[發明專利]用于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統及其控溫方法

在審

• 申請號: 202010791712.5
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111825057A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 高繼明;鄧偉林;蔣彪;王小鵬;沈志杰
• 申請（專利權）人: 廣東能創科技有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50;F23J15/06;F23D14/02;G05D23/22
• 代理公司: 廣東高端專利代理事務所(特殊普通合伙) 44346
• 代理人: 李博

本發明涉及一種用于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統，包括依次連接的甲醇水燃料箱、泵、蒸發器、燃燒室、緩沖室、鈀管提純器控溫箱，以及用于監測鈀管提純器控溫箱各處溫度以防止產生過熱點和過冷點的溫度監測組件；所述的燃燒室連接有風機。本發明的用于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統，使鈀管提純器在使用的過程中受熱均勻，不會產生過熱點和過冷點，延長鈀管提純器的使用壽命。

技術領域

本發明涉及甲醇水制氫機技術領域，具體涉及一種用于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統及其控溫方法。

背景技術

由于燃料電池的綠色環保、環境適應性較好、使用壽命長等優點，燃料電池在通信基站等領域已開始應用推廣。

目前世界上的氫氣生產主要來源于化石資源如煤、天然氣和甲醇制氫，所制得的氫氣中含有CO₂、CO及CH₄等雜質氣體，不能直接供給燃料電池使用，需要進一步進行分離純化。主要的氫氣分離方法有變壓吸附、深冷分離和膜分離三種，其中膜分離技術具有低耗能、易小型化、可持續操作及靜音等優點，特別適合于為燃料電池提供氫源。以甲醇重整作為燃料電池氫源，結合鈀膜分離提純技術，在家庭備用電源、氫燃料電池車及大規模儲能等方面有良好的應用前景，這已經得到了國內多家研究單位和企業的重視。在這條技術路線里面，鈀膜分離是一項關鍵技術，它是實現氫氣的制取、提純、存儲、運輸和應用的一體化的關鍵要素之一。金屬鈀膜只允許氫氣透過，其他雜質氣體均被截留在膜表面，理論選擇性為無窮大，因此其在氫氣分離純化過程中具有非常顯著的優勢。

鈀管作為鈀膜的一種形式在氫氣分離當中得到了廣泛的應用，但是鈀管的工作溫度為400℃左右，需要加熱鈀管才能達到分離工作溫度，常規的加熱方法是電加熱和直火燃燒鈀管，兩種加熱方式易產生過熱點和過冷點，過冷則會使鈀管的分離效率下降，達不到預期的分離效果，過熱則容易損壞鈀管。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種適用于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統，使鈀管提純器在使用的過程中受熱均勻，不會產生過熱點和過冷點，延長鈀管提純器的使用壽命。

本發明所采用的技術方案是：一種用于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統，包括依次連接的甲醇水燃料箱、泵、蒸發器、燃燒室、緩沖室、鈀管提純器控溫箱，以及用于監測鈀管提純器控溫箱各處溫度以防止產生過熱點和過冷點的溫度監測組件；所述的燃燒室連接有風機。

優選的，所述的鈀管提純器控溫箱包括煙氣入口、煙氣出口、鈀管提純器、混合氣入口、純氫氣出口和廢氣出口。

優選的，所述的溫度監測組件包括第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶和第四熱電偶，所述第一熱電偶設置在緩沖室內，所述第二熱電偶設置在鈀管提純器控溫箱的煙氣出口處，所述第三熱電偶設置在鈀管提純器控溫箱的混合氣入口，所述第四熱電偶設置在鈀管提純器上。

優選的，所述的煙氣入口的上方設置有煙氣分布器。

優選的，所述的混合氣入口、純氫氣出口、廢氣出口分別與設置在鈀管提純器控溫箱內部的混合氣匯流排、純氫氣匯流排、廢氣匯流排連通。

優選的，所述的鈀管提純器控溫箱的表面設置有保溫層。

優選的，所述的蒸發器內設置有電加熱器。

優選的，所述燃燒室內設置有點火器。

一種基于甲醇水制氫機內鈀管提純器的控溫系統的控溫方法，包括以下步驟：

步驟一、甲醇水重整制氫器運行初期，泵將甲醇水燃料箱的甲醇水輸入蒸發器當中，在蒸發器加熱下蒸發為氣態的甲醇水蒸汽；

步驟二、甲醇水蒸汽進入燃燒室，風機鼓風進入燃燒室與甲醇水蒸汽混合點火燃燒；