[發明專利]氫氣燒烤爐

在審

• 申請號: 201410427313.5
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105433819A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 向華
• 申請（專利權）人: 上海合既得動氫機器有限公司
• 主分類號: A47J37/07
• 分類號: A47J37/07
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

1.一種氫氣燒烤爐，其特征在于，所述燒烤爐包括：甲醇制氫設備、氫發電設備、制冷空調設備、燒烤爐本體；

所述甲醇制氫設備制備氫氣，將制得的氫氣輸送至氫發電設備；氫發電設備連接甲醇制氫設備，利用氫氣發出電能；燒烤爐本體連接氫發電設備，利用氫發電設備發出的電能工作；制冷空調設備利用氫發電設備釋放的熱能制冷；

所述燒烤爐本體包括爐體、爐蓋、電加熱機構、烤網；爐蓋與爐體的一側連接，能蓋住爐體的上方；電加熱機構設置于爐體內，烤網與電加熱機構之間形成燒烤腔室；電加熱機構包括若干波紋狀金屬條，遍布于爐體燒烤腔室的底部；

所述甲醇制氫設備利用甲醇及水制備氫氣，所述甲醇制氫設備包括固態氫氣儲存容器、液體儲存容器、原料輸送裝置、制氫裝置、膜分離裝置；

所述制氫裝置包括換熱器、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里面；

所述固態氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態的甲醇和水；

所述固態氫氣儲存容器中儲存固態氫氣，當制氫系統啟動時，通過氣化模塊將固態氫氣轉換為氣態氫氣，氣態氫氣通過燃燒放熱，為制氫裝置提供啟動熱能，作為制氫裝置的啟動能源；或者，所述甲醇制氫設備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機構、氣化管路，氣化管路的內徑為1～2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機構上；所述氣化管路的一端連接液體儲存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構點火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫設備提供啟動能源；所述重整室內壁設有加熱管路，加熱管路內放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；

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300℃～420℃；

所述重整室上部的溫度為400℃～570℃；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350℃～570℃；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裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15～5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強；

所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；

所述制氫裝置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0.7MPa；

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％；

所述甲醇制氫設備將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至氫發電設備；所述傳輸管路設有氣壓調節子系統，用于調整傳輸管路中的氣壓；所述氫發電設備利用甲醇制氫設備制得的氫氣發電；

所述氫氣燒烤爐還包括氣壓調節子系統，氣壓調節子系統包括微處理器、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據，并將感應的氣壓數據發送至微處理器；所述微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數據與設定閾值區間進行比對；當接收到的壓力數據高于設定閾值區間的最大值，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，另一端連接所述甲醇制氫設備，通過燃燒為甲醇制氫設備的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數據低于設定閾值區間的最小值，微處理器控制所述甲醇制氫設備加快原料的輸送速度；

所述收集利用子系統連接氫發電設備的排氣通道出口，從排出的氣體中分別收集氫氣、氧氣、水，利用收集到的氫氣、氧氣供甲醇制氫設備或/和氫發電設備使用，收集到的水作為甲醇制氫設備的原料，從而循環使用；

所述收集利用子系統包括氫氧分離器、氫水分離器、氫氣止回閥、氧水分離器、氧氣止回閥，將氫氣與氧氣分離，而后分別將氫氣與水分離、氧氣與水分離；

所述制冷空調設備包括冷凝器、蒸發器、若干節流閥、第一吸附發生器、第二吸附發生器；所述第一吸附發生器、第二吸附發生器內設有含氨混合液，含氨混合液為氨-氨絡合劑-水混合液或為氨-磷酸氫氨-水混合液；

所述氫發電設備的散熱機構分別連接第一吸附發生器、第二吸附發生器；所述第一吸附發生器與第二吸附發生器分別通過第一節流閥、第二節流閥連接冷凝器；所述第一吸附發生器與第二吸附發生器分別通過第三節流閥、第四節流閥連接蒸發器；冷凝器通過第五節流閥與蒸發器連接；所述第一節流閥、第二節流閥、第三節流閥、第四節流閥、第五節流閥通過節流閥控制器控制其通斷；

第一工作周期中，第一吸附發生器受到來自氫發電設備的散熱機構的熱能，脫附為氣態氨，經過冷凝器冷凝為液態氨，釋放熱，熱由冷卻介質帶出；液態氨通過第五節流閥進入蒸發器蒸發為氣態氨，同時吸收熱量制冷；氣態氨進入第二吸附發生器，在冷卻條件下與其中的含氨混合液發生絡合反應，生成氨絡合物；

第二工作周期中，第二吸附發生器受到來自氫發電設備的散熱機構的熱能，脫附為氣態氨，經過冷凝器冷凝為液態氨，釋放熱，熱由冷卻介質帶出；液態氨通過第五節流閥進入蒸發器蒸發為氣態氨，同時吸收熱量制冷；氣態氨進入第一吸附發生器，在冷卻條件下與其中的含氨混合液發生絡合反應，生成氨絡合物；如此循環。