[實用新型]基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的氫純化裝置保護系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN204778809U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 向華
• 申請（專利權）人: 廣東合即得能源科技有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/50
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產(chǎn)權代理有限公司 44272
• 代理人: 何恒韜

技術領域

本實用新型涉及甲醇水重整制氫系統(tǒng)技術領域，特別涉及一種基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的氫純化裝置保護系統(tǒng)。

背景技術

氫，是一種21世紀最理想的能源之一，在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下，氫氣產(chǎn)生的能量最多，而且它燃燒的產(chǎn)物是水，沒有灰渣和廢氣，不會污染環(huán)境；而煤和石油燃燒生成的主要是CO₂和SO₂，可分別產(chǎn)生溫室效應和酸雨。煤和石油的儲量是有限的，而氫主要存于水中，燃燒后唯一的產(chǎn)物也是水，可源源不斷地產(chǎn)生氫氣，永遠不會用完。氫的分布很廣泛，水就是氫的大“倉庫”，其中含有11%的氫。泥土里約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲水量很大，因此可以說，氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法從制取氫，那么氫也將是一種價格相當便宜的能源。

目前，世界上氫的年產(chǎn)量約為3600萬噸，制氫方法主要有兩種：其一、絕大部分氫是從石油、煤炭和天然氣中制取，這種方法需要消耗本來就很緊缺的礦物燃料；其二、約有4%的氫是用電解水的方法制取，這種方法消耗電能大，很不劃算。隨著技術的進步，采用甲醇和水重整制氫的技術漸漸得到發(fā)展，其能減少化工生產(chǎn)中的能耗和降低成本，并有望替代電能消耗特別在的電解水制氫工藝。利用先進的甲醇水蒸氣重整技術制取H₂與CO₂的混合氣體，再經(jīng)氫氣純化裝置分離，可分別得到H₂和CO₂。

參照中國發(fā)明申請201310340475.0（申請人：上海合既得動氫機器有限公司），該專利公開了一種甲醇水制氫系統(tǒng)，甲醇與水蒸氣在重整器的重整室內，在350-570℃溫度下1-5MPa的壓力條件下通過催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應和一氧化碳的變換反應，生成氫氣和二氧化碳，這是一個多組份、多反應的氣固催化反應系統(tǒng)。反應方程如下：(1)CH₃OH→CO+2H₂；(2)H₂O+CO→CO₂+H₂；(3)CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂，重整反應生成的H₂和CO₂，再經(jīng)過氫氣純化裝置將H₂和CO₂分離，得到高純氫氣。

所述氫氣純化裝置用于分離出制得的氫氣，氫氣純化裝置采用管道式的鈀膜分離裝置，該鈀膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%-78%，銀占22%-25%，鈀膜分離裝置中的溫度與重整室內的溫度相同或接近，即鈀膜分離裝置在350-570℃溫度下將H₂和CO₂分離，得到高純氫氣。在鈀膜分離裝置工作的過程中，需要特別注意的是：a.低于320℃的溫度，不能含有H₂；b.高于100℃的溫度，不能含有O₂；否則，將極易破壞鈀膜分離裝置，還易發(fā)生爆炸問題。因此，在甲醇水重整制氫系統(tǒng)停止運行時，需要對氫氣純化裝置及重整室的管道進行抽真空處理，以保護氫氣純化裝置。然而，此種直接抽真空處理的方式還具有以下缺陷：其一、由于抽真空動作具有一定的滯后性，且需要較長時間才能將氫氣純化裝置及重整室的管道抽至預定的真空度，而氫氣純化裝置的溫度往往在較短時間內即下降至320℃以下，因此，氫氣純化裝置的管道通常在下降至320℃以下時，還未達到預定的真空度，還具有較多的氫氣，因而對氫氣純化裝置造成不利影響；其二、由于氫氣純化裝置及重整室的管道較多，在抽真空過程中，一旦出現(xiàn)阻塞問題，將難以將氫氣純化裝置及重整室的管道抽成預定的真空度；其三、當氫氣純化裝置及重整室的管道抽成預定的真空度后，將形成較大負壓力，對甲醇水重整制氫系統(tǒng)的維護提出了較高要求，并且，當甲醇水重整制氫系統(tǒng)重新啟動時，外界空氣在較大負壓力作用下，很容易進入氫氣純化裝置的管道，造成破壞。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的氫純化裝置保護系統(tǒng)，該保護系統(tǒng)能在甲醇水重整制氫系統(tǒng)停止運行時，利用非氫非氧保護氣體逆向充入氫純化裝置，從而迅速驅除氫氣純化裝置中的氫氣等氣體，保護好氫純化裝置。