一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机转让专利

申请号 : CN201610884772.5

文献号 : CN106252692B

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发明人 : 向华向德成陈昌军安辉李文霞雷建林杨琰

申请人 : 广东能态科技投资有限公司

摘要 :

本发明公开一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,包括电控模块、进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块,电控模块包括控制主板、稳压模块及DC变化单元,控制主板控制进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块工作;进液模块,包括存储箱、进液总管、甲醇泵、启动进液电磁阀、启动进液分管、制氢进液电磁阀及制氢进液分管,存储箱内设置有自动液位控制模块;抽真空模块包括两抽真空组件,且均设抽真空电池阀和抽气管道,在制氢发电机启动/制氢前,抽真空模块对进液模块和制氢模块抽真空。本发明各部分模块之间配合好,电控系统和重整器工作稳定,重整器制氢效率高、电堆发电效果好,整机运转噪声小。

权利要求 :

1.一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:包括电控模块、进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块,其中:

电控模块,包括控制主板、稳压模块及DC变化单元,所述控制主板控制进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块的工作,所述稳压模块配合DC变化单元将发电模块产生的电力进行稳压及转换处理并向外输出;

进液模块,包括存储箱、进液总管、甲醇泵、换热组件、启动进液电磁阀、启动进液分管、制氢进液电磁阀及制氢进液分管;甲醇水重整制氢发电机启动过程中,所述启动进液电磁阀打开,制氢进液电磁阀关闭,甲醇水原料从存储箱经进液总管、甲醇泵、换热组件、启动进液电磁阀及启动进液分管供应给制氢模块的启动装置;甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,制氢进液电磁阀打开,启动进液电磁阀关闭,甲醇水原料从存储箱经进液总管、甲醇泵、制氢进液电磁阀及制氢进液分管供应给制氢模块的重整器;

制氢模块,包括重整器和启动装置,所述重整器包括重整室、分离室及燃烧室,所述重整室用于甲醇与水反应制得包括二氧化碳和氢气的混合气体,所述分离室用于从混合气体中分离出氢气,所述燃烧室用于燃烧制得的部分氢气,提供重整器运行的热量;所述启动装置通过燃烧甲醇水原料为重整器的启动过程提供热量;

发电模块,包括电堆,其用于氢气发生电化学反应产生电能,产生的电能通过所述稳压模块与DC变化单元处理输出;

抽真空模块,包括真空泵、抽真空电磁阀及抽气管道,所述真空泵通过抽气管道与抽真空电磁阀气密连接,所述抽真空电磁阀则通过抽气管道气密连接所述进液模块和重整器,甲醇水重整制氢发电机启动/制氢前,所述抽真空模块对进液模块和重整器抽真空;

所述换热组件包括换热器,所述换热器上制有常温液体入口、高温液体出口、高温气体入口及低温气体出口,且所述换热器自内向外依次设有气程通道和液程通道,在所述换热器的一端,该气程通道与高温气体入口连通,该液程通道与高温液体出口连通;在所述换热器的另一端,所述气程通道与低温气体出口连通,所述液程通道与常温液体入口连通;在甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,所述存储箱中的甲醇水原料依次经过甲醇泵、进液总管及常温液体入口进入液程通道,所述制氢模块制得的氢气从高温气体入口进入气程通道,高温的氢气与低温的甲醇水原料换热,甲醇水原料温度升高,从高温液体出口输出至进液模块以及重整器,氢气温度降低,从低温气体出口向外输出或输出至电堆。

2.根据权利要求1所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:还包括控气组件,该控气组件设置于所述重整器输送高温氢气至换热器的输送通道上,所述控气组件包括控气管道、压力传感器、控氢电磁阀及泄气管道;所述控氢电磁阀及压力传感器安装于控气管道上,并且所述控氢电磁阀能活动连通所述泄气管道;所述发电模块发电异常,氢气在控气管道中输送,压力传感器感应到氢气气压高于警戒气压,则控氢电磁阀连通泄气管道,使控气管道与泄气管道连通向外排出氢气。

3.根据权利要求2所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:所述抽真空模块包括第一抽真空组件和第二抽真空组件,所述第一抽真空组件与所述第二抽真空组件通过所述抽气管道连通,所述第一抽真空组件和第二抽真空组件均包括抽真空电磁阀和抽气管道;其中,所述第一抽真空组件集成在所述控气组件上,并通过所述抽气管道与所述真空泵连接,用于对所述重整器及所述重整器至所述电堆的氢气输送通道进行抽真空,所述第二抽真空组件集成在所述进液模块上,用于对进液模块进行抽真空。

4.根据权利要求1所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:所述换热组件输送低温氢气至所述电堆的输送管道上还设有进气保护装置,该进气保护装置包括进氢管道、安全电磁阀、常规电磁阀、安全气压传感器和常规气压传感器;所述安全电磁阀、常规电磁阀、安全气压传感器及常规气压传感器安装于进氢管道上,所述进氢管道具有与安全电磁阀相配合的泄气孔;氢气在进氢管道中输送,若安全气压传感器感应到氢气气压高于警戒气压,则控制安全电磁阀打开泄气孔,向外排出氢气;所述常规电磁阀用于正常状态下的打开和关闭进氢管道,所述常规气压传感器用于感应正常状态下的氢气压力。

5.根据权利要求1所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:所述重整器还包括设置在所述重整器内的快速加热子系统,所述快速加热子系统包括快加热器、液态甲醇水输送管及气态甲醇水蒸气输送管;所述快加热器用于将液态甲醇水原料汽化成甲醇水蒸气;所述液态甲醇水输送管一端连接所述制氢进液分管,另一端连接所述快加热器;所述气态甲醇水蒸气输送管一端连接所述快加热器,另一端伸入所述重整器的重整室内,并将经所述快加热器加热汽化的甲醇水蒸气送入所述重整室底部。

6.根据权利要求1所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:所述存储箱内还设有液位高度检测模块,该液位高度检测模块包括液位传感器和浮球液位计,所述液位传感器电连接所述控制板,并实时侦测所述存储箱内的甲醇水原料的储量,且在侦测到存储箱内的甲醇水原料不大于警戒储量时发出低液信号,提醒加注甲醇水原料;

所述浮球液位计用于实时显示所述存储箱内的甲醇水原料液位高度。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:所述电堆的一旁侧还设有电堆风机,所述电堆风机横向抽取空气流经所述电堆,为电堆的电化学反应提供氧气。

8.根据权利要求7所述的一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机,其特征在于:还包括散热装置,所述散热装置包括对所述电控模块和发电模块进行散热的散热组件及对制氢模块的余气进行散热的余气散热组件,所述散热装置设置在所述甲醇水重整制氢发电机的上端/顶端;其中,所述散热组件自下而上抽取所述甲醇水重整制氢发电机在制氢发电过程中电控模块与发电模块周边的高温空气,对电控模块与发电模块降温;所述余气散热组件抽取所述制氢模块的余气经开制在甲醇水重整制氢发电机后门上的排气囱口输出。

说明书 :

一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机

技术领域

[0001] 本发明涉及制氢及发电设备技术领域,特别涉及一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机。

背景技术

[0002] 氢,是一种21世纪最理想的能源之一,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主要是CO2和SO2,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。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制取氢,那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。如果能用合适的方法制取氢,那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。目前,利用甲醇水蒸气重整技术制取H2与CO2的混合气体,再经钯膜分离器分离,可分别得到H2和CO2。参照中国发明申请201310340475.0(申请人:上海合既得动氢机器有限公司),该专利公开了一种甲醇水制氢系统,甲醇与水蒸气重整器的重整室内,在350-409℃温度下1-5M Pa的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,生成氢气和二氧化碳,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:(1)CH3OH→CO+2H2;(2)H2O+CO→CO2+H2;(3)CH3OH+H2O→CO2+3H2,重整反应生成的H2和CO2,再经过分离室的钯膜分离器将H2和CO2分离,得到高纯氢气。
[0003] 随着技术的发展,氢气在产业中的应用越来越广泛,例如合成氨工业和石油精制加氢工业等等,除此之外,氢气还可用于发电,参照中国发明申请201410622203.4(申请人:上海合既得动氢机器有限公司),该发明公开了一种基于甲醇水制氢系统的发电机及其发电方法,该发电机采用燃料电池作为发电设备,该燃料电池用于氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能,在燃料电池1的阳极:2H2→4H++4e-,H2分裂成两个质子和两个电子,质子穿过质子交换膜(PEM),电子通过阳极板,通过外部负载,并进入阴极双极板,在燃料电池1的阴极:O2+4e-+4H+→2H2O,质子、电子和O2重新结合以形成H2O。该发电机将甲醇水重整制氢与燃料电池整合成一体,实现了制氢与发电合为一体的技术目的。
[0004] 而随着氢气发电应用的大发展,氢气发电也用于了通信基站电力系统。而通信基站电力系统是由变配电、发电机组、UPS、蓄电池和48V(24V)直流电源五部分构成,其中UPS起到网电断电自动切换成蓄电池组备用电源供电之用,备用电的持续时间由蓄电池组电储存容量所决定,一旦蓄电池组电力不足,就得启用汽柴油发电机进行发电,以保证对移动通信基站长效供电,目前的通信基站备用电源主要使用铅酸电池,其寿命一般只有3-5年,一个小型基站就需要1  .5吨的铅酸电池,且极易造成铅污染。并且,如果通信基站位于无网电的山区,则需要发电机组长期供电,而传统发电机组通常为燃油发电机,不仅噪声大,而且耗能高,污染空气环境。而利用上述已披露的重整制氢发电机能够很好的解决传统通信基站电力系统存在的问题。但现有的用于通信基站及其它的甲醇水重整制氢发电机还存在以下缺陷:一是,甲醇水重整制氢发电机,其重整器内部需要在纯净的环境,使重整反应后生成的H2和CO2经过分离室的钯膜分离器时,减少对钯膜分离器的损害,延长重整器的使用寿命,但是,现有的甲醇水重整制氢发电机缺少对重整器内进行抽真空的系统,重整器及与之连接的其它系统长期处于有污染的环境中,重整制氢的效果差、制氢量小以及钯膜使用寿命短;二是,现有用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机对于甲醇水量的液位缺少有效的监控,往往会因不知存储的甲醇水耗尽,使制氢停止,通信基站断电而影响信号的传送;三是,甲醇水重整制氢发电机各部分系统之间配合差,电控系统控制不稳定,甲醇水重整制氢发电机在启动时需要外接电源供电,制氢系统的重整制氢装置及启动装置由相互独立的送液系统输送原料液体,成本较高、衔接性差、控制不精准。

发明内容

[0005] 本发明的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷,提供一种各部分系统之间配合好,电控模块控制稳定,重整器稳定工作的甲醇水重整制氢发电机。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下: 一种用于通信基站的甲醇水重整制氢发电机, 包括电控模块、进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块,其中:电控模块,包括控制主板、稳压模块及DC变化单元,所述控制主板控制进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块的工作,所述稳压模块配合DC变化单元将发电模块产生的电力进行稳压及转换处理并向外输出;进液模块,包括存储箱、进液总管、甲醇泵、换热组件、启动进液电磁阀、启动进液分管、制氢进液电磁阀及制氢进液分管;甲醇水重整制氢发电机启动过程中,所述启动进液电磁阀打开,制氢进液电磁阀关闭,甲醇水原料从存储箱经进液总管、甲醇泵、换热组件、启动进液电磁阀及启动进液分管供应给制氢模块的启动装置;甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,制氢进液电磁阀打开,启动进液电磁阀关闭,甲醇水原料从存储箱经进液总管、甲醇泵、制氢进液电磁阀及制氢进液分管供应给制氢模块的重整器;制氢模块,包括重整器和启动装置,所述重整器包括重整室、分离室及燃烧室,所述重整室用于甲醇与水反应制得包括二氧化碳和氢气的混合气体,所述分离室用于从混合气体中分离出氢气,所述燃烧室用于燃烧制得的部分氢气,提供重整器运行的热量;所述启动装置通过燃烧甲醇水原料为重整器的启动过程提供热量;发电模块,包括电堆,其用于氢气发生电化学反应产生电能,产生的电能通过所述稳压模块与DC变化单元处理输出;抽真空模块,包括真空泵、抽真空电磁阀及抽气管道,所述真空泵通过抽气管道与抽真空电磁阀气密连接,所述抽真空电磁阀则通过抽气管道气密连接所述进液模块和重整器,甲醇水重整制氢发电机启动/制氢前,所述抽真空模块对进液模块和重整器抽真空。
[0007] 作为对上技术方案的进一步阐述,
[0008] 在上述技术方案中,所述换热组件包括换热器,所述换热器上制有常温液体入口、高温液体出口、高温气体入口及低温气体出口,且所述换热器自内向外依次设有气程通道和液程通道,在所述换热器的一端,该气程通道与高温气体入口连通,该液程通道与高温液体出口连通;在所述换热器的另一端,所述气程通道与低温气体出口连通,所述液程通道与常温液体入口连通;在甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,所述存储箱中的甲醇水原料依次经过甲醇泵、进液总管及常温液体入口进入液程通道,所述制氢模块制得的氢气从高温气体入口进入气程通道,高温的氢气与低温的甲醇水原料换热,甲醇水原料温度升高,从高温液体出口输出至进液模块以及重整器,氢气温度降低,从低温气体出口向外输出或输出至电堆。
[0009] 在上述技术方案中,还包括控气组件,该控气组件设置于所述重整器输送高温氢气至换热器的输送通道上,所述控气组件包括控气管道、压力传感器、控氢电磁阀及泄气管道;所述控氢电磁阀及压力传感器安装于控气管道上,并且所述控氢电磁阀能活动连通所述泄气管道;所述发电模块发电异常,氢气在控气管道中输送,压力传感器感应到氢气气压高于警戒气压,则控氢电磁阀连通泄气管道,使控气管道与泄气管道连通向外排出氢气。
[0010] 在上述技术方案中,所述抽真空模块包括第一抽真空组件和第二抽真空组件,所述第一抽真空组件与所述第二抽真空组件通过所述抽气管道连通,所述第一抽真空组件和第二抽真空组件均包括抽真空电磁阀和抽气管道;其中,所述第一抽真空组件集成在所述控气组件上,并通过所述抽气管道与所述真空泵连接,用于对所述重整器及所述重整器至所述电堆的氢气输送通道进行抽真空,所述第二抽真空组件集成在所述进液模块上,用于对进液模块进行抽真空。
[0011] 在上述技术方案中,所述换热组件输送低温氢气至所述电堆的输送管道上还设有进气保护装置,该进气保护装置包括进氢管道、安全电磁阀、常规电磁阀、安全气压传感器和常规气压传感器;所述安全电磁阀、常规电磁阀、安全气压传感器及常规气压传感器安装于进氢管道上,所述进氢管道具有与安全电磁阀相配合的泄气孔;氢气在进氢管道中输送,若安全气压传感器感应到氢气气压高于警戒气压,则控制安全电磁阀打开泄气孔,向外排出氢气;所述常规电磁阀用于正常状态下的打开和关闭进氢管道,所述常规气压传感器用于感应正常状态下的氢气压力。
[0012] 在上述技术方案中,所述重整器还包括设置在所述重整器内的快速加热子系统,所述快速加热子系统包括快加热器、液态甲醇水输送管及气态甲醇水蒸气输送管;所述快加热器用于将液态甲醇水原料汽化成甲醇水蒸气;所述液态甲醇水输送管一端连接所述制氢进液分管,另一端连接所述快加热器;所述气态甲醇水蒸气输送管一端连接所述快加热器,另一端伸入所述重整器的重整室内,并将经所述快加热器加热汽化的甲醇水蒸气送入所述重整室底部。
[0013] 在上述技术方案中,所述存储箱内还设有液位高度检测模块,该液位高度检测模块包括液位传感器和浮球液位计,所述液位传感器电连接所述控制板,并实时侦测所述存储箱内的甲醇水原料的储量,且在侦测到存储箱内的甲醇水原料不大于警戒储量时发出低液信号,提醒加注甲醇水原料;所述浮球液位计用于实时显示所述存储箱内的甲醇水原料液位高度。
[0014] 在上述技术方案中,所述电堆的一旁侧还设有电堆风机,所述电堆风机横向抽取空气流经所述电堆,为电堆的电化学反应提供氧气。
[0015] 在上述技术方案中,还包括散热装置,所述散热装置包括对所述电控模块和发电模块进行散热的散热组件及对制氢模块的余气进行散热的余气散热组件,所述散热装置设置在所述甲醇水重整制氢发电机的上端/顶端;其中,所述散热组件自下而上抽取所述甲醇水重整制氢发电机在制氢发电过程中电控模块与发电模块周边的高温空气,对电控模块与发电模块降温;所述余气散热组件抽取所述制氢模块的余气经开制在甲醇水重整制氢发电机后门上的排气囱口输出。
[0016] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明电控模块、进液模块、制氢模块、发电模块及抽真空模块,各部分系统之间配合良好,通过制氢和发电相结合,满足通信基站用电需求;进液模块部分的存储箱内设置有自动液位控制,实时监测甲醇水的储量并能作出低液预警/报警,能避免因甲醇水的耗尽且未及时加注导致发电机停止制氢发电,造成通信基站通讯中断;本发明设置了抽真空模块,通过对制氢模块、进液模块及发电模块工作之前进行抽真空处理,使制氢模块的重整器处于纯净的环境中制氢,延长重整器、电堆及整发电机的使用寿命;同时,本发明甲醇水制氢发电机的电控系统和重整器工作稳定,重整器制氢效率高、电堆发电效果好,整机运转噪声小。

附图说明

[0017] 图1是本发明的甲醇水重整制氢发电机的立体结构示意图;
[0018] 图2是本发明的甲醇水重整制氢发电机的分散结构示意图;
[0019] 图3为甲醇水重整制氢发电机的正面结构示意图;
[0020] 图4为甲醇水重整制氢发电机的侧面结构示意图;
[0021] 图5为甲醇水重整制氢发电机的后视结构示意图;
[0022] 图6是本发明重整器立体结构示意图;
[0023] 图7使本发明重整器俯视示意图;
[0024] 图8是本发明重整器(除去保温外框)正面视图;
[0025] 图9是图7中A-A剖面视图;
[0026] 图10是本发明内部管道阀门组合示意图;
[0027] 图11是本发明控气组件结构示意图;
[0028] 图12是本发明存储箱结构示意图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明的结构及工作原理作进一步详细的说明。
[0030] 参考附图1-5,本发明为一种甲醇水重整制氢发电机,该发电机用于通信基站的制氢供电, 它包括电控模块1、进液模块2、制氢模块3、发电模块及抽真空模块9,其中:
[0031] 电控模块1,参考附图1-5,包括控制主板101、稳压模块102及DC变化单元103,所述控制主板101控制进液模块、制氢模块3、发电模块及抽真空模块9的工作,所述稳压模块102配合DC变化单元103将发电模块产生的电力进行稳压及转换处理并向外输出,其中,稳压模块102将发电模块产生的电力先进行稳压处理,然后在经过DC变化单元103进行直流变交流处理,并匹配外部通信基站设备对电力各参数(电压、电流)的需求;实际中,电控模块还设置有由可充电电池/蓄电池构成的供电装置(图中未显示),在甲醇水重整制氢发电机启动过程中,按下启动按钮供电装置为甲醇水重整制氢发电机自身供电,具体地,供电装置主要为控制主板101、甲醇泵23、启动进液电磁阀25、制氢进液电磁阀27和启动装置供电;在甲醇水重整制氢发电机启动之后,供电装置则停止为甲醇水重整制氢发电机自身供电。
[0032] 进液模块2,参考附图1-2和附图10、附图12,包括存储箱21、进液总管22、甲醇泵23、换热组件24、启动进液电磁阀25、启动进液分管26、制氢进液电磁阀27及制氢进液分管
28;甲醇水重整制氢发电机启动过程中,所述启动进液电磁阀25打开,制氢进液电磁阀27关闭,甲醇水原料从存储箱21经进液总管22、甲醇泵23、换热组件24、启动进液电磁阀25及启动进液分管26供应给制氢模块的启动装置;甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,制氢进液电磁阀27打开,启动进液电磁阀25关闭,甲醇水原料从存储箱21经进液总管22、甲醇泵23、制氢进液电磁阀27及制氢进液分管28供应给制氢模块的重整器3;参考附图10,换热组件24包括换热器241,所述换热器241上制有常温液体入口242、高温液体出口243、高温气体入口
244及低温气体出口245,且所述换热器241自内向外依次设有气程通道(在换热器241内部,图中并不显示)和液程通道(同样位于换热器内部),在所述换热器241的一端,气程通道与高温气体入口244连通,该液程通道与高温液体出口243连通;在所述换热器的另一端,所述气程通道与低温气体出口245连通,所述液程通道与常温液体入口242连通;在甲醇水重整制氢发电机制氢过程中,所述存储箱21中的甲醇水原料依次经过甲醇泵23、进液总管22及常温液体入口242进入液程通道,制氢模块制得的氢气从高温气体入口244进入气程通道,高温的氢气与低温的甲醇水原料换热,甲醇水原料温度升高,从高温液体出口243输出至进液模块2以及重整器31,氢气温度降低,从低温气体出口245向外输出或输出至电堆4;参考附图2,存储箱21内还设有液位高度检测模块,该液位高度检测模块包括液位传感器211和浮球液位计,所述液位传感器211电连接所述控制板101,并实时侦测所述存储箱21内的甲醇水原料的储量,且在侦测到存储箱21内的甲醇水原料不大于警戒储量时发出低液信号,提醒加注甲醇水原料;所述浮球液位计(图中未显示)用于实时显示所述存储箱21内的甲醇水原料液位高度,常用带液位刻度的液位计,直观显示存储箱21内的甲醇水原料的量多量少。
[0033] 制氢模块3,参考附图6-9,包括重整器31和启动装置(图中未标号),所述重整器3包括重整室31、分离室32及燃烧室33,所述重整室31用于甲醇和水发生重整制氢反应制得以二氧化碳和氢气为主的混合气体,所述重整室31内设有催化剂,甲醇和水蒸汽在重整室31内,1-5M Pa的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,生成氢气和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统,反应方程为:(1)CH3OH→CO+2H2、(2)H2O+CO→CO2+H2 、(3)CH3OH+H2O→CO2+3H2,制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体;所述分离室32用于从混合气体中分离出氢气,该氢气可向外输出或供应给电堆4,所述燃烧室33用于部分制得的氢气在燃烧室33中燃烧,为重整器3的运行提供热量; 此外,所述重整器3内还有快速加热子系统34,所述快速加热子系统34包括快加热器341、液态甲醇水输送管342及气态甲醇水蒸气输送管343;所述快加热器341用于将液态甲醇水原料汽化成甲醇水蒸气;所述液态甲醇水输送管342一端连接所述制氢进液分管28,另一端连接所述快加热器341;所述气态甲醇水蒸气输送管343一端连接所述快加热器341,另一端伸入所述重整器3的重整室31内,并将经所述快加热器341加热汽化的甲醇水蒸气送入所述重整室31底部(参考附图9中箭头所示方向),在催化剂的作用下,在重整室
31内发生上述的甲醇裂解反应,通过快速加热子系统34的快速汽化,加快重整制氢的效率,同时,重整器3内部再无需设置复杂的加热装置用于重整室31内加热汽化甲醇水原料;而所述启动装置用于甲醇水重整制氢发电机启动过程中,通过燃烧甲醇水原料为重整器3的启动过程提供热量;另一方面,对于氢气的处理,参考附图10,所述重整器3输送高温氢气至换热器241的输送通道上设控气组件5,所述控气组件5包括控气管道51、压力传感器52、控氢电磁阀53及泄气管道54;所述控氢电磁阀53及压力传感器52安装于控气管道51上,并且所述控氢电磁阀53能活动连通所述泄气管道54;本控气组件5用于保护所述重整器3,在本发明的甲醇水重整制氢发电机在制氢发电过程中,所述发电模块发电异常,氢气在控气管道
51中输送,压力传感器52感应到氢气气压高于警戒气压(实际中常常设定为压力大于2公斤),则控氢电磁阀53连通泄气管道54,使控气管道51与泄气管道54连通向外排出氢气,需要说明的是,控气管道51上设置了两控氢电磁阀53,一个用于正常的控气管道51输出氢气的控制,另一个用于控制当发电模块异常时,控制泄气管道54打开,并连通控气管道51,使氢气从泄气管道54向外排放,降低控气管道51中氢气的量和控气管道51内的气压,此时,控制主板101控制报警器(图中未示出)报警,实际中,在此时,控氢电磁阀53由可供电装置供电,这样能保证在任何时候下控氢电磁阀53均有电供应;当排除发电模块的异常后,控氢电磁阀53可重新关断控气管道51与泄气管道54的连通,由于设置了控气组件5,从而避免了发电模块异常造成的氢气气压过高而破坏重整器3等设备的问题。而同时,为了保护发电模块,在所述换热组件24输送低温氢气至所述电堆6的输送管道61上还设有进气保护装置62,参考附图1-5和附图11,该进气保护装置62包括进氢管道621、安全电磁阀622、常规电磁阀
624、安全气压传感器623和常规气压传感器625;所述安全电磁阀622、常规电磁阀624、安全气压传感器623及常规气压传感器625安装于进氢管道621上,所述进氢管道621具有与安全电磁阀622相配合的泄气孔;氢气在进氢管道621中输送,若安全气压传感器623感应到氢气气压高于警戒气压,则控制安全电磁阀622打开泄气孔,向外排出氢气,则控制安全电磁阀
622打开泄气孔,向外排出氢气,此时,控制主板101同样控制报警器(图中未示出)报警;该安全电磁阀622由供电装置进行供电,这样能保证在任何时候下安全电磁阀622均有电供应,当排除相应的问题后,安全电磁阀622可重新关闭安全控气管621上的泄气孔。由于设置了进气保护装置62,从而避免了因异常造成的氢气气压过高而破坏后续电堆7等设备的问题。
[0034] 发电模块,参考附图1-5,包括电堆7,其用于氢气及空气中的氧气发生电化学反应产生电能,在电堆7的阳极:2H2→4H++4e-,H2分裂成两个质子和两个电子,质子穿过质子交换膜(PEM),电子通过阳极板,通过外部负载,并进入阴极双极板,在电堆7的阴极:O2+4e-+4H+→2H2O,质子、电子和O2重新结合以形成H2O;产生的电能通过所述稳压模块102配合DC变化单元103处理,输出电能供通信基站使用,同时产生的电能还用于对供电装置充电,产生的H2O通过排水装置8排除,所述电堆7的一旁侧(甲醇水重整制氢发电机的背部)还设有电堆风机701,而与该侧相对应的另一侧设有空气过滤网(图中未显示),所述电堆风机701作用下,外界空气从空气过滤网横向(甲醇水重整制氢发电机其宽度方向)流入所述电堆7内部,,然后从电堆风机701处排出,外界空气进入电堆7中,一方面为电堆7的电化学反应提供氧气,另一方面通过流动的空气,带走电化学反应产生的热量,对电堆7降温。
[0035] 抽真空模块9,参考附图10,包括真空泵901、抽真空电磁阀902及抽气管道903,所述真空泵901通过抽气管道903与抽真空电磁阀902气密连接,所述抽真空电磁阀902则通过抽气管道903气密连接所述进液模块2和重整器3,甲醇水重整制氢发电机启动/制氢前,所述抽真空模块9对进液模块2和重整器3抽真空;具体的,所述抽真空模块9实际是由第一抽真空组件904和第二抽真空组件905组成,所述第一抽真空组件904与所述第二抽真空组件905通过所述抽气管道903连通,所述第一抽真空组件904和第二抽真空组件905均包括抽真空电磁阀902和抽气管道903;其中,所述第一抽真空组件904集成在所述控气组件5上,并通过所述抽气管道903与所述真空泵901连接,用于对所述重整器3及所述重整器3至所述电堆
7的氢气输送通道进行抽真空,所述第二抽真空组件905集成在所述进液模块2上,用于对进液模块2进行抽真空,需要说明的是,所述的进液总管22、启动进液分管26、制氢进液分管
28、控气管道51在抽真空模块9工作时,其均充当抽气管道903。
[0036] 参考附图1-5,在所述甲醇水重整制氢发电机的上端/顶端还设置有散热装置10,所述散热装置10包括对所述电控模块和发电模块进行散热的散热组件11及对制氢模块3的余气进行散热的余气散热组件12;其中,所述散热组件11自下而上抽取所述甲醇水重整制氢发电机在制氢发电过程中电控模块与发电模块周边的高温空气,对电控模块与发电模块降温;所述余气散热组件12抽取所述制氢模块3的余气经开制在甲醇水重整制氢发电机后门上的排气囱口(图中未标号)输出。
[0037] 以上并非对本发明的技术范围作任何限制,凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。