[發(fā)明專利]低壓制氫方法

有效

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• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN111071989B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 岳鋅;李佳毅;呂雙江;韓滌非;趙紀軍;岳野;陳芳
• 申請（專利權(quán)）人: 中科液態(tài)陽光（蘇州）氫能科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/38;C01B3/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發(fā)明涉及一種甲醇水蒸氣與氫混合氣一體式低壓制氫系統(tǒng)，包括三相換熱裝置、重整裝置、氫分離裝置、疏水器、空壓機、制冷機以及二氧化碳液化裝置；液態(tài)泵的泵壓為2～5MPa；一種低壓制氫方法，甲醇水蒸氣在上反應腔進行重整反應生成氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體，然后進行氫分離，將二氧化碳混合余氣進行二氧化碳液化分離，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，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；一起進入氫分離腔內(nèi)進行氫分離作業(yè)。提升制氫系統(tǒng)的制氫效率，也使整個制氫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化精簡，從而依靠該制氫系統(tǒng)可以做成小型的制氫設備。

技術領域

本發(fā)明涉及一種低壓制氫方法。

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(fā)動，而且對發(fā)動機的腐蝕作用小，可延長發(fā)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(xiàn)有汽車的構(gòu)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(fā)動機燃料，就可節(jié)油40％，而且無需對汽油發(fā)動機做多大的改進。氫燃料電池作為發(fā)電系統(tǒng)。

無污染，燃料電池對環(huán)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(tǒng)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(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板、風能發(fā)電等)，整個循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)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(nèi)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(fā)電效率可以達到50％以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過熱能和機械能(發(fā)電機)的中間變換，因為多一次能源轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)，氫能源產(chǎn)業(yè)中的氫氣包括四個環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)目前比較安全，而氫氣儲存環(huán)節(jié)比較容易發(fā)生事故，氫氣運輸環(huán)節(jié)成本較高，這跟氫氣的特性有關；目前新聞中經(jīng)常會出現(xiàn)加氫站發(fā)生爆炸的問題和加氫費用高的原因。

因此，為降低現(xiàn)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(huán)節(jié)的高成本，需要去重新設計一種加氫站系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種甲醇水蒸氣與氫混合氣一體式重整裝置，解決以往甲醇水蒸氣的重整器和水煤氣重整是兩個獨立的設備，致使制氫系統(tǒng)龐雜的問題；

同時又提供一種低壓制氫方法，解決目前制氫過程復雜、不能實現(xiàn)循環(huán)制氫的問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種甲醇水蒸氣與氫混合氣一體式低壓制氫系統(tǒng)，其特征是，包括三相換熱裝置、重整裝置、氫分離裝置、疏水器、空壓機、制冷機以及二氧化碳液化裝置；

所述重整裝置包括反應腔，所述反應腔外設置加熱腔；所述反應腔包括適于對甲醇水蒸氣進行重整反應的上反應腔以及適于對氫氣混合余氣進行重整的下反應腔，所述上反應腔與下反應腔連通；

所述上反應腔內(nèi)填有銅基填料或者鋯基填料，所述下反應腔內(nèi)填有銅基填料或者鋯基填料；所述上反應腔開設第一進口和第一出口，所述下反應腔開設第二進口；