[发明专利]一种零碳排放的甲醇水重整制氢系统及其应用和制氢方法

权利要求书

1.一种零碳排放的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：包括甲醇水储存容器、输送泵、第一换热器、重整器及二氧化碳回收装置，其中：

甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇和水；

输送泵，用于将甲醇水储存容器中的甲醇和水输送至重整器的重整室；

第一换热器，安装于输送泵与重整器之间的输送管道上，低温的甲醇和水在第一换热器中，与重整器输出的高温二氧化碳及水汽混合气体进行换热，甲醇和水温度升高，二氧化碳及水汽混合气体温度降低；

重整器，设有重整室、电磁加热器及氢气纯化装置，所述电磁加热器包括电磁线圈及金属受磁体，电磁线圈通电后能产生高频磁场，使金属受磁体受磁场感应而发热，为重整室提供热能；所述重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得二氧化碳和氢气，该二氧化碳、氢气以及未反应的水汽混合成高温混合气体，输向氢气纯化装置；所述重整室与氢气纯化装置通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室内，能通过重整室内的高温继续加热从重整室输出的高温混合气体；所述连接管路作为重整室与氢气纯化装置之间的缓冲，使得从重整室输出的高温混合气体的温度与氢气纯化装置的温度相同或接近；经氢气纯化装置对高温混合气体进行分离后，从氢气纯化装置的氢气输出端输出氢气，从氢气纯化装置的余气输出端输出二氧化碳和未反应的水汽混合气体，该二氧化碳和未反应的水汽混合气体经第一换热器后输向二氧化碳回收装置；

二氧化碳回收装置，用于回收从重整器输出的二氧化碳及部分水汽，该二氧化碳回收装置为可更换的模块化二氧化碳回收装置；

还包括气体回转管道，该气体回转管道设置于二氧化碳回收装置与重整器的重整室之间，该气体回转管道设置有传感器及电磁阀，该传感器用于感应二氧化碳回收装置中的气压，当气压达到或高于安全气压值时，电磁阀打开，二氧化碳回收装置中的部分气体经气体回转管道输送至重整器的重整室，当气压低于安全气压值时，电磁阀关闭，气体回转管道关闭；

还包括水回收装置，该水回收装置设置于二氧化碳回收装置与第一换热器之间；所述二氧化碳及水汽混合气体经第一换热器降温后，大部分水汽流入水回收装置储存；

所述水回收装置与甲醇水储存容器之间设置有输水管道，该水回收装置中的水可经输水管道输入至甲醇水储存容器，以便作为原料水循环利用。

2.根据权利要求1所述的零碳排放的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：所述重整器从外至内依次包括保温壳体、重整室及氢气纯化装置，所述电磁加热器的电磁线圈设置于保温壳体与重整室之间，所述金属受磁体设置于重整室内。

3.根据权利要求2所述的零碳排放的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：所述金属受磁体设置有单层或多层，金属受磁体呈筒状结构或网状结构。

4.根据权利要求1所述的零碳排放的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：还包括第二换热器、气体分流器、燃料电池及交直流电力转换装置，所述第二换热器安装于输送泵与重整器之间的输送管道上，且第二换热器与第一换热器并联设置，低温的甲醇和水在第二换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇和水温度升高，氢气温度降低；所述气体分流器用于分流从第二换热器输出的氢气，经气体分流器分流后，部分氢气进入燃料电池；所述燃料电池用于氢气及空气中的氧气发生电化学反应产生电能；产生的电能经交直流电力转换装置转换后，为所述输送泵及重整器的电磁加热器供电。