[发明专利]一种小型板式甲醇制氢装置

说明书

本发明公开了一种小型板式甲醇制氢装置，包括混合液存储罐、板式汽化、板式制氢、板式后处理、板式加热和热泵；混合液存储罐内存储用于制氢的甲醇溶液；板式汽化呈板式或箱式结构，板式汽化内设置有汽化通道和第一导热油通道；板式制氢呈板式或箱式结构，板式制氢内设置有制氢通道和第二导热油通道，制氢通道内设置有催化剂；板式加热内设置有纳米稀土金属合金加热板；混合液存储罐依次连通汽化通道、制氢通道和板式后处理。本发明的甲醇制氢装置将板式汽化和板式制氢设计为板式或箱式结构，使得制氢装置结构更加紧凑、体积更小，降低了制氢装置的生产成本以及所需的人力成本。

技术领域

本发明涉及制氢设备领域，尤其涉及一种小型板式甲醇制氢装置。

背景技术

甲醇制氢是指将甲醇与水蒸气混合后在一定温度和压力条件下经过催化剂的作用，使得甲醇发生裂解反应并最终获得氢气和二氧化碳的过程。甲醇与水蒸气重整主要化学反应式如下：

CH₃OH→CO+2H₂ (1)

H₂O+CO→CO₂+H₂ (2)

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂ (3)

工业中甲醇制氢的具体做法是将甲醇和脱盐水按一定比例混合后送入汽化塔进行汽化，汽化后的水甲醇蒸汽经过过热器过热后进入转化器，转化器内具有催化剂，水甲醇蒸汽在转化器内经催化剂作用发生裂解反应而产生氢气和二氧化碳。现有技术中甲醇制氢设备的主要缺陷在于：1.设备整体庞大、复杂，造价高；2.用于对过热器和转化器提供热源的导热油是使用不锈钢电热偶加热的，导热油受热面积不均匀，耗电量大,结圬，使用寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是用板式的方式缩小甲醇制氢设备的体积，降低设备成本；同时改变导热油的加热方式，降低电耗量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种小型板式甲醇制氢装置，包括混合液存储罐、板式汽化、板式制氢、板式后处理、板式加热和热泵；

混合液存储罐内存储用于制氢的甲醇溶液；

板式汽化呈板式或箱式结构，板式汽化内设置有汽化通道和第一导热油通道，汽化通道和第一导热油通道均可设置为层状结构；

板式制氢呈板式或箱式结构，板式制氢内设置有制氢通道和第二导热油通道，制氢通道内设置有催化剂，制氢通道和第二导热油通道均可设置为层状结构；

板式加热内设置有纳米稀土金属合金加热板；

混合液存储罐依次连通汽化通道、制氢通道和板式后处理；板式加热、热泵第一导热油通道和第二导热油通道构成闭环回路。

为了提高装置的制氢效率，所述板式汽化内的汽化通道和第一导热油通道均可以设计为板式多层，所有汽化通道串联，所有第一导热油通道串联，汽化通道和第一导热油通道彼此间隔分布；相应的，所述板式制氢内的制氢通道和第二导热油通道可以设计为板式多层，所有制氢通道串联，所有第二导热油通道串联，制氢通道和第二导热油通道彼此间隔分布。

进一步的，所述混合液存储罐和板式汽化之间设置有计量泵，计量泵和板式汽化之间设置有用于通入保护气的保护气管路，以便制氢装置在停机期间充入保护气保护催化剂。

进一步的，所述计量泵和板式汽化之间设置有温度表。

所述板式后处理主要用于对制成的包含氢气和二氧化碳的混合产品进一步处理，例如使用变压吸附装置进一步提纯，也可以使用储氢罐直接存储备用。