【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工设备领域，特别涉及一种基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统。
技术介绍
1、燃氢发动机是一种将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。其过程不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率高，产物仅为电、热和水，运行平稳，噪音低。被称为“终极环保发动机”。但燃氢发动机效率不高，此种方式电力输出较少。
2、质子交换膜燃料电池的工作温度低于100℃，一般在60～80℃。
3、固体氧化物燃料电池(sofc)是一种全固态燃料电池，不含有任何液体，不存在液体腐蚀和泄漏的风险，它以氧化钇掺杂的氧化锆y2o3-zro2(ysz)作为电解质，在高温下具有氧离子导电能力，与mcfc一样属于高温燃料电池，工作范围从500～1000℃不等。sofc的能量转化效率高，所需热量可以利用工业生产的废热，进一步降低能耗；电池余热可以用于热电联供，使整个系统的能量效率达到85％以上。但是温度太高又带来启动缓慢，寿命短等问题，而且对材料的耐热性能提出了很高的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对燃氢发动机、质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池与脱氢系统耦合时的缺点，以及如何控制整个系统，实现灵活输出不同比例的电与热的问题，提高系统的综合效率，提供一种基于有机液体的燃料电池与燃氢发动机热电联产系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，包括：脱氢系统、氢能源转化装置、换热系统和控制系统
3、所述脱氢系统用于将氢油生成储油和氢气；
4、所述氢能源转化装置包括燃氢发动机，并包括质子交换膜燃料电池、sofc中一种以上，发电装置并联设置，采用脱氢系统产出的氢气作为发电装置的能源；
5、所述换热系统用于将氢能源转化装置的放热通过导热介质传导给脱氢系统或回收利用；
6、所述控制系统用于控制氢能源转化装置内不同发电装置的输出比例以及脱氢系统的反应速率以实现不同比例的热量和电能的输出。
7、进一步的，脱氢系统包括脱氢反应器、气液分离器和缓冲罐；所述脱氢反应器用于将氢油生成储油和氢气，所述气液分离器用于分离储油和氢气，所述缓冲罐用于平稳输出的氢气流量。
8、进一步的，换热系统以水或水蒸气为导热介质时，换热装置的数量为一个以上，导热介质通过换热装置从燃氢发动机或/和sofc回收热量，将热量传导给脱氢系统，之后直接通过水蒸气或热水向外供热；
9、以水或水蒸气之外的物质作为导热介质时，换热装置的数量为两个：第一换热装置和第二换热装置；所述第一换热装置用于通过导热介质从燃氢发动机或/和sofc回收热量，将热量传导给脱氢系统；所述第二换热装置用于对通过第一换热装置的导热介质继续回收热量，对外输出热水或蒸汽。
10、进一步的，氢能源转化装置包括质子交换膜燃料电池时，换热系统还包括第三换热装置，用于通过导热介质从质子交换膜燃料电池回收热量，对外输出热水。
11、进一步的，控制系统控制采用以下步骤：
12、(1)启动燃氢发动机，所产生的热量提供给脱氢系统进行脱氢反应，同时产生的氢气供应给燃氢发动机；
13、(2)脱氢系统稳定后，启动sofc或/和质子交换膜燃料电池，根据实时需求，通过调整进入燃氢发动机、sofc或/和质子交换膜燃料电池的氢气量，对外输出相应的电能和热能。
14、燃氢发动机、质子交换膜燃料电池、sofc在工作过程均能产生废热，为了充分利用这些废热，采用基于有机液体储氢技术的脱氢系统与上述氢能源转换装置耦合，利用废热为脱氢反应供热，是一种提高系统热利用效率的好方法，但是上述单个氢能源装置与脱氢系统耦合时，均存在一些缺陷：脱氢系统与燃氢发动机耦合时电力输出少，发电效率低；脱氢系统与质子交换膜质子交换膜燃料电池耦合时，低品位废热无法为脱氢系统供热，热利用率低；脱氢系统与sofc和耦合时，开机时间长，停机时需要维温，调峰不灵活等。本专利技术采用基于有机液体储氢技术的脱氢系统与燃氢发动机、质子交换膜质子交换膜燃料电池、sofc耦合时，克服单个氢能源转换装置与脱氢系统耦合的缺陷，控制整个系统，实现灵活输出不同比例的电能与热量的问题，提高系统的综合效率。
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1.一种基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于包括：脱氢系统、氢能源转化装置、换热系统和控制系统；
2.根据权利要求1所述的基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于：所述脱氢系统包括脱氢反应器、气液分离器和缓冲罐；所述脱氢反应器用于将氢油生成储油和氢气，所述气液分离器用于分离储油和氢气，所述缓冲罐用于平抑氢气的波动。
3.根据权利要求1所述的基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于：所述换热系统以水或水蒸气为导热介质时，换热装置的数量为一个以上，导热介质通过换热装置从燃氢发动机或/和SOFC回收热量，将热量传导给脱氢系统，之后直接通过水蒸气或热水向外供热；
4.根据权利要求3所述的基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于：所述氢能源转化装置包括质子交换膜燃料电池时，换热系统还包括第三换热装置，用于通过导热介质从质子交换膜燃料电池回收热量，对外输出热水。
5.根据权利要求1所述的基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于：所述控制系统控制采用以下步骤：p>...
【技术特征摘要】
1.一种基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于包括：脱氢系统、氢能源转化装置、换热系统和控制系统；
2.根据权利要求1所述的基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于：所述脱氢系统包括脱氢反应器、气液分离器和缓冲罐；所述脱氢反应器用于将氢油生成储油和氢气，所述气液分离器用于分离储油和氢气，所述缓冲罐用于平抑氢气的波动。
3.根据权利要求1所述的基于有机液体与燃氢发动机的高效可调节供能系统，其特征在于：所述换热系统以水或水蒸气为导热介质时...
【专利技术属性】
技术研发人员：程寒松，杨益清，廖明刚，
申请(专利权)人：武汉氢阳能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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