[發明專利]一種甲醇重整制氫系統和工藝

在審

• 申請號: 202011225906.5
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112209341A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王林濤;杜忠選;林志民;王曉武;周耀東;鄧筆財;楊振威;石汪權;李啟玉
• 申請（專利權）人: 上海齊耀動力技術有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/50;C01B3/58;H01M8/0612
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

1.一種甲醇重整制氫系統，其特征在于，包括：

重整反應單元，包括用于混合脫鹽水和甲醇的原料罐、與原料罐出口連通的重整反應器；所述原料罐與所述重整反應器之間還設置調溫單元；

氫氣提純單元，包括設于重整反應器下游的鈀膜提純裝置，所述鈀膜提純裝置具有提純氫氣出口及余氣出口；

燃燒單元，所述燃燒單元具有進料口及尾氣出口，且進料口與所述鈀膜提純裝置的余氣出口連接，尾氣出口與所述調溫單元連通；

其中，控制重整反應器中的反應溫度不超過鈀膜提純裝置的提純溫度區間。

2.根據權利要求1所述的甲醇重整制氫系統，其特征在于：

所述調溫單元包括依次設于原料罐下游的預熱器和過熱器，所述過熱器的出口連接至所述重整反應器；所述重整反應器的出口連接至所述鈀膜提純裝置以對氫氣進行提純分離。

3.根據權利要求2所述的甲醇重整制氫系統，其特征在于：

所述燃燒單元包括燃燒器，所述鈀膜提純裝置的余氣出口連接至所述燃燒器進行燃燒，所述燃燒器的尾氣出口連接至所述預熱器，用于將燃燒尾氣的熱量供給預熱器；所述燃燒器上還設置有空氣入口。

4.根據權利要求3所述的甲醇重整制氫系統，其特征在于：

所述燃燒器上還連接有甲醇補燃管路，用于將甲醇通入燃燒器內進行補充燃燒；所述甲醇補燃管路包括換熱器，所述換熱器與所述預熱器的尾氣出口連接。

5.根據權利要求3所述的甲醇重整制氫系統，其特征在于：

所述燃燒器、重整反應器及過熱器中具有循環流動的中間換熱工質。

6.根據權利要求1所述的甲醇重整制氫系統，其特征在于：

所述鈀膜提純裝置中的提純溫度區間為380～420℃，所述重整反應器中的反應溫度控制為400-410℃；

和/或；

所述氫氣提純單元還包括甲烷化裝置，所述甲烷化裝置與鈀膜提純裝置的提純氫氣出口連接。

7.一種甲醇重整制氫工藝，其特征在于，包括如下步驟：

脫鹽水和甲醇在原料罐混合，經調溫單元加熱后，在重整反應器內進行甲醇重整制氫反應，生產富氫氣體；之后富氫氣體直接進入鈀膜提純裝置進行提純，提純后的氫氣排出，提純后的余氣則在燃燒單元中與空氣混合發生氧化反應，反應后的尾氣通入調溫單元進行換熱；

其中，控制進入重整反應器內原料的反應溫度不超過鈀膜提純裝置中的提純溫度區間。

8.根據權利要求7所述的甲醇重整制氫工藝，其特征在于：

所述調溫單元包括預熱器和過熱器，脫鹽水和甲醇首先進入調溫單元中的預熱器預熱后，再經過熱器升溫，而后進入重整反應器內反應生產富氫氣體；

所述燃燒單元包括燃燒器，提純后的余氣與空氣在所述燃燒器發生氧化反應，反應后的燃燒尾氣進入預熱器進行換熱；所述燃燒器中還通過甲醇補燃管路補充甲醇同步進行甲醇氧化反應，并且進入預熱器的尾氣經過甲醇補燃管路上的換熱器換熱后排出。

9.根據權利要求8所述的甲醇重整制氫工藝，其特征在于：

所述燃燒器、重整反應器、過熱器中具有循環流動的中間換熱工質，中間換熱工質經燃燒器反應中的熱量加熱后，再經重整反應器和過熱器冷凝而后回流至燃燒器，不斷循環。

10.根據權利要求7所述的甲醇重整制氫工藝，其特征在于：

所述鈀膜提純裝置中的提純溫度區間為380～420℃，所述重整反應器中的反應溫度控制為400-410℃；

和/或；

提純后的氫氣進入甲烷化裝置進一步去除CO，將CO降至0.2ppm以下。