[發(fā)明專利]用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811268392.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109133003A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳杰平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江氫谷新能源汽車有限公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強

本發(fā)明公開了一種用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括甲醇制氫機構(gòu)，以及與該甲醇制氫機構(gòu)相連的甲醇供應(yīng)機構(gòu)和水供應(yīng)機構(gòu)；所述的甲醇制氫機構(gòu)包括筒狀殼體，所述的筒狀殼體內(nèi)由下至上設(shè)有混合汽化室、反應(yīng)室和冷卻室，所述的反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有與混合汽化室相連通的螺旋狀反應(yīng)管，螺旋狀反應(yīng)管內(nèi)填裝有制氫催化劑；反應(yīng)室的內(nèi)壁上設(shè)有處于螺旋狀反應(yīng)管外周的電磁加熱機構(gòu)。本申請在反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置螺旋狀反應(yīng)管，與層狀填裝的制氫催化劑相比，螺旋狀反應(yīng)管使得混合汽與管內(nèi)的制氫催化劑充分接觸，而且接觸面積和接觸時間均大大增加，從而提高了本甲醇知情裝置對制氫催化劑的利用率，進(jìn)一步提高了氫氣轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于甲醇制氫設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料制氫系統(tǒng)是一種從甲醇、天然氣、液化氣、汽油、柴油等碳水化合物中快速制備出燃料電池所需的合格的富氫混合氣體的裝置。以甲醇制氫系統(tǒng)為例，甲醇制氫系統(tǒng)包括甲醇制氫機構(gòu)、以及與該甲醇制氫機構(gòu)相連的甲醇供應(yīng)機構(gòu)和水供應(yīng)機構(gòu)，其中，甲醇制氫機構(gòu)包括原料預(yù)混器、汽化器、轉(zhuǎn)化器、水洗吸收塔和變壓吸附器。

甲醇制氫的工藝流程為：先將甲醇和脫鹽水按一定比例混合，混合液經(jīng)換熱器預(yù)熱后送入汽化塔，汽化后的水甲醇蒸汽經(jīng)過熱器過熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在轉(zhuǎn)化器的催化劑床層上進(jìn)行催化裂解和變換反應(yīng)，產(chǎn)出的轉(zhuǎn)化氣中含約74％氫氣和24％二氧化碳，轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱、冷卻冷凝后進(jìn)入水洗吸收塔，塔釜收集未轉(zhuǎn)化完的甲醇和水供循環(huán)使用，塔頂氣送變壓吸附器提純。

現(xiàn)有技術(shù)中催化劑均是以層狀填裝在轉(zhuǎn)化器中的，這種填裝方式對催化劑的利用率較低，導(dǎo)致氫氣轉(zhuǎn)化效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的發(fā)明目的是提供一種提高制氫催化劑利用率的用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請的技術(shù)方案如下：

一種用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)，包括甲醇制氫機構(gòu)，以及與該甲醇制氫機構(gòu)相連的甲醇供應(yīng)機構(gòu)和水供應(yīng)機構(gòu)；所述的甲醇制氫機構(gòu)包括筒狀殼體，所述的筒狀殼體內(nèi)由下至上設(shè)有混合汽化室、反應(yīng)室和冷卻室，所述的反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有與混合汽化室相連通的螺旋狀反應(yīng)管，螺旋狀反應(yīng)管內(nèi)填裝有制氫催化劑；反應(yīng)室的內(nèi)壁上設(shè)有處于螺旋狀反應(yīng)管外周的電磁加熱機構(gòu)。

本申請在反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置螺旋狀反應(yīng)管，與層狀填裝的制氫催化劑相比，螺旋狀反應(yīng)管使得混合汽與管內(nèi)的制氫催化劑充分接觸，而且接觸面積和接觸時間均大大增加，從而提高了本甲醇知情裝置對制氫催化劑的利用率，進(jìn)一步提高了氫氣轉(zhuǎn)化效率。

在上述的用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)中，所述的螺旋狀反應(yīng)管有至少兩根，所有螺旋狀反應(yīng)管在反應(yīng)室內(nèi)周向均勻布置。

進(jìn)一步地，在上述的用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)中，所述的螺旋狀反應(yīng)管包括在反應(yīng)室內(nèi)周向均勻布置的至少兩組，每組螺旋狀反應(yīng)管包括兩根螺旋狀反應(yīng)管，兩根螺旋狀反應(yīng)管同軸設(shè)置但旋向相反。如此能夠充分利用反應(yīng)室內(nèi)空間，增加螺旋狀反應(yīng)管的數(shù)量，提高制氫效率。

在上述的用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)中，所述的混合汽化室和反應(yīng)室之間設(shè)有隔板，所述的隔板上開設(shè)有與螺旋狀反應(yīng)管一一對應(yīng)且相互連通的混合汽出口。以確保混合汽化室內(nèi)的混合汽只經(jīng)混合汽出口進(jìn)入相應(yīng)的螺旋狀反應(yīng)管內(nèi)。

在上述的用于純電動汽車一體化燃料電池的甲醇制氫系統(tǒng)中，所述的冷卻室的外周壁安裝有冷卻器，所述的混合汽化室的外周壁帶有熱交換器，所述的冷卻器和熱交換器之間設(shè)有冷卻介質(zhì)循環(huán)管道，該冷卻介質(zhì)循環(huán)管道上安裝有第四液體泵。