本發(fā)明涉及甲醇燃料電池領(lǐng)域，特別涉及一種純氫純氧高溫電池系統(tǒng)的制氫模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的純氫純氧高溫電池系統(tǒng)中，純氫以及純氧的制取多是獨立進行，這樣的制取過程效率不高而且不夠節(jié)能環(huán)保。特別是在純氫氣的制取過程中，其需要利用氫氣分離器進行提純分離，現(xiàn)有技術(shù)的方法需要設(shè)計單獨的熱源來滿足分離氫氣時需要的溫度要求，大概在480℃左右，其成本很高而且效率低。因此如何設(shè)計出一種成本低并且節(jié)能高效的純氫制取模塊正是本發(fā)明人所要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用純氧在甲醇重整器中發(fā)生部分氧化以及氧化重整放熱反應(yīng)來制得純氫的制氫模塊。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種純氫純氧高溫電池系統(tǒng)的制氫模塊，包括重整制氫器、氫氣分離器、純甲醇以及純氧氣，所述純甲醇由甲醇水經(jīng)過提純制得，所述純氧氣由氧氣發(fā)生器制得，所述純氧氣與純甲醇在甲醇重整室中發(fā)生部分氧化以及氧化重整反應(yīng)產(chǎn)生氫氣、一氧化碳以及二氧化碳組成的氣體產(chǎn)物，所述氣體產(chǎn)物經(jīng)過氫氣分離器提純制得純氫氣。
優(yōu)選的，所述氫氣分離器中設(shè)置有鈀復(fù)合膜。
優(yōu)選的，所述氧氣發(fā)生器利用空氣制得純氧氣。
優(yōu)選的，所述純甲醇通過甲醇過濾器采用先蒸發(fā)然后冷凝的方式制得。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點，氧氣發(fā)生器產(chǎn)生的純氧進入甲醇重整室與純甲醇發(fā)生部分氧化以及氧化重整放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物主要是氫氣、一氧化碳以及二氧化碳，氣體產(chǎn)物通過氫氣分離器的分離提純得到純氫氣，純氫氣與純氧氣再進入電堆進行高效率的發(fā)電。本發(fā)明中，氧氣發(fā)生器制得的純氧氣與純甲醇在甲醇重整室中發(fā)生部分氧化以及氧化重整放熱反應(yīng)，放出的熱量又可以提供氧氣發(fā)生器中進行純氧的提純以及提供給氫氣分離器進行氫氣的提純?，F(xiàn)有技術(shù)中多是采用甲醇水與空氣在甲醇過濾器中發(fā)生吸熱反應(yīng)，達不到本發(fā)明的要求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種純氫純氧高溫電池系統(tǒng)的制氫模塊的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，一種純氫純氧高溫電池系統(tǒng)的制氫模塊，包括重整制氫器、氫氣分離器、純甲醇以及純氧氣，所述純甲醇由甲醇水經(jīng)過提純制得，所述純氧氣由氧氣發(fā)生器制得，所述純氧氣與純甲醇在甲醇重整室中發(fā)生部分氧化以及氧化重整反應(yīng)產(chǎn)生氫氣、一氧化碳以及二氧化碳組成的氣體產(chǎn)物，所述氣體產(chǎn)物經(jīng)過氫氣分離器提純制得純氫氣。
本發(fā)明的工作原理是，氧氣發(fā)生器產(chǎn)生的純氧進入甲醇重整室與純甲醇發(fā)生部分氧化以及氧化重整放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物主要是氫氣、一氧化碳以及二氧化碳，氣體產(chǎn)物通過氫氣分離器的分離提純得到純氫氣，純氫氣與純氧氣再進入電堆進行高效率的發(fā)電。本發(fā)明中，氧氣發(fā)生器制得的純氧氣與純甲醇在甲醇重整室中發(fā)生部分氧化以及氧化重整放熱反應(yīng)，放出的熱量又可以提供氧氣發(fā)生器中進行純氧的提純以及提供給氫氣分離器進行氫氣的提純?，F(xiàn)有技術(shù)中多是采用甲醇水與空氣在甲醇過濾器中發(fā)生吸熱反應(yīng)，達不到本發(fā)明的要求。
改進的，所述氫氣分離器中設(shè)置有鈀復(fù)合膜。鈀復(fù)合膜具有很高的透氫速率和透氫選擇性以及良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，非常適合氫氣的提純。
改進的，所述氧氣發(fā)生器利用空氣制得純氧氣。氧氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)以及工作原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知內(nèi)容，本發(fā)明在此不做贅述，其中氧氣發(fā)生器的型號以及類型本發(fā)明不做限定，只要能夠滿足純氧的制取以及提純的氧氣發(fā)生器皆可。
改進的，所述純甲醇通過甲醇過濾器采用先蒸發(fā)然后冷凝的方式制得。本發(fā)明的甲醇過濾器可以過濾不純的甲醇原料，甲醇經(jīng)過受熱蒸發(fā)再通過冷凝即可制得純甲醇，在該部分中，對甲醇過濾器進行加熱的熱能同樣可以采用甲醇重整器中產(chǎn)生的熱能，節(jié)能環(huán)保，效率也非常高。傳熱部件可以采用納米級傳熱原件進行精確控制傳熱溫度，甲醇的蒸發(fā)溫度在60~70℃之間。可以先蒸發(fā)甲醇，雜質(zhì)以及水溶液則一般不會蒸發(fā)，再對甲醇蒸汽進行冷凝即可制得純甲醇溶液。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。