醇氢动力泵及其驱动方法
【专利摘要】本发明揭示了一种醇氢动力泵及其驱动方法，所述醇氢动力泵包括制氢设备、氢内燃机、泵体；所述制氢设备用以利用醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体。所述制氢设备包括原料输送通道、热量回收装置、重整室、燃烧室。本发明提出的醇氢动力泵及其驱动方法，可利用甲醇水制备氢气，而后利用制备的氢气为泵体提供动力；本发明体积小、效率高、方便移动使用。此外，本发明制氢效率高，且可以快速启动，且无需大量的其他能源（如电能等）。
【专利说明】醇氢动力泵及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明属于驱动设备【技术领域】，涉及一种泵体，尤其涉及一种醇氢动力泵；同时，本发明还涉及一种醇氢动力泵的驱动方法。
【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:
[0012]CH3OH ^ C0+2H2(I)
[0013]H2CHCO — C02+H2(2)
[0014]CH30H+H20 — C02+3H2 (3)
[0015]重整反应生成的H2和CO2,再经过钯膜分离将H2和CO2分离，得到高纯氢气。变压吸附法的耗能高、设备大，且不适合小规模的氢气制备。
[0016]现有的制氢设备，冷启动通常需要很长时间，一般至少在5小时以上，有的设备甚至需要I天时间启动。而热启动需要耗费大量能源，使重整室(通常需要400°C以上)等设备处于高温状态。
[0017]因此，如何使制氢设备既实现快速冷启动、又能保证节约能源(还需要实用性强)是目前业界需要迫切解决的问题。
[0018]此外，在干旱季节，需要用水泵抽水灌溉田地，目前普遍的方法是利用电能驱动水泵。然而，农业用地通常面积大，`修建电路工程量浩大，而使用效率却很低。有鉴于此，如今迫切需要设计一种便于农业灌溉的水泵，以克服现有水泵的上述缺陷。
【发明内容】
[0019]本发明所要解决的技术问题是:提供一种醇氢动力泵，可利用甲醇水制备氢气，而后利用制备的氢气为泵体提供动力，本发明体积小、效率高、方便移动使用。
[0020]此外，本发明还提供一种醇氢动力泵的驱动方法，可利用甲醇水制备氢气，而后利用制备的氢气为泵体提供动力，本发明体积小、效率高、方便移动使用。
[0021]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0022]一种醇氢动力泵，所述醇氢动力泵包括:制氢设备、氢内燃机、泵体；
[0023]所述制氢设备用以利用甲醇(也可以是乙醇等其他醇类)与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体；
[0024]所述制氢设备包括:加热启动装置、精密流量泵、原料输送通道、热量回收装置、重整室、燃烧室、保温层；
[0025]所述加热启动装置用来在制氢设备冷启动时加热甲醇，直至甲醇气化，利用气化的甲醇燃烧放热，作为制氢设备的启动能源；所述加热启动装置包括加热机构、第二气化管路，气化管路的内径为I~2mm，第二气化管路紧密地缠绕于加热机构上；所述第二气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入第二气化管路中；第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从第二气化管路输出后直接自燃；
[0026]所述精密流量泵连接原料输送通道，原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料甲醇水混合液加热；原料输送通道包括一段或多段螺旋管，同时，原料输送通道位于热量回收装置中的部分由一根管路分成一束直径更小的管路，使得甲醇水混合液加热更加充分；
[0027]所述重整室的外壁设有第一气化管路，经过热量回收装置加热的甲醇水混合液在第一气化管路中被重整室外壁的高温加热气化，进入重整室重整；
[0028]所述重整室内存放催化剂，用于重整反应；重整室还设有分流机构，用以将一部分制得的富氢气体输出，同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧供热；重整室设有能量分配阀(限流阀)，输送至燃烧室的富氢气体通过能量分配阀控制；
[0029]所述燃烧室设置于重整室的外部，将重整室包裹；燃烧室内通过燃烧气化的甲醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热；燃烧室设有进风口，进风口处设有风机，将空间吹入燃烧室内；
[0030]所述保温层设置于燃烧室的外部，将燃烧室包裹，用以保持燃烧室的高温，减少外界对燃烧室的温度干扰；
[0031]所述重整室内还设有热电偶，用以感应重整室的温度，并反馈至制氢设备的电控系统，用以控制重整室的温度。
[0032]制氢设备与氢内燃机通过传输管路连接，醇氢动力泵在制氢设备与氢内燃机之间设有气压调节子系统；所述气压调节子系统包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路；
[0033]所述气体压力传感器设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器；所述微处理器将从气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对；当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围，同时出气管路的一端连接出气阀，另一端连接所述制氢设备，通过燃烧为制氢设备的需加热设备进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述制氢设备加快原料的输送速度。
[0034]一种醇氢动力泵，所述醇氢动力泵包括:制氢设备、氢内燃机、泵体；
[0035]所述制氢设备用以利用甲醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体。
[0036]作为本发明的一种优选方案，所述制氢设备包括原料输送通道、热量回收装置、重
整室、燃烧室；
[0037]所述原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料甲醇水混合液加热；
[0038]所述重整室的外壁设有第一气化管路，经过热量回收装置加热的甲醇水混合液在第一气化管路中被加热气化，进入重整室重整；
[0039]所述重整室内存放催化剂，用于重整反应；重整室还设有分流机构，用以将一部分制得的富氢气体输出，同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧供热；重整室设有能量分配阀(限流阀)，输送至燃烧室的富氢气体通过限流阀控制；
[0040]所述燃烧室设置于重整室的外部，燃烧室内通过燃烧气化的甲醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热。
[0041]作为本发明的一种优选方案，所述加热启动装置用来在制氢设备冷启动时加热甲醇，直至甲醇气化，利用气化的甲醇燃烧放热，作为制氢设备的启动能源；
[0042]所述加热启动装置包括加热机构、第二气化管路，气化管路的内径为I?2mm，第二气化管路紧密地缠绕于加热机构上；
[0043]所述第二气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入第二气化管路中；第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从第二气化管路输出后直接自燃。
[0044]作为本发明的一种优选方案，所述原料输送通道包括一段或多段螺旋管，同时，原料输送通道位于热量回收装置中的部分由一根管路分成一束直径更小的管路，使得甲醇水混合液加热更加充分。
[0045]作为本发明的一种优选方案，所述制氢设备还包括保温层，该保温层设置于燃烧室的外部，将燃烧室包裹，用以保持燃烧室的高温，减少外界对燃烧室的温度干扰。
[0046]作为本发明的一种优选方案，制氢设备与氢内燃机通过传输管路连接，醇氢动力泵在制氢设备与氢内燃机之间设有气压调节子系统；所述气压调节子系统包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路；所述气体压力传感器设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器；所述微处理器将从气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对；当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围，同时出气管路的一端连接出气阀，另一端连接所述制氢设备，通过燃烧为制氢设备的需加热设备进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述制氢设备加快原料的输送速度。
[0047]作为本发明的一种优选方案，所述重整室内还设有热电偶，用以感应重整室的温度，并反馈至制氢设备的电控系统，用以控制重整室的温度。
[0048]作为本发明的一种优选方案，所述燃烧室将重整室包裹；燃烧室设有进风口，进风口处设有风机，将空间吹入燃烧室内。
[0049]一种上述醇氢动力泵的驱动方法，所述驱动方法包括如下步骤:
[0050]制氢设备利用甲醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；
[0051 ] 氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体。
[0052]作为本发明的一种优选方案，所述制氢设备制备氢气或富氢气体包括如下步骤:
[0053]通过泵体将原料从原料储存容器中抽出，进入原料输送通道；
[0054]原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料甲醇水混合液加热；[0055]经过热量回收装置加热的甲醇水混合液进入设置于重整室的外壁设有第一气化管路，在第一气化管路中被加热气化，进入重整室；
[0056]被气化的甲醇水在重整室内进行重整反应；重整室设有分流机构，将一部分制得的富氢气体输出；同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧室内通过燃烧气化的甲醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热；重整室设有限流阀(能量分配阀)，输送至燃烧室的富氢气体通过限流阀控制。
[0057]本发明的有益效果在于:本发明提出的醇氢动力泵及其驱动方法，可利用甲醇水制备氢气，而后利用制备的氢气为泵体提供动力；本发明体积小、效率高、方便移动使用。此外，本发明制氢效率高，且可以快速启动，且无需大量的其他能源(如电能等)。
[0058]本发明先利用醇水制备氢气，而后通过氢气燃烧放热作为发动机的启动能源，相比直接燃烧甲醇(等醇类)，可以减少PM2.5的排放。因为在利用甲醇制备氢气的过程中，通过催化剂对甲醇进行了选择性催化，可以有效减少对空气污染的气体的排放。
【专利附图】
【附图说明】
[0059]图1为本发明醇氢动力泵的组成示意图。
[0060]图2为本发明制氢设备的组成示意图。
[0061]图3为实施例三中醇氢动力泵的组成示意图。
【具体实施方式】
[0062]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0063]实施例一
[0064]请参阅图1，本发明揭示了一种醇氢动力泵，所述醇氢动力泵包括:制氢设备100、氢内燃机200、泵体300 ;所述制氢设备100用以利用甲醇(也可以为乙醇等其他醇类)与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机200 ;氢内燃机200利用接收的氢气驱动所述泵体300。氢内燃机200、泵体300为本领域的现有技术，这里不做赘述。
[0065]请参阅图2,所述制氢设备100可以制得氢气含量在25?35%的富氢气体。所述制氢设备包括:加热启动装置1、精密流量泵2、原料输送通道4、热量回收装置3、重整室5、燃烧室7、保温层8。
[0066]所述加热启动装置I用来在制氢设备冷启动时加热甲醇，直至甲醇气化，利用气化的甲醇燃烧放热，作为制氢设备的启动能源。所述加热启动装置I包括加热机构、第二气化管路，气化管路的内径为I?2mm，第二气化管路紧密地缠绕于加热机构上。所述第二气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入第二气化管路中；第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从第二气化管路输出后直接自燃。
[0067]所述精密流量泵2连接原料输送通道4，原料输送通道4的一部分设置于热量回收装置3中，热量回收装置3输出从重整室5排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道4内的原料甲醇水混合液加热。原料输送通道4包括一段或多段螺旋管，同时，原料输送通道4位于热量回收装置3中的部分由一根管路分成一束(若干根)直径更小的管路(一束管路的直径与一根管路的直径相当)，使得甲醇水混合液加热更加充分。本实施例中，原料输送通道4在进入热量回收装置3之前，管路直径为6~8_，进入热量回收装置3后，管路被分为若干根直径为I~3_的管路，这样设计可以进一步提高热交换效率，从而使甲醇水混合液加热更加充分。
[0068]所述重整室5的外壁设有第一气化管路6，经过热量回收装置3加热的甲醇水混合液在第一气化管路6中被重整室5外壁的高温加热气化，而后进入重整室5重整。
[0069]所述重整室5内存放催化剂，用于重整反应。重整室5还设有分流机构，用以将一部分制得的富氢气体输出存储或使用，同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室7，燃烧供热；重整室5设有限流阀(能量分配阀)11，输送至燃烧室7的富氢气体通过限流阀(能量分配阀)11控制。
[0070]所述燃烧室7设置于重整室5的外部，将重整室5包裹；燃烧室7内通过燃烧气化的甲醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室5加热；燃烧室7设有进风口 10，进风口10处设有风机，将空间吹入燃烧室7内。
[0071]所述保温层8设置于燃烧室7的外部，将燃烧室7包裹，用以保持燃烧室7的高温，减少外界对燃烧室7的温度干扰。
[0072]所述重整室5内还设有热电偶9，用以感应重整室5的温度，并反馈至制氢设备的电控系统，用以控制重整室5的温度。
[0073]制氢设备100的运行条件:重整室内催化剂燃烧腔温度达到400°C以上，如设定为4000C (催化剂在400左右时催化效率最好)。刚启动时，由加热启动装置通过气化甲醇，使甲醇燃烧的方式为重整室加热。待重整室产生大量氢气后，加热启动装置停止运行；由泵入的醇水混合液(60%甲醇)经重整室的反应炉反应产生氢气后分流一部分用于重整室的加热，提供反应炉所需热量。
`[0074]上述制氢设备的启动及运行过程包括如下步骤:
[0075]1、加热启动装置进行预热五分钟后，把甲醇泵入加热装置中使之汽化从而通往燃烧腔进行燃烧加热制氢设备；
[0076]2、加热至一定温度后，泵入醇水混合液，通过气化盘管加热汽化成气体通往重整室的反应腔，由这些蒸汽带动反应腔内催化剂温度的上升；蒸汽经过反应腔后一部分通过限流阀(能量分配阀)到达燃烧腔进行燃烧加热；
[0077]3、加热启动装置加热至一定温度，反应腔内开始进行重整反应产生大量氢气，停止对加热装置的加热以及甲醇的泵入；用反应产生的氢气及其它混合气分流一部分经过限流阀通往燃烧腔燃烧用于设备的运行加热，另一部分由管道接往外部使用。
[0078]以上介绍了本发明醇氢动力泵的组成，本发明在揭示上述醇氢动力泵的同时，还揭示一种上述醇氢动力泵的驱动方法，所述驱动方法包括如下步骤:
[0079]【步骤SI】制氢设备利用甲醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；
[0080]【步骤S2】氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体。
[0081]在步骤SI中，所述制氢设备制备氢气或富氢气体包括如下步骤:
[0082]步骤SlO、制氣设备冷启动步骤；在制氣设备冷启动时，加热启动装直加热甲醇，直至甲醇气化，利用气化的甲醇燃烧放热，作为制氢设备的启动能源；当富氢机制得大量的氢气后则停止加热启动装置的运行。[0083]所述加热启动装置包括加热机构、第二气化管路，气化管路的内径为I?2mm，第二气化管路紧密地缠绕于加热机构上；
[0084]所述第二气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入第二气化管路中；第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第二气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从第二气化管路输出后直接自燃。
[0085]步骤S11、通过泵体将原料从原料储存容器中抽出，进入原料输送通道；
[0086]步骤S12、原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料甲醇水混合液加热；
[0087]步骤S13、经过热量回收装置加热的甲醇水混合液进入设置于重整室的外壁设有第一气化管路，在第一气化管路中被加热气化，进入重整室；
[0088]步骤S14、被气化的甲醇水在重整室内进行重整反应；重整室设有分流机构，将一部分制得的富氢气体输出；同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧室内通过燃烧气化的甲醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热；重整室设有限流阀(能量分配阀)，输送至燃烧室的富氢气体通过限流阀(能量分配阀)控制。
[0089]实施例二
[0090]本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，原料输送装置可以为精密流量泵2以外的其他输送装置。
[0091]此外，原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢设备；所述原料输送装置向原料提供0.15?5MPa的压强，使得制氢设备制得的氢气具有足够的压强。
[0092]实施例三
[0093]本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，制氢设备与氢内燃机通过传输管路连接，醇氢动力泵在制氢设备与氢内燃机之间设有气压调节子系统。如图3所示，所述气压调节子系统20包括微处理器21、气体压力传感器22、阀门控制器23、出气阀24、出气管路25。
[0094]所述气体压力传感器22设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器21 ;所述微处理器21将从气体压力传感器22接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对，并以此控制出气阀24的开关。当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器21控制阀门控制器23打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围。同时出气管路的一端连接出气阀，另一端连接所述制氢设备，通过燃烧为制氢设备的需加热设备进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述制氢设备加快原料的输送速度。
[0095]综上所述，本发明提出的醇氢动力泵及其驱动方法，可利用甲醇水制备氢气，而后利用制备的氢气为泵体提供动力；本发明体积小、效率高、方便移动使用。此外，本发明制氢效率高，且可以快速启动，且无需大量的其他能源(如电能等)。本发明先利用醇水制备氢气，而后通过氢气燃烧放热作为发动机的启动能源；在利用甲醇制备氢气的过程中，通过催化剂对甲醇进行了选择性催化，相比直接燃烧甲醇(等醇类)，可以有效减少对空气污染的气体的排放，减少PM2.5的排放。[0096]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。
【权利要求】
1.一种醇氢动力泵，其特征在于，所述醇氢动力泵包括:制氢设备、氢内燃机、泵体； 所述制氢设备用以利用醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体； 所述制氢设备包括:加热启动装置、精密流量泵、原料输送通道、热量回收装置、重整室、燃烧室、保温层； 所述加热启动装置用来在制氢设备冷启动时加热醇，直至醇气化，利用气化的醇燃烧放热，作为制氢设备的启动能源；所述加热启动装置包括加热机构、第二气化管路，气化管路的内径为1~2mm，第二气化管路紧密地缠绕于加热机构上；所述第二气化管路的一端连接液体储存容器，将醇送入第二气化管路中；第二气化管路的另一端输出被气化的醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第二气化管路的另一端输出被气化的醇，且输出的醇温度达到自燃点，醇从第二气化管路输出后直接自燃； 所述精密流量泵连接原料输送通道，原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料醇水混合液加热；原料输送通道包括一段或多段螺旋管，同时，原料输送通道位于热量回收装置中的部分由一根管路分成一束直径更小的管路，使得醇水混合液加热更加充分； 所述重整室的外壁设有第一气化管路，经过热量回收装置加热的醇水混合液在第一气化管路中被重整室外壁的高温加热气化,进入重整室重整； 所述重整室内存放催化剂，用于重整反应；重整室还设有分流机构，用以将一部分制得的富氢气体输出，同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧供热；重整室设有能量分配阀，输送至燃烧室的富氢气体通过能量分配阀控制； 所述燃烧室设置于重整室的外部，将重整室包裹；燃烧室内通过燃烧气化的醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热；燃烧室设有进风口，进风口处设有风机，将空间吹入燃烧室内； 所述保温层设置于燃烧室的外部，将燃烧室包裹，用以保持燃烧室的高温，减少外界对燃烧室的温度干扰； 所述重整室内还设有热电偶，用以感应重整室的温度，并反馈至制氢设备的电控系统，用以控制重整室的温度； 制氢设备与氢内燃机通过传输管路连接，醇氢动力泵在制氢设备与氢内燃机之间设有气压调节子系统；所述气压调节子系统包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路； 所述气体压力传感器设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器；所述微处理器将从气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对；当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围，同时出气管路的一端连接出气阀，另一端连接所述制氢设备，通过燃烧为制氢设备的需加热设备进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述制氢设备加快原料的输送速度。
2.一种醇氢动力泵，其特征在于，所述醇氢动力泵包括:制氢设备、氢内燃机、泵体；所述制氢设备用以利用醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机；氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体。
3.根据权利要求2所述的醇氢动力泵，其特征在于: 所述制氢设备包括原料输送通道、热量回收装置、重整室、燃烧室； 所述原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料醇水混合液加热； 所述重整室的外壁设有第一气化管路，经过热量回收装置加热的醇水混合液在第一气化管路中被加热气化，进入重整室重整； 所述重整室内存放催化剂，用于重整反应；重整室还设有分流机构，用以将一部分制得的富氢气体输出，同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧供热；重整室设有能量分配阀，输送至燃烧室的富氢气体通过能量分配阀控制； 所述燃烧室设置于重整室的外部，燃烧室内通过燃烧气化的醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热。
4.根据权利要求2所述的醇氢动力泵，其特征在于: 所述制氢设备还包括加热启动装置，用来在制氢设备冷启动时加热醇，直至醇气化，利用气化的醇燃烧放热，作为制氢设备的启动能源； 所述加热启动装置包括加热机构、第二气化管路，气化管路的内径为I~2mm，第二气化管路紧密地缠绕于加热机构上； 所述第二气化管路的一端连接液体储存容器，将醇送入第二气化管路中；第二气化管路的另一端输出被气化的醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第二气化管路的另一端输出被气化的醇，且输出的醇温度达到自燃点，醇从第二气化管路输出后直接自燃。
5.根据权利要求2所述的醇氢动力泵，其特征在于: 所述原料输送通道包括一段或多段螺旋管，同时，原料输送通道位于热量回收装置中的部分由一根管路分成一束直径更小的管路，使得醇水混合液加热更加充分。
6.根据权利要求2所述的醇氢动力泵，其特征在于: 所述制氢设备还包括保温层，该保温层设置于燃烧室的外部，将燃烧室包裹，用以保持燃烧室的高温，减少外界对燃烧室的温度干扰； 所述重整室内还设有热电偶，用以感应重整室的温度，并反馈至制氢设备的电控系统，用以控制重整室的温度。
7.根据权利要求2所述的醇氢动力泵，其特征在于: 制氢设备与氢内燃机通过传输管路连接，醇氢动力泵在制氢设备与氢内燃机之间设有气压调节子系统；所述气压调节子系统包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路； 所述气体压力传感器设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器；所述微处理器将从气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对；当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围，同时出气管路的一端连接出气阀，另一端连接所述制氢设备，通过燃烧为制氢设备的需加热设备进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述制氢设备加快原料的输送速度。
8.根据权利要求2所述的醇氢动力泵，其特征在于:所述燃烧室将重整室包裹；燃烧室设有进风口，进风口处设有风机，将空间吹入燃烧室内。
9.一种权利要求1至8之一所述醇氢动力泵的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括如下步骤: 制氢设备利用醇与水制备氢气或富氢气体，将制备的氢气或富氢气体输送至氢内燃机； 氢内燃机利用接收的氢气驱动所述泵体。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于: 所述制氢设备制备氢气或富氢气体包括如下步骤: 通过泵体将原料从原料储存容器中抽出，进入原料输送通道； 原料输送通道的一部分设置于热量回收装置中，热量回收装置输出从重整室排出的高温余气或/和高温富氢气体，利用排出的高温余气或/和高温富氢气体为原料输送通道内的原料醇水混合液加热； 经过热量回收装置加热的醇水混合液进入设置于重整室的外壁设有第一气化管路，在第一气化管路中被加热气化，进入重整室； 被气化的醇水在重整室内进行重整反应；重整室设有分流机构，将一部分制得的富氢气体输出；同时将一部分制得的富氢气体输送至燃烧室，燃烧室内通过燃烧气化的醇或/和富氢气体或/和尾气放热，为重整室加热；重整室设有能量分配阀，输送至燃烧室的富氢气体通过能量分配阀控制。
【文档编号】F04B17/05GK103807130SQ201310630097
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29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