[發明專利]甲醇水加氫站低壓制氫系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201911032712.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110862067B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 岳鋅;韓滌非;李軍;李佳毅;岳野;姚婷婷;趙紀軍
• 申請（專利權）人: 中科院大連化學物理研究所張家港產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/50;C01B3/12;C01B32/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明涉及一種甲醇水加氫站低壓制氫系統及其工作方法，包括一級第一分流通道、一級第二分流通道、重整器、二級第一分流通道、二級第二分流通道、膜分離純化裝置、純氫氣輸出通道以及二氧化碳混合余氣輸出通道。該工作方法包括：S1、將甲醇水加熱成甲醇水蒸氣；S2、將氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體控溫送入膜分離純化裝置內，S3、將二氧化碳混合余氣送入二氧化碳液化裝置；S4、將氫氣混合余氣輸送至水煤氣重整；S5、將重整混合氣與氫氣和二氧化碳的混合氣體相混合，重整混合氣隨氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體再次進入膜分離純化裝置內氫純化分離。實現對氣體進行循環純化，實現氫氣收率≥95％。

技術領域

本發明涉及一種甲醇水加氫站低壓制氫系統及其工作方法。

背景技術

氫能源作為21世紀最理想的能源，作為汽車燃料，在低溫下容易發動，而且對發動機的腐蝕作用小，可延長發動機的使用壽命。由于氫氣與空氣能夠均勻混合，完全可省去一般汽車上所用的汽化器，從而可簡化現有汽車的構造。更令人感興趣的是，只要在汽油中加入4％的氫氣。用它作為汽車發動機燃料，就可節油40％，而且無需對汽油發動機做多大的改進。氫燃料電池作為發電系統。

無污染，燃料電池對環境無污染。它是通過電化學反應，而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式－－最典型的傳統后備電源方案。燃燒會釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的(光伏電池板、風能發電等)，整個循環就是徹底的不產生有害物質排放的過程。

無噪聲，燃料電池運行安靜，噪聲大約只有55dB，相當于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合范圍更廣，包括室內安裝，或是在室外對噪聲有限制的地方。

高效率，燃料電池的發電效率可以達到50％以上，這是由燃料電池的轉換性質決定的，直接將化學能轉換為電能，不需要經過熱能和機械能(發電機)的中間變換，因為多一次能源轉化，效率就減少一次。

目前氫能源加氫站的氫氣的主要來源是用儲能罐由外地運回，整個加氫站需要存儲大量的氫氣；研究發現，氫能源產業中的氫氣包括四個環節，氫氣制備、氫氣儲存、氫氣運輸、氫氣添加(往氫能源車中加氫氣)，其中，氫氣制備和氫氣添加這兩個環節目前比較安全，而氫氣儲存環節比較容易發生事故，氫氣運輸環節成本較高，這跟氫氣的特性有關；目前新聞中經常會出現加氫站發生爆炸的問題和加氫費用高的原因。

因此，為降低現在加氫站大量儲存氫氣的問題，縮短或者精簡掉氫氣運輸環節的高成本，減少壓縮機設備投入、降低設備運行能耗和減少設備維修費需要去重新設計一種加氫站系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種甲醇水加氫站低壓制氫系統及其工作方法，解決目前加氫站因需要儲備大量氫氣造成安全隱患高和遠距離高成本運輸氫的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種甲醇水加氫站低壓制氫系統，其特征是，包括第一分流器、一級第一分流通道、一級第二分流通道、重整器、第二分流器、二級第一分流通道、二級第二分流通道、膜分離純化裝置、純氫氣輸出通道以及二氧化碳混合余氣輸出通道；

所述第一分流器出口連接一級第一分流通道和一級第二分流通道；所述第一分流器進口管路上設置輸送泵；

所述一級第一分流通道上設置第一換熱器，所述一級第二分流通道上設置第二換熱器，所述第一換熱器和第二換熱器工作溫度在20～300℃，適于將一級第一分流通道和一級第二分流通道內的甲醇水制成甲醇水蒸氣；

所述一級第一分流通道和一級第二分流通道出口連接重整器，適于將一級第一分流通道和一級第二分流通道內的甲醇水蒸氣送入重整器內，甲醇水蒸氣在重整器內制得氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體；

反應方程為：