[發明專利]一種利用甲醇水制備氫氣的系統及方法

有效

• 申請號: 201210339912.2
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102874754A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 向華;龐娟娟;向德成
• 申請（專利權）人: 上海合既得動氫機器有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 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

1.一種利用甲醇水制備氫氣的系統，其特征在于，所述系統包括：液體儲存容器、主制氫設備、一個或多個子制氫設備；

一個或多個子制氫設備制得的氫氣或/和余氣作為主制氫設備的初始啟動能源，當子制氫設備制得的部分氫氣或/和余氣滿足設定量時，啟動主制氫設備；此后，主制氫設備制得的氫氣或/和余氣維持主制氫設備運行；

所述子制氫設備包括：小功率電機、子換熱器、子氣化室、子重整室、子分離室；所述液體儲存容器、子換熱器、子氣化室、子重整室、子分離室通過管路依次連接；

所述小功率電機用以滿足子氣化室、子重整室、子分離室的環境參數；液體儲存容器中的甲醇和水經過處理輸送至子重整室重整、子分離室分離；將制得的氫氣及余氣燃燒，為主制氫設備需要加熱的元件提供熱量；待主制氫設備正常工作后子制氫設備停止工作；

所述主制氫設備包括：殼體，及殼體內的換熱器、氣化室、重整室、分離室；所述液體儲存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過管路依次連接；

所述液體儲存容器中的甲醇和水通過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：Cu-ZnO-Al₂O₃或/和Cu-ZnO-ZrO；重整室內的溫度為370°-409°；

重整室與分離室之間的傳送通道設有一預熱控溫機構，該預熱控溫機構用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預熱控溫機構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；

所述分離室的溫度設定為410°-430°，重整室內的溫度低于分離室內的溫度；所述分離室內設有陶瓷鈀膜分離器、金屬鈀膜分離器，進入分離室的氣體先經過陶瓷鈀膜分離器做預處理，得到較高純度的氫氣，余氣排出；較高純度的氫氣再進入金屬鈀膜分離器，得到更高純度的氫氣，余氣排出；

所述分離室連接有氫氣管路、余氣輸送管路，氫氣從氫氣管路輸出，余氣通過余氣輸送管路輸出；

所述余氣輸送管路盤在殼體的一側，而后通過第二殼體將余氣輸送管路罩住，所述第二殼體的外側設有溫差發電機，通過余氣輸送管路的溫度與外界流通空氣的溫度之差發電，將發出的電能提供給主制氫設備；所述溫差發電機包括若干溫差發電片；

通過分離室輸出的余氣為所述換熱器、氣化室、重整室、分離室、預熱控溫機構加熱；所述設備還包括余氣量檢測單元，當檢測到余氣不足設定量時，將設定氫氣分流輸送至換熱器、氣化室、重整室、分離室、預熱控溫機構，以保證換熱器、氣化室、重整室、分離室、預熱控溫機構的溫度條件。

2.一種利用甲醇水制備氫氣的系統，其特征在于，所述系統包括：液體儲存容器、殼體、反應容器，反應容器設置于該殼體內；所述反應容器內設有換熱器、氣化室、重整室、分離室，所述液體儲存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過管路依次連接；

所述液體儲存容器中的甲醇和水通過輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的氣體進入重整室重整，而后重整后的氣體進入分離室分離，分離出氫氣及余氣；

所述分離室連有余氣輸送管路，所述余氣輸送管路盤在所述殼體外側；所述系統還包括第二殼體，余氣輸送管路設置于該第二殼體內，第二殼體的外側與外界空氣連通，第二殼體的外側設有溫差發電機，該溫差發電機通過余氣輸送管路的溫度與外界流通空氣的溫度之差發電，得到電能。

3.根據權利要求2所述的利用甲醇水制備氫氣的系統，其特征在于：

所述系統包括主制氫設備，殼體、反應容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室組成了主制氫設備的主要部分；所述系統還包括一個或多個子制氫設備；

一個或多個子制氫設備制得的氫氣或/和余氣作為主制氫設備的初始啟動能源，當子制氫設備制得的部分氫氣或/和余氣滿足設定量時，啟動主制氫設備；此后，主制氫設備制得的氫氣或/和余氣維持主制氫設備運行；

所述子制氫設備包括：小功率電機、子換熱器、子氣化室、子重整室、子分離室；所述液體儲存容器、子換熱器、子氣化室、子重整室、子分離室通過管路依次連接；

所述小功率電機用以滿足子氣化室、子重整室、子分離室的環境參數；液體儲存容器中的甲醇和水經過處理輸送至子重整室重整、子分離室分離；將制得的氫氣及余氣燃燒，為主制氫設備需要加熱的元件提供熱量；待主制氫設備正常工作后子制氫設備停止工作。