專利名稱：甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備及利用該設(shè)備制備氫氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氫氣制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制氫設(shè)備，尤其涉及一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種利用上述設(shè)備制備氫氣的方法。
背景技術(shù)：
在眾多的新能源中，氫能將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源。這是因?yàn)椋谌紵嗤亓康拿?、汽油和氫氣的情況下，氫氣產(chǎn)生的能量最多，而且它燃燒的產(chǎn)物是水，沒(méi)有灰渣和廢氣，不會(huì)污染環(huán)境；而煤和石油燃燒生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分別產(chǎn)生溫室效應(yīng)和酸雨。煤和石油的儲(chǔ)量是有限的，而氫主要存于水中，燃燒后唯一的產(chǎn)物也是水，可源源不斷地產(chǎn)生氫氣，永遠(yuǎn)不會(huì)用完。氫是一種無(wú)色的氣體。燃燒一克氫能釋放出142千焦?fàn)柕臒崃?，是汽油發(fā)熱量的3倍。氫的重量特別輕，它比汽油、天然氣、煤油都輕多了，因而攜帶、運(yùn)送方便，是航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里能夠燃燒，氫氣火焰的溫度可高達(dá)2500°C，因而人們常用氫氣切割或者焊接鋼鐵材料。在大自然中，氫的分布很廣泛。水就是氫的大“倉(cāng)庫(kù)”，其中含有11%的氫。泥土里約有I. 5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動(dòng)植物體內(nèi)等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲(chǔ)水量很大，因此可以說(shuō)，氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法從水中制取氫，那么氫也將是一種價(jià)格相當(dāng)便宜的能源。氫的用途很廣，適用性強(qiáng)。它不僅能用作燃料，而且金屬氫化物具有化學(xué)能、熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的功能。例如，儲(chǔ)氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領(lǐng)，可將熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，作為房間內(nèi)取暖和空調(diào)使用。氫作為氣體燃料，首先被應(yīng)用在汽車上。1976年5月，美國(guó)研制出一種以氫作燃料的汽車；后來(lái)，日本也研制成功一種以液態(tài)氫為燃料的汽車；70年代末期，前聯(lián)邦德國(guó)的奔馳汽車公司已對(duì)氫氣進(jìn)行了試驗(yàn)，他們僅用了五千克氫，就使汽車行駛了 110公里。用氫作為汽車燃料，不僅干凈，在低溫下容易發(fā)動(dòng)，而且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕作用小，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jiǎn)化現(xiàn)有汽車的構(gòu)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(fā)動(dòng)機(jī)燃料，就可節(jié)油40 %，而且無(wú)需對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作多大的改進(jìn)。氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體，因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運(yùn)輸都很方便。液態(tài)的氫既可用作汽車、飛機(jī)的燃料，也可用作火箭、導(dǎo)彈的燃料。美國(guó)飛往月球的“阿波羅”號(hào)宇宙飛船和我國(guó)發(fā)射人造衛(wèi)星的長(zhǎng)征運(yùn)載火箭，都是用液態(tài)氫作燃料的。另外，使用氫一氫燃料電池還可以把氫能直接轉(zhuǎn)化成電能，使氫能的利用更為方便。目前，這種燃料電池已在宇宙飛船和潛水艇上得到使用，效果不錯(cuò)。當(dāng)然，由于成本較高，一時(shí)還難以普遍使用。
現(xiàn)在世界上氫的年產(chǎn)量約為3600萬(wàn)噸，其中絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取的，這就得消耗本來(lái)就很緊缺的礦物燃料；另有4%的氫是用電解水的方法制取的，但消耗的電能太多，很不劃算，因此，人們正在積極探索研究制氫新方法。而用甲醇、水重整制氫可減少化工生產(chǎn)中的能耗和降低成本，有望替代被稱為“電老虎”的“電解水制氫”的工藝，利用先進(jìn)的甲醇蒸氣重整一變壓吸附技術(shù)制取純氫和富含CO2的混合氣體，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的后處理，可同時(shí)得到氫氣和二氧化碳?xì)狻?br> 甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過(guò)催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng)，生成氫和二氧化碳，這是一個(gè)多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下CH3OH ^ C0+2H2(I)H2CHCO — C02+H2(2)CH30H+H20 — C02+3H2 (3)重整反應(yīng)生成的H2和CO2,再經(jīng)過(guò)變壓吸附法(PSA)或鈀膜分離將H2和CO2分離，得到高純氫氣。變壓吸附法的耗能高、設(shè)備大，且不適合小規(guī)模的氫氣制備。鈀膜分離方法中，甲醇蒸汽重整過(guò)程通常使用等溫反應(yīng)系統(tǒng)，采用管式反應(yīng)器，管殼中充滿熱載體進(jìn)行換熱，保持恒溫反應(yīng)。如中國(guó)專利CN201010130340. 8揭示了一種甲醇水重整制氫的方法，以銅為主要組分的固體催化劑存在下，通過(guò)選自甲醇水比例為I : I 3的反應(yīng)物，進(jìn)行重整脫氫反應(yīng)制備氫氣的方法。其方法為在200 280°C，空速O. 2 2h-l，壓力O. I 2MPa，甲醇水比例為I : I 3的反應(yīng)物為氣相或液相，通過(guò)固體催化劑，生成氫氣，副產(chǎn)C02和CO，甲醇轉(zhuǎn)化率98%以上，CO量在2%以下。該方法僅僅保證了催化劑的低溫要求，但本方案不能滿足分離室的高溫要求。再如中國(guó)專利CN201010108358. 8揭示了一種甲醇水蒸汽重整制氫的方法，即以甲醇和水為原料，反應(yīng)溫度為410-460°C，反應(yīng)空速為3000-23000h-l (以氣態(tài)甲醇計(jì))，原料甲醇和水以摩爾比I : (O. 8-2. O)的條件下混合汽化后，在固定床反應(yīng)器中與ZnO/ZnAl2O4催化劑接觸，生成富含氫氣的重整氣，重整氣再經(jīng)鈀膜分離器分離制取純氫氣體。所述ZnCVZnAl2O4催化劑中，鋅鋁原子比介于>0.5 I至2. 5 I的范圍。該方法僅僅保證了分離室的高溫要求，但本方案不能滿足催化劑的低溫要求。然而，通常重整的最佳溫度與鈀膜分離的最佳溫度有較大差別，通常催化劑在較低溫度時(shí)效果較佳，而分離室內(nèi)的鈀膜分離需要較高溫度，從而導(dǎo)致上述方法制備效率較低，現(xiàn)有方法沒(méi)有很好解決該問(wèn)題。此外，重整室、換熱器、分離室通常需要設(shè)置加熱單元進(jìn)行加熱，現(xiàn)有的加熱方式一般是通過(guò)鍋爐加熱、電加熱(很多電能也是由火電廠發(fā)電)等，一方面污染環(huán)境，同時(shí)也沒(méi)有有效利用原有設(shè)備分離的氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，可提高設(shè)備的資源利用率。此外，本發(fā)明還提供一種利用上述制氫設(shè)備制備氫氣的方法，可有效提供資源利用率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，所述設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室；所述液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過(guò)管路依次連接；所述重整室內(nèi)的溫度設(shè)定為370 ° -409 °，所述分離室的溫度設(shè)定為410° -430°，重整室內(nèi)的溫度低于分離室內(nèi)的溫度；所述重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；所述分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；分離室連接有氫氣管路、余氣管路，氫氣從氫氣管路輸出，余氣通過(guò)余氣管路輸出；所述重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)通過(guò)分離室輸出的余氣為其加熱；所述設(shè)備還包括余氣量檢測(cè)單元，當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，所述設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室；所述液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過(guò)管路依次連接；所述設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)加熱單元，為制氫設(shè)備需要溫度控制的部件進(jìn)行溫度控制；加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述重整室內(nèi)的溫度設(shè)定為280° -409°，所述分離室的溫度設(shè)定為400° -460° ；所述重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；所述分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；分離室連接有氫氣管路、余氣管路，氫氣從氫氣管路輸出，余氣通過(guò)余氣管路輸出；所述重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)分別設(shè)有加熱單元，重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述設(shè)備還包括余氣量檢測(cè)單元，用以檢測(cè)余氣量是否足夠重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元使用；當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述設(shè)備還包括預(yù)存氫氣容器，用以存儲(chǔ)氫氣，用以在設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)為重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱。一種上述甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備制備氫氣的方法，所述方法包括如下步驟步驟S1 :將甲醇和水通過(guò)輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；步驟S2 :氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室內(nèi)的溫度為280° -409° ;所述重整室設(shè)有加熱單元，該加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱；步驟S3 :重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；步驟S4:所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為400° -460° ;所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)設(shè)有加熱單元，該加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱；分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法還包括 余氣量檢測(cè)步驟，通過(guò)余氣量檢測(cè)單元檢測(cè)余氣量是否足夠重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元使用；當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法還包括設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)沒(méi)有余氣及制得的氫氣，或余氣、制得氫氣較少的情況下，利用預(yù)存氫氣容器存儲(chǔ)的氫氣為重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備及利用該設(shè)備制備氫氣的方法，利用設(shè)備的余氣(包括氫氣、CO)、制得的氫氣為重整室、分離室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱，可有效利用設(shè)備的余氣，提高資源有效利用率，減少環(huán)境污染。


圖I為本發(fā)明重整制氫設(shè)備的部分組成示意圖。圖2為本發(fā)明氫氣制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，所述設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室I、分離室2 ;所述液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室I、分離室2通過(guò)管路依次連接。本實(shí)施例中，所述重整室I內(nèi)的溫度設(shè)定為370° -409°，在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，所述重整室I內(nèi)的溫度為370° -400°，如重整室I內(nèi)的溫度可設(shè)定為380°。所述分離室2的溫度設(shè)定為410° -430°，分離室2內(nèi)的溫度高于重整室I內(nèi)的溫度。所述重整室I與分離室2之間的傳送通道經(jīng)過(guò)一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3作為重整室I與分離室2之間的緩沖，使得從重整室I輸出的氣體的溫度與分離室2的溫度相同或接近。所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3用于縮短重整室I輸出氣體溫度與分離室2溫度之間的溫度差，預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3將從重整室I輸出氣體的溫度控制為400° -430° ;本實(shí)施例中，所述分離室2內(nèi)的溫度設(shè)定為425°，預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3將從重整室I輸出氣體的溫度控制為425°左右，如控制在420° -430°。所述分離室2內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；分離室2連接有氫氣管路、余氣管路，氫氣從氫氣管路輸出，余氣通過(guò)余氣管路輸出。所述重整室I、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3通過(guò)分離室2輸出的余氣為其加熱。優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括余氣量檢測(cè)單元，當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室
I、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3，以保證重整室I、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)3的溫度條件。此外，所述設(shè)備還可以包括預(yù)存氫氣容器，用以存儲(chǔ)氫氣，用以在設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)為重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱。以上介紹了本發(fā)明甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備的組成，本發(fā)明在揭示上述甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備的同時(shí)，還揭示上述甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備制備氫氣的方法，所述方法 包括如下步驟步驟SI將甲醇和水通過(guò)輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；步驟S2氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室內(nèi)的溫度為280° -409° ;所述重整室設(shè)有加熱單元，該加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱；步驟S3重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；步驟S4所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為400°-460° ;所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)設(shè)有加熱單元，該加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱；分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。同時(shí)，為了更好地分配余氣、制得氫氣的用量，同時(shí)保證重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的熱量，所述方法還包括余氣量檢測(cè)步驟，通過(guò)余氣量檢測(cè)單元檢測(cè)余氣量是否足夠重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元使用；當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。此外，設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)，通常沒(méi)有制得的氫氣，同時(shí)沒(méi)有余氣；因此，本發(fā)明在沒(méi)有余氣及制得的氫氣，或余氣、制得氫氣較少的情況下，利用預(yù)存氫氣容器存儲(chǔ)的氫氣為重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱。實(shí)施例二本實(shí)施例中，甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室；所述液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過(guò)管路依次連接。所述設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)加熱單元，為制氫設(shè)備需要溫度控制的部件(如重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)或/和分離室)進(jìn)行溫度控制；加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。所述重整室內(nèi)的溫度設(shè)定為280 ° -409 °，所述分離室的溫度設(shè)定為400° -460° 。本發(fā)明與現(xiàn)有方案的區(qū)別在于，本發(fā)明利用設(shè)備產(chǎn)生的余氣及生產(chǎn)制得的氫氣為制備設(shè)備的組件進(jìn)行加熱，而現(xiàn)有方案通常是通過(guò)設(shè)定的加熱器加熱。此外，本發(fā)明既保證了重整室內(nèi)催化劑的低溫要求，又保證了分離室的高溫要求。相比中國(guó)專利CN201010130340. 8及CN201010108358. 8等技術(shù)方案有突出的改進(jìn)及本質(zhì)改變，且取得了突出的效果。綜上所述，本發(fā)明提出的甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備及利用該設(shè)備制備氫氣的方法，利用設(shè)備的余氣(包括氫氣、CO)、制得的氫氣為重整室、分離室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱，可有效利用設(shè)備的余氣，提高資源有效利用率，減少環(huán)境污染。 這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室； 所述液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過(guò)管路依次連接； 所述重整室內(nèi)的溫度設(shè)定為370° -409°，所述分離室的溫度設(shè)定為410° -430°，重整室內(nèi)的溫度低于分離室內(nèi)的溫度； 所述重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 所述分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；分離室連接有氫氣管路、余氣管路，氫氣從氫氣管路輸出，余氣通過(guò)余氣管路輸出； 所述重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)通過(guò)分離室輸出的余氣為其加熱；所述設(shè)備還包括余氣量檢測(cè)單元，當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。
2.一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室； 所述液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室通過(guò)管路依次連接； 所述設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)加熱單元，為制氫設(shè)備需要溫度控制的部件進(jìn)行溫度控制；加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，其特征在于 所述重整室內(nèi)的溫度設(shè)定為280° -409°，所述分離室的溫度設(shè)定為400° -460° ；所述重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 所述分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；分離室連接有氫氣管路、余氣管路，氫氣從氫氣管路輸出，余氣通過(guò)余氣管路輸出； 所述重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)分別設(shè)有加熱單元，重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，其特征在于 所述設(shè)備還包括余氣量檢測(cè)單元，用以檢測(cè)余氣量是否足夠重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元使用；當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，其特征在于 所述設(shè)備還包括預(yù)存氫氣容器，用以存儲(chǔ)氫氣，用以在設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)為重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱。
6.一種利用權(quán)利要求2至5之一所述甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備制備氫氣的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟SI :將甲醇和水通過(guò)輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化； 步驟S2 :氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室內(nèi)的溫度為280° -409° ;所述重整室設(shè)有加熱單元，該加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱； 步驟S3 :重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 步驟S4:所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為400° -460° ;所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)設(shè)有加熱單元，該加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱；分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備氫氣的方法,其特征在于 所述方法還包括 余氣量檢測(cè)步驟，通過(guò)余氣量檢測(cè)單元檢測(cè)余氣量是否足夠重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元使用； 當(dāng)檢測(cè)到余氣不足設(shè)定量時(shí)，將設(shè)定氫氣分流輸送至重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的加熱單元，以保證重整室、預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)的溫度條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備氫氣的方法,其特征在于 所述方法還包括設(shè)備剛啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)沒(méi)有余氣及制得的氫氣，或余氣、制得氫氣較少的情況下，利用預(yù)存氫氣容器存儲(chǔ)的氫氣為重整室或/和預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)加熱。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備及利用該設(shè)備制備氫氣的方法，所述設(shè)備包括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室。所述設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)加熱單元，為制氫設(shè)備需要溫度控制的部件進(jìn)行溫度控制；加熱單元通過(guò)分離室輸出的余氣或/和制得的氫氣加熱。所述重整室內(nèi)的溫度設(shè)定為280°-409°，所述分離室的溫度設(shè)定為400°-460°；重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過(guò)一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近。本發(fā)明可有效利用設(shè)備的余氣，提高資源有效利用率，減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C01B3/32GK102616740SQ201210088408
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者向華, 向德成, 龐娟娟 申請(qǐng)人:潔星環(huán)保科技投資(上海)有限公司