一种即时制氢发电系统及方法)，但这里为了能体现本发明公开充分，这里也略做介绍，并同时对改进的地方做主要介绍。
所述控制电路板19分别连接原料输送装置11、重整装置13、分离装置14，控制各个装置工作。所述原料输送装置11通过甲醇水输送管路12分别连接储存容器2及重整装置13，所述原料输送装置11将储存容器2中的甲醇水原料输送至重整装置13。所述重整装置13连接分离装置14，分离装置14分别连接氢气输送管路15、余气排放管路17；所述分离装置14包括膜分离装置。
所述重整装置13包括换热器、加热气化管路108、重整室107，所述膜分离装置设置于重整室107内的上部。甲醇水原料在换热器中换热后进入加热气化管路108气化；气化后的甲醇蒸汽及水蒸汽进入重整室，重整室内设有催化剂。
所述换热器包括甲醇水预热管路，所述换热器安装于甲醇水原料的输送管道(这段输送管道可以作为甲醇水预热管路)上，甲醇水原料在换热器中与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低。
请参阅图2、图3，甲醇水重整制氢设备的整体大致为一中空柱体101,中空柱体101的上部设有气体出口102；中空柱体101内由外自内依次设有保温层104、不锈钢内壳105，不锈钢内壳105内形成的空间形成燃烧室106。所述重整装置13下部安装有启动装置18，该启动装置18包括杯座103，杯座103上安装有甲醇水预热管路、加热气化管路的一部分、点火装置及温度探测装置。所述原料输入管道输入甲醇和水原料，原料输入管道与加热气化管路相连通，甲醇和水原料经原料输入管道进入加热气化管路后，从加热气化管路的末端输出；所述点火装置的位置与加热气化管路的末端相对应，用于对加热气化管路中输出的甲醇和水原料进行点火，甲醇和水原料经点火装置点火后燃烧，对加热气化管路进行加热，使加热气化管路中的甲醇和水原料气化而迅速加大燃烧强度，进而为重整装置加热；所述温度探测装置用于探测加热气化管路旁的温度；所述重整装置启动制氢后，重整装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持重整装置运行。
所述杯座103的底侧安装有进风盖板，该进风盖板设有风道，外界空气可经该风道进入至重整装置内；所述原料输入管道上设有电磁阀，以便控制原料输入管道打开或关闭，同时控制原料输入管道的流量。所述制氢设备启动后，制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；此时，可以关闭启动装置。由于制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行，从而可以减少对外部能源的依靠，自适应能力强。
如图2所示，所述重整室107包括中空圆柱壳体，中空圆柱壳体内设有催化剂109；加热气化管路108的部分或全部设置于中空圆柱壳体内、被催化剂109包裹，有效保护加热气化管路。通过该改进，本发明可以更好地为甲醇水液体预热，且避免加热气化管路出现起皮脱离的情况，有效延长管路的使用寿命。
此外，为了有效利用余气的热量，甲醇水预加热管路可以与余气排放管路换热。所述甲醇水预加热管路的一部分为螺纹状管路，螺纹状管路内用于输送甲醇水原料；螺纹状管路包裹住重整装置的余气排放管路；余气排放管路经过螺纹状管路后温度降低，螺纹状管路经过余气排放管路后温度升高；螺纹状管路的一端设有输入端口，另一端设有两个输出端口，各输出端口设有阀门；一个输出端口连接甲醇水输送管路的其他部分，另外一个输出端口通过循环管路连接至输入端口；在靠近螺纹状管路的输出端口处设置温度传感器，温度传感器连接预加热控制器；预加热控制器根据温度传感器的温度数据及重整设备的原料需求调节两个阀门的开关及阀门的开度。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述甲醇水重整制氢设备还包括氢气缓冲存储容器；所述氢气缓冲存储容器用以存储甲醇水重整制氢设备生成的部分氢气，为后续氢气发电设备发电做准备。
所述甲醇水重整制氢设备还包括氢气缓冲存储容器,氢气缓冲存储容器分别连接所述分离装置及氢燃料电池；所述氢气缓冲存储容器用以存储甲醇水重整制氢设备生成的部分氢气，为氢燃料电池发电做准备。所述氢气缓冲存储容器内设有缓冲容器控制器、氢气压力传感器、进气口电磁阀、排气口电磁阀，氢气压力传感器用以感应氢气缓冲存储容器内的气压。所述缓冲容器控制器分别连接氢气压力传感器、进气口电磁阀、排气口电磁阀，缓冲容器控制器获取氢气压力传感器感应的数据，同时调整进气口电磁阀、排气口电磁阀的工作。
所述氢气缓冲存储容器设有容积调节机构，用以调节氢气缓冲存储容器的容积；容积调节机构包括电机，电机连接设置于氢气缓冲存储容器内的隔板，隔板的两端分别设有滑道，电机接受缓冲容器控制器的控制，驱动隔板在滑道内滑动。例如，若氢气缓冲存储容器内的压强超过/低于设定压强，容积调节机构通过调节侧壁的位置增加/减少氢气缓冲存储容器的容积。
实施例三
【语音控制方式】
请参阅图6，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述甲醇水重整制氢设备还包括语音数据库、语音获取模块、语音识别模块、语音命令执行模块、语音自学习模块、语音数据库更新模块；所述语音数据库用以存储语音数据，以及各语音数据对应的执行命令；语音获取模块用以获取语音数据；所述语音识别模块用以将获取的语音数据与所述语音数据库中的语音数据进行比对，若语音数据库中存在符合的语音数据，将比对结果反馈至语音命令执行模块；所述语音命令执行模块用以根据语音识别模块的识别结果执行对应的命令；所述语音自学习模块用以根据用户的语音发声习惯为其设定特定的语音比对数据；语音比对数据通过语音自学习模块根据用户的发音习惯自学习得到；所述语音数据库更新模块用以将所述语音自学习模块为设定用户设定的特定语音比对数据更新至语音数据库中，使得语音数据库中设定用户具有特定的语音比对数据库。
具体地，所述语音自学习模块用以获取用户的第一语音数据，判断该第一语音数据是否有记录，若无记录，初始化其语音值序列；若有记录，则获取该第一语音数据的语音值序列；语音值序列中记录至少一个数据，该数据代表某语音数据与另一语音数据的语音值，该语音值达到设定阈值时，表示某语音数据与另一语音数据相近似，认为两者对应同一语音命令。
若语音识别模块未能在语音数据库中找到对应的语音数据，或者被用户反馈语音识别模块识别错误；若用户在设定时间内发出第二语音数据被语音识别模块识别成功，或者用户通过其他途径发送控制命令、该控制命令对应的语音数据为第二语音数据；则将第一语音数据对应第二语音数据的语音值增加设定值，而后，判断该语音值是否达到设定阈值；若达到设定阈值，则该用户对应的语音比对数据库中，将第一语音数据增加至第二语音数据对应的控制命令所对应的语音数据，且第一语音数据的比对优先级大于第二语音数据，在后续比对过程中被优先比对。
如，一位上海用户首次通过语音控制，发出qiēwěi的语音命令，刚开始系统不能识别(与chīfàn的发声不同)；用户马上发出普通话chīfàn进行纠正控制，此时两个发音的语音值加1，如两者在此之前无相关性，相应语音值的初始化值可以为0。如此(用户通过qiēwěi作为吃饭的命令)进行设定次数(如3次)，后续会将qiēwěi作为首先要比对的语音数据。
实施例四
【手势控制方式】
请参阅图6，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述甲醇水重整制氢设备还包括手势数据库、手势获取模块、手势识别模块、手势命令执行模块、手势自学习模块、手势数据库更新模块；所述手势数据库用以存储手势数据，以及各手势数据对应的执行命令；手势获取模块用以获取手势数据；所述手势识别模块用以将获取的手势数据与所述手势数据库中的手势数据进行比对，若手势数据库中存在符合的手势数据，将比对结果反馈至手势命令执行模块；所述手势命令执行模块用以根据手势识别模块的识别结果执行对应的命令；所述手势自学习模块用以根据用户的手势习惯为其设定特定的手势比对数据；手势比对数据通过手势自学习模块根据用户的手势习惯自学习得到；所述手势数据库更新模块用以将所述手势自学习模块为设定用户设定的特定手势比对数据更新至手势数据库中，使得手势数据库中设定用户具有特定的手势比对数据库。
具体地，所述手势自学习模块用以获取用户的第一手势数据，判断该第一手势数据是否有记录，若无记录，初始化其手势值序列；若有记录，则获取该第一手势数据的手势值序列；手势值序列中记录至少一个数据，该数据代表某手势数据与另一手势数据的手势值，该手势值达到设定阈值时，表示某手势数据与另一手势数据相近似，认为两者对应同一手势命令。
若手势识别模块未能在手势数据库中找到对应的手势数据，或者被用户反馈手势识别模块识别错误；若用户在设定时间内发出第二手势数据被手势识别模块识别成功，或者用户通过其他途径发送控制命令、该控制命令对应的手势数据为第二手势数据；则将第一手势数据对应第二手势数据的手势值增加设定值，而后，判断该手势值是否达到设定阈值；若达到设定阈值，则该用户对应的手势比对数据库中，将第一手势数据增加至第二手势数据对应的控制命令所对应的手势数据，且第一手势数据的比对优先级大于第二手势数据，在后续比对过程中被优先比对。
如，一位用户首次通过手势控制，希望发出某一手势命令(如控制设备启动)，该手势命令初始手势动作为“180°翻转手掌”，而用户只进行了“90°翻转手掌”，系统不能识别该动作(或者识别错误)；用户马上进行纠正控制，此时两个手势的语音值加1，如两者在此之前无相关性，相应语音值的初始化值可以为0。如此(用户通过“90°翻转手掌”作为控制设备启动的命令)进行设定次数(如3次)，后续会将“90°翻转手掌”作为首先要比对的手势数据。
综上所述，本发明提出的甲醇水重整制氢设备，可利用甲醇水重整制得稳定的氢气，转化率高，且预热管可以得到很好的保护，延长设备使用寿命。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。