[发明专利]一种基于氢能源的海水淡化及制冷发电系统装置

说明书

本发明公开了一种基于氢能源的海水淡化及制冷发电系统装置，水解反应器的进水口和海水连通，水解反应器的出气口连接至氢燃料电池，氢燃料电池的湿空气出口连接至冷却装置，冷却装置的出气端连接至水分回收装置的进气端，水分回收装置的出水端连接至水箱，该装置通过氢化物与海水的水解反应产生氢气，氢气在燃料电池中与氧气反应产生淡水，实现海水中的水分和盐分的分离，水中大量存在的Cl^‑、Ca²⁺、Mg²⁺等离子能够破坏氢化物水解产生的钝化膜，促进氢化物水解反应的发生，降低对水解催化剂的要求，再通过半导体制冷和超疏水表面技术回收湿空气中的淡水，同时产生低温空气，进而实现海水淡化、制冷和发电三重功能。

技术领域

本发明属于海水淡化及发电领域，具体涉及一种基于氢能源的海水淡化及制冷发电系统装置。

背景技术

海水淡化技术通过脱除海水中的盐分从而将海水变成淡水。在当前淡水资源日益紧张的情况下，海水淡化能够增加沿海地区淡水的供给，也能够为岛屿、船只等场合提供生存必备淡水资源。

目前海水淡化的方法主要有多效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏、反渗透法、电渗析法和冷冻法。这些方法主要通过蒸发、渗透等物理方法实现水分和盐分的分离，现存大型的海水淡化工厂都是采用这些方法。这些方法在大规模应用场景下具有明显的能耗和价格优势，但是对于小规模或者特殊应用场合(海岛生存、便携式场合)依旧存在装置复杂、额外能量输入高、响应速度慢等问题。此外，这些方法主要针对海水淡化功能，基本不具备其他功能，不能同时提供多种生存所需的物质和能量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于氢能源的海水淡化及制冷发电系统装置，以解决现有技术中海水淡化装置功能单一，难以提供其他物质和能量的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于氢能源的海水淡化及制冷发电系统装置，其特征在于，包括水解反应器，所述水解反应器的进水口和海水连通，水解反应器的出气口连接至氢燃料电池，氢燃料电池的湿空气出口连接至冷却装置，冷却装置的出气端连接至水分回收装置的进气端，所述水分回收装置的出水端连接至水箱，水分回收装置还设置有低温空气出口；

所述水解反应器包括反应器筒体，反应器筒体内的中下部设置有氢化物床层，所述氢化物床层中设置有毛细纤维；

所述水分回收装置的内部填充有金属泡沫，所述金属泡沫和水分回收装置的进气端之间有缝隙，所述金属泡沫和水分回收装置的出水端之间有间隙；水分回收装置的外部设置有半导体制冷片，所述半导体制冷片设置在金属泡沫的外部；所述金属泡沫的表面涂覆有超疏水涂层。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述冷却装置为低温冷却器。

优选的，所述半导体制冷片的冷端和水分回收装置的外侧壁接触，半导体制冷片的热端和海水接触。

优选的，所述水反应器筒体的上端可拆卸的连接有反应器盖，所述进水口和出气口均设置在反应器盖上；所述反应器盖上设置有安全阀。

优选的，所述水解反应器的承压范围为0～5bar，承温范围为0～120℃。

优选的，所述氢燃料电池为质子交换膜燃料电池或磷酸氢燃料电池。

优选的，所述半导体制冷片连接有太阳能电池板。

优选的，太阳能电池板为单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板、薄膜式太阳能电池板或有机太阳能电池板。

优选的，所述氢化物床层为氢化物和水解催化剂混合物，所述毛细纤维为亲水性材料。

优选的，所述冷却装置为逆流换热器，所述冷却装置设置有第二入口和第二出口，第二入口和低温空气出口连通，第二出口连通至空气。