[发明专利]一种甲醇发动机余热回收制氢装置及其制氢方法

说明书

本发明提供一种应用于甲醇发动机技术领域的甲醇发动机余热回收制氢装置，所述的甲醇发动机余热回收制氢装置的排气管(1)内设置电控尾气调节阀(6)，高温导热流体输送管路(3)一端与高温导热流体箱体(2)的流体输出口连通，高温导热流体输送管路(3)另一端依次经过余热回收器(8)的换热管路(10)、重整器(11)的重整器管路(12)、蒸发器(13)的蒸发器管路(14)、预热器(15)的预热器管路(16)后与高温导热流体箱体(2)的流体回收口连通，本发明所述的甲醇发动机余热回收制氢装置及其制氢方法，能够利用尾气给系统导热流体加热，高温导热流体提供制氢的热量，使得换热、制氢过程不受发动机工况变化影响，提高发动机性能。

技术领域

本发明属于甲醇发动机技术领域，更具体地说，是涉及一种甲醇发动机余热回收制氢装置，本发明还涉及一种甲醇发动机余热回收制氢方法。

背景技术

当今世界面临着石油能源危机和环境污染两大问题。能源和环境问题已成为影响中国乃至世界经济和社会发展的重要因素。因此，积极寻求和发展清洁能源已成为一个重大课题，改变石油短缺和环境污染的重要途径就是减少对石油的依赖，开发绿色高效清洁的代替能源。甲醇等作为清洁高效能源的代表，部分企业正在研发甲醇发动机并向市场推广应用。甲醇具有清洁排放低、经济性好、同等动力性、高效制造存储和运输等各方面的优势，成为一个石油替代能源的首选。当前为了开发更高热效率和更低排放的甲醇发动机，尾气余热回收进行甲醇裂解或者重整制氢，再开发掺氢燃烧的醇氢发动机，是一个研发的方向。现有的余热回收制氢技术是直接将发动机尾气引入制氢装置中，利用尾气热量，为制氢装置提供反应需要的热量。现有装置的主要有如下几个方面的缺点。缺点一，系统中甲醇制氢装置是气体与气体换热，换热效率较低；缺点二，汽车发动机尾气的流量和温度随着发动机工况实时变化，无法为制氢装置提供稳定的反应温度，进而导致系统效率低下；缺点三：发动机尾气需要依次流经各反应/换热器，导致排气阻力增大，影响发动机性能。因此，现有结构不能满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种结构简单，控制可靠安全，能够采用高温导热流体作为中间导热介质，利用尾气给系统导热流体加热，高温导热流体提供制氢的热量，从而利用液-气热交换原理，换热、制氢效率明显提升，同时，使得换热、制氢过程不受发动机工况变化影响，确保整个制氢过程在高效的温度反应区间进行，提高发动机性能的甲醇发动机余热回收制氢装置。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种甲醇发动机余热回收制氢装置，包括排气管、高温导热流体箱体、高温导热流体输送管路、甲醇水溶液箱体、甲醇水溶液输送管路，所述的排气管内设置电控尾气调节阀，排气管位于电控尾气调节阀前部的供应管与余热回收器的高温尾气进口连通，余热回收器的高温尾气出口与排气管位于电控尾气调节阀后部的回流管连通，高温导热流体输送管路一端与高温导热流体箱体的流体输出口连通，高温导热流体输送管路另一端依次经过余热回收器的换热管路、重整器的重整器管路、蒸发器的蒸发器管路、预热器的预热器管路后与高温导热流体箱体的流体回收口连通，甲醇水溶液输送管路一端与甲醇水溶液箱体的供应管路连通，甲醇水溶液输送管路另一端依次经过预热器、蒸发器、重整器后通过氢气出口与氢气储存罐连通。

所述的排气管包括三元催化器，三元催化器位于排气管的最尾端，供应管与余热回收器的高温尾气进口连通，余热回收器的高温尾气出口与三元催化器位于电控尾气调节阀后部的回流管连通。

所述的高温导热流体箱体与余热回收器之间的高温导热流体输送管路上设置高温导热流体泵，高温导热流体泵与控制部件连接。

所述的甲醇水溶液箱体和预热器之间的甲醇水溶液输送管路上设置甲醇水溶液泵，甲醇水溶液泵与控制部件连接。

所述的三元催化器、余热回收器、重整器、蒸发器、预热器上分别设置温度传感器和压力传感器，每个温度传感器和压力传感器分别与控制部件连接。

所述的电控尾气调节阀与控制部件连接。