[發(fā)明專利]一種氫氣生產系統(tǒng)、生產工藝及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910869661.0
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN112340697A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 張會強
• 申請（專利權）人: 張會強
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04;C01B3/22;C01B3/32;G05B19/042
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 李美寶;顏健

本發(fā)明提供了一種氫氣生產系統(tǒng)、生產工藝及控制方法，所述系統(tǒng)利用水和/或醇作為原料液，制備氫氣，生產系統(tǒng)包括集成式燃燒機、風機、儲液罐、提純裝置、燃料供應裝置，集成式燃燒機內部同時進行燃燒過程、富氫氣體的制備過程，燃料供應裝置與集成式燃燒機連接，用于向集成式燃燒機內提供燃料，風機與集成式燃燒機連接，用于為燃燒過程提供助燃空氣，儲液罐與集成式燃燒機連接，用于向集成式燃燒機內補充原料液，以維持富氫氣體的制備過程，提純裝置與集成式燃燒機連接，用于對集成式燃燒機中制備的富氫氣體進行提純；本發(fā)明所述的氫氣生產系統(tǒng)、生產工藝及控制方法，所述系統(tǒng)的結構簡單，生產工藝過程簡便易實施，同時有利于降低生產成本。

技術領域

本發(fā)明涉及氫氣生產制備技術領域，特別涉及一種氫氣生產系統(tǒng)、生產工藝及控制方法。

背景技術

能源是人類經濟活動中最重要的要素。能源是自然的資源，它來自于太陽的輻射。煤、石油、燃料是遠古時代存儲于生物中的太陽能，它們主要是碳氫化合物。水和空氣在太陽能的作用下可產生巨大的勢能和動能，把這種勢能和動能變?yōu)殡娏涂沙蔀橐磺袡C器的動力。水力和風力可直接轉化為電力，這種轉化不會產生環(huán)境污染物。燃燒煤、石油、燃料放出巨大的熱量，從而產生動力；然而燃燒過程卻產生大量環(huán)境污染物：一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳黑顆粒物等，這些環(huán)境污染物破壞了人類的生存環(huán)境和危害人們的健康；而且這些能源是不可再生的，隨著能源耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些能源將要枯竭。因此，在能源與環(huán)境問題日益突出的大背景下，尋找清潔可再生的新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源受到世界各國的關注。

在各種新能源的研究中，氫氣以完全清潔的燃燒方式以及可以再生的優(yōu)勢成為研究者的首選。氫氣作為一種理想的新的能源，它具有以下特點：

1.氫氣的放熱效率高，燃燒1克氫氣可以放出14萬焦耳的熱量，約為燃燒1克汽油放熱的3倍，并可以循環(huán)使用。

2.氫氣的原料主要是水，在1個水分子中就有2個氫原子；而占地球表面71％的為水，所以資源非常豐富。

3.氫氣在燃燒過程中，除釋放出巨大的能量外，燃燒產物只有水，無污染排放，不會造成環(huán)境污染，因而又被稱為“清潔能源”。

4.氫氣的重量輕、密度小、便于運送和攜帶，容易儲藏，與難儲存的電相比，優(yōu)越性更為顯著。

5.氫氣的用途極為廣泛，它不但能燃燒生熱，而且還可以生產各類含氫化合物，并作為吸熱的工質等。

氫能源雖然具有上述這么多優(yōu)點，但目前，氫能源的發(fā)展由于制造氫氣的價格昂貴而受到制約。傳統(tǒng)的制氫方法為電解水制氫及高壓、高溫制氫，都需要消耗大量的電能和煤，消耗的能量比燃燒這種燃料所產生的能量還要多。這種費用上的不劃算使它只適用于專門用途，如推進太空火箭或在航天器中維持燃料電池。因此，盡管多年來，許多研究者都提出向水要氫能源，但是這一設想一直未能真正實現(xiàn)。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種氫氣生產系統(tǒng)、生產工藝及控制方法，以解決現(xiàn)有技術在氫氣生產制備過程中生產系統(tǒng)復雜、生產成本較高的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種氫氣生產系統(tǒng)，所述系統(tǒng)利用水和/或醇作為原料液，制備氫氣；所述生產系統(tǒng)包括集成式燃燒機、風機、儲液罐、提純裝置、燃料供應裝置，所述集成式燃燒機內部至少包括燃燒室、原料液室、富氫氣體制備室，所述集成式燃燒機內部至少進行燃料的燃燒過程、富氫氣體的制備過程，所述燃料供應裝置與集成式燃燒機連接，用于向集成式燃燒機內提供燃料，以維持集成式燃燒機內部的燃燒過程，所述風機與集成式燃燒機連接，用于為燃燒過程提供助燃空氣，所述儲液罐與集成式燃燒機連接，用于向集成式燃燒機內補充原料液，以維持富氫氣體的制備過程，所述提純裝置與集成式燃燒機連接，用于對集成式燃燒機中制備的富氫氣體進行提純，制得氫氣。

進一步的，所述燃燒室為柱體腔室，為燃燒過程提供燃燒空間；