[發明專利]自熱自點火重整制氫集成裝置及制氫方法

有效

• 申請號: 202210083131.5
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114348963B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 薛志偉;楊乃濤;孟秀霞;張成濤;秦旭龍
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/48;C01B3/38;C01B3/56
• 代理公司: 淄博啟智達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 王燕

1.一種自熱自點火重整制氫集成裝置，包括管狀重整制氫反應室，管狀重整制氫反應室設置在裝置內筒（001）的內部，其特征在于：管狀重整制氫反應室包括霧化室（701）、點火室（702）、蒸汽重整室（703）、水氣變換反應室（705）和膜分離室（706）；霧化室（701）、點火室（702）、蒸汽重整室（703）、水氣變換反應室（705）和膜分離室（706）依次分布在管狀重整制氫反應室中；供給重整制氫反應熱量的燃料為重整制氫反應的自身原料；

霧化室（701）連接空氣/氧氣入口（501）、第一入口（502）和第二入口（503）；點火室（702）嵌入一個或多個火花塞/點火棒（302）；蒸汽重整室（703）內部設置重整制氫催化劑（101）；水氣變換反應室（705）內部設置水氣變換催化劑（102）；膜分離室（706）內部設置膜分離組件（103）；第一入口（502）和第二入口（503）分別進水和有機物；或者第一入口（502）和第二入口（503）分別進有機物和水；

蒸汽重整室（703）、水氣變換反應室（705）之間設置汽化冷卻室（704），汽化冷卻室（704）內部沿物料運行方向，依次設置水汽入口（504）和氣體再分布板（104），水汽入口（504）位于裝置內筒（001）的部分設置均勻分布的小孔；

霧化室（701）、蒸汽重整室（703）前端、蒸汽重整室（703）末端、水氣變換反應室（705）前端、水氣變換反應室（705）末端、膜分離室（706）末端均設置相應的熱電偶，分別為第一熱電偶（601）；第二熱電偶（602）；第三熱電偶（603）；第四熱電偶（604）；第五熱電偶（605）；第六熱電偶（606）；第二熱電偶（602）與空氣/氧氣入口（501）設置溫度-流量串級控制，用于調節和穩定蒸汽重整室（703）的溫度。

2.根據權利要求1所述的自熱自點火重整制氫集成裝置，其特征在于：霧化室（701）通過霧化噴嘴（202）連接空氣/氧氣入口（501）、第一入口（502）和第二入口（503）；霧化噴嘴（202）通過霧化噴嘴螺母（201）安裝在裝置內筒（001）上；火花塞/點火棒（302）通過火花塞/點火棒螺母（301）安裝在裝置內筒（001）上；裝置內筒法蘭（401）和出口法蘭（402）連接在一起，出口法蘭（402）上設置尾氣出口（505）、膜分離組件集氣口（506）、高純氫出口（507）和泄壓口（508）。

3.根據權利要求2所述的自熱自點火重整制氫集成裝置，其特征在于：尾氣出口（505）連接用于控制管狀重整制氫反應室內部壓力的背壓閥，泄壓口（508）連接有泄壓閥，高純氫出口（507）連接減壓泵，用于給膜分離組件（103）施加負壓促進氫氣分離。

4.根據權利要求1-3任一所述的自熱自點火重整制氫集成裝置，其特征在于：裝置內筒（001）外側設置集余熱回收和進料的一體管路。

5.根據權利要求4所述的自熱自點火重整制氫集成裝置，其特征在于：裝置內筒（001）外側設置單層集余熱回收和進料的一體管路（002）時，單層集余熱回收和進料的一體管路（002）上的遠離霧化室（701）的位置分別設置第一入口（502）和第二入口（503）；第一入口（502）和第二入口（503）通過一體管路上的小孔連接到霧化噴嘴（202），霧化噴嘴（202）連接霧化室（701）；霧化噴嘴（202）還連接空氣/氧氣入口（501）；

第一入口（502）和第二入口（503）分別進水和有機物；或者第一入口（502）和第二入口（503）分別進有機物和水；

水和有機物互溶時，單層集余熱回收和進料的一體管路（002）為一個連通的整體或為沿軸向分成上下兩個不連通的部分；水和有機物不互溶時，單層集余熱回收和進料的一體管路（002）為沿軸向分成上下兩個不連通的部分。