一种车载甲醇重整制氢的移动加氢车的制作方法

1.本实用新型涉及移动加氢车技术领域，具体为车载甲醇重整制氢的移动加氢车，可为户外氢燃料电池汽车提供加氢服务。


背景技术：

2.随着氢能发展和碳中和理念的提出，氢燃料电池汽车研究取得较大进展，大量氢燃料电池汽车已经投入市场，使用氢燃料电池的优点很多,氢燃料电池的内部反应由氢气、氧气参与，反应生成物只有水，它的生产产物只有水,实现真正的“零排放”目标,还具有无噪声、效率高、响应性好等优点；另外，氢燃料电池车加注氢气的过程非常快速便捷，专用的加氢设备仅需三分钟即可充满氢原料，相对于纯电动车超长的充电等待时间而言，其优势是显而易见的。
3.氢燃料电池不但在汽车上可作为汽车的绿色动力源,而且在工业上也可作为一个大型氢燃料发电站，前景是不言而喻的。整个氢能系统技术中的燃料电池,被加拿大著名科学家斯科特比喻为能源系统的“芯片”,即能源供应中起着重要的关键作用,它进而延伸至整个国民经济和社会发展,以及人民生活中起着不可或缺的重要作用。
4.但是现有与氢燃料电池汽车配套的加氢站相对较少，特别在偏僻的地区，几乎没有设计加氢站，严重制约了氢燃料电池汽车的推广，且行驶中的氢燃料电池汽车的氢气耗尽后，而在周边没有加氢站情景下，将无法继续行驶，给车主带了极大的困难，另外氢气基于自身特性，不便于车载运输，因此市场上需要可以灵活移动、便于制氢及加氢的加氢车。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种车载甲醇重整制氢的移动加氢车，以解决上述背景技术中提出的在没有加氢站的地点无法为氢燃料电池汽车提供加氢服务的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种车载甲醇重整制氢的移动加氢车，其包括加氢车体，所述加氢车体具有后车厢，其特征在于：所述后车厢内设置有甲醇重整制氢系统、氢气净化装置、高压储氢罐、加氢机和电控柜；
7.所述后车厢由底板、前侧板、左侧板、右侧板、后箱门和顶板围合而成，所述左侧板上端铰接于所述顶板的侧边上，所述顶板底部安装有液压支撑杆，所述液压支撑杆的端部与所述左侧板连接，使得所述左侧板能够向上打开；
8.所述甲醇重整制氢系统包括有甲醇水储罐、汽化器和重整器，所述甲醇水储罐的出口通过管路与所述汽化器的入口连通，所述汽化器将原料甲醇与水汽化，所述汽化器的出口通过管路与所述重整器的入口连通，所述重整器将原料甲醇与水发生重整反应产生富氢重整气；
9.所述重整器的出口通过管路与所述氢气净化装置的入口连通，所述氢气净化装置的出口通过管路与所述高压储氢罐的入口连通，所述高压储氢罐的出口与所述加氢机的入口连通；
10.所述加氢机底部通过底座安装在所述底板上，所述加氢机上设置有加氢枪，所述加氢机通过管路与所述加氢枪连接。
11.优选的，所述加氢车体的动力源为氢燃料电池，所述加氢车体内设置有车载储氢罐，所述氢气净化装置的出口分为两路，其中一路通过管路连接到所述车载储氢罐，另一路通过管路连接到所述高压储氢罐，所述车载储氢罐的出口通过管路与所述氢燃料电池的负极连通，所述氢燃料电池的阳极连通有氧气源。
12.优选的，所述高压储氢罐和所述加氢机之间设置有压缩机，所述高压储氢罐的出口与所述压缩机的入口连通，所述压缩机的出口与所述加氢机的入口连通。
13.优选的，所述氢气净化装置包括干燥容器和氢气提纯器，所述重整器的出口通过管路与所述干燥容器的入口连通，所述干燥容器的出口与所述氢气提纯器的入口连通，所述氢气提纯器的出口分别通过管路连接到所述高压储氢罐和所述车载储氢罐，所述氢气提纯器内填充有分子筛。
14.优选的，所述甲醇水储罐包括甲醇储罐和水储罐，所述甲醇储罐和所述水储罐均通过管路与所述汽化器的入口连通。
15.优选的，所述高压储氢罐和所述车载储氢罐均为35mpa储氢罐。
16.优选的，所述后车厢内固定有与所述高压储氢罐配合连接的安装支架，所述高压储氢罐安装在所述安装支架内。
17.优选的，所述电控柜与所述压缩机和所述加氢机均为通信连接。
18.优选的，所述后车厢内设置有氢气传感器、一氧化碳传感器和蜂鸣报警器，所述氢气传感器、所述一氧化碳传感器和所述蜂鸣报警器均与所述电控柜通信连接。
19.与相关技术相比较，本实用新型提供的车载甲醇重整制氢的移动加氢车具有如下有益效果：
20.本实用新型提供了移动加氢车，包括有甲醇重整制氢系统、氢气净化装置、高压储氢罐、加氢机和电控柜，移动加氢车具有可灵活移动优点，在后车厢内即可利用甲醇现场制备氢气，制备的氢气向氢燃料电池汽车供氢，多余的氢气由高压储氢罐储存，可以在各个地点为氢燃料电池汽车提供加氢服务，提高氢燃料电池汽车的续航里程，还可为户外缺乏氢气燃料的氢燃料电池汽车提供供氢的救援服务，市场应用前景广阔。
附图说明
21.图1为本实用新型的移动加氢车的立体示意图；
22.图2为本实用新型的移动加氢车的后视示意图；
23.图3为本实用新型的移动加氢车的框图；
24.图4为本实用新型的氢气净化装置的框图。
25.附图标记：1、加氢车体；11、后车厢；111、底板；112、前侧板；113、左侧板；114、右侧板；115、后箱门；116、顶板；12、液压支撑杆；13、车载储氢罐；14、氢燃料电池；2、甲醇重整制氢系统；211、甲醇储罐；212、水储罐；22、汽化器；23、重整器；3、氢气净化装置；32、干燥容器；33、氢气提纯器；4、高压储氢罐；41、压缩机；42、安装支架；5、加氢机；51、底座；52、加氢枪；6、电控柜；71、氢气传感器；72、一氧化碳传感器；73、蜂鸣报警器；8、矩形框架；9、百叶窗。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1至图3所示，本实用新型提供的一种车载甲醇重整制氢的移动加氢车，其包括加氢车体1，加氢车体1采用动力源为氢燃料电池14的箱式货运车，氢燃料电池14依靠氢气作为能源发电，再驱动车载电动机工作，加氢车体1的后侧具有后车厢11，后车厢11内设置有甲醇重整制氢系统2、氢气净化装置3、高压储氢罐4、加氢机5和电控柜6，加氢车体1作为可灵活移动的载体，甲醇重整制氢系统2、氢气净化装置3和电控柜6均集成安装在矩形框架8内。
28.其中，后车厢11由底板111、前侧板112、左侧板113、右侧板114、后箱门115和顶板116围合而成，左侧板113上端铰接于顶板116的侧边上，顶板116底部活动安装有液压支撑杆12，液压支撑杆12的活塞杆端部与左侧板 113的内侧面活动连接，通过液压支撑杆12的活塞杆伸长，使得左侧板113 能够打开并处于水平位置，在加氢作业时，需要将左侧板113打开，再操作加氢枪52对氢燃料电池14汽车提供加氢服务。
29.甲醇重整制氢系统2包括有甲醇水储罐、汽化器22和重整器23，甲醇水储罐用于储存甲醇和水溶液，甲醇水储罐的出口通过管路与汽化器22的入口连通，且甲醇水储罐和汽化器22之间的管路上设置有输液泵，用于将甲醇水储罐内的甲醇和水溶液输入到汽化器22内，汽化器22将原料甲醇与水汽化，汽化器22的出口通过管路与重整器23的入口连通，重整器23将原料甲醇与水发生重整反应产生富氢重整气。
30.重整器23的出口通过管路与氢气净化装置3的入口连通，氢气净化装置 3将去除富氢重整气的杂质，提纯氢气，氢气净化装置3的出口通过管路与高压储氢罐4的入口连通，以将纯净的氢气输入到高压储氢罐4内部，高压储氢罐4的出口与加氢机5的入口连通，高压储氢罐4通过加氢机5为氢燃料电池14汽车加氢，因此本技术的移动加氢车具有可灵活移动优点，在后车厢 11内即可利用甲醇现场制备氢气，制备的氢气向氢燃料电池14汽车供氢，多余的氢气由高压储氢罐4储存，可以在各个地点为氢燃料电池14汽车提供加氢服务，提高氢燃料电池14汽车的续航里程，还可为户外缺乏氢气燃料的氢燃料电池14汽车提供供氢的救援服务，市场应用前景广阔。
31.加氢机5底部通过底座51安装在后车厢11的底板111上，底座51呈矩形结构，其顶部具有安装槽，底座51与底板111之间设有减震垫，底座51 与底板111采用螺栓组件实现固定连接，加氢机5底部采用螺栓组件安装在安装槽内，加氢机5上设置有加氢枪52，加氢机5通过管路与加氢枪52连接，通过加氢枪52连接氢燃料电池14汽车的加氢口，为氢燃料电池14汽车供氢。所述加氢车体1的动力源为氢燃料电池14和电动机，所述加氢车体1内设置有车载储氢罐13，氢气净化装置3的出口分为两路，其中一路通过管路连接到车载储氢罐13，为移动加氢车自身提供氢气，车载储氢罐13的出口通过管路与氢燃料电池14的负极连通，氢燃料电池14的阳极连通有氧气源，利用氢气和氧气的电化学反应产生电能，可以提高移动加氢车的续航里程，另一路通过管路连接到高压储氢罐4，用于为氢燃料电池14汽车供氢。
32.高压储氢罐4和加氢机5之间设置有压缩机41，高压储氢罐4的出口与压缩机41的入口连通，压缩机41的出口与加氢机5的入口连通。
33.如图3和图4所示，从重整器23的出口输出的混合重整气中除氢气外，还主要含有二氧化碳、一氧化碳、气态水、甲烷和气态甲醇等杂质气体，氢气净化装置3包括干燥容器32和氢气提纯器33，重整器23的出口通过管路与干燥容器32的入口连通，干燥容器32用于除去气态水，干燥容器32的出口与氢气提纯器33的入口连通，氢气提纯器33的出口分别通过管路连接到高压储氢罐4和车载储氢罐13，氢气提纯器33内填充有分子筛，利用分子筛吸附除去一氧化碳、甲烷和气态甲醇，纯净的氢气输入到高压储氢罐4或车载储氢罐13中。
34.在本实施例中，甲醇水储罐包括甲醇储罐211和水储罐212，甲醇储罐 211和水储罐212均通过管路与汽化器22的入口连通，将甲醇和水分开存储，避免两者提前发生反应，还便于控制甲醇和水的输出比例。
35.具体地，高压储氢罐4和车载储氢罐13均为35mpa储氢罐，在此并不做限定，可以根据移动加氢车的实际需要，选择不同规格的高压储氢罐4和车载储氢罐13。
36.进一步优化上述实施例，在后车厢11内固定有与高压储氢罐4配合连接的安装支架42，高压储氢罐4安装在安装支架42内，安装支架42起到固定高压储氢罐4的作用，对安装支架42的具体结构不做限定，可以选用市场上常规的固定储氢罐的安装支架42。
37.进一步，电控柜6与压缩机41和加氢机5均为通信连接，后车厢11内设置有氢气传感器71、一氧化碳传感器72和蜂鸣报警器73，氢气传感器71、一氧化碳传感器72和蜂鸣报警器73均与电控柜6通信连接，氢气传感器71 用于检测后车厢11内的氢气浓度，并将氢气浓度值发送至电控柜6，一氧化碳传感器72用于检测后车厢11内的一氧化碳浓度，并将一氧化碳浓度值发送至电控柜6，电控柜6预先设定氢气浓度最高阈值和一氧化碳浓度最高阈值，当氢气浓度值超过氢气浓度最高阈值、一氧化碳浓度超过一氧化碳浓度最高阈值时，电控柜6控制蜂鸣报警器73报警，提醒工作人员，后车厢11内的设备可能会发生气体泄漏的风险。
38.移动加氢车和氢燃料电池14汽车内均设置有通信装置(图中未示出)，移动加氢车和氢燃料电池14汽车之间通过通信装置实现信号传输，便于移动加氢车行驶至氢燃料电池14汽车的所在地点。
39.干燥容器32内的干燥剂采用无水氯化钙或无水硫酸钠，氢气提纯器33 采用psa(pressure swing adsorption，变压吸附)装置，包括吸收塔和释放塔，进行交替工作。
40.为了解决后车厢11内的通风换气问题，在前侧板112和后箱门115均开设有百叶窗9，前后百叶窗9形成空气对流，将后车厢11内的废气排出。
41.重整器23根据其结构的不同，可分为固定床反应器、填充床反应器、膜反应器和微通道反应器，由于微通道反应器具有体积小、安全性高、传热传质效率高、启动快和抗振性能好等优点，更适合移动制氢，本技术的重整器 23采用微通道反应器，将重整室和氧化室耦合在一起。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
43.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。