[發明專利]一種甲醇制氫裝置及其制備氫氣的方法

有效

• 申請號: 202010908767.X
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112093777B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 潘志宏
• 申請（專利權）人: 潘志宏
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛

本發明提供了一種甲醇制氫裝置及其制備氫氣的方法，所述甲醇制氫裝置包括反應部及加熱部，反應部與加熱部在結構上互相嵌套連接；在所述反應部與所述加熱部內還設有溫度檢測裝置及流量控制裝置。不僅實現了在甲醇制氫過程中對溫度的精確控制，并且控制了裝置的總體積，使其結構緊湊、易于移動。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及一種甲醇制氫裝置及其制備氫氣的方法。

背景技術

甲醇制氫發電是一個將化學能轉變為電能的過程，甲醇是一種常用的化工原料，簡便易得，并且最終產物為二氧化碳和水，環境友好，是一種較為理想的發電方式。工業上為減少化工生產中的能耗和降低成本，一般利用甲醇蒸氣重整—變壓吸附技術制取純氫和富含二氧化碳的混合氣體，通過控制反應溫度或反應壓強來控制反應速率，經過進一步的后處理，可同時得到氫氣和二氧化碳氣；由于其氫收率高，能量利用合理，過程控制簡單，便于工業操作而更多地被采用。

但是目前市場上的甲醇制氫裝置仍然存在一定的缺陷：其一般為大型裝置，移動不便；且對于溫度無法達到精確地控制的目的，使得制氫反應的過程效率較低。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種甲醇制氫裝置及其制備氫氣的方法，以實現在甲醇制氫過程中對溫度的精確控制，并控制裝置的總體積，使其結構緊湊易于移動。

為達到上述目的，本發明提出了如下技術方案：

一種甲醇制氫裝置，包括反應部及為所述反應部提供熱源的加熱部，優選地，所述反應部與所述加熱部在結構上互相嵌套連接；在所述反應部與所述加熱部內還設有溫度檢測裝置及流量控制裝置。

優選地，所述反應部包括依次連接的制氫甲醇輸送泵、螺旋蒸發器、甲醇蒸汽加熱倉、甲醇蒸汽出氣筒、蒸汽單向控制器、制氫反應釜下室、甲醇制氫催化劑倉、制氫反應釜上室及氫氣出口；所述甲醇制氫催化劑倉內裝有甲醇制氫催化劑。

優選地，所述加熱部包括供風風機、供風管道、甲醇燃燒杯、電子點火器、燃料甲醇輸送泵、燃燒器、燃燒室、高溫氣體通道、催化劑加熱倉、及尾氣排出口。

優選地，所述溫度檢測裝置包括設置在所述燃燒室的第一溫度傳感器、設置在所述甲醇制氫催化劑倉的第二溫度傳感器、設置于所述甲醇蒸汽出氣筒內的第三溫度傳感器。

最好，所述流量控制裝置包括與所述制氫甲醇輸送泵相連的第一單向閥、與所述燃料甲醇輸送泵相連的第二單向閥。

最好，所述燃燒室與燃燒器上下連接并設置于中部，所述燃料甲醇輸送泵、燃燒杯及所述電子點火器均安裝于所述燃燒器內；所述供風風機與所述燃燒器連接。

優選地，所述螺旋蒸發器與所述燃料甲醇輸送泵連接，且嵌套于所述燃燒器外側；所述甲醇制氫催化劑倉分散分布于所述催化劑加熱倉中。

最好，還包括設置于最外部的保溫層；所述氫氣出口與所述尾氣排出口分別開口于所述保溫層的頂部中央與側面上部。

一種如上所述的甲醇制氫裝置制備氫氣的方法，包括以下步驟：

啟動燃料甲醇輸送泵及供風風機，將空氣及燃料甲醇輸送至甲醇燃燒杯；

啟動電子點火器，使得燃料甲醇在燃燒器及燃燒室中燃燒；

將加熱后的高溫氣體通過高溫氣體通道輸送到催化劑加熱倉，對甲醇制氫催化劑倉進行加熱，加熱后的尾氣由尾氣排放口排出；

啟動制氫甲醇輸送泵及第一單向閥，向甲醇螺旋蒸發器輸送甲醇并使其蒸發為甲醇蒸汽；

將甲醇蒸汽輸送到甲醇蒸汽加熱倉繼續加熱，經過蒸汽單向控制器進入制氫反應釜下室直至充滿，而后沿甲醇制氫催化劑倉自下而上升至制氫反應釜上室；