System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种车载甲醇制氢系统及方法技术方案_技高网

一种车载甲醇制氢系统及方法技术方案

技术编号:43764932 阅读:0 留言:0更新日期:2024-12-24 16:07
本申请公开了一种车载甲醇制氢系统及方法,涉及甲醇制氢领域。该系统包括甲醇供应装置、甲醇裂解反应器、第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀、控制单元、温度传感装置和压力传感装置,第一流量阀设置在甲醇供应装置与甲醇裂解反应器之间连接的主供给管道上;第二流量阀设置在第一旁通管道上,第三流量阀设置在第二旁通管道上,温度传感装置和压力传感装置分别测量甲醇裂解反应器内的实时温度和实时压力;控制单元根据实时温度和实时压力,通过调控第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀,使喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量恒定,甲醇裂解反应器内的温度恒定且等于反应最佳温度。本申请能够实现甲醇喷射的稳定性与均匀性,同时提升甲醇裂解制氢效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及甲醇制氢领域,特别是涉及一种车载甲醇制氢系统及方法


技术介绍

1、随着全球对清洁能源的迫切需求以及氢能源技术的不断发展,甲醇作为一种具有广阔前景的氢源,其制氢技术已成为研究的热点。甲醇制氢技术不仅能实现氢气的大规模生产,而且其原料来源广泛、可再生,对环境友好。

2、在车载领域,甲醇制氢机具有潜在的应用价值。现有甲醇发动机通常采用汽油、柴油或者天然气等化石燃料作为引燃燃料来解决甲醇发动机冷启动困难的问题。这种方式要求车辆必须同时加注两种燃料(甲醇及其他),同时配置两套燃料供给系统、燃料储存系统等,增加了车辆的自身重量和成本,且控制过程更加复杂。对大排量发动机而言,每次冷启动过程会消耗大量的引燃燃料,造成用户需要频繁加注,极大降低了车辆使用的便捷性,给用户带来不变。

3、车载甲醇制氢机不仅能够解决甲醇发动机冷启动的问题,还可以降低甲醇发动机的设计难度。但是由于车载环境对于制氢设备的要求较高,如体积、重量、反应效率等,使得传统固定式甲醇制氢设备难以满足车载环境的要求。并且现有车载甲醇制氢机根据固定式甲醇制氢设备转化而来,甲醇裂解反应器内的甲醇以漫灌的形式或者注入的形式进入,没有甲醇喷射流量的精细控制,甲醇喷射过程流量不稳定会导致喷射不均匀。也没有温度的调节,不能最大限度的实现甲醇裂解制氢的效率,降低了甲醇的使用经济性,增加了用户的时间成本及经济成本。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种车载甲醇制氢系统及方法,可实现甲醇喷射的稳定性与均匀性,同时提升甲醇裂解制氢效率。

2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:

3、第一方面,本申请提供了一种车载甲醇制氢系统,包括:甲醇供应装置、甲醇裂解反应器、第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀、控制单元、温度传感装置和压力传感装置;第一流量阀设置在甲醇供应装置与甲醇裂解反应器之间连接的主供给管道上;第二流量阀设置在第一旁通管道上,第一旁通管道的输入端连接在第一流量阀与甲醇裂解反应器之间的主供给管道上,第一旁通管道的输出端连接在第一流量阀与甲醇供应装置之间的主供给管道上;第三流量阀设置在第二旁通管道上,第二旁通管道的输入端连接在甲醇供应装置与第一流量阀之间的主供给管道上,第二旁通管道的输出端与甲醇裂解反应器连接;温度传感装置和压力传感装置均设置在甲醇裂解反应器内;所述温度传感装置用于测量甲醇裂解反应器内的实时温度,并传输至控制单元;所述压力传感装置用于测量甲醇裂解反应器内的实时压力,并传输至控制单元;所述控制单元用于在所述实时温度大于等于预设温度时,控制第一流量阀和第三流量阀同时开启,使得从甲醇供应装置喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量等于预设流量;并在甲醇裂解反应器因产生氢气导致实时压力上升时,减小第三流量阀的开度,使得从甲醇供应装置喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量等于预设流量;所述控制单元还用于根据甲醇裂解反应器内的实时压力确定压力上升速率最大的时间点,将所述时间点对应的实时温度确定为反应最佳温度;并开启第二流量阀,通过引入甲醇调节甲醇裂解反应器内的温度,使得调节后的甲醇裂解反应器内的温度等于反应最佳温度;所述控制单元还用于在因甲醇发动机启动消耗甲醇裂解反应器内的氢气导致实时压力降低时,增大第二流量阀的开度,使得从甲醇供应装置喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量等于预设流量。

4、第二方面,本申请提供了一种车载甲醇制氢方法,所述车载甲醇制氢方法应用于上述的车载甲醇制氢系统,所述车载甲醇制氢方法包括:当甲醇裂解反应器内的实时温度大于等于预设温度时,控制第一流量阀和第三流量阀同时开启,使得喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量等于预设流量;在甲醇裂解反应器因产生氢气导致甲醇裂解反应器内的实时压力上升时,减小第三流量阀的开度,使得喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量等于预设流量;根据甲醇裂解反应器内的实时压力确定压力上升速率最大的时间点,并将所述时间点对应的实时温度确定为反应最佳温度;开启第二流量阀,通过引入甲醇调节甲醇裂解反应器内的温度,使得调节后的甲醇裂解反应器内的温度等于反应最佳温度;在甲醇发动机启动后,因消耗甲醇裂解反应器内的氢气导致甲醇裂解反应器内的实时压力降低时,增大第二流量阀的开度,使得喷入甲醇裂解反应器的甲醇流量等于预设流量。

5、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:

6、本申请提供了一种车载甲醇制氢系统及方法,甲醇供应装置与甲醇裂解反应器之间连接的主供给管道、第一旁通管道和第二旁通管道上分别设置第一流量阀、第二流量阀和第三流量阀,控制单元根据甲醇裂解反应器内的实时压力,通过调节第三流量阀的开度,在压力变化的情况下保持恒定的甲醇喷射流量,实现甲醇喷射的稳定性及均匀性;控制单元还根据甲醇裂解反应器内的实时压力确定了反应最佳温度,并调节第二流量阀,通过引入甲醇到甲醇裂解反应器内实现热交换,调节甲醇裂解反应器内温度,维持了甲醇裂解反应器内的最佳反应温度,提升了甲醇裂解制氢效率。

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【技术保护点】

1.一种车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统包括:甲醇供应装置、甲醇裂解反应器、第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀、控制单元、温度传感装置和压力传感装置;

2.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述甲醇供应装置包括:甲醇箱和甲醇泵;

3.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统还包括:甲醇喷射装置;

4.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统还包括:第四流量阀;

5.根据权利要求2所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,甲醇裂解反应器设置有甲醇输出口;

6.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统还包括:加热板和控制开关;

7.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述控制单元还用于控制甲醇发动机的开启和关闭。

8.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述温度传感装置为温度传感器,所述压力传感装置为压力传感器。

9.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述预设温度为250℃,所述预设流量为21kg/h。

10.一种车载甲醇制氢方法,其特征在于,所述车载甲醇制氢方法应用于权利要求1-9任一项所述的车载甲醇制氢系统,所述车载甲醇制氢方法包括:

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【技术特征摘要】

1.一种车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统包括:甲醇供应装置、甲醇裂解反应器、第一流量阀、第二流量阀、第三流量阀、控制单元、温度传感装置和压力传感装置;

2.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述甲醇供应装置包括:甲醇箱和甲醇泵;

3.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统还包括:甲醇喷射装置;

4.根据权利要求1所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,所述车载甲醇制氢系统还包括:第四流量阀;

5.根据权利要求2所述的车载甲醇制氢系统,其特征在于,甲醇裂解反应器设置有甲醇输出口;

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【专利技术属性】
技术研发人员:沈红光张玉良黄星翰吴金林施永生张有
申请(专利权)人:江苏上交碳中和科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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