一种二氧化碳循环式水氢发电系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种二氧化碳循环式水氢发电系统，包括甲醇制氢系统、氢气发电系统、甲醇制备设备，甲醇制氢系统与氢气发电系统连接，氢气发电系统与甲醇制备设备连接；所述甲醇制氢系统利用甲醇水蒸气重整制备氢气，氢气通过镀有钯银合金的膜分离装置获得高纯度的氢气，获取的氢气通过氢气发电系统发电；所述甲醇制备设备包括：氢气输送装置、第二输送装置、合成反应器；所述第二输送装置为二氧化碳输送装置或/和一氧化碳输送装置；所述氢气输送装置、第二输送装置分别与合成反应器连接；所述合成反应器内氢气与二氧化碳或一氧化碳反应，生成甲醇及水。本发明专利技术提出的二氧化碳循环式水氢发电系统，可自制发电系统所需的甲醇，并避免二氧化碳的排放。

【技术实现步骤摘要】
201610220762

【技术保护点】
一种二氧化碳循环式水氢发电系统，其特征在于，所述二氧化碳循环式水氢发电系统包括：甲醇制氢系统、氢气发电系统、甲醇制备设备，甲醇制氢系统与氢气发电系统连接，氢气发电系统与甲醇制备设备连接；甲醇制备设备通过氢气发电系统发出的电能工作；所述甲醇制氢系统包括制氢子系统、气压调节子系统、收集利用子系统，制氢子系统、气压调节子系统、氢气发电系统、收集利用子系统依次连接；所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气，所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置；所述储存容器包括：容器、设置于容器内的间隔机构、与间隔机构连接的驱动机构、控制模块、感应模块；所述间隔机构将容器至少分为两个空间；两个空间中，一个放置反应液体，另一侧设置氢气发电系统释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳；控制模块分别连接驱动机构、感应模块；所述驱动机构包括电机，感应模块包括压力传感器或/和液位传感器；所述感应模块用以感应容器内反应液体的量，同时感应氢气发电系统释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳的量；并将感应数据发送至控制模块；所述控制模块根据感应模块感应的数据控制驱动机构对间隔机构的动作；在储存容器内的液体减少或二氧化碳增加达到设定条件时，驱动机构驱动间隔机构动作，减少反应液体的容积，增加二氧化碳的容积；所述储存容器还包括液化装置或/和固化装置，将收集到的二氧化碳液化或/和固化；所述制氢设备包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室的里面；所述固态氢气储存容器、储存容器分别与制氢设备连接；储存容器中储存有液态的甲醇和水；所述快速启动装置为制氢设备提供启动能源；所述快速启动装置包括第一启动装置、第二启动装置；所述第一启动装置包括第一加热机构、第一气化管路，第一气化管路的内径为1～2mm，第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上；所述第一气化管路的一端连接储存容器，通过原料输送装置将甲醇送入第一气化管路中；第一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，第一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，甲醇从第一气化管路输出后直接自燃；所述第二启动装置包括第二气化管路，第二气化管路的主体设置于所述重整室内，第一气化管路或/和第二气化管路输出的甲醇为重整室加热的同时加热第二气化管路，将第二气化管路中的甲醇气化；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；所述制氢系统启动后，制氢系统通过制氢设备制得的氢气提供运行所需的能源；所述快速启动装置的初始启动能源为若干太阳能启动模块，太阳能启动模块包括依次连接的太阳能电池板、太阳能电能转换电路、太阳能电池；太阳能启动模块为第一加热机构提供电能；或者，所述快速启动装置的初始启动能源为手动发电机，手动发电机将发出的电能存储于电池中；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含量占催化剂总质量的0.6％～1.8％，Pd含量占催化剂总质量的1.1％～4％，Cu的氧化物占催化剂总质量的6％～12％，Fe的氧化物占催化剂总质量的3％～8％，Zn的氧化物占催化剂总质量的8％～20％，稀土金属氧化物占催化剂总质量的6％～40％，其余为过渡金属氧化物；或者，所述催化剂为铜基催化剂，包括物质及其质量份数为：3‑17份的CuO，3‑18份的ZnO，0.5‑3份的ZrO，55‑80份的Al2O3，1‑3份的CeO2，1‑3份的La2O3；所述固态氢气储存容器中储存固态氢气，当制氢系统启动时，通过气化模块将固态氢气转换为气态氢气，气态氢气通过燃烧放热，为制氢设备提供启动热能，作为制氢设备的启动能源；所述储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300℃～420℃；所述重整室上部的温度为400℃～570℃；重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；所述分离室内的温度设定为350℃～570℃；分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；所述原料输送装置提供动力，将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；所述制氢设备启动制氢后，制氢设备制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行；所述制氢设备制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向华，
申请(专利权)人：上海合既得动氢机器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31