[發明專利]重整、分離一體式中壓制氫系統及其制氫方法

有效

• 申請號: 201911033587.5
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN111017876B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 岳鋅;韓滌非;陳芳;李佳毅;趙紀軍;岳野;王集杰
• 申請（專利權）人: 中科液態陽光（蘇州）氫能科技發展有限公司
• 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

本發明涉及一種重整、分離一體式中壓制氫系統，包括重整分離裝置、三相換熱裝置、疏水器、制冷機以及二氧化碳液化裝置；所述甲醇水蒸氣進管連接液態泵，所述液態泵的泵壓為7～18MPa；制冷機控制的溫度為?25～18℃。一種中壓制氫方法，甲醇水蒸氣在上反應腔進行重整反應，然后吸氫管對混合氣體行氫氣分離；二氧化碳混合余氣在二氧化碳分離器內制成液態二氧化碳和氫氣混合余氣，重整混合氣的比例，與氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體的比例相接近；吸氫管對重整混合氣與氫氣、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體進行氫分離作業。實現對系統內的氣體進行循環純化，理論收率可達到100％，實現氫氣收率≥95％。

技術領域

本發明涉及一種重整、分離一體式中壓制氫系統及其制氫方法。

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，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，提供一種重整、分離一體式中壓制氫系統，解決以往甲醇水蒸氣的重整器、氫氣分離、水煤氣重整是三個獨立的設備，致使制氫系統龐雜的問題。

同時又提供一種中壓制氫方法，解決目前制氫過程復雜、不能實現循環制氫的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種重整、分離一體式中壓制氫系統，包括重整分離裝置、三相換熱裝置、疏水器、制冷機以及二氧化碳液化裝置；

所述重整分離裝置包括上反應腔和下反應腔，所述上反應腔和下反應腔連通，所述上反應腔填充第一催化填料，所述下反應腔內填充第二催化填料；

所述上反應腔開設用于輸入甲醇水蒸氣的第一進口以及用于輸出二氧化碳混合余氣的第一出口，所述上反應腔內插入吸氫管，所述吸氫管對于上反應腔內的混合氣體進行吸氫分離，并將吸附的氫氣從吸氫管輸出；所述下反應腔開設有用于輸入氫氣混合余氣的第二進口；