一种基于甲酸制氢技术的撬装式供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及甲酸制氢技术领域，特别涉及一种基于甲酸制氢技术的撬装式供电系统。


背景技术：

2.甲酸是一种安全方便的氢气能源材料,其在化学合成和可持续的能源储存方面具有极大的应用前景。甲酸制氢以液相有机物甲酸作为氢能源载体进行储存、运输以及短流程制备氢气，通过其大储氢量、安全和稳定的化学特性，通过常温常压催化分解便可得到所需的氢及高纯二氧化碳，原有的甲酸制氢大的背景应该是能源的储存和利用，小一点的背景是质子交换膜燃料电池，其主要是希望利用氢气通过燃料电池进行发电，因为氢气具有非常高的电化学活性，是非常好的燃料。所以，人们研制了很多制备和存储氢气的方法，不过都存在很多大的技术障碍。比如说甲醇重整制氢，一般需要200-400度以上的高温，出来的氢气还含有很高浓度的co，而co非常容易使得燃料电池中毒，必须有后一步的净化处理，成本非常高，也制约了整套系统的使用寿命。同时甲醇重整制氢需要进入气化室气化后进入重整室，我们知道压缩气体非常耗能且不安全的，同时也是天然气等气态氢载体存在的共同问题，产生的二氧化碳必须经过钯膜,psa等才能去除，由于氢气纯度的问题，最终的收得率会降低很多。而甲酸制氢有着得天独厚的液态储氢模式，液态很容易被以很高的压力输送，这就使得通过高压分离二氧化碳变为可能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于甲酸制氢技术的撬装式供电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种基于甲酸制氢技术的撬装式供电系统，包括集装箱体，所述集装箱体内的一端固设有甲酸存储槽，所述甲酸存储槽通过连接管道三联柱塞泵，所述三联柱塞泵通过连接管道连接着反应器，所述反应器上连接着换热器，所述反应器通过连接管道连接着温控加热器，温控加热器通过连接管道连接着储能电池，所述储能电池分设两支通道，其中一个通道与制冷器固定连接，另一通道直接与燃料电池固定连接；
5.所述温控加热器为48v 1000w-2000w玻璃或搪瓷加热器；
6.所述燃料电池通过连接管道与所述制冷器固定连接，制冷器通过连接管道连接着二氧化碳储罐。
7.进一步地，所述制冷器的出口端与所述燃料电池之间的连接管道上固定设有减压阀、稳压阀，所述减压阀、稳压阀间隔设置；
8.所述燃料电池的进口端固定设置管道流量控制计；
9.所述减压阀、稳压阀、管道流量控制计间隔设置。
10.进一步地，所述储能电池通过连接线连接着电压转换系统，所述电压转换系统通
过连接线电性连接着位于所述集装箱体上固定设置的充电连接口；
11.所述电压转换系统为电压转换器或是增压器，所述储能电池输出的电能通过所述电压转换系统将电压dc48v转ac220v，且供给充电连接口。
12.进一步地，所述燃料电池通过连接管道连接着所述反应器；所述燃料电池产生的热量经过余热回收管道回传到所述反应器。
13.进一步地，所述反应器与所述换热器之间的连接管道上固定设有单向阀，所述换热器为水冷换热器；
14.所述反应器为圆柱管道式结构，且位于所述反应器内沿着所述反应器的管口位置固定设有呈u型或是s型的注入管道，所述注入管道底部固定连接着水平释放管。
15.进一步地，所述水平释放管位于所述反应器截面高度二分之一的位置；
16.所述水平释放管的下方设有加热管，所述加热管间隔设置；
17.所述水平释放管上固定间隔设置有若干通孔。
18.进一步地，所述加热管为管体结构的玻璃管结构，且位于所述玻璃管内固定设有加热丝，所述加热管通过连接线连着外置电源。
19.进一步地，所述集装箱体内壁固定设有内衬保温层及防水层，所述保温层采用纤维棉或是泡沫保温板，防水层为防水钢板，所述内衬保温层位于防水层与所述集装箱体内壁之间，所述集装箱体的外端面固定安装plc集成到可视化控制面板，所述plc集成到可视化控制面板通过有线和/或无线方式使得整个系统可接入互联网或手机端或是外置pc端；
20.所述集装箱体上设有上盖，所述上盖通过螺栓方式与所述集装箱体1连接；
21.所述集装箱体上前后端面任意一侧通过铰接方式连接着对开门或是单侧门。
22.进一步地，所述燃料电池通过连接管道连接着空压机，所述空压机上连接着连接管道，所述连接管道延伸至所述集装箱体；
23.所述储能电池选用铅酸电池或磷酸铁锂电池，容量为500ah-1500ah；
24.所述燃料电池适用于5kw-40kw的电柜或撬装式可移动供电站，所述燃料电池尺寸可适用于10-40英尺的电柜或集装箱。
25.进一步地，所述换热器与所述制冷器之间的固定设有过滤器。
26.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过使用可再生的固碳氢载体甲酸为能源而不产生任何有害排放的氢电力系统，甲酸每标立含有 53千克氢，无毒害、不易爆、可以安全大量的储氢而无需像传统储氢技术以高压容器微量储存。
27.本实用新型采用工业固碳储能联产甲酸技术路线，通过对工业废热、废气 (co2)的高效回收利用实现了工业利废、固碳储能再利用，不仅节碳、降碳、固碳更保证了氢生态原料的稳定经济供给、提供了更广泛的原料来源渠道。
28.本实用新型采用的是基于甲酸制氢技术，结合高温燃料电池及储能系统的，撬装式可移动供电系统，方便于矿山，基建，离网供电等的应用。
附图说明
29.图1是本实用新型立体示意图；
30.图2是本实用新型内部立体示意图；
31.图3是本实用新型俯视图；
32.图4是本实用新型过滤器平面示意图；
33.图5是本实用新型反应器平面示意图。
具体实施方式
34.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。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.如图1-5所示，一种基于甲酸制氢技术的撬装式供电系统，包括集装箱体1，所述集装箱体1内的一端固设有甲酸存储槽2，所述甲酸存储槽2通过连接管道三联柱塞泵3，所述三联柱塞泵3通过连接管道连接着反应器4，所述反应器4 上连接着换热器5，所述反应器4通过连接管道连接着温控加热器6，温控加热器6通过连接管道连接着储能电池7，所述储能电池7分设两支通道，其中一个通道与制冷器8固定连接，另一通道直接与燃料电池9固定连接；
38.所述温控加热器6为48v 1000w-2000w玻璃或搪瓷加热器；
39.所述燃料电池9通过连接管道与所述制冷器8固定连接，制冷器8通过连接管道连接着二氧化碳储罐20。
40.为了便于在实用状态下实现甲酸制氢气时的冷却及对燃料电池9的缓冲与流量检测，本实用新型进一步优选的实施例是，所述制冷器8的出口端与所述燃料电池9之间的连接管道上固定设有减压阀10、稳压阀11，所述减压阀10、稳压阀11间隔设置；
41.所述燃料电池9的进口端固定设置管道流量控制计12；
42.所述减压阀10、稳压阀11、管道流量控制计12间隔设置。
43.所述集装箱体1上设有上盖，所述上盖通过螺栓方式与所述集装箱体1连接；
44.所述集装箱体1上前后端面任意一侧通过铰接方式连接着对开门或是单侧门。
45.为了便于在实用状态下能够实现储能电池7通过转换或增压后的将电力通过专用的输出接口与外界连通，实现持续供电或给储能电器充电等功能，本实用新型进一步优选的实施例是，所述储能电池7通过连接线连接着电压转换系统13，所述电压转换系统13通过连接线电性连接着位于所述集装箱体1上固定设置的充电连接口14；
46.所述电压转换系统13为电压转换器或是增压器，所述储能电池7输出的电能通过所述电压转换系统13将电压dc48v转ac220v，且供给充电连接口14。
47.为了便于在实用状态下通过高温燃料电池所产生的热量经过余热回收系统回传
到反应器中作为能量的补充，本实用新型进一步优选的实施例是，所述燃料电池9通过连接管道连接着所述反应器4；所述燃料电池9产生的热量经过余热回收管道回传到所述反应器4。
48.为了便于在实用状态下实现对甲酸的反应处理，本实用新型进一步优选的实施例是，所述反应器4与所述换热器5之间的连接管道上固定设有单向阀，所述换热器5为水冷换热器；
49.为了便于在使用状态下通过所述反应器4的注入管道实现甲酸注入时的缓冲，本实用新型进一步优选的实施例是，所述反应器4为圆柱管道式结构，且位于所述反应器4内沿着所述反应器4的管口位置固定设有呈u型或是s型的注入管道15，所述注入管道底部固定连接着水平释放管16；
50.所述水平释放管16上固定间隔设置有若干通孔。
51.所述注入管道15与甲酸连接管道连接(三联柱塞泵所在管道)。
52.为了便于在使用状态下能够实现通过对甲酸的加热处理，本实用新型进一步优选的实施例是，所述水平释放管16位于所述反应器4截面高度二分之一的位置；
53.所述水平释放管16与注入管道15相通设置，所述水平释放管16的下方设有加热管17，所述加热管17间隔设置。
54.所述水平释放管16为方形或是圆形中空管体结构。
55.所述加热管17通过固定架支撑于反应器底部。
56.本实用新型进一步优选的实施例是，所述加热管17为管体结构的玻璃管结构，且位于所述玻璃管内固定设有加热丝，所述加热管17通过连接线连着外置电源。
57.为了便于在实用状态下实现集成一体化，本实用新型进一步优选的实施例是，所述集装箱体1内壁固定设有内衬保温层及防水层，所述保温层采用纤维棉或是泡沫保温板，防水层为防水钢板，所述内衬保温层位于防水层与所述集装箱体1内壁之间，所述集装箱体1的外端面固定安装plc集成到可视化控制面板，所述plc集成到可视化控制面板通过有线和/或无线方式使得整个系统可接入互联网或手机端或是外置pc端。
58.为了便于在使用状态下，保证空气通过空压机与进入的氢气共同进入到燃料电池系统中，高温燃料电池产生电力输送给储能电池，本实用新型进一步优选的实施例是，所述燃料电池9通过连接管道连接着空压机18，所述空压机18上连接着连接管道，所述连接管道延伸至所述集装箱体1；
59.所述储能电池7选用铅酸电池或磷酸铁锂电池，容量为500ah-1500ah；
60.所述燃料电池9适用于5kw-40kw的电柜或撬装式可移动供电站，所述燃料电池9尺寸可适用于10-40英尺的电柜或集装箱。
61.为了便于在实用状态下，通过过滤器滤气除去饱和水蒸气和残留甲酸蒸汽，本实用新型进一步优选的实施例是，所述换热器5与所述制冷器8之间的固定设有过滤器19。
62.本实用新型中采用包括甲酸供应，反应器，加热器，冷凝回流，二氧化碳净化，高温燃料电池等结构均通过方钢或是工字钢组成的底座进行固定支撑。
63.本实用新型中，甲酸通过三联柱塞泵，将甲酸泵入预热后的反应器，反应器中甲酸经过催化剂催化反应，产生大量氢气及co2混合气，增压至15mpa 后释放混合气，经过一次换热至50-60℃时，甲酸蒸汽和水蒸气冷凝为液态回流到中间储罐，确认液面情况是否重新
进入反应器或集中回收。
64.经过冷凝后的混合气，经过过滤气除去饱和水蒸气和残留甲酸蒸汽，净化后的co2和h2混合气经过制冷后降低至20-25℃，15mpa，co2变为液态分离除去，进入缓冲罐，h2经过泄压阀，和稳压阀后进入高温燃料电池中。
65.空气通过供气系统与进入的氢气共同进入到燃料电池系统中，高温燃料电池产生电力输送给储能电池，储能电池选用铅酸电池或磷酸铁锂电池，容量为 500ah-1500ah。储能电池提供储能、稳压、调峰等作用，产生的电力经过增压器，转变为48v或220v电压，增压后的电力通过专用的输出接口与外界连通，实现持续供电或给储能电器充电等功能。
66.燃料电池选用从5kw-40kw，5kw 10kw 20kw 40kw的都可以根据要求进行放大处理。且匹配相应的10英尺、20英尺、40英尺的集装箱和5英尺左右的箱式供电站等各种尺寸的；
67.高温燃料电池所产生的热量经过余热回收系统回传到反应器中作为能量的补充，反应所产生的水和二氧化碳，经过管路及阀门排出。
68.所述三联柱塞泵3与反应器4通过连接线电性连接着过plc集成到可视化控制面板，实现自动控制；
69.所述换热器5、制冷器8通过连接线电性连接着过plc集成到可视化控制面板，实现自动控制；
70.所述减压阀10、稳压阀11、管道流量控制计12、加热管17通过连接线电性连接着过plc集成到可视化控制面板，实现自动控制；
71.所述储能电池7、燃料电池9通过连接线电性连接着过plc集成到可视化控制面板，实现自动控制；
72.通过plc集成到可视化控制面板中，来控制进料，加热，高温燃料电池等的启动/关闭。
73.本实用新型中的单向阀或是控制阀门通过连接线电性连接着过plc集成到可视化控制面板，实现自动控制；
74.本实用新型集成一体化全部接入集装箱中，集装箱外部有充电接口，插座。
75.所述集装箱本体端面上设有集成控制系统显示屏，整个系统可接入互联网，实现远程监测及控制，集装箱内衬保温层及防水层，确保不受寒冷和雨天影响。
76.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
77.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。