The invention relates to a fuel cell used in methanol reforming hydrogen purification equipment, including hydrogen recombination reaction unit, integrated in the same cabinet purification unit, heat exchange unit, methanation reaction unit, wherein the heat exchange unit for cooling output of crude hydrogen gas recombination reaction after using a heat exchanger, and for the output pressure swing adsorption device of pure hydrogen through the heat exchanger and the use of hydrogen gas to cool the heat of crude pre heating; methanation reaction unit, the methanation reactor used for heating the pure hydrogen and carbon monoxide through the conversion of methane, high purity hydrogen content is less than the output of carbon monoxide 0.1PPM. The hydrogen purification device applied to methanol recombined fuel cell has stable performance, long life and high reliability. The content of carbon monoxide in purified gas is less than 0.1PPM and does not increase energy consumption.
【技术实现步骤摘要】
应用于甲醇重组燃料电池的氢气纯化装置
本专利技术涉及燃料电池领域,特别涉及一种应用于甲醇重组燃料电池的氢气纯化装置及其制备方法。
技术介绍
受自然灾害影响,单纯依赖集中式的电力系统无法确保重要设备的持续稳定运转,除影响日常生活外,更可能因此而危害到生命财产的安全,电池作为备用电力无法长效供电,而且电池回收和环境污染问题仍难以解决。在电力基础建设无法到达的偏远地区及海岛,目前仍以柴油发电为主要电力来源,但其噪音大、污染严重、维护频率高、供电弹性低。太阳能、风力等再生能源发电技术受日照、地域和气候影响较大,目前仍无法进行有效稳定供电。燃料电池发电系统具有高稳定性、低维护、长效运转、低排放的优点,加上可以与多元的再生能源整合来作为当地居民可靠的电力来源,是目前被认为极具发展潜力的发电技术。对于低温型质子膜燃料电池来说,通常需要使用纯氢作为燃料。甲醇重组反应器是一种可以将甲醇转化为富氢气体的装置,其中氢气含量约75%,为了给燃料电池提供燃料,通常需要对富氢气体进行纯化。目前常用的纯化技术有钯膜纯化和变压吸附纯化,钯膜运行温度较高、价格昂贵,在使用上常因破损而导致氢气纯度不足,甚至因为一氧化碳穿透混在氢气内使得燃料电池寿命大幅减损。变压吸附纯化是一种工业上常见且可靠的纯化工艺,但其工作温度为常温,因此必须先将重组气体降温至常温,且经其纯化的氢气中仍有1PPM以上的CO,虽然纯化后CO含量符合燃料电池的要求,但是随着纯化装置使用时间的增长,纯化效果可能会变差,而CO含量的增加直接影响到燃料电池的寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种性能稳定、寿命长 ...
【技术保护点】
一种应用于甲醇重组燃料电池的氢气纯化装置,其特征在于:包括集成于同一机柜内的重组反应单元、氢气纯化单元、热交换单元、甲烷化反应单元(4),其中,重组反应单元,包含重组反应器(1)及加热装置(8),用于甲醇水燃料进行升温进行重组反应制得氢气;氢气纯化单元,采用变压吸附装置(3),用于对经热交换、冷凝及气水分离后的氢气进行纯化,输出高纯氢,排出废气;热交换单元,采用热交换器(6)用于对重组反应后的粗氢气体进行降温输出,并用于对变压吸附装置(3)输出的纯氢通过该热交换器(6)且利用粗氢气体降温散出的热量进行预升温;甲烷化反应单元,采用甲烷化反应器(4)用于供升温后的纯氢通过并将其中的一氧化碳转化为甲烷,输出一氧化碳含量<0.1PPM的高纯氢。
【技术特征摘要】
1.一种应用于甲醇重组燃料电池的氢气纯化装置,其特征在于:包括集成于同一机柜内的重组反应单元、氢气纯化单元、热交换单元、甲烷化反应单元(4),其中,重组反应单元,包含重组反应器(1)及加热装置(8),用于甲醇水燃料进行升温进行重组反应制得氢气;氢气纯化单元,采用变压吸附装置(3),用于对经热交换、冷凝及气水分离后的氢气进行纯化,输出高纯氢,排出废气;热交换单元,采用热交换器(6)用于对重组反应后的粗氢气体进行降温输出,并用于对变压吸附装置(3)输出的纯氢通过该热交换器(6)且利用粗氢气体降温散出的热量进行预升温;甲烷化反应单元,采用甲烷化反应器(4)用于供升温后的纯氢通过并将其中的一氧化碳转化为甲烷,输出一氧化碳含量<0.1PPM的高纯氢。2.根据权利要求1所述的应用于甲醇重组燃料电池的氢气纯化装置,其特征在于:所述的热交换单元还包括有热交换管(5),所述的甲烷化反应器(4)输出的高纯氢通过热交换管(5)进行降温,且甲醇水进入重组反应器(1)前先通过热交换管(5)并利用高纯氢降温散出的热量进行预升温。3.根据权利要求1所述的应用于甲醇重组燃料电池的氢气纯化装置,其特征在于:所述的重组反应后的粗氢气体通过热交换器(6)后再通过冷凝器(7)第二次降温后进入气水分离器(2),气水分离器(2)对重组反应后并经过降温的粗氢气体进行气水分离,输出不含水的粗氢气体,且将未完全反...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵青,朱云浩,韩显寿,苏铭传,潘承煜,吴荣生,王厚翔,
申请(专利权)人:宁波申江科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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