甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)不設顯示屏，包括制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)；所述制氫子系統(tǒng)用以制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)利用所述制氫子系統(tǒng)實時傳送的氫氣發(fā)電；所述控制子系統(tǒng)包括微處理器、第一無線通訊模塊、移動終端，移動終端設有第二無線通訊模塊；所述移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行。本發(fā)明提出的甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，通過移動終端獲取制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息，并控制制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行；無需設置顯示屏，而從節(jié)省原料。
【專利說明】甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于氫氣發(fā)電【技術領域】，涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)；同時，本發(fā)明還涉及一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術】
[0002]在眾多的新能源中，氫能將會成為21世紀最理想的能源。這是因為，在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下，氫氣產生的能量最多，而且它燃燒的產物是水，沒有灰渣和廢氣，不會污染環(huán)境；而煤和石油燃燒生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分別產生溫室效應和酸雨。煤和石油的儲量是有限的，而氫主要存于水中，燃燒后唯一的產物也是水，可源源不斷地產生氫氣，永遠不會用完。
[0003]氫是一種無色的氣體。燃燒一克氫能釋放出142千焦爾的熱量，是汽油發(fā)熱量的3倍。氫的重量特別輕，它比汽油、天然氣、煤油都輕多了，因而攜帶、運送方便，是航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里能夠燃燒，氫氣火焰的溫度可高達2500°C，因而人們常用氫氣切割或者焊接鋼鐵材料。
[0004]在大自然中，氫的分布很廣泛。水就是氫的大“倉庫”，其中含有11%的氫。泥土里約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲水量很大，因此可以說，氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法從水中制取氫，那么氫也將是一種價格相當便宜的能源。
[0005]氫的用途很廣，適用性強。它不僅能用作燃料，而且金屬氫化物具有化學能、熱能和機械能相互轉換的功能。例如，儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領，可將熱量儲存起來，作為房間內取暖和空調使用。
[0006]氫作為氣體燃料，首先被應用在汽車上。1976年5月，美國研制出一種以氫作燃料的汽車；后來，日本也研制成功一種以液態(tài)氫為燃料的汽車；70年代末期，前聯(lián)邦德國的奔馳汽車公司已對氫氣進行了試驗，他們僅用了五千克氫，就使汽車行駛了 110公里。
[0007]用氫作為汽車燃料，不僅干凈，在低溫下容易發(fā)動，而且對發(fā)動機的腐蝕作用小，可延長發(fā)動機的使用壽命。由于氫氣與空氣能夠均勻混合，完全可省去一般汽車上所用的汽化器，從而可簡化現(xiàn)有汽車的構造。更令人感興趣的是，只要在汽油中加入4%的氫氣。用它作為汽車發(fā)動機燃料，就可節(jié)油40 %，而且無需對汽油發(fā)動機作多大的改進。
[0008]氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體，因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。液態(tài)的氫既可用作汽車、飛機的燃料，也可用作火箭、導彈的燃料。美國飛往月球的“阿波羅”號宇宙飛船和我國發(fā)射人造衛(wèi)星的長征運載火箭，都是用液態(tài)氫作燃料的。
[0009]另外，使用氫一氫燃料電池還可以把氫能直接轉化成電能，使氫能的利用更為方便。目前，這種燃料電池已在宇宙飛船和潛水艇上得到使用，效果不錯。當然，由于成本較高，一時還難以普遍使用。[0010]現(xiàn)在世界上氫的年產量約為3600萬噸，其中絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取的，這就得消耗本來就很緊缺的礦物燃料；另有4%的氫是用電解水的方法制取的，但消耗的電能太多，很不劃算，因此，人們正在積極探索研究制氫新方法。而用甲醇、水重整制氫可減少化工生產中的能耗和降低成本，有望替代被稱為“電老虎”的“電解水制氫”的工藝，利用先進的甲醇蒸氣重整——變壓吸附技術制取純氫和富含CO2的混合氣體，經(jīng)過進一步的后處理，可同時得到氫氣和二氧化碳氣。
[0011]甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應和一氧化碳的變換反應，生成氫和二氧化碳，這是一個多組份、多反應的氣固催化反應系統(tǒng)。反應方程如下:
[0015]重整反應生成的H2和CO2,再經(jīng)過鈀膜分離將H2和CO2分離，得到高純氫氣。變壓吸附法的耗能高、設備大，且不適合小規(guī)模的氫氣制備。
[0016]現(xiàn)有的氫氣發(fā)電系統(tǒng)，通常是利用已經(jīng)制備好的氫氣發(fā)電，即制備氫氣與氫氣發(fā)電是分離的。首先利用制氫設備制備氫氣，將氫氣放置于氫氣緩沖罐中，而后通過氫氣緩沖罐中的氫氣發(fā)電。氫氣緩沖罐的體積較為龐大，不便攜帶，移動性較差，從而制約了氫氣制備及發(fā)電設備的便攜性。
[0017]此外，現(xiàn)有的制氫設備、發(fā)電設備，為了獲取設備的信息，通常需要在設備上設置顯示屏，從而增加了設備成本。
[0018]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的氫氣發(fā)電系統(tǒng)，以便克服現(xiàn)有氫氣發(fā)電系統(tǒng)的上述缺陷。
【發(fā)明內容】
[0019]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，可通過移動終端控制系統(tǒng)運行，無需設置顯示屏，節(jié)省系統(tǒng)生產成本。
[0020]此外，本發(fā)明還提供一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，可通過移動終端控制系統(tǒng)運行，無需設置顯示屏，節(jié)省系統(tǒng)生產成本。
[0021]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0022]一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)不設顯示屏，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)包括:制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)；制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)依次連接，控制子系 統(tǒng)分別與制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)連接；
[0023]所述制氫子系統(tǒng)用以制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)利用所述制氫子系統(tǒng)實時傳送的氫氣發(fā)電；
[0024]所述控制子系統(tǒng)包括微處理器、第一無線通訊模塊、移動終端，移動終端設有第二無線通訊模塊；所述移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行；
[0025]所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器、原料輸送裝置、制氫設備、膜分離裝置；
[0026]所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的上部；
[0027]所述固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫設備連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0028]所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣，當制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣轉換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱，為制氫設備提供啟動熱能，作為制氫設備的啟動能源；
[0029]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；
[0030]氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為350°C?409°C ；
[0031]所述重整室上部的溫度為400°C?570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0032]所述分離室內的溫度設定為400°C?570°C ;分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣；
[0033]所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫設備；所述原料輸送裝置向原料提供1.1?5M Pa的壓強，使得制氫設備制得的氫氣具有足夠的壓強；
[0034]所述制氫設備啟動制氫后，制氫設備制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設備運行；
[0035]所述制氫設備制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內外壓強之差大于等于1.1M Pa ；
[0036]所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0037]所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至發(fā)電子系統(tǒng)；所述傳輸管路中設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓；所述發(fā)電子系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電；
[0038]所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括第二微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至第二微處理器；所述第二微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設定閾值區(qū)間的最大值，第二微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設定閾值區(qū)間的最小值，第二微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度。
[0039]一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)不設顯示屏，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)；[0040]所述制氫子系統(tǒng)用以制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)利用所述制氫子系統(tǒng)實時傳送的氫氣發(fā)電；
[0041]所述控制子系統(tǒng)包括微處理器、第一無線通訊模塊、移動終端，移動終端設有第二無線通訊模塊；所述移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行。
[0042]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至發(fā)電子系統(tǒng)；所述傳輸管路中設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓；所述發(fā)電子系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電；
[0043]所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括第二微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至第二微處理器；所述第二微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設定閾值區(qū)間的最大值，第二微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設定閾值區(qū)間的最小值，第二微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度。
[0044]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器、原料輸送裝置、制氫設備、膜分離裝置。
[0045]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述系統(tǒng)還設有遠程服務器，移動終端通過第二無線通訊模塊連接制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)及遠程服務器，將制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息發(fā)送至遠程服務器，并能從服務器獲取任意制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的設定信息。
[0046]一種上述甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括:移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行。
[0047]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法還包括:移動終端通過第二無線通訊模塊連接制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)及遠程服務器，將制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息發(fā)送至遠程服務器，并能從服務器獲取任意制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的設定信息。
[0048]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，通過移動終端獲取制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息，并控制制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行；無需設置顯示屏，而從節(jié)省原料。此外，本發(fā)明還可利用即時制備的氫氣發(fā)電，無需氫氣緩沖罐，通過氣壓調節(jié)子系統(tǒng)調整傳輸管路中的氫氣氣壓；由于氣壓調節(jié)子系統(tǒng)的體積很小，因而能夠進一步提高制氫發(fā)電系統(tǒng)的便攜性、可移動性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049]圖1為本發(fā)明甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖。
[0050]圖2為制氫子系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0051]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。[0052]實施例一
[0053]請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)不設顯示屏，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)100、發(fā)電子系統(tǒng)300、控制子系統(tǒng)200。所述制氫子系統(tǒng)100用以制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)300，發(fā)電子系統(tǒng)300利用所述制氫子系統(tǒng)100實時傳送的氫氣發(fā)電。
[0054]所述控制子系統(tǒng)200包括微處理器201、第一無線通訊模塊202、移動終端203，移動終端203設有第二無線通訊模塊；所述移動終端203利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器201，微處理器201根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)100、發(fā)電子系統(tǒng)300的運行。
[0055]利用本發(fā)明可以通過移動終端(如手機)控制系統(tǒng)，并通過移動終端從遠程服務器獲取系統(tǒng)的設定信息，無需顯示屏，從而降低生成成本。
[0056]本發(fā)明還揭示一種上述甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括:制氫子系統(tǒng)制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)利用所述制氫子系統(tǒng)實時傳送的氫氣發(fā)電；移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行。
[0057]所述方法還包括:移動終端通過第二無線通訊模塊連接制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)及遠程服務器，將制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息發(fā)送至遠程服務器，并能從服務器獲取任意制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的設定信息。
[0058]實施例二
[0059]本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中，所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至發(fā)電子系統(tǒng)；所述傳輸管路中設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓；所述發(fā)電子系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電。
[0060]所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括第二微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至第二微處理器；所述第二微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設定閾值區(qū)間的最大值，第二微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設定閾值區(qū)間的最小值，第二微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度。
[0061]實施例三
[0062]本實施例與實施例一、實施例二的區(qū)別在于，本實施例中，請參閱圖2，所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器40、液體儲存容器10、原料輸送裝置50、制氫設備20、膜分離裝置30。
[0063]所述固態(tài)氫氣儲存容器40、液體儲存容器10分別與制氫設備20連接；液體儲存容器10中儲存有液態(tài)的甲醇和水，所述固態(tài)氫氣儲存容器40中儲存固態(tài)氫氣。
[0064]當制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣儲存容器40中的固態(tài)氫氣轉換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱，為制氫設備20提供啟動熱能，作為制氫設備20的啟動能源。當然，固態(tài)氫氣儲存容器40不是本發(fā)明的必要設備，可以通過其他能源啟動制氫設備20。
[0065]所述原料輸送裝置50提供動力，將液體儲存容器10中的原料輸送至制氫設備20 ；所述原料輸送裝置50向原料提供1.1?5M Pa的壓強(如提供1.1M Pa或1.2M Pa或1.5MPa或5M Pa的壓強)，使得制氫設備20制得的氫氣具有足夠的壓強。所述制氫設備20啟動制氫后，制氫設備20制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設備20運行(當然，制氫設備20的運行還可以通過其他能源)。
[0066]所述制氫設備20制得的氫氣輸送至膜分離裝置30進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置30的內外壓強之差大于等于1.1M Pa (如膜分離裝置30的內外壓強為1.1M Pa或 1.2M Pa 或 1.5M Pa 或 5M Pa)。
[0067]本實施例中，所述膜分離裝置30為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25%。所述膜分離裝置30的制備工藝包括如下步驟:
[0068]步驟1、將多孔陶瓷設置于磁控濺射裝置的真空室內；
[0069]步驟2、利用磁控濺射裝置的磁場產生機構產生磁場，使得金屬靶產生偏差電流，金屬靶作為負極，從而使多孔陶瓷表面帶有磁層體；所述金屬靶的材料為濺射貴重金屬，所述貴重金屬為鈀銀合金，質量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0070]步驟3、在金屬靶產生偏差電流的同時，對磁控濺射裝置的真空室進行加熱，溫度控制在350°C?800°C ；
[0071]步驟4、抽出真空室內的氣體，當真空室內的真空度小于10_2Pa時，向真空室內充入設定濃度的氬氣；
[0072]步驟5、向金屬靶通入電流，進行濺射鍍膜；金屬靶產生的離子在電場的作用下加速飛向多孔陶瓷表面的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向多孔陶瓷表面；氬離子在電場的作用下加速轟擊金屬靶，濺射出大量的金屬靶靶材原子或分子，呈中性的靶原子或分子沉積在多孔陶瓷表面上，形成I?15 μ m的貴重金屬薄膜；
[0073]其中，在濺射鍍膜的過程中還包括氬氣濃度檢測步驟；實時或者以設定時間間隔檢測真空室內的氬氣濃度，當氬氣濃度低于設定閾值時自動打開氬氣充氣閥門，向真空室內充入氬氣，直至真空室內的氬氣濃度符合設定閾值范圍；
[0074]在濺射鍍膜的過程中還包括氣壓檢測步驟；實時或者以設定時間間隔檢測真空室內的氣壓，當真空室內的氣壓不在設定閾值區(qū)間，調整真空室內的氣壓至設定閾值區(qū)間；
[0075]步驟6、向真空室內通入大氣，取出工件。
[0076]優(yōu)選地，所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的上部。
[0077]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為350°C?409°C;所述重整室上部的溫度為400°C?570°C;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；所述分離室內的溫度設定為400°C?5700C ;分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣。[0078]以上介紹了甲醇水制氫子系統(tǒng)的組成，本發(fā)明還揭示一種利用上述甲醇水制氫子系統(tǒng)的制氫方法，所述制氫方法包括:
[0079]【步驟O】所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣，當制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣轉換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱，為制氫設備提供啟動熱能，作為制氫設備的啟動能源； [0080]【步驟I】所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫設備；所述原料輸送裝置向原料提供1.1~5M Pa的壓強，使得制氫設備制得的氫氣具有足夠的壓強；
[0081]【步驟2】制氫設備制備氫氣；具體包括:
[0082]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；
[0083]氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為350°C~409°C ；
[0084]所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0085]所述分離室內的溫度設定為400°C~570°C ;分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣。
[0086]【步驟3】所述制氫設備制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內外壓強之差大于等于1.1M Pa ；
[0087]本實施例中，制氫子系統(tǒng)將分離室設置于重整室的上部，重整室上部相比中部及下部的溫度較高，通過連接管路連接重整室與分離室，連接管路在輸送的過程中能利用重整室上部的高溫加熱輸送的氣體，起到預熱作用，同時加熱方式非常便捷。在重整室與分離室之間的管路作為預熱控溫機構，可以對從重整室輸出的氣體進行加熱，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；從而可以分別保證重整室內催化劑的低溫要求，以及分離室的高溫要求，進而提高氫氣制備效率。
[0088]綜上所述，本發(fā)明提出的甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，通過移動終端獲取制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息，并控制制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行；無需設置顯示屏，而從節(jié)省原料。此外，本發(fā)明還可利用即時制備的氫氣發(fā)電，無需氫氣緩沖罐，通過氣壓調節(jié)子系統(tǒng)調整傳輸管路中的氫氣氣壓；由于氣壓調節(jié)子系統(tǒng)的體積很小，因而能夠進一步提高制氫發(fā)電系統(tǒng)的便攜性、可移動性。
[0089]這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)不設顯示屏，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)包括:制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)；制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)依次連接，控制子系統(tǒng)分別與制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)連接； 所述制氫子系統(tǒng)用以制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)利用所述制氫子系統(tǒng)實時傳送的氫氣發(fā)電； 所述控制子系統(tǒng)包括微處理器、第一無線通訊模塊、移動終端，移動終端設有第二無線通訊模塊；所述移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行； 所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器、原料輸送裝置、制氫設備、膜分離裝置； 所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的上部； 所述固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫設備連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水； 所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣，當制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣轉換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過 燃燒放熱，為制氫設備提供啟動熱能，作為制氫設備的啟動能源； 所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化； 氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為 350°C~409°C ； 所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 所述分離室內的溫度設定為400°C~570°C ;分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣； 所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫設備；所述原料輸送裝置向原料提供1.1~5M Pa的壓強，使得制氫設備制得的氫氣具有足夠的壓強； 所述制氫設備啟動制氫后，制氫設備制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設備運行； 所述制氫設備制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內外壓強之差大于等于1.1M Pa ； 所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%~78%，銀占22%~25% ； 所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至發(fā)電子系統(tǒng)；所述傳輸管路中設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓；所述發(fā)電子系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電；所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括第二微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至第二微處理器；所述第二微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設定閾值區(qū)間的最大值，第二微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設定閾值區(qū)間的最小值，第二微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度。
2.一種甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)不設顯示屏，所述制氫發(fā)電系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)； 所述制氫子系統(tǒng)用以制備氫氣，將制得的氫氣輸送至發(fā)電子系統(tǒng)，發(fā)電子系統(tǒng)利用所述制氫子系統(tǒng)實時傳送的氫氣發(fā)電； 所述控制子系統(tǒng)包括微處理器、第一無線通訊模塊、移動終端，移動終端設有第二無線通訊模塊；所述移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行。
3.根據(jù)權利要求2所述的甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于: 所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至發(fā)電子系統(tǒng)；所述傳輸管路中設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓；所述發(fā)電子系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電； 所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括第二微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至第二微處理器；所述第二微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設定閾值區(qū)間的最大值，第二微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設定 閾值區(qū)間的最小值，第二微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度。
4.根據(jù)權利要求2所述的甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于: 所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器、原料輸送裝置、制氫設備、膜分離裝置。
5.根據(jù)權利要求2所述的甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)還設有遠程服務器，移動終端通過第二無線通訊模塊連接制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)及遠程服務器，將制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息發(fā)送至遠程服務器，并能從服務器獲取任意制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的設定信息。
6.一種權利要求1至5之一所述甲醇水即時制氫發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括: 移動終端利用第二無線通訊模塊將控制命令發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)接收的命令控制所述制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的運行。
7.根據(jù)權利要求6所述的控制方法，其特征在于:所述方法還包括:移動終端通過第二無線通訊模塊連接制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)及遠程服務器，將制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的信息發(fā)送至遠程服務器，并能從服務器獲取任意制氫子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)的設定信息。
【文檔編號】H01M8/04GK103579653SQ201310520515
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】向華, 向得夫 申請人:上海合既得動氫機器有限公司