一种备用电源系统的制作方法

1.本发明涉及到电源技术领域，尤其涉及到一种备用电源系统。


背景技术：

2.乙醇制氢备用电源是基于乙醇制氢和燃料电池技术，使用乙醇作为原料的备用电源。装置泵入乙醇通过催化裂解反应得到氢气和乙酸乙酯等混合气体；通过提纯技术分离乙酸乙酯和各种杂质气体，得到纯净的氢气(99.97％以上)，输入燃料电池电堆发电，为各种用电装置提供备用电源。输出的乙酸乙酯是一种广泛使用的化工原料，具有较高的经济价值。
3.现有技术中分别存在各种问题：一、广泛使用的柴油机和发电机配套装置，柴油机运行噪音很大，需要大量新鲜空气吸入和排放有毒有害气体。二、直接使用燃料电池发电的装置，需要存储一定数量的氢气，氢气存量受到国家安全法规限制，氢气存量少限制了备用电源的使用时间。三、铝水制氢发电，反应过程产生大量热能，控制和释放存在不确定因素，同时制铝消耗大量电力，以及反应产生的铝氧化物的难以处理的问题。甲醇制氢比较接近乙醇制氢，但是甲醇本身具有毒性，以及制氢过程排放大量二氧化碳等。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种备用电源系统，用于解决上述技术问题。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种备用电源系统，包括原料副产品存储输送系统、制氢发电系统和备用电源应急切换系统，其中，所述原料副产品存储输送系统与所述制氢发电系统连接，所述备用电源应急切换系统包括应急切换电源装置，所述应急切换电源装置与所述制氢发电系统电连接，且所述应急切换电源装置与用电器以及市电连接。
7.作为优选，所述应急切换电源装置包括应急电源线路、市电线路、用电器线路、断路器、控制器和应急切换开关，其中，所述控制器通过所述应急电源线路与所述制氢发电系统电连接，所述控制器通过所述市电线路与所述市电电连接，所述控制器通过所述用电器线路与所述用电器电连接，所述市电线路上设有所述断路器，所述应急电源线路上设有所述应急切换开关。
8.作为进一步的优选，所述应急切换电源装置还包括逆变器，所述逆变器设于所述市电线路上，且所述逆变器位于所述断路器与所述市电之间。
9.作为进一步的优选，所述应急切换电源装置还包括制冷风机，所述制冷风机设于所述逆变器的一侧。
10.作为进一步的优选，所述应急切换电源装置还包括电流稳流器和电压稳压器，所述电流稳流器和所述电压稳压器分别设于所述用电器线路上。
11.作为进一步的优选，所述应急切换电源装置还包括电流电压检测器，所述电流电压检测器设于所述市电线路上，且所述电流电压检测器位于所述逆变器与所述断路器之
间。
12.作为优选，所述制氢发电系统包括依次连接的预热器、加热器、反应器、水冷装置和气液分离器。
13.作为进一步的优选，所述制氢发电系统还包括过滤器、储气罐、氢燃料电堆、储能电池系统、乙酸乙酯槽和排空装置，其中，所述过滤器与所述气液分离器连接，所述储气罐与所述过滤器连接，所述氢燃料电堆与所述储气罐连接，所述储能电池系统与所述氢燃料电堆连接，所述乙酸乙酯槽与所述气液分离器连接，所述排空装置分别与所述预热器、所述加热器、所述反应器、所述过滤器和所述储气罐连接。
14.作为进一步的优选，所述原料副产品存储输送系统包括原料储罐和输入泵，所述原料储罐与所述输入泵连接，所述输入泵与所述预热器连接。
15.作为进一步的优选，所述原料副产品存储输送系统还包括输出泵和乙酸乙酯罐，其中，所述乙酸乙酯罐与所述输出泵连接，所述输出泵与所述乙酸乙酯槽连接。
16.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
17.本发明中，结合乙醇催化裂解制氢和燃料电池发电两种新备用电源；比较于通常的备用电源，噪音低，零污染，具有广阔市场前景；同时为乙醇制氢装置和燃料电池两种新产品提供了相当广阔的市场空间，设置的备用电源应急切换系统能够及时的实现电源的切换，也能够实现对电路的保护，同时也能够防止市电出现故障导致用电器无法使用的情况发生。
附图说明
18.图1是本发明备用电源系统的系统示意图；
19.图2是本发明中的应急切换电源装置的电路原理图。
20.图中：1、原料副产品存储输送系统；11、原料储罐；12、输入泵；13、输出泵；14、乙酸乙酯罐；2、制氢发电系统；201、预热器；202、加热器；203、反应器；204、水冷装置；205、气液分离器；206、过滤器；207、储气罐；208、氢燃料电堆；209、储能电池系统；210、乙酸乙酯槽；211、排空装置、3、备用电源应急切换系统；31、应急切换电源装置；311、断路器；312、控制器；313、应急切换开关；314、逆变器；315、电流稳流器；316、电压稳压器；317、电流电压检测器；4、用电器；5、市电；6、手动截止阀；7、自动安全阀。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
22.图1是本发明备用电源系统的系统示意图，图2是本发明中的应急切换电源装置的电路原理图，请参见图1
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2所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种备用电源系统，包括原料副产品存储输送系统1、制氢发电系统2和备用电源应急切换系统3，其中，原料副产品存储输送系统1与制氢发电系统2连接，备用电源应急切换系统3包括应急切换电源装置31，应急切换电源装置31与制氢发电系统2电连接，且应急切换电源装置31与用电器4以及市电5连接。本实施例中，如图1所示，备用电源系统包括依次连接的原料副产品存储输送系统1、制氢发电系统2和备用电源应急切换3系统三个部分，其中，原料副产品存储输送系统1用于提供提供原料(乙醇)，同时也用于输送原料，也用于回收原料反应剩余物。而原料副产品存
储输送系统1将乙醇输送至制氢发电系统2进行乙醇制氢操作，制氢发电系统2用于制氢、提纯、发电并进行存储电能。而备用电源应急切换系统3用于备用电源的切换，用于保证用电器4的正常工作。
23.进一步，作为一种较佳的实施方式，应急切换电源装置31包括应急电源线路、市电线路、用电器线路、断路器311、控制器312和应急切换开关313，其中，控制器312通过应急电源线路与制氢发电系统2电连接，控制器312通过市电线路与市电5电连接，控制器312通过用电器线路与用电器4电连接，市电线路上设有断路器311，应急电源线路上设有应急切换开关313。本实施例中，断路器311用于控制市电线路的启闭，应急切换开关313用于控制应急电源线路的启闭，当市电线路出现故障时，控制器312自动控制断路器311断开市电线路，同时控制器312再控制应急切换开关313连通应急电源线路，使得用电器4能够正常使用。
24.进一步，作为一种较佳的实施方式，应急切换电源装置31还包括逆变器314，逆变器314设于市电线路上，且逆变器314位于断路器311与市电5之间。
25.进一步，作为一种较佳的实施方式，应急切换电源装置31还包括制冷风机，制冷风机设于逆变器314的一侧。本实施例中，设置的制冷风机用于逆变器314散热，防止逆变器314温度过高烧坏线路。
26.进一步，作为一种较佳的实施方式，应急切换电源装置31还包括电流稳流器315和电压稳压器316，电流稳流器315和电压稳压器316分别设于用电器线路上。设置的电流稳流器315和电压稳压器316用于稳定用电器线路的电流和电压，实现对用电器4的保护。
27.进一步，作为一种较佳的实施方式，应急切换电源装置31还包括电流电压检测器317，电流电压检测器317设于市电线路上，且电流电压检测器317位于逆变器315与断路器311之间。设置的电流电压检测器317用于检测市电线路的电流和电压值，当检测的电流和电压值超过一定范围后，控制器312会自动控制断路器311断开市电线路。
28.进一步，作为一种较佳的实施方式，制氢发电系统2包括依次连接的预热器201、加热器202、反应器203、水冷装置204和气液分离器205。本实施例中，如图1所示，乙醇先经过预热器201预热后，再经过加热器202进行加热，然后再进入反应器203内反应生成氢气和乙酸乙酯混合气体，混合气体再进入水冷装置204内进行冷却形成液、气混合，然后在气液分离器205的作用下进行气液分离，产生氢气和乙酸乙酯液体，而生成的乙酸乙酯液体回收至原料副产品存储输送系统1。本实施例中，采用乙醇制氢发电，乙醇的存储相对安全，制氢过程不需要外界补充空气等条件，少量排放气体符合环保要求。相当于现有中的甲醇制氢发电而言，其具有广阔的市场前景。
29.进一步，作为一种较佳的实施方式，制氢发电系统2还包括过滤器206、储气罐207、氢燃料电堆208和储能电池系统209，其中，过滤器206与气液分离器205连接，储气罐207与过滤器206连接，氢燃料电堆208与储气罐207连接，储能电池系统209与氢燃料电堆208连接。本实施例中，如图1所示，当经过气液分离后得到的氢气会进入到过滤器206内进行过滤处理，过滤后得到高纯度氢气，然后氢气存储在储气罐207内，储气罐207内的氢气会进入到氢燃料电堆208进行发电，产生的电能会存储在储能电池系统209内。本实施例中，储能电池系统209受备用电源应急切换系统3控制，当市电5出现故障而暂停供应时，备用电源应急切换系统3会立即控制储能电池系统为用电器4供电，保证用电器4的正常使用。本实施例中，储能电池系统209作为能量存储设备，存储形式包括乙醇，氢气和电力，相对而言，存储电力
比较简单，乙醇和氢气需要一定的保有量；存储数量根据用电器的功率决定，确保用用电器4相当时间的满负荷工作，如果用用电器4的电力供应可以迅速恢复，存储数量可以相对减少。
30.进一步，作为一种较佳的实施方式，制氢发电系统还包括乙酸乙酯槽210，乙酸乙酯槽210与气液分离器205连接。本实施例中，在气液分离器205的作用下进行气液分离，产生的氢气进入过滤器206，产生的乙酸乙酯进入到乙酸乙酯槽210内。
31.进一步，作为一种较佳的实施方式，原料副产品存储输送系统1包括原料储罐11和输入泵12，原料储罐11与输入泵12连接，输入泵12与预热器201连接。本实施例中，如图1所示，原料储罐11内存储的是乙醇，输入泵12用于将乙醇输送至预热器201内。
32.进一步，作为一种较佳的实施方式，原料副产品存储输送系统1还包括输出泵13和乙酸乙酯罐14，其中，乙酸乙酯罐14与输出泵13连接，输出泵13与乙酸乙酯槽210连接。如图1所示，输出泵13用于将乙酸乙酯槽210内的乙酸乙酯输送至乙酸乙酯罐14内保存。
33.进一步，作为一种较佳的实施方式，制氢发电系统2还包括排空装置211，排空装置211分别与预热器201、加热器202、反应器203、过滤器206和储气罐207连接。本实施例中，排空装置211用于将预热器201、加热器202、反应器203、过滤器206和储气罐207内的多余的废气排出。
34.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
35.本发明在以上实施例的基础上还具有如下较佳的实施方式：
36.进一步，作为一种实施方式，备用电源系统还包括主管路，其中，原料储罐11与输入泵12之间、乙酸乙酯罐14与输出泵13之间、储气罐207与排空装置211之间分别通过一主管路连接。
37.进一步，作为一种实施方式，备用电源系统还包括若干分管路，其中输入泵12与预热器201之间、预热器201与加热器202之间、预热器201与反应器203之间、反应器203与水冷装置204之间、水冷装置204与气液分离器205之间、气液分离器205与乙酸乙酯槽210之间、气液分离器205与过滤器206之间、过滤器206与储气罐207之间、储气罐207与氢燃料电堆208之间分别通过一分管路连接。
38.进一步，作为一种实施方式，其中，氢燃料电堆208与储能电池系统209之间电连接，储能电池系统209与应急切换电源装置31之间电连接，应急切换电源装置31与市电5和用电器4之间分别电连接。
39.进一步，作为一种实施方式，备用电源系统还包括若干出气管，其中，预热器201、加热器202、反应器203、过滤器206分别通过一出气管与排空装置211连接。
40.进一步，作为一种实施方式，备用电源系统还包括手动截止阀6，其中，每一主管路上分别设有一手动截止阀6，设置的手动截止阀6用于控制主管路的启闭。
41.进一步，作为一种实施方式，备用电源系统还包括自动安全阀7，其中，每一出气管上分别设有一自动安全阀7。
42.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。