[发明专利]一种新型天然气制氢设备

说明书

本发明涉及中小型制造氢气设备，具体公开了一种新型天然气制氢设备，包括进气装置、低温换热器、气体反应装置、分离提纯装置和与锅炉水箱直接相连的蒸汽发生器，进气装置与低温换热器的天然气进气口相连通，低温换热器的天然气出气口和混合气进气口分别与气体反应装置的进气管和出气管相连通，低温换热器的混合气出气口与分离提纯装置相连通，蒸汽发生器的蒸汽输出管与气体反应装置的高温换热器相连通，先通过进气装置、低温换热器、气体反应装置和补水装置进行配合，将原料气转化为氢气和二氧化碳的混合气；再通过分离提纯装置对氢气和二氧化碳的混合气进行分离，该新型天然气制氢设备降低了制氢的能耗和成本，氢气纯度达标，制氢过程无污染。

技术领域

本发明涉及中小型制造氢气设备，具体涉及了一种新型天然气制氢设备。

背景技术

水电解制氢设备、氨分解制氢设备及管束车或集格钢瓶组供氢是作为当前中小型用氢企业的传统选择。液氨原料及管束车或集格钢瓶组的运输及储存的存在极大的安全风险，水电解制氢设备因较高的电耗而存在制氢成本较高。随着国家环保、安全要求的提高以及企业对于自身成本更加精细化的把控，日渐难以满足企业的使用要求和利益要求。

随着管道天然气的广泛敷设，天然气成为极易获取的清洁能源。同时天然气在制氢工艺过程中不会造成污染，且成本较低，是当前阶段用来制取氢气的最佳原料。然而对于传统的天然气制氢装置，其占地面积较大，制备工艺较为复杂，且一次性投入及运行管理成本较高，因此当前主要是适用于用氢量较大的氢气用户，且主要是在化工领域中使用，不能满足在众多领域中对中小型用氢企业中投用。

由上述可知，针对一种新型的中小型天然气制氢设备的研发越来越迫切，为此，我司研发了一种新型天然气制氢设备，该新型天然气制氢设备能够在极大程度上缓解当前用氢市场日益尖锐的供求矛盾，同时该技术在环保制氢领域中一个创新性突破。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种新型天然气制氢设备，其目的：降低制氢的能耗和成本，氢气纯度达标，制氢过程无污染；采用一体化设计，简化整体结构，缩小占地面积。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型天然气制氢设备，包括进气装置、低温换热器、气体反应装置、分离提纯装置和与锅炉水箱直接相连的蒸汽发生器，进气装置与低温换热器的天然气进气口相连通，低温换热器的天然气出气口和混合气进气口分别与气体反应装置的进气管和出气管相连通，低温换热器的混合气出气口与分离提纯装置相连通；

蒸汽发生器的蒸汽输出管与气体反应装置的高温换热器相连通；

进气装置包括平衡罐、第一过滤器和压缩机，平衡罐上设有天然气输入口和充氮口，平衡罐、第一过滤器和压缩机依次相连通，压缩机的天然气输出口与低温换热器的天然气进气口相连通；

气体反应装置包括加热器、脱硫装置、反应器、高温换热器和中变装置，加热器、脱硫装置、反应器、高温换热器和中变装置依次相连通，加热器上设有与低温换热器的天然气出气口相连通的进气管，中变装置设有与低温换热器的混合气进气口相连通的出气管；

分离提纯装置包括冷却器、第三过滤器、第一缓冲罐、变压吸附系统和第二缓冲罐，冷却器、第三过滤器、第一缓冲罐、变压吸附系统和第二缓冲罐依次相连通，冷却器和第三过滤器均设有排水器，冷却器还设有与低温换热器的混合气出气口相连通的混合气连通管，第二缓冲罐设有与平衡罐相连通的氢气输入管，氢气输入管上设有流量计，第二缓冲罐上还设有氢气成品过滤器。

优选的，氢气输入管上还设有取样口，取样口上设有减压阀。

优选的，变压吸附系统包括并联的第一变压吸附装置、第二变压吸附装置、第三变压吸附装置和第四变压吸附装置，第一变压吸附装置、第二变压吸附装置、第三变压吸附装置和第四变压吸附装置通过管道相互连通，第一变压吸附装置、第二变压吸附装置、第三变压吸附装置和第四变压吸附装置之间的管道上均设有电磁阀。