甲醇水中压制氢系统及其制氢方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110790230A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201911032743.6C01B3/50(2006.01)(22)申请日2019.10.28(71)申请人中科液态阳光（苏州）氢能科技发展有限公司地址215600江苏省苏州市张家港高新技术产业开发区沙洲湖科创园A2幢204室(72)发明人岳锌韩涤非刘铁峰李佳毅岳野王集杰赵纪军(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉(51)Int.Cl.C01B3/32(2006.01)C01B3/38(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称甲醇水中压制氢系统及其制氢方法(57)摘要本发明涉及一种甲醇水中压制氢系统，包括重整器、氢分离装置以及二氧化碳分离器；所述甲醇水蒸气管内的甲醇水蒸气输送压力为7～18MPa；所述二氧化碳混合余气输出管上设置制冷机，所述制冷机作业温度在-25～18℃。一种甲醇水中压制氢方法，液态泵将甲醇水送入甲醇水蒸气管，泵压为7～18MPa，混合气体分离成纯氢气和二氧化碳混合余气，纯氢气换热被采集，二氧化碳混合余气换热在-25～18℃液化分离，氢气混合余气配水制成重整混合气。整个系统在中压(7～18MPa)环境下制氢，制氢效率高，实现对系统内的气体进行循环纯化，理论收率可达到100％，实现氢气收率≥95％。CN110790230ACN110790230A权利要求书1/2页1.一种甲醇水中压制氢系统，其特征是，包括重整器、氢分离装置以及二氧化碳分离器；所述重整器进口连接甲醇水蒸气管，适于向重整器内输送甲醇水蒸气；所述甲醇水蒸气管内的甲醇水蒸气输送压力为7～18MPa；所述重整器出口与氢分离装置进口连接第一混合气输送管，适于将重整器内制成的氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体输送至氢分离装置内进行氢气分离；所述氢分离装置连接纯氢气输出管和二氧化碳混合余气输出管，所述二氧化碳混合余气输出管连接二氧化碳分离器，适于将二氧化碳混合余气送入二氧化碳分离器进行二氧化碳液化分离；所述二氧化碳分离器连接二氧化碳输出管和氢气混合余气输出管；所述二氧化碳混合余气输出管上设置制冷机，适于对输送的二氧化碳混合余气进行降温，所述制冷机作业温度在-25～18℃。2.根据权利要求1所述的甲醇水中压制氢系统，其特征是，还包括第一三相换热装置和第二三相换热装置；所述甲醇水蒸气管与第一三相换热装置连接，适于将输入的甲醇水汽化成甲醇水蒸气；所述第一混合气输送管与第二三相换热装置连接，适于将制成的氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体换热之后送入氢分离装置内；所述纯氢气输出管依次连接第二三相换热装置和第一三相换热装置，纯氢气分别经两个三相换热装置换热降温之后输出；所述二氧化碳混合余气输出管依次连接第二三相换热装置和第一三相换热装置，二氧化碳混合余气分别经两个三相换热装置换热降温之后输出。3.根据权利要求2所述的甲醇水中压制氢系统，其特征是，所述氢气混合余气输出管连接水煤气重整装置，所述水煤气重整装置连接第二混合气输送管，所述第二重整混合气输送管连接第一混合气输送管，所述第二重整混合气输送管上设置用于提升管内气体输送压力的气泵。4.根据权利要求3所述的甲醇水中压制氢系统，其特征是，还包括二相换热装置，所述氢气混合余气输出管和二氧化碳混合余气输出管均与二相换热装置连接，适于使氢气混合余气与二氧化碳混合余气之间进行换热。5.根据权利要求3所述的甲醇水中压制氢系统，其特征是，所述甲醇水蒸气管进口连接用于输送甲醇水的液态泵，所述液态泵工作泵压为7～18MPa。6.根据权利要求1所述的甲醇水中压制氢系统，其特征是，所述二氧化碳混合余气输出管上设置疏水器。7.根据权利要求1所述的甲醇水中压制氢系统，其特征是，所述纯氢气输出管连接储氢罐，所述纯氢气输出管上设置压缩机，适于将纯氢气压入储氢罐内，所述储氢罐连接加氢机。8.一种甲醇水中压制氢方法，其特征是，采用上述1-7中任意一项所述的甲醇水中压制氢系统，包括以下步骤：S1、液态泵将甲醇水送入甲醇水蒸气管，泵压为7～18MPa，甲醇水经第一三相换热装置2CN110790230A权利要求书2/2页之后汽化为甲醇水蒸气进入重整器内，甲醇水蒸气在重整器内制得氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体；所述氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体的气相组分为氢气65～75％、二氧化碳20～26％、0.3～3％一氧化碳；S2、氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体经过氢分离装置，分离成纯氢气和二氧化碳混合余气；所述二氧化碳混合余气的气相组分为氢气25～45％、二氧化碳55～75％、水0～3％、0.3～3％一氧化碳；S3、纯氢气依次经第二三相换热装置、第一三相换热装置换热