[发明专利]安全电力家电及安全电力供应系统

摘要

本发明揭示了一种安全电力家电及安全电力供应系统，安全电力供应系统包括：交流电网、若干设置于用电单元的安全电力家电；所述安全电力家电包括：水氢主机、原料转换附件、交直流转换附件；所述水氢主机分别连接原料转换附件、交直流转换附件；所述原料转换附件包括天然气转甲醇装置，天然气转甲醇装置包括甲烷提纯装置、甲烷转甲醇装置；所述水氢主机输出的直流电连接交直流转换附件，交直流转换附件用以将直流电转换为交流电供交流用电设备使用。本发明提出的安全电力家电及安全电力供应系统，可作为国家电网的应急电力，在国家电网输送故障或供电不足时，能为设定区域内的用电单元供电，避免对用户产生用电影响。

主权项

1.一种安全电力家电，其特征在于，所述安全电力家电包括：水氢主机、原料转换附件、交直流转换附件；所述水氢主机分别连接原料转换附件、交直流转换附件；所述安全电力家电还设有甲醇存储容器、水存储容器、甲醇水存储容器；原料转换附件连接甲醇存储容器、甲醇水存储容器，能将通过天然气转换而成的甲醇输送至甲醇存储容器或/和甲醇水存储容器；所述水氢主机分别连接甲醇水存储容器、水存储容器，甲醇水存储容器作为水氢主机发电的原料，水氢主机将反应生成的水输送至水存储容器或/和甲醇水存储容器中；所述甲醇存储容器、水存储容器分别通过输送管路及输送泵连接甲醇水存储容器，使甲醇水存储容器中甲醇、水的摩尔比保持1:1；所述甲醇水存储容器设有浓度传感器，输送泵设有流量计，浓度传感器、流量计、输送泵分别连接一控制电路；所述水氢主机包括甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、DC/DC电源模块，甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、DC/DC电源模块依次连接；甲醇水重整制氢装置连接甲醇水存储容器，甲醇水重整制氢装置设有液体泵，液体泵将甲醇水存储容器内的甲醇水原料输送至甲醇水重整制氢装置；甲醇水重整制氢装置利用甲醇水原料重整制得氢气，将制得的氢气输送至氢燃料电池；氢燃料电池设有气泵，气泵将含氧气体泵入氢燃料电池；氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电，并生成水；氢燃料电池发出的直流电通过DC/DC电源模块处理后输出；所述原料转换附件包括甲烷提纯装置、甲烷转甲醇装置、甲醇分离装置，甲烷提纯装置、甲烷转甲醇装置、甲醇分离装置依次连接；所述甲烷提纯装置包括第一液化机构、第二液化机构、气化机构；所述第一液化机构将天然气中沸点最低的氮气液化，温度控制为低于‑196℃；生成的液化氮通过排放管路排放，剩余气体输送至第二液化机构；所述第二液化机构将剩余气体中的甲烷气体液化，温度控制为‑195～‑162℃；收集生成的液化甲烷，通过气化机构气化甲烷液体，输送至甲烷转甲醇装置；所述甲烷提纯装置还包括换热器、压缩机、过冷器、冷凝蒸发器；所述压缩机连接换热器，换热器连接第一液化机构、第二液化机构、过冷器，过冷器连接第一液化机构、第二液化机构、冷凝蒸发器；所述第一液化机构连接换热器、过冷器，将天然气中沸点最低的氮气液化，温度控制为‑195～‑162℃；生成的液化氮通过排放管路排放，剩余气体输送至第二液化机构；所述第二液化机构连接换热器、过冷器，温度控制为‑191～‑89℃，将剩余气体中的甲烷气体液化；所述甲烷转甲醇装置内设有多孔的沸石状催化剂，通过所述沸石状催化剂将甲烷、水催化生成甲醇和氢气；所述沸石状催化剂空隙中嵌入铜原子，反应过程中甲烷分子在其表面分解为碳和氢原子，通过由水分解产生的氧原子氧化后形成甲醇和氢气；CH4+H2O＝CH3OH+H2；所述催化剂包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物；其中贵金属Pt的氧化物含量占催化剂总质量的0～2％，Pd的氧化物含量占催化剂总质量的0～5％，Cu的氧化物占催化剂总质量的5％～15％，Fe的氧化物占催化剂总质量的2％～10％，Zn的氧化物占催化剂总质量的10％～25％，稀土金属氧化物占催化剂总质量的5％～45％，其余为过渡金属氧化物；所述甲醇分离装置将氢气与甲醇进行分离，得到甲醇；分离的氢气用来燃烧或用于氢燃料电池发电；所述甲醇分离装置包括复合金属膜或瓷膜分离器；所述甲醇分离装置包括复合金属膜或瓷膜分离器；所述甲醇分离装置为表面镀钯银合金的多孔陶瓷，镀上的贵金属合金中，钯的质量百分比占75％～78％，银的质量百分比占22％～25％；所述水氢主机输出的直流电连接交直流转换附件，交直流转换附件用以将直流电转换为交流电供交流用电设备使用；所述安全电力家电还包括交流电网供电检测单元，用以检测交流电网供电是否正常；若出现故障，则控制所述水氢主机、原料转换附件、交直流转换附件启动。