[實用新型]高效能氫氣的制造設備

有效

• 申請號: 201420487517.3
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN204324864U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 張經豊
• 申請（專利權）人: 張嘉巖;張永宇
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本實用新型涉及一種制氫設備，特別是涉及一種針對提升制純氫效率、品質、穩定性及消除刺激人體感官的異味而加以創造改良的制氫設備。

背景技術

按，近年來國際能源(特別是石油)價格日益高漲，且能源需求亦日趨緊張。臺灣的天然資源極度匱乏，工業及民生所需的能源幾乎全數仰賴進口，因此對于任何形式的綠色能源的開發益形重要。基于能源與環保之觀點來說，各種綠色能源科技在20世紀后期得以蓬勃發展，譬如風能、太陽能、地熱、潮汐等發電的技術都有所進步，其中最具有發展潛力的能源科技應是屬氫能(Hydrogen?Energy)科技，特別是燃料電池技術已趨近于商業化，極有可能成為21世紀最重要的綠色科技之一。

由先前技術可知，工業性制造氫氣的氫氣制造裝置，眾所周知有同時包括用于重組反應天然氣等碳氫系原料而產生重組氣體(含有氫氣)的重組反應器，及用于吸附去除含于重組氣體中的不要成分而導出富含氫氣的氣體的吸附分離裝置的物件。又能采用于氫氣制造裝置重組反應器的重組手法，例如眾所周知有水蒸氣重組法或局部氧化重組法。在水蒸氣重組法中，藉由吸熱反應的水蒸氣重組反應，自碳氫系原料及水會產生氫氣。例如，甲醇與水蒸氣重組反應熱化學方程式，是以公式(1)來表示。【化1】CH₃OH+H₂O＝3H₂+CO₂-49.5kJ---(1)因為水蒸氣重組反應是吸熱反應，所以當前述氫氣制造裝置重組反應器中的重組手法僅采用水蒸氣重組法時，在持續供給有由碳氫原料及水所構成的混合原料的重組反應器中，必須適切進行水蒸氣重組反應，也必須持續加熱該重組反應器內部。而且在水蒸氣重組型氫氣制造裝置中，關于供給到重組反應器內的混合原料，在即將開始重組反應前，必須使重組反應器內部預先升溫到期望溫度，一般皆要等待30～40分鐘,同時，在供給到重組反應器前，必須加熱混合原料而使其成高溫氣化狀態。而關于水蒸氣重組型氫氣制造裝置，例如有藉由燃燒自裝置外部另外持續供給的燃料(天然氣)所得的燃燒熱，持續加熱重組反應器內部及供給?到加熱重組反應器前的混合原料。可是必須燃燒外部燃料而持續加熱重組反應器內部及混合原料的構成，效率很低容易導致氫氣制造成本上升。

另外，如我國申請案號096201909『氫氣燃料機』、申請案號93123977『快速產生氫氣的方法與反應器模組』、申請案號087120868『用以制造高純度氫的方法及設備』等專利案所揭露的制氫設備，在制氫過程中所產生的廢氣、刺激人體感官的異味，不是向外排出而造成環境的不良影響，便是利用額外的設備，以如燃燒等方式去除，而增加成本，對制氫效率及品質亦無幫助，尤其本類現有創作皆無法解決瞬間起動升溫達燃燒溫度，而須等待30～40分鐘，大大降低其實用與商業價值,故有加以改善的必要。

有鑒于此，本發明人乃針對前述現有創作問題深入探討，并藉由多年從事相關產業的研發與制造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力的研究與發展，終于成功的開發出本實用新型『高效能氫氣的制造設備』，以改善現有創作的問題。

實用新型內容

本實用新型的主要目的，在于解決上述的問題而提供一種高效能氫氣的制造設備，其利用螺旋流道式的平保溫反沖方式，令原料氣體與催化劑進行重組反應前，能延長接受反應熱的熱能，并同時平衡反應持(儲)熱保溫的溫度，以及增加容納原料氣體的空間容量，與燃燒室前后呼應,增加保溫截面積,避免制氫設備整體各部的熱能產生高低溫差過大，而產生一氧化碳的產率提高，相對使產氫率降低之狀況，亦即提升整體各部區之熱能平衡后，可持衡提高制氫的效率與品質及商業價值；同時并以自動化循環方式分解廢氣再利用，減少制氫所造成的環境污染與人體健康，及降低制氫成本，增進綠色產業價值。

緣于達成上述的創作目的，本實用新型高效能氫氣的制造設備包含第一反應單元、動力反應單元，以及第二反應單元，其中：

該第一反應單元為于其本體內設有相鄰的燃燒室與制氫重組室，該燃燒室內接受來自第一燃料槽的燃料進行反應而產生高溫，其高溫熱能除了傳導至該制氫重組室外，并利用第二管路傳送至該第二反應單元；而該制氫重組室位于下層設有重組區設置催化劑，且內壁并隔出平保溫反沖室，該平保溫反沖室上方入口利用第三管路與該第二反應單元銜接，下方的出口則與該制氫重組室相連通；