[發(fā)明專利]低壓制氫方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911033581.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111071989B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳鋅;李佳毅;呂雙江;韓滌非;趙紀(jì)軍;岳野;陳芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科液態(tài)陽(yáng)光（蘇州）氫能科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/32
• 分類號(hào): C01B3/32;C01B3/38;C01B3/50
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種低壓制氫方法，其特征是，采用低壓制氫系統(tǒng)，所述低壓制氫系統(tǒng)包括：

包括三相換熱裝置、重整裝置、氫分離裝置、疏水器、空壓機(jī)、制冷機(jī)以及二氧化碳液化裝置；

所述重整裝置包括反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔外設(shè)置加熱腔；所述反應(yīng)腔包括適于對(duì)甲醇水蒸氣進(jìn)行重整反應(yīng)的上反應(yīng)腔以及適于對(duì)氫氣混合余氣進(jìn)行重整的下反應(yīng)腔，所述上反應(yīng)腔與下反應(yīng)腔連通；

所述上反應(yīng)腔內(nèi)填有銅基填料或者鋯基填料，所述下反應(yīng)腔內(nèi)填有銅基填料或者鋯基填料；所述上反應(yīng)腔開(kāi)設(shè)第一進(jìn)口和第一出口，所述下反應(yīng)腔開(kāi)設(shè)第二進(jìn)口；

所述第一進(jìn)口連接甲醇水蒸氣進(jìn)管，第一出口與氫分離裝置進(jìn)口連接，所述氫分離裝置連接純氫氣出管和二氧化碳混合余氣出管，所述二氧化碳混合余氣出管依次連接三相換熱裝置、空壓機(jī)、疏水器、制冷機(jī)以及二氧化碳液化裝置，所述二氧化碳液化裝置連接二氧化碳出管和氫氣混合余氣出管，所述氫氣混合余氣出管與第二進(jìn)口連接；所述甲醇水蒸氣進(jìn)管、純氫氣出管均連接三相換熱裝置；

所述甲醇水蒸氣進(jìn)管連接液態(tài)泵，所述液態(tài)泵的泵壓為2～5MPa；

所述空壓機(jī)控制的壓力為5～30MPa，制冷機(jī)控制的溫度為-35～30.8℃；

所述純氫氣出管連接儲(chǔ)氫罐，所述純氫氣出管上設(shè)置壓縮機(jī)，適于將純氫氣送入儲(chǔ)氫罐內(nèi)，所述儲(chǔ)氫罐連接加氫機(jī)；

包括以下步驟：

S1、液態(tài)泵將甲醇水送入甲醇水蒸氣進(jìn)管，泵壓為2～5MPa，甲醇水受熱汽化成為甲醇水蒸氣進(jìn)入重整裝置的上反應(yīng)腔內(nèi)，甲醇水蒸氣在上反應(yīng)腔進(jìn)行重整反應(yīng)生成氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體，然后氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體送入氫分離裝置進(jìn)行氫氣分離；

所述氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體的氣相組分為氫氣65～75％、二氧化碳20～26％、0.3～3％一氧化碳；

S2、氫分離腔內(nèi)吸氫管對(duì)氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體進(jìn)行分離，分離到的純氫氣從吸氫管輸出被采集；剩余的二氧化碳混合余氣從氫分離腔輸出，二氧化碳混合余氣經(jīng)空壓機(jī)控制壓力，制冷機(jī)控制二氧化碳混合余氣的溫度，然后將二氧化碳混合余氣送入二氧化碳分離裝置內(nèi)進(jìn)行二氧化碳液化分離；

所述二氧化碳混合余氣的氣相組分為氫氣25～45％、二氧化碳55～75％、水0～3％、0.3～3％一氧化碳；

所述空壓機(jī)控制的壓力為5～30MPa，制冷機(jī)控制的溫度為-35～30.8℃；

S3、所述二氧化碳混合余氣在二氧化碳分離器內(nèi)制成液態(tài)二氧化碳和氫氣混合余氣，液態(tài)二氧化碳輸出收集；

所述氫氣混合余氣的組分為氫氣65～75％、二氧化碳20～26％、一氧化碳3～9％；

S4、將氫氣混合余氣送入重整裝置的下反應(yīng)腔內(nèi)，配水制成重整混合氣，根據(jù)一氧化碳的含量進(jìn)行配水，配水比一氧化碳：水為1:1～20；

將送入的氫氣混合余氣在下反應(yīng)腔配水重整成重整混合氣，所述重整混合氣的氣相組分為氫氣62～77％、二氧化碳22～27％、一氧化碳0.5～1.5％；

以使所述重整混合氣中氫氣、二氧化碳、一氧化碳的比例，與氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體中氫氣、二氧化碳、一氧化碳的比例相接近；

S5、重整混合氣進(jìn)入上反應(yīng)腔內(nèi)，與氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體相混合，所述重整混合氣與氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體一起進(jìn)入氫分離腔內(nèi)進(jìn)行氫分離作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓制氫方法，其特征是，輸出的純氫氣和二氧化碳混合余氣均經(jīng)過(guò)三相換熱裝置換熱降溫之后輸出，所述甲醇水經(jīng)過(guò)三相換熱裝置換熱汽化為甲醇水蒸氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓制氫方法，其特征是，所述甲醇水由天然氣替換。