本發(fā)明是有關(guān)于一種車輛氫氣除碳方法，特別是有關(guān)于一種采用重組器的車輛氫氣除碳方法。

背景技術(shù)：

目前市面上所販?zhǔn)鄣臍錃獬紮C(jī)皆屬電解水產(chǎn)氫的方式，但由于電解水產(chǎn)氫最大的技術(shù)障礙在于其產(chǎn)氫量小且耗能大，故往往較難以取得足夠完整進(jìn)行除碳的氫氣量，亦因此無(wú)法應(yīng)用于大排氣量的車輛。

已知的重組器所產(chǎn)生的氣體雖具有氫氣，但其比例過(guò)低，相反的，已知的重組器產(chǎn)生的氣體除了氫氣之外，尚包含大量的含碳?xì)怏w，含碳?xì)怏w非但無(wú)法提供除碳功能，反而會(huì)增加積碳，因此在已知概念中，重組器無(wú)法應(yīng)用于車輛除碳技術(shù)之中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了欲解決已知技術(shù)的問(wèn)題而提供的一種車輛氫氣除碳方法，包括下述步驟。首先，提供一重組器。接著，以該重組器提供一高純度氫氣。再，以該高純度氫氣對(duì)一車輛進(jìn)行氫氣除碳。

在一實(shí)施例中，該車輛氫氣除碳方法還包括下述步驟。先將該高純度氫氣連接該車輛的引擎進(jìn)氣端。再，將該車輛引擎發(fā)動(dòng)。接著，依據(jù)該車輛的排氣量，選擇對(duì)應(yīng)的一氫氣供應(yīng)量以進(jìn)行一除碳過(guò)程。

在一實(shí)施例中，該車輛氫氣除碳方法還包括下述步驟：在一預(yù)定時(shí)間之后終止該除碳過(guò)程。

在一實(shí)施例中，該車輛氫氣除碳方法還包括下述步驟：在該除碳過(guò)程中，以一尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控該車輛所排放的廢氣，若該尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)判定該車輛已達(dá)一預(yù)定除碳效果，則停止該除碳過(guò)程。

相較于已知的電解水產(chǎn)氫技術(shù)，本發(fā)明的重組器不僅產(chǎn)氫純度高，其產(chǎn)氫 量更可達(dá)80slpm以上(一般電解水氫氣除碳機(jī)的產(chǎn)氫量?jī)H約20slpm)，因此，此技術(shù)可應(yīng)用于排氣量較大的汽、柴油車。此外，本發(fā)明的重組器更具有省電、產(chǎn)氫快速、產(chǎn)氫量高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的重組器于運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)僅需耗能約100w左右，較為省電。此外，重組器在3分鐘內(nèi)即可達(dá)至所需產(chǎn)氫量。

附圖說(shuō)明

圖1a是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法；

圖1b是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法的進(jìn)一步步驟；

圖2是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法；

圖3是顯示本發(fā)明實(shí)施例的重組器。

【符號(hào)說(shuō)明】

s11、s12、s13、s14、s15、s16、s17、s18、s21、s22、s23～步驟

205～副產(chǎn)品流

209～空氣入口

212～甲醇型重組器

213～混合區(qū)域

214～出口

221～導(dǎo)管

223～降壓閥

230～入口

230a～蒸發(fā)繞管

231～出口

250～燃燒繞管

250a～端

252～外金屬管

252a、252b～肩部

253a、253b～端板

255a、255b～墊片

254～薄鈀合金膜管

257～螺栓

262～重組區(qū)域

302～燃燒催化劑

303～氫氣流

304a、304b～端帽

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1a，其是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法，包括下述步驟。首先，提供一重組器(s11)。接著，以該重組器提供一高純度氫氣(s12)。再，以該高純度氫氣對(duì)一車輛進(jìn)行氫氣除碳(s13)。

在一實(shí)施例中，本發(fā)明采用甲醇型重組器，該重組器包括一鈀膜純化模塊，由于甲醇型重組器具有鈀膜純化模塊，因此可將反應(yīng)器模塊所產(chǎn)出的富氫氣體進(jìn)一步純化為氫氣純度大于99.95％,一氧化碳濃度小于1ppm的高純度氫氣。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以甲醇型重組器應(yīng)用于車輛除碳的可能。然，上述揭露并未限制本發(fā)明，本發(fā)明的重組器亦可以為天然氣、液化石油氣、柴油等重組器。

相較于已知的電解水產(chǎn)氫技術(shù)，本發(fā)明的重組器不僅產(chǎn)氫純度高，其產(chǎn)氫量更可達(dá)80slpm以上(一般電解水氫氣除碳機(jī)的產(chǎn)氫量?jī)H約20slpm)，因此，此技術(shù)可應(yīng)用于排氣量較大的汽、柴油車。此外，本發(fā)明的重組器更具有省電、產(chǎn)氫快速、產(chǎn)氫量高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的重組器于運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)僅需耗能約100w左右，較為省電。此外，重組器在3分鐘內(nèi)即可達(dá)至所需產(chǎn)氫量。

另，已知的電解水產(chǎn)氫技術(shù)皆直接輸出至最大產(chǎn)氫量，但由于重組器的產(chǎn)氫量較大，因此可依不同排氣量的車輛輸出所需的氫氣量，達(dá)至系統(tǒng)效率提升及節(jié)省燃料的目的。因此，參照?qǐng)D1b，在一實(shí)施例中，該車輛氫氣除碳方法還包括下述步驟。先將該高純度氫氣連接該車輛的引擎進(jìn)氣端(s14)。再，將該車輛引擎發(fā)動(dòng)(s15)。接著，依據(jù)該車輛的排氣量，選擇對(duì)應(yīng)的一氫氣供應(yīng)量以進(jìn)行一除碳過(guò)程(s16)。

參照?qǐng)D1b，在一實(shí)施例中，該車輛氫氣除碳方法還包括下述步驟：在一預(yù)定時(shí)間之后終止該除碳過(guò)程(s17)。

參照?qǐng)D1b，在一實(shí)施例中，該車輛氫氣除碳方法還包括下述步驟：在該除碳過(guò)程中，以一尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控該車輛所排放的廢氣，若該尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)判定該車輛已達(dá)一預(yù)定除碳效果，則停止該除碳過(guò)程(s18)。

參照?qǐng)D2，在另一實(shí)施例中，本發(fā)明亦提供一種車輛氫氣除碳方法，包括下述步驟。首先提供一甲醇型重組器，該甲醇型重組器包括一多孔性純化模塊(s21)。接著，以該甲醇型重組器提供一高純度氫氣(s22)。再，以該高純度氫氣對(duì)一車輛進(jìn)行氫氣除碳(s23)。相似于前述實(shí)施例，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法，由于甲醇型重組器具有多孔性純化模塊，因此可將反應(yīng)器模塊所產(chǎn)出的富氫氣體進(jìn)一步純化為氫氣純度大于99.95％,一氧化碳濃度小于1ppm的高純度氫氣。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以甲醇型重組器應(yīng)用于車輛除碳的可能。在此實(shí)施例中，亦可依據(jù)該車輛的排氣量，選擇對(duì)應(yīng)的氫氣供應(yīng)量以進(jìn)行除碳過(guò)程；亦可以尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控該車輛所排放的廢氣，若該尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)判定該車輛已達(dá)預(yù)定除碳效果，則停止該除碳過(guò)程。

參照?qǐng)D3，其是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的甲醇型重組器212，包括一外金屬管252，其端部被端板，分別為253a及253b以及墊片，分別為255a以及255b所密封。螺栓257固定端板253于外金屬管252的肩部，分別為252a以及252b。一氫氣純化模塊設(shè)于其中，一般集中于外金屬管252并包括薄鈀合金膜管254，由端帽304a及304b所密封。替代地，薄鈀合金膜管254除鈀合金以外，亦可包括其他氫選擇性和氫可滲透材料，包括多孔碳，多孔陶瓷，以及金屬涂覆的多孔碳和多孔性陶瓷和多孔金屬。如可以理解的，薄鈀合金膜管254和端帽304a及304b可以某種方式(未示出)支撐于外金屬管252之中。端帽304b經(jīng)由端板253b連通于出口214且產(chǎn)出的氫氣流303混合從出口214流出。拋光催化劑床，較佳為甲烷化催化劑，位于薄鈀合金膜管254的滲透?jìng)?cè)(未示出)。

入口230穿過(guò)端板253a，并耦合于一蒸發(fā)繞管230a。蒸發(fā)繞管230a的出口231直接饋入重組區(qū)域262，被定義于外金屬管252內(nèi)，但于薄鈀合金膜管254外。一燃燒繞管250位于該重組區(qū)域262中且分布穿過(guò)該重組區(qū)域262。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，燃燒繞管250螺旋環(huán)繞薄鈀合金膜管254并大致延伸穿過(guò)整個(gè)重組區(qū)域262。燃燒催化劑302設(shè)于燃燒繞管250中且沿燃燒繞管250的長(zhǎng)度方向或于燃燒繞管250之中接近端250a。燃燒繞管250的一端250a接收一燃料堆疊，燃燒發(fā)生于燃燒繞管250作為該燃料堆疊沿燃燒繞管250行進(jìn)并遭遇其中的燃燒催化劑302。由于燃燒繞管250均勻延伸穿過(guò)重組區(qū)域262，且因?yàn)槿紵@管250提供相當(dāng)?shù)谋砻鎱^(qū)域，燃燒過(guò)程發(fā)生的熱從燃燒繞管250內(nèi)快速且良好地分散至周圍的重組區(qū)域262。

重組區(qū)域262經(jīng)由端板253b于其出口220耦合至導(dǎo)管221。導(dǎo)管221傳遞副產(chǎn)品流205，例如氫氣重組的副產(chǎn)品包括預(yù)定不穿過(guò)膜管254的氫氣，至該燃燒繞管。導(dǎo)管221傳遞副產(chǎn)品流205至一降壓閥223。副產(chǎn)品流205接著繼續(xù)，于低壓力下，進(jìn)入進(jìn)氣歧管207和空氣通路211，傳送燃燒空氣到混合區(qū)域213處或燃燒繞管250附近的入口。進(jìn)氣歧管207包括空氣入口209，空氣入口209例如耦合到一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)或從燃料電池的陰極組件排出的空氣。由副產(chǎn)品流205所提供的燃燒燃料堆疊，與進(jìn)來(lái)的燃料空氣于混合區(qū)域213混合形成燃料流，并進(jìn)入燃燒繞管250的端250a。燃燒催化劑302于燃燒繞管250中點(diǎn)燃該燃料流，而熱有效且快速地以均勻的方式傳遞至整個(gè)重組區(qū)域262。

本發(fā)明實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法的效果與已知技術(shù)的差異比較如下表1。

表1

由以上表1可發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明實(shí)施例的車輛氫氣除碳方法的除碳效果較佳，且較省電。

在一實(shí)施例中，本發(fā)明的車輛氫氣除碳方法還包括使用一發(fā)動(dòng)機(jī)熄火感測(cè)器(engineflameoutsensor)以及一燃料低液位感測(cè)器(fuellevelsensor)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有發(fā)動(dòng)機(jī)熄火感測(cè)器(engineflameoutsensor)，是使用差壓開(kāi)關(guān)(differentialpressureswitch)，將其中一端壓力偵測(cè)端以治具固定在汽車排氣管，另一端則偵測(cè)大氣壓力，當(dāng)汽車引擎熄火時(shí)，則此差壓開(kāi)關(guān)會(huì)將訊號(hào)送至氫氣除碳機(jī)，并命令氫氣除碳機(jī)進(jìn)入緊急停止(emergencystop)程序，立即將重組器斷電并將產(chǎn)氫端所有閥件關(guān)閉，以避免氫氣持續(xù)進(jìn)入引擎室。此外，本氫氣除碳機(jī)設(shè)計(jì)有燃料低液位感測(cè)器(fuellevelsensor)，如原料(甲醇水)低于設(shè)定的警示液位，則會(huì)在進(jìn)行完此次除碳作業(yè)后出現(xiàn)警示框，直至燃料填補(bǔ)高于警示液位后方能繼續(xù)進(jìn)行下一次除碳作業(yè)。在已知技術(shù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火感測(cè)器(engineflameoutsensor)皆是以量測(cè)汽車電瓶電壓的方式進(jìn)行，但此一方式會(huì)依車輛發(fā)動(dòng)機(jī)及電瓶的壽命及效能不同而常造成誤判的現(xiàn)象發(fā)生。而，在本實(shí)施例中，只要汽車發(fā)動(dòng)即會(huì)有排氣，差壓器即可快速回饋汽車引擎的狀態(tài)至氫氣除碳機(jī)，可大幅提升除碳過(guò)程的安全性。

在一實(shí)施例中，由于使用者端的電力供應(yīng)可能會(huì)產(chǎn)生電壓不穩(wěn)或甚至?xí)和９╇姷膯?wèn)題，故在本系統(tǒng)中有針對(duì)此一使用情境整合加入ups系統(tǒng)，使本氫氣除碳機(jī)不僅可克服使用環(huán)境電壓度穩(wěn)定的情形，更可在電網(wǎng)停止供電時(shí)，使用ups中儲(chǔ)存的電力使系統(tǒng)正常的、安全的進(jìn)入關(guān)機(jī)程序。

在一實(shí)施例中，鈀膜純化模塊可以為鈀膜堆疊方式所組成。

雖然本發(fā)明已以具體的較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，仍可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。