[發明專利]一種制氫機自動調節系統及方法

在審

• 申請號: 201711422247.2
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107892271A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 向德成;何家財;孫少東;樊軍;張立春
• 申請（專利權）人: 廣東能態科技有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;G05B19/042;G01D21/02
• 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

技術領域

本發明屬于制氫設備技術領域，涉及一種制氫機，尤其涉及一種制氫機自動調節系統；同時，本發明還涉及一種制氫機自動調節方法。

背景技術

環境污染、能源危機日益嚴峻，開發新能源成為解決該問題的有效途徑。氫能高效、環保是公認的未來理想能源，正吸引著越來越多的研究人員投入到氫能的研究和開發之中。電化學和熱化學是氫利用的兩種方式，電化學在常溫下釋放能量，產物是水，幾乎對環境無任何污染。

目前，主要的制氫技術包括化石燃料重整制氫、水電解制氫、太陽能制氫、生物質制氫等。眾多可用于燃料重整的原料中，甲醇等低碳醇燃料來源廣泛，可從生物質制取，價格低廉，制備工藝條件緩和，碳化污染小，是用于移動氫源的理想原料選擇。

目前，甲醇重整制氫方式主要有三種方式：自熱重整、部分氧化重整和蒸汽重整。甲醇水蒸汽自熱重整是甲醇水、脫鹽水混合經加熱汽化后進度重整反應器在一定的溫度、壓力和催化劑條件下發生甲醇裂解和一氧化碳水汽轉化反應，具有反應溫度低、出口H₂含量高且CO含量少等特點。其反應原理如下：

甲醇分解：CH₃OH→CO+2H₂

水汽轉化：H₂O+CO→CO₂+H₂

甲醇重整制氫反應溫度在220-250℃，是吸熱反應。自熱重整需要提純后的尾氣燃燒提供熱量，因此必須提供穩定的燃燒熱。

現有的制氫機通常需要人工干預控制，制氫機制氫效率較低；當制氫機出現問題時，可能無法及時發現。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的制氫機結構，以便克服現有制氫機結構存在的上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種制氫機自動調節系統，可實現制氫機的智能控制，無需人工干預，提高制氫效率。

此外，本發明還提供一種制氫機自動調節方法，可實現制氫機的智能控制，無需人工干預，提高制氫效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種制氫機自動調節系統，所述自動調節系統包括：原料箱、原料輸送管路、加液泵、重整室、泄壓安全閥、提純系統、回熱管路、回熱閥、第一排放管路、第一排放閥、第二排放管路、第二排放閥、送氧模組、抽真空模組、制氫控制電路、監控終端；

所述原料箱通過原料輸送管路連接重整室，原料輸送管路設有加液泵，提供原料輸送動力；所述原料輸送管路設有液壓傳感器，加液泵抽取甲醇水溶液，液壓傳感器把感應到的液壓數據送給制氫控制電路的單片機；

所述原料輸送管路內設有回熱管路，回熱管路內設有回熱閥；

所述重整室設有點火器、至少一溫度傳感器、至少一壓力傳感器；重整室連接提純系統，回熱管路連接重整室、提純系統，提純系統連接第一排放管路，第一排放管路設有第一排放閥，氫氣排放根據設定好的條件由第一排放閥來控制；

所述重整室制得的富氫氣體通過提純系統提純，提純系統設有第一排放管路、回熱管路，提純系統將分離出的氫氣通過第一排放管路輸出，將分離出的氫氣之外的高溫余氣通過回熱管路為原料輸送管路內的原料換熱，換熱后的余氣能輸送至重整室燃燒，為重整室供熱；

所述回熱管路連接第二排放管路，第二排放管路設有第二排放閥，余氣能通過第二排放閥排放；

所述第一排放管路輸出制得的氫氣，同時能將部分制得的氫氣在需要時輸送至重整室，通過燃燒為重整室供熱；

所述重整室設有泄壓安全閥，在重整室內環境條件符合設定要求時，通過控制泄壓安全閥打開泄壓；

甲醇水溶液經過高溫尾氣預熱后變為甲醇水蒸汽，進入重整室后發生化學反應，生成富氫，與此同時系統壓力升高；重整室設計最高使用壓力為P1，當加液泵異常工作，進入重整室的甲醇水蒸汽會更多，導致系統壓力升高，若壓力超出P1，則會影響設備的安全使用；當重整室的液壓傳感器探測壓力超過P1時，泄壓安全閥自動打開，避免系統超壓，程序將系統自動切換至關機狀態，并通過遠程監控系統將數據回傳至監控中心，通知維修人員現場檢測故障原因；P1為15bar；

自熱重整需要提純后的尾氣燃燒提供熱量，當尾氣過量，系統超過設定最高使用溫度T1時，尾氣長閉閥即第二排放閥打開，并且根據重整溫度與T1的差值，自動控制排氣時間，做到間隙性排氣，避免重整室壓力出現較大波動，同時降低重整室溫度，延長系統使用壽命；T1為310℃；