[实用新型]甲醇水制氢系统的重整器及甲醇水制氢系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及甲醇水氢气制备设备技术领域，特别涉及一种甲醇水制氢系统的重整器，与此同时，本实用新型还涉及采用该重整器的甲醇水制氢系统。

背景技术

氢，是一种21世纪最理想的能源之一，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的主要是CO₂和SO₂，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。氢的分布很广泛，水就是氢的大“仓库”，其中含有11%的氢。泥土里约有1.5%的氢；石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约70%为水所覆盖，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法从制取氢，那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。

目前，世界上氢的年产量约为3600万吨，制氢方法主要有两种：其一、绝大部分氢是从石油、煤炭和天然气中制取，这种方法需要消耗本来就很紧缺的矿物燃料；其二、约有4%的氢是用电解水的方法制取，这种方法消耗电能大，很不划算。随着技术的进步，采用甲醇和水重整制氢的技术渐渐得到发展，其能减少化工生产中的能耗和降低成本，并有望替代电能消耗特别在的电解水制氢工艺。利用先进的甲醇水蒸气重整技术制取H₂与CO₂的混合气体，再经钯膜分离器分离，可分别得到H₂和CO₂。

参照中国发明申请201310340475.0（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），甲醇与水蒸气在350-409℃温度下1-5M Pa的压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：

CH₃OH→CO+2H₂        (1)

H₂O+CO→CO₂+H₂        (2)

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂     (3)

重整反应生成的H₂和CO₂，再经过分离室的钯膜分离器将H₂和CO₂分离，得到高纯氢气。

甲醇水的催化反应在甲醇水制氢设备的重整器中完成，重整器包括重整器壳体及位于重整体器壳体内的燃烧腔和重整腔，还包括重整器启动装置，一般地，重整腔中需要350-409℃的温度，而燃烧腔中需要405-570℃的温度，重整器才能正常工作。重整器的启动是通过启动装置完成的，在现有技术中，冷启动通常需要很长时间，一般在5小时以上，而热启动需要耗费大量能源，使重整腔等装置处于高温状态。

有鉴于此，本创作者于2013年11月18日申请了一项发明专利201310578086.1（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），该实用新型专利公开了一种能快速启动的甲醇水制氢系统及其制氢方法，该甲醇水制氢系统包括启动装置，该启动装置包括第一启动装置和第二启动装置，第一启动装置包括壳体、第一加热机构、第一气化管路，第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上；第一加热机构可以为电加热棒，利用交流电或蓄电池、干电池即可，第一加热机构为第一气化管路，使第一气化管路输出被气化的甲醇；第二启动装置包括第二气化管路，第一气化管路输出气化甲醇点燃后为第二气化管路加热，使第二气化管路中的甲醇气化，进而使第二气化管路加热重整室，实现制氢系统的启动。