甲醇水制氢驱动过滤装置制造方法及图纸

本公开属于燃料电池制氢技术领域，具体涉及一种甲醇水制氢驱动过滤装置，所述第一过滤器，通过连接在甲醇水存储装置与换热器之间，用于去除甲醇水中的杂质粒和硫化物；所述气液分离器，分别与换热器、重整反应器、第二过滤器同时连接，用于分离重整反应器传输的气液混合液，并将未反应的甲醇水混合液传输给换热器，将含氢废气传输给第二过滤器；所述第二过滤器，分别连接换热器、气液分离器和燃料电池，用于将换热器传输的氢气、气液分离器传输的含氢废气中的CO去除，并将去除CO后的氢气传输给燃料电池。本公开能降低燃料供氢工艺中的杂质对管道以及后续设备的影响，可提高燃料电池氢能源的纯度，同时能达到节约甲醇水原料的目的。

Driving filter device for hydrogen production from methanol water

The present disclosure belongs to the technical field of hydrogen production by fuel cells, and specifically relates to a driving filter device for hydrogen production by methanol water. The first filter is connected between the methanol water storage device and the heat exchanger for removing impurities and sulfides in methanol water. The gas-liquid separator is connected with heat exchanger, reforming reactor and the second filter simultaneously for separating the reverse reforming reactor. The reactor transfers the gas-liquid mixture and the unreacted methanol-water mixture to the heat exchanger to transfer the hydrogen-containing waste gas to the second filter, which is connected with the heat exchanger, the gas-liquid separator and the fuel cell respectively for removing CO from the hydrogen-containing waste gas transmitted by the heat exchanger and the gas-liquid separator, and transferring the hydrogen after removing CO to the fuel cell. \u3002 The present disclosure can reduce the influence of impurities in fuel hydrogen supply process on pipelines and follow-up equipment, improve the purity of hydrogen energy of fuel cells, and achieve the purpose of saving methanol water raw materials.

【技术实现步骤摘要】
甲醇水制氢驱动过滤装置
本公开涉及燃料电池制氢领域，尤其涉及甲醇水制氢驱动过滤装置。
技术介绍
燃料电池制氢技术以甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，其原理如下：CH3OH＝CO+2H2(1)CO+H2O＝CO2+H2(2)CH3OH+H2O＝CO2+3H2(3)现有的车载甲醇水燃料系统一般包括甲醇水存储装置、换热器、重整反应器、燃料电池，甲醇水原料经过换热器加热后传输给重整反应器，重整反应后生产的CO2和H2，在经过钯膜分离将CO2和H2分开，得到高纯氢气。现有的同时还具有以下缺陷：1、甲醇水原料中的杂质粒和硫化物容易堵塞管道、磨损管道；2、甲醇蒸馏后会产生小部分未反应的甲醇导致原料浪费；3、现有的甲醇水制氢工艺中，工业铜基催化可用于车载甲醇制氢系统，但存在产物中CO含量高的问题。CO是燃料电池的毒物，它能降低电池电极的活性。因此我们需要实现一种能降低燃料供氢工艺中的杂质影响，提高燃料电池氢能源的纯度，同时能节约甲醇水原料的燃料电池供氢装置的目的。
技术实现思路
本公开的目的在于提供甲醇水制氢驱动过滤装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。根据本公开实施例的第一方面，提供一种甲醇水制氢驱动过滤装置，包括甲醇水存储装置、换热器、重整反应器、燃料电池，所述甲醇水存储装置、换热器、重整反应器依次连接，还包括第一过滤器、第二过滤器、气液分离器，其中：所述第一过滤器，通过连接在甲醇水存储装置与换热器之间，用于去除甲醇水中的杂质粒和硫化物；所述气液分离器，分别与换热器、重整反应器、第二过滤器同时连接，用于分离重整反应器传输的气液混合液，并将未反应的甲醇水混合液传输给换热器，将含氢废气传输给第二过滤器；所述第二过滤器，分别连接换热器、气液分离器和燃料电池，用于将换热器传输的氢气、气液分离器传输的含氢废气中的CO去除，并将去除CO后的氢气传输给燃料电池。本公开的实施例中，所所述甲醇水存储装置内设置有电磁液位计，还包括控制显示器，所述电磁液位计与控制显示器通过导线连接。本公开的实施例中，在甲醇水存储装置与第一过滤器连接的管道上还设置有流量计量阀，所述流量计量阀的电气控制端与控制显示器通过导线连接。本公开的实施例中，所述第一过滤器包括第一立式罐体，第一立式罐体沿其轴向从上至下安设有第一筒节和第二筒节，两节筒体通过容器法兰螺栓相连接；所述第一筒节与第一立式罐体相焊接合成一体，第一筒节的空腔内设置有脱硫过滤器，在第一立式罐体上部安设有筛板，第一立式罐体上方一侧开设有与甲醇水存储装置连通的进液管，进液管穿过筛板与第一筒节相通；所述第二筒节内安设有多个过滤通道，过滤通道与换热器通过输液管道相通，且在每个过滤通道内壁设置有活性炭球。本公开的实施例中，所述第二过滤器包括第二立式罐体，所述第二立式罐体内设置有CO反应腔，在第二立式罐体的底部设置有氢气进气端头、CO去除原料供应端头，所述氢气进气端头、CO去除原料供应端头均与CO反应腔相通，在第二立式罐体的顶部设置有氢气出气端头，所述氢气出气端头通过输气管与燃料电池的氢气进气口相通。本公开的实施例中，所述重整反应器包括圆柱形壳体，在圆柱形壳体顶端设置有氢气反馈端，所述氢气反馈端与换热器通过供气管道连接。本公开的实施例中，所述供气管道紧贴圆柱形壳体外壁成螺旋设置，缠绕后的供气管道的中心线与圆柱形壳体的中心轴线重合。本公开的实施例中，在供气管道上还设置有一个压力缓冲腔。本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开实施例中的甲醇水制氢驱动过滤装置，在甲醇水存储装置与换热器之间设置了第一过滤器，第一过滤器可有效将甲醇水混合液中的杂质粒和硫化物去除，降低其对输液管道的影响，延长输液管道的寿命；同时设置了气液分离器，气液分离器可将氢气、废气以及未反应的甲醇水混合液分离，然后通过输液管道将未反应的甲醇水混合液传传输给换热器，该甲醇水混合液进入换热器中再次作为原料被加热送至重整反应器反应，以解决现有的甲醇水原料不能充分利用，造成原料浪费的问题；还在换热器、气液分离器和燃料电池之间设置了第二过滤器，第二过滤器可有效降低输送至燃料电池的CO含量，提高燃料电池氢能源的纯度，降低对电池电极活性的影响。附图说明图1示出本公开示例性实施例中总体结构示意图；图2示出本公开示例性实施例第一过滤器的结构图；图3示出本公开示例性实施例第二过滤器的结构图；图4示出本公开示例性实施例重整反应器的结构图。附图标记：100-第一立式罐体，200-第一筒节，300-第二筒节，400-脱硫过滤器，500-筛板，600-进液管，700-过滤通道，101-第二立式罐体，102-CO反应腔，103-氢气进气端头，104-CO去除原料供应端头，105-氢气出气端头，201-圆柱形壳体，202-氢气反馈端，203-供气管道，204-压力缓冲腔。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。本示例实施方式中提供了一种甲醇水制氢驱动过滤装置，结合参考图1所示，包括甲醇水存储装置、换热器、重整反应器、燃料电池，所述甲醇水存储装置、换热器、重整反应器通过输液管道依次连接，还包括第一过滤器、第二过滤器、气液分离器，其中：所述第一过滤器，通过输液管道连接在甲醇水存储装置与换热器之间，用于去除甲醇水中的杂质粒和硫化物；所述气液分离器，分别与换热器、重整反应器、第二过滤器同时连接，用于分离重整反应器传输的气液混合液，并将未反应的甲醇水混合液通过输液管道传输给换热器，通过输气管道将含氢废气传输给第二过滤器；所述第二过滤器，分别通过输气管道连接换热器、气液分离器和燃料电池，用于将换热器传输的氢气、气液分离器传输的含氢废气中的CO去除，并将去除CO后的氢气传输给燃料电池。本公开的气液分离器为现有市面上的分离器，该分离器采用重力沉降和密度分离原理，气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过混合液出口端排出。而氢气与气体废气的密度不同，氢气的密度最小，将氢气出口端设置在气液分离器的顶端，可有效将氢气与气体废气分离开，达到收集氢气的目的，然后少部分含有氢气的废气则传输给第二过滤器，该部分废气中包含有未被氧化的CO，由第二过滤器对CO进行去除。本公开的气液分离器图中未表示出，具体结构为现有，不做过多赘述。通过以上结构，能降低燃料供氢工艺中的杂质对管道以及后续设备的影响，可提高燃料电池氢能源的纯度，同时能达到节约甲醇水原料的目的。本公开的实施例中，结合参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.甲醇水制氢驱动过滤装置，包括甲醇水存储装置、换热器、重整反应器、燃料电池，所述甲醇水存储装置、换热器、重整反应器依次连接，其特征在于，还包括第一过滤器、第二过滤器、气液分离器，其中：所述第一过滤器，通过连接在甲醇水存储装置与换热器之间，用于去除甲醇水中的杂质粒和硫化物；所述气液分离器，分别与换热器、重整反应器、第二过滤器同时连接，用于分离重整反应器传输的气液混合液，并将未反应的甲醇水混合液传输给换热器，将含氢废气传输给第二过滤器；所述第二过滤器，分别连接换热器、气液分离器和燃料电池，用于将换热器传输的氢气、气液分离器传输的含氢废气中的CO去除，并将去除CO后的氢气传输给燃料电池。

【技术特征摘要】
1.甲醇水制氢驱动过滤装置，包括甲醇水存储装置、换热器、重整反应器、燃料电池，所述甲醇水存储装置、换热器、重整反应器依次连接，其特征在于，还包括第一过滤器、第二过滤器、气液分离器，其中：所述第一过滤器，通过连接在甲醇水存储装置与换热器之间，用于去除甲醇水中的杂质粒和硫化物；所述气液分离器，分别与换热器、重整反应器、第二过滤器同时连接，用于分离重整反应器传输的气液混合液，并将未反应的甲醇水混合液传输给换热器，将含氢废气传输给第二过滤器；所述第二过滤器，分别连接换热器、气液分离器和燃料电池，用于将换热器传输的氢气、气液分离器传输的含氢废气中的CO去除，并将去除CO后的氢气传输给燃料电池。2.根据权利要求1所述甲醇水制氢驱动过滤装置，其特征在于，所述甲醇水存储装置内设置有电磁液位计，还包括控制显示器，所述电磁液位计与控制显示器通过导线连接。3.根据权利要求2所述甲醇水制氢驱动过滤装置，其特征在于，在甲醇水存储装置与第一过滤器连接的管道上还设置有流量计量阀，所述流量计量阀的电气控制端与控制显示器通过导线连接。4.根据权利要求1所述甲醇水制氢驱动过滤装置，其特征在于，所述第一过滤器包括第一立式罐体，第一立式罐体沿其轴向从上至下安设有第一筒节和第二筒节，两节筒体通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗建朋，戚玉欣，党志东，
申请(专利权)人：德州新动能铁塔发电有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37