水氢电网系统及其控制方法、计费方法与流程

本发明属于供电装置技术领域，涉及一种供电系统，尤其涉及一种水氢电网系统；同时，本发明还涉及上述水氢电网系统的控制方法、计费方法。

背景技术：

如今，随着科技的发展，电力已经成为人们工作、学习、生活的必需品，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、电磁炉、冰箱、空调、电脑、通讯基站等均需要电能才能工作。

然而，如今的电力输送大都是依靠高压线路输送，在出现较为严重的自然灾害(如地震、洪水等)或人为破坏时，可能会导致电力输送线路的损坏，导致大面积的停电，为人们的工作、学习、生活产生很大影响。

现有的应急方式通常是对被破坏的输送线路进行抢修，但抢修可能需要花费较长时间，在修复前会影响人们的工作、学习及生活。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的电网系统，以便克服现有电网系统存在的上述缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种水氢电网系统，可在用电高峰时缓解电厂压力，同时能在部分输电线路故障时能不间断供电。

本发明还提供一种水氢电网系统的控制方法，可在用电高峰时缓解电厂压力，同时能在部分输电线路故障时能不间断供电。

此外，本发明还提供一种水氢电网系统的计费方法，可在用电高峰时缓解电厂压力，同时能在部分输电线路故障时能不间断供电。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水氢电网系统，所述水氢电网系统包括：服务器、总输电线路、若干水氢发电机，各水氢发电机分别连接总输电线路，各水氢发电机分别连接服务器；

所述总输电线路设有若干用电量计量装置，各用电量计量装置设置于用电单元，为每个用电单元统计用电量；各水氢发电机设有供电量计量装置，用以统计输送至总输电线路的电量；

所述水氢发电机包括甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、dc/dc电源模块，甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、dc/dc电源模块依次连接；甲醇水重整制氢装置连接甲醇水存储容器，甲醇水重整制氢装置设有液体泵，液体泵将甲醇水存储容器内的甲醇水原料输送至甲醇水重整制氢装置；甲醇水重整制氢装置利用甲醇水原料重整制得氢气，将制得的氢气输送至氢燃料电池；氢燃料电池设有气泵，气泵将含氧气体泵入氢燃料电池；氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电，并生成水；氢燃料电池发出的直流电通过dc/dc电源模块处理后输出；

所述总输电线路包括直流电输送线路、交流电输送线路；所述水氢发电机包括交流电力输出端或/和直流电力输出端，dc/dc电源模块通过直流电力输出端输出直流电；dc/dc电源模块还连接逆变器，将直流电转换为交流电，通过交流电力输出端输出；

所述服务器包括计费模块，用以根据用电单元的用电量计算应付费用，同时根据各水氢发电机的供电量计算应得费用；

所述水氢电网系统包括交流电网异常判断电路，用以获取交流电网的电力供应是否正常，并将信息反馈至服务器；

所述用电单元设有输送电磁阀，所述服务器根据交流电网异常判断电路获取的信息及对应用电单元是否同意使用其他用电单元的水氢发电机来控制对应输送电磁阀的开关；若本用电单元同意使用其他用电单元的水氢发电机为自身供电，则控制输送电磁阀开启，若不同意则控制其断开；

所述水氢电网系统包括用电量检测电路，用以实时检测设定区域开启的用电设备所需要的用电量；

所述水氢发电机还包括远程控制模块，服务器能远程控制对应水氢发电机，以此控制对应水氢发电机开启或关闭；

所述服务器根据所述用电量检测电路获取的所需用电量控制对应数量的水氢发电机启动，为总输电线路供电；

所述水氢电网系统包括用电规律获取单元，用以获取用电规律，并根据用电规律提前控制对应数量的水氢发电机开启或关闭。

一种水氢电网系统，所述水氢电网系统包括：服务器、总输电线路、若干水氢发电机，各水氢发电机分别连接总输电线路，各水氢发电机分别连接服务器；

所述总输电线路设有若干用电量计量装置，各用电量计量装置设置于用电单元，为每个用电单元统计用电量；各水氢发电机设有供电量计量装置，用以统计输送至总输电线路的电量。

作为本发明的一种优选方案，所述水氢发电机包括甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、dc/dc电源模块，甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、dc/dc电源模块依次连接；甲醇水重整制氢装置连接甲醇水存储容器，甲醇水重整制氢装置设有液体泵，液体泵将甲醇水存储容器内的甲醇水原料输送至甲醇水重整制氢装置；甲醇水重整制氢装置利用甲醇水原料重整制得氢气，将制得的氢气输送至氢燃料电池；氢燃料电池设有气泵，气泵将含氧气体泵入氢燃料电池；氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电，并生成水；氢燃料电池发出的直流电通过dc/dc电源模块处理后输出。

作为本发明的一种优选方案，所述总输电线路包括直流电输送线路、交流电输送线路；

所述水氢发电机包括交流电力输出端或/和直流电力输出端，dc/dc电源模块通过直流电力输出端输出直流电；dc/dc电源模块还连接逆变器，将直流电转换为交流电，通过交流电力输出端输出。

作为本发明的一种优选方案，所述水氢电网系统包括交流电网异常判断电路，用以获取交流电网的电力供应是否正常，并将信息反馈至服务器；

所述用电单元设有输送电磁阀，所述服务器根据交流电网异常判断电路获取的信息及对应用电单元是否同意使用其他用电单元的水氢发电机来控制对应输送电磁阀的开关；若本用电单元同意使用其他用电单元的水氢发电机为自身供电，则控制输送电磁阀开启，若不同意则控制其断开。

作为本发明的一种优选方案，所述服务器包括计费模块，用以根据用电单元的用电量计算应付费用，同时根据各水氢发电机的供电量计算应得费用。

作为本发明的一种优选方案，所述水氢电网系统包括用电量检测电路，用以实时检测设定区域开启的用电设备所需要的用电量；

所述水氢发电机还包括远程控制模块，服务器能远程控制对应水氢发电机，以此控制对应水氢发电机开启或关闭；

所述服务器根据所述用电量检测电路获取的所需用电量控制对应数量的水氢发电机启动，为总输电线路供电。

作为本发明的一种优选方案，所述水氢电网系统包括用电规律获取单元，用以获取用电规律，并根据用电规律提前控制对应数量的水氢发电机开启或关闭。

作为本发明的一种优选方案，所述水氢发电机连接有天然气转甲醇装置；

所述天然气转甲醇装置包括甲烷提纯装置、甲烷转甲醇装置、甲醇分离装置，甲烷提纯装置、甲烷转甲醇装置、甲醇分离装置依次连接；

所述甲烷提纯装置包括第一液化机构、第二液化机构、气化机构；

所述第一液化机构将天然气中沸点最低的氮气液化，温度控制为低于-196℃；生成的液化氮通过排放管路排放，剩余气体输送至第二液化机构；

所述第二液化机构将剩余气体中的甲烷气体液化，温度控制为-195～-162℃；收集生成的液化甲烷，通过气化机构气化甲烷液体，输送至甲烷转甲醇装置；

所述甲烷提纯装置还包括换热器、压缩机、过冷器、冷凝蒸发器；

所述压缩机连接换热器，换热器连接第一液化机构、第二液化机构、过冷器，过冷器连接第一液化机构、第二液化机构、冷凝蒸发器；

所述第一液化机构连接换热器、过冷器，将天然气中沸点最低的氮气液化，温度控制为-195～-162℃；生成的液化氮通过排放管路排放，剩余气体输送至第二液化机构；

所述第二液化机构连接换热器、过冷器，温度控制为-191～-89℃，将剩余气体中的甲烷气体液化；

所述甲烷转甲醇装置内设有多孔的沸石状催化剂，通过所述沸石状催化剂将甲烷、水催化生成甲醇和氢气；所述沸石状催化剂空隙中嵌入铜原子，反应过程中甲烷分子在其表面分解为碳和氢原子，通过由水分解产生的氧原子氧化后形成甲醇和氢气；

ch4+h2o＝ch3oh+h2；

所述催化剂包括pt的氧化物、pd的氧化物、cu的氧化物、fe的氧化物、zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物；其中贵金属pt的氧化物含量占催化剂总质量的0～2％，pd的氧化物含量占催化剂总质量的0～5％，cu的氧化物占催化剂总质量的5％～15％，fe的氧化物占催化剂总质量的2％～10％，zn的氧化物占催化剂总质量的10％～25％，稀土金属氧化物占催化剂总质量的5％～45％，其余为过渡金属氧化物；

所述甲醇分离装置将氢气与甲醇进行分离，得到甲醇；分离的氢气用来燃烧或用于氢燃料电池发电；所述甲醇分离装置包括复合金属膜或瓷膜分离器。

一种上述水氢电网系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤s1、交流电网异常判断电路获取交流电网的电力供应是否正常，并将信息反馈至服务器；若交流电网供电异常，则转至步骤s2；

步骤s2、用电单元设有输送电磁阀，服务器根据交流电网异常判断电路获取的信息及对应用电单元是否同意使用其他用电单元的水氢发电机来控制对应输送电磁阀的开关；若本用电单元同意使用其他用电单元的水氢发电机为自身供电，则控制输送电磁阀开启，若不同意则控制其断开。

一种上述水氢电网系统的计费方法，所述计费方法包括如下步骤：

总输电线路设有若干用电量计量装置，各用电量计量装置设置于用电单元，为每个用电单元统计用电量；

各水氢发电机设有供电量计量装置，统计输送至总输电线路的电量；

根据各用电单元的用电量计算用电费用；

根据各水氢发电机供电量计算供电费用。

本发明的有益效果在于：本发明提出的水氢电网系统，可在用电高峰时缓解电厂压力，同时能在部分输电线路故障时能不间断供电。

本发明可以在用电高峰时控制部分水氢发电机启动，可以为本用电单元(如一个家庭)供电；如果发电还有富余时，还可以通过输送线路，为其他用电单元供电，从而获取一定的收益。

在发生自然灾害时，用电单元的水氢发电机可以启动，为本用电单元提供生存所需的电力，同时可以将电能输送至周边或其他输送线路没有被损坏的区域，具有很大的社会效益，为电力的应急提供一种交换的解决方式。

且本发明中的发电机原料为甲醇、水，生成物为净水(可饮用)及二氧化碳(生成的二氧化碳还可以用来制备甲醇原料，可以利用闲暇时的太阳能、风能等资源)，对环境非常友好，甚至可以成为人类替代煤、石油、天然气的新能源。

附图说明

图1为本发明水氢电网系统的组成示意图。

图2为本发明水氢电网系统中水氢发电机的组成示意图。

图3为本发明水氢电网系统中水氢发电机与天然气转甲醇装置的配合示意图。

图4为本发明水氢电网系统中天然气转甲醇装置的组成示意图。

图5为本发明水氢电网系统甲烷提纯装置的组成示意图。

图6为本发明水氢电网系统甲烷提纯装置的另一组成示意图。

图7为实施例五中本发明水氢电网系统甲烷提纯装置的组成示意图。

图8为实施例六中本发明水氢电网系统甲烷提纯装置的组成示意图。

图9为实施例六中本发明水氢电网系统甲烷提纯装置的另一组成示意图。

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1，本发明揭示了一种水氢电网系统，所述水氢电网系统包括：服务器100、总输电线路200、若干水氢发电机30，各水氢发电机30分别连接总输电线路200，各水氢发电机30分别连接服务器100(可以通过有线或无线的方式连接)。

所述总输电线路200设有若干用电量计量装置201，各用电量计量装置201设置于用电单元300，为每个用电单元300统计用电量；各水氢发电机30设有供电量计量装置301，用以统计输送至总输电线路200的电量。

请参阅图2，所述水氢发电机30包括甲醇水重整制氢装置31、氢燃料电池32、dc/dc电源模块35，甲醇水重整制氢装置31、氢燃料电池32、dc/dc电源模块35依次连接；甲醇水重整制氢装置31连接甲醇水存储容器40，甲醇水重整制氢装置31设有液体泵34，液体泵34将甲醇水存储容器40内的甲醇水原料输送至甲醇水重整制氢装置31；甲醇水重整制氢装置31利用甲醇水原料重整制得氢气，将制得的氢气输送至氢燃料电池32；氢燃料电池32设有气泵33，气泵33将含氧气体泵入氢燃料电池32；氢燃料电池32利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电，并生成水；氢燃料电池32发出的直流电通过dc/dc电源模块35处理后输出。

水氢发电机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(如四件授权的专利：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；中国专利cn201410621689.x，甲醇水制氢系统的重整器、甲醇水制氢系统及制氢方法)，这里不做赘述。

所述总输电线路200包括直流电输送线路202、交流电输送线路203；所述水氢发电机30包括交流电力输出端或/和直流电力输出端，dc/dc电源模块通过直流电力输出端输出直流电；dc/dc电源模块35还连接逆变器36，将直流电转换为交流电，通过交流电力输出端输出。

发出的电能可以先供自己用电单元300(如以一个家庭为一个单元)的需要，发出的直流电可以直接供直流用电器使用，逆变得到的交流电可以供交流用电器使用。在发出的电能还有结余时，在总输电线路200输送的电能不足时，可以通过总输电线路200为其他用电单元供电。当然，也会根据发出的电量得到相应的报酬。

所述服务器100包括计费模块101，用以根据用电单元的用电量计算应付费用，同时根据各水氢发电机的供电量计算应得费用。

所述水氢电网系统包括交流电网异常判断电路102，用以获取交流电网的电力供应是否正常，并将信息反馈至服务器100。

所述用电单元300设有输送电磁阀，所述服务器100根据交流电网异常判断电路获取的信息及对应用电单元300是否同意使用其他用电单元的水氢发电机来控制对应输送电磁阀的开关；若本用电单元300同意使用其他用电单元的水氢发电机30为自身供电，则控制输送电磁阀开启，若不同意则控制其断开。

所述水氢电网系统包括用电量检测电路103，用以实时检测设定区域开启的用电设备所需要的用电量；可根据各个用电量计量装置201实时获取的数据相加得到。

所述水氢发电机30还包括远程控制模块，服务器能远程控制对应水氢发电机，以此控制对应水氢发电机开启或关闭。

所述服务器100根据所述用电量检测电路获取的所需用电量控制对应数量的水氢发电机启动，为总输电线路供电。

所述水氢电网系统包括用电规律获取单元104，用以获取用电规律，并根据用电规律提前控制对应数量的水氢发电机开启或关闭。用电规律获取单元根据历史数据，结合日期、是否周末、是否假期、环境信息、天气信息等数据综合比对，得到预测数据。

本发明还揭示一种上述水氢电网系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤s1、交流电网异常判断电路获取交流电网的电力供应是否正常，并将信息反馈至服务器；若交流电网供电异常，则转至步骤s2；

步骤s2、用电单元设有输送电磁阀，服务器根据交流电网异常判断电路获取的信息及对应用电单元是否同意使用其他用电单元的水氢发电机来控制对应输送电磁阀的开关；若本用电单元同意使用其他用电单元的水氢发电机为自身供电，则控制输送电磁阀开启，若不同意则控制其断开。

本发明还揭示一种上述水氢电网系统的计费方法，所述计费方法包括如下步骤：

总输电线路设有若干用电量计量装置，各用电量计量装置设置于用电单元，为每个用电单元统计用电量；

各水氢发电机设有供电量计量装置，统计输送至总输电线路的电量；

根据各用电单元的用电量计算用电费用；如可以根据总用电量计费，也可以根据用电单元使用了其他水氢发电机供电量的数据计算费用，对应水氢发电机则根据该费用得到应得的供电费用。

根据各水氢发电机供电量计算供电费用。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述水氢发电机30连接有天然气转甲醇装置10，天然气转甲醇装置10连接天然气管道，用以将天然气转化为甲醇，将生成的甲醇输送至甲醇存储容器11中。所述水氢发电机30分别连接有甲醇水存储容器40、水存储容器12，利用甲醇水存储容器40中的甲醇水原料重整制氢、发电，将生成的水存储至水存储容器12。

请参阅图3、图4，所述天然气转甲醇装置10包括甲烷提纯装置15、甲烷转甲醇装置17、甲醇分离装置19，甲烷提纯装置15、甲烷转甲醇装置17、甲醇分离装置19依次连接。甲烷提纯装置15用来提取出天然气中的甲烷，其他气体输送至天然气灶台或其他需要使用天然气的设备(如热水器)燃烧使用，或者先存储至一储存容器中，当需要的时候再利用。

请参阅图5、图6，所述甲烷提纯装置15包括第一液化机构151、第二液化机构152、气化机构153。

所述第一液化机构151将天然气中沸点最低的氮气液化，温度控制为低于-196℃(如设定为-200℃，或-200℃左右)；生成的液化氮通过排放管路排放，剩余气体输送至第二液化机构152。

所述第二液化机构152将剩余气体中的甲烷气体液化，温度控制为-195～-162℃(如设定为-170℃，或者-170℃左右)；收集生成的液化甲烷，通过气化机构153气化甲烷液体，输送至甲烷转甲醇装置17。

所述甲烷提纯装置还可以包括换热器154、压缩机155、过冷器156、冷凝蒸发器157。所述压缩机155连接换热器154，换热器154连接第一液化机构151、第二液化机构152、过冷器156，过冷器156连接第一液化机构151、第二液化机构152、冷凝蒸发器157。在本发明的另一实施例中，可以不包括换热器154、压缩机155、过冷器156、冷凝蒸发器157。

所述第一液化机构151连接换热器154、过冷器156，将天然气中沸点最低的氮气液化，温度控制为-195～-162℃；生成的液化氮通过排放管路排放，剩余气体输送至第二液化机构152。所述第二液化机构152连接换热器154、过冷器156，温度控制为-191～-89℃(如设定为-100℃，或者-100℃左右)，将剩余气体中的甲烷气体液化。

所述甲烷转甲醇装置17内设有多孔的沸石状催化剂，通过所述沸石状催化剂将甲烷、水催化生成甲醇和氢气；所述沸石状催化剂空隙中嵌入铜原子，反应过程中甲烷分子在其表面分解为碳和氢原子，通过由水分解产生的氧原子氧化后形成甲醇和氢气；反应的化学方程式为：ch4+h2o＝ch3oh+h2。

所述催化剂包括pt的氧化物、pd的氧化物、cu的氧化物、fe的氧化物、zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物；其中贵金属pt的氧化物含量占催化剂总质量的0～2％，pd的氧化物含量占催化剂总质量的0～5％，cu的氧化物占催化剂总质量的5％～15％，fe的氧化物占催化剂总质量的2％～10％，zn的氧化物占催化剂总质量的10％～25％，稀土金属氧化物占催化剂总质量的5％～45％，其余为过渡金属氧化物。当然，也可以采用其他铜基催化剂。

当然，催化剂还可以为其他组成，如催化剂为铜基催化剂，所述铜基催化剂包括物质及其质量份数为：2-20份的cuo，2-20份的zno，0.1-5份的zro，45-95份的al2o3，0-5份的ceo2，0-5份的la2o3。

所述甲醇分离装置将氢气与甲醇进行分离，得到甲醇；分离的氢气用来燃烧或用于氢燃料电池发电；所述甲醇分离装置包括复合金属膜或瓷膜分离器。本实施例中，所述甲醇分离装置可以为表面镀钯银合金的多孔陶瓷，镀上的贵金属合金中，钯占75％～78％(质量百分比)，银占22％～25％(质量百分比)。当然，甲醇分离装置还可以为其他结构形式。

所述氢燃料电池32生成的水通过第一输水管路连接水存储容器12，生成的水或/和市政输水管路中的水通过第二输水管路及所述水输出端56供用户使用。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述天然气转甲醇装置包括甲烷转甲醇装置、甲醇分离装置，甲烷转甲醇装置、甲醇分离装置依次连接(即可以不设置甲烷分离装置)。

此外，如果有现成的甲醇水原料，可以直接利用甲醇水原料制氢发电。在原料用完后，可以再借助甲烷转甲醇装置利用天然气制备甲醇。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，甲烷转甲醇装置包括甲烷提纯膜，用以仅透过甲烷，其他气体输送至天然气管道；所述甲烷转甲醇装置包括复合金属膜或瓷膜，用以将甲烷、水制备甲醇和氢气，得到甲醇。

实施例五

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述天然气转甲醇装置包括甲烷提纯装置15、甲烷转甲醇装置17、甲醇分离装置19。甲烷提纯装置15通过二级精馏法从天然气中提取高纯度甲烷。

请参阅图7，所述甲烷提纯装置15包括一级精馏塔(即除氮塔c1)、二级精馏塔(即提纯塔c2)、主换热器(即换热器e1)、压缩机pc1001、过冷器e2、一级精馏塔塔斧(即塔釜k1)、二级精馏塔塔斧(即塔釜k2)、若干电磁阀、若干输送管路；所述二级精馏塔塔斧设有二级精馏塔塔顶，二级精馏塔塔顶设有冷凝蒸发器k3。

表1lng原料气组成沸点表

所述压缩机连接换热器，换热器连接一级精馏机构、二级精馏机构、过冷器，过冷器连接一级精馏机构、二级精馏机构、冷凝蒸发器。

根据二级精馏法原理，上述甲烷提纯装置的运行原理为：含量大于93％的天然气经液化，经v1阀液相进入除氮塔c1的顶部，在填料塔内液体下流与上升的蒸气充分接触，首先把原料液中的氮组分随塔顶废气排出，少量废气经v5阀及流量计后送废气管网。c1塔底部塔釜k1中获得富甲烷液体，液体通过v4阀节流进入提纯塔c2中部，通过c2塔内精馏提纯，在c2塔顶获取高纯甲烷气体，通过塔顶冷凝蒸发器k3液化为高纯液甲烷。含高沸点杂质组分(乙烷、丙烷等)的液体在c2塔底部的塔釜k2中聚集并排出冷箱进入废液储槽中。

高纯液体甲烷经过过冷器e2过冷后通过v7节流阀排入冷箱外的高纯液体甲烷贮槽lpv中。为完成精馏提纯过程，采用纯甲烷气体作为精馏塔热源。甲烷气体通过压缩机pc1001压缩到0.6～0.8mpa(g)左右进入冷箱。在换热器e1中冷却到-125℃左右，一股经v3阀进入提纯塔c2塔釜k2冷凝蒸发器中，为c2塔提供热源同时被冷凝为液体从换热器流入塔釜k2冷凝液罐中。两股液体汇集后进入过冷器e2冷却到-146℃左右，大部分液体节流后进入提纯塔c2塔顶的冷凝蒸发器k3中，为k3提供冷量，多余液体经v9阀从冷凝器中排出与蒸发后的气体混合后进入过冷器e2、换热器e1复热后出冷箱，进循环压缩机入口。视运行工况，少量过冷后的的富余液体，可排出冷箱外的缓冲贮液槽中。

取高纯液体甲烷贮槽lpv中的甲烷，转换为气态后经色谱分析仪检测，纯度可以达到99.999％。

实施例六

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述天然气转甲醇装置包括甲烷提纯装置15、甲烷转甲醇装置17、甲醇分离装置19；所述甲烷转甲醇装置17用电化学的方法制备，将甲烷液化，而后输送至电解槽。

请参阅图8、图9，甲烷提纯装置15用封闭的电解槽，以中空的多孔石墨为阳极，不锈钢为阴极；电解液用蒸馏水配制，由40～50g/l的nacl和16～54g/l的naoh配制成氯化盐溶液，或由30～40g/l的naf和16～36g/l的naoh配制成氟化盐溶液，温度为18～60℃；甲烷气体以4.6ml/min；通入外表面积为1dm²的中空的多孔石墨阳极，接通强度为0.1～0.3a的电流，在电解液中生成甲醇，甲烷的产率0.34～2.74％；再对电解液加热，在65～75℃的温度的条件下蒸发出甲醇，电解液再返回电解池；生成的hcl或hf与电解液中的naoh反应，重新生成nacl或naf。

本发明实施例采用的封闭电解槽为用市场上购买的材料，密封的电解槽1501由防酸、防碱、防盐腐蚀的材料制成，如有机玻璃、或聚氟乙烯塑料。阴极室1502和阳极室1512为同一电解液，电解液上部留有气体空间；阴极1503为耐酸、碱、盐腐蚀的金属或合金，如金属铂，或不锈钢，或钛合金。阴极室排气通道1504用于把阴极产生的氢气引出收集；阴极导线1505采用包覆聚氯乙烯的铜芯线，一端与阴极1503连接，另一端与外部电源的负极连接；隔膜1506为尼龙布，把电解池分隔成阴极室1502和阳极室1512，电解液能够通过尼龙布，但气体不能通过。阳极导线1507与阴极导线1505一样，采用包覆聚氯乙烯的铜芯线，一端与中空的多孔阳极1511连接，另一端与外部电源的正极连接；甲烷气进入通道1508的一端接入多孔阳极1511的内腔，另一端与外部甲烷供给源相接；阳极室排气通道1509用于把阳极室中未反应掉的甲烷气引出，甲烷气经气泵加压后返回甲烷气进入通道1508进行循环反应。电解液出口1510用于把含有甲醇的电解液引出(至蒸发设备)，在外部的蒸发设备中蒸发甲醇后，通过电解液进口1513返回电解池；中空的多孔阳极1511是由石墨制成的空心电极，心部与外表面由密集的微米级小孔道连通，输入心部的甲烷气体能够通过小孔道到达电极外表面。

蒸发设备包括蒸发容器1521，蒸发容器1521内设有电加热机构1522，蒸发容器1521设有气体输送管路1523，电解液出口1510连接电解液输入管路(对于蒸发设备，属于输入)，电解液输入管路设有第一液体泵1524、第一电磁阀1525，电解液进口1513连接电解液输出管路(对于蒸发设备，属于输出)，电解液输出管路设有第二液体泵1526、第二电磁阀1527。

综上所述，本发明提出的水氢电网系统，可在用电高峰时缓解电厂压力，同时能在部分输电线路故障时能不间断供电。

本发明可以在用电高峰时控制部分水氢发电机启动，可以为本用电单元(如一个家庭)供电；如果发电还有富余时，还可以通过输送线路，为其他用电单元供电，从而获取一定的收益。

在发生自然灾害时，用电单元的水氢发电机可以启动，为本用电单元提供生存所需的电力，同时可以将电能输送至周边或其他输送线路没有被损坏的区域，具有很大的社会效益，为电力的应急提供一种交换的解决方式。

且本发明中的发电机原料为甲醇、水，生成物为净水(可饮用)及二氧化碳(生成的二氧化碳还可以用来制备甲醇原料，可以利用闲暇时的太阳能、风能等资源)，对环境非常友好，甚至可以成为人类替代煤、石油、天然气的新能源。

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。