本发明专利技术揭示了一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法，甲醇水重整制氢装置包括储存容器、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路；启动装置设置于重整装置的下方，设有点火装置；所述中空壳体的中空区域作为燃烧室；加热气化装置靠近燃烧室设置；重整装置的上部设有电加热机构；中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于中空壳体上部的第二温度传感器，分别用来感应中空壳体下部及上部的温度，并将感应的温度信息反馈至所述主控电路。本发明专利技术提出的加热均衡的甲醇水重整制氢装置，可精确控制重整室的温度，确保反应高效，同时保证催化剂不易损伤。
A Heating Balanced Methanol-Water Reforming Hydrogen Production Unit and Its Control Method
【技术实现步骤摘要】
一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法
本专利技术属于制氢制备
，涉及一种制氢装置，尤其涉及一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置；此外，本专利技术还涉及一种甲醇水重整制氢装置的控制方法。
技术介绍
氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式－－最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。氢燃料电池技术已经较为成熟，但如何安全、便捷地制备、运输、使用氢气，是一直困扰着人们的问题；通常的做法是利用储氢罐。然而，储氢罐由于存有大量的氢气，氢气遇火容易爆炸，安全性不高；此外，存储、输送氢气的成本较高，为氢气发电的应用带来困难。最近几年，利用甲醇的移动制氢发电技术已有小范围的产业应用，且制氢发电设备体积小，便于移动。如本申请人在2015年申请的中国专利技术专利CN201510476342.5揭示一种甲醇水重整制氢发电机，包括电控系统、甲醇水进液系统、制氢系统及发电系统，电控系统包括控制主板、供电装置及电力输出端口，控制主板控制甲醇水进液系统、制氢系统及发电系统工作；供电装置包括可充电电池，在制氢发电机启动过程中，其为制氢发电机自身供电；甲醇水进液系统，包括进液总管、输送泵、启动进液电磁阀、启动进液分管、制氢进液电磁阀及制氢进液分管；在制氢发电机启动过程中，启动进液电磁阀打开，制氢进液电磁阀关闭；在制氢发电机制氢过程中，制氢进液电磁阀打开，启动进液电磁阀关闭；本专利技术各部分系统之间配合好，电控系统控制稳定，启动时不需要外接电源供电，甲醇水进液系统成本较低、衔接性好。上述专利技术已获得授权；但在申请人的研发过程中，发现上述甲醇水重整制氢发电机还存在部分缺陷，重整室不同位置温度不同，无法精确控制重整室各个区域处于统一的温度。有鉴于此，如今迫切需要设计一种甲醇水重整制氢装置，以便克服现有制氢装置存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置，可精确控制重整室各个区域的温度。此外，本专利技术还提供一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法，可精确控制重整室各个区域的温度。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置，所述制氢装置包括：储存容器、外壳、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路；所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置、重整装置、分离装置，控制各个装置工作；所述启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置均设置于外壳内；所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及加热气化装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至加热气化装置，加热气化装置连接重整装置；所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置；所述重整装置包括重整室，所述重整室包括中空壳体，中空壳体的内壁与外壁之间设有催化剂；所述启动装置设置于重整装置的下方，设有点火装置；所述中空壳体的中空区域作为燃烧室；所述加热气化装置靠近燃烧室设置；所述加热气化装置包括加热气化管路，加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹；所述启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇水原料，以及制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或/和制备得到的氢气燃烧，为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量；燃烧室的中部或/和下部温度为378～382℃；所述分离装置的部分或全部设置于所述中空壳体内；所述重整装置的上部设有电加热机构，电加热机构缠绕于所述中空壳体的外壁，或者/并且电加热机构设置于中空壳体内壁与外壁之间、被催化剂包裹；所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器，分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度，并将感应的温度信息反馈至所述主控电路；所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作；若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a，a＝5℃，则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b，b＝1℃。一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置，所述制氢装置包括：原料输送装置、甲醇水输送管路、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路；所述原料输送装置通过甲醇水输送管路连接重整装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置；所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置；所述重整装置包括重整室；所述重整室包括中空壳体，中空壳体的内壁和外壁之间设有催化剂；所述中空壳体的中空区域作为燃烧室；所述加热气化装置靠近燃烧室设置；所述重整装置的上部设有电加热机构；所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器，分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度，并将感应的温度信息反馈至所述主控电路；所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作；若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a，则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b。作为本专利技术的一种优选方案，所述甲醇水重整制氢装置还包括启动装置，所述启动装置设置于重整装置的下方或下部，启动装置包括点火装置。作为本专利技术的一种优选方案，所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置，控制各个装置工作。作为本专利技术的一种优选方案，启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇，制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或制备得到的氢气燃烧，为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量；燃烧室的下部温度为378～382℃。作为本专利技术的一种优选方案，a＝5℃；b＝1℃。作为本专利技术的一种优选方案，所述加热气化装置包括加热气化管路，加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹。作为本专利技术的一种优选方案，所述电加热机构设置于所述中空壳体的外壁；或者，部分电加热机构设置于中空壳体的外壁和内壁之间、被催化剂包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置，其特征在于，所述制氢装置包括：储存容器、外壳、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路；所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置、重整装置、分离装置，控制各个装置工作；所述启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置均设置于外壳内；所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及加热气化装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至加热气化装置，加热气化装置连接重整装置；所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置；所述重整装置包括重整室，所述重整室包括中空壳体，中空壳体的内壁与外壁之间设有催化剂；所述启动装置设置于重整装置的下方，设有点火装置；所述中空壳体的中空区域作为燃烧室；所述加热气化装置靠近燃烧室设置；所述加热气化装置包括加热气化管路，加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹；所述启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇水原料，以及制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或/和制备得到的氢气燃烧，为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量；燃烧室的中部或/和下部温度为378～382℃；所述分离装置的部分或全部设置于所述中空壳体内；所述重整装置设有电加热机构，电加热机构缠绕于所述中空壳体的外壁，或者/并且电加热机构设置于中空壳体内壁与外壁之间、被催化剂包裹；所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器，分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度，并将感应的温度信息反馈至所述主控电路；所述电加热机构设置于所述中空壳体；或者，中空壳体自上而下包括若干区域，电加热机构包括若干电加热单元，各个电加热单元分布在各个区域，主控电路能分别控制各个区域的电加热单元，控制其的加热工作；所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作；若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a，a＝5℃，则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b，b＝1℃。...
【技术特征摘要】
1.一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置，其特征在于，所述制氢装置包括：储存容器、外壳、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路；所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置、重整装置、分离装置，控制各个装置工作；所述启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置均设置于外壳内；所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及加热气化装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至加热气化装置，加热气化装置连接重整装置；所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置；所述重整装置包括重整室，所述重整室包括中空壳体，中空壳体的内壁与外壁之间设有催化剂；所述启动装置设置于重整装置的下方，设有点火装置；所述中空壳体的中空区域作为燃烧室；所述加热气化装置靠近燃烧室设置；所述加热气化装置包括加热气化管路，加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁，或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁，或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹；所述启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇水原料，以及制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或/和制备得到的氢气燃烧，为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量；燃烧室的中部或/和下部温度为378～382℃；所述分离装置的部分或全部设置于所述中空壳体内；所述重整装置设有电加热机构，电加热机构缠绕于所述中空壳体的外壁，或者/并且电加热机构设置于中空壳体内壁与外壁之间、被催化剂包裹；所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器，分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度，并将感应的温度信息反馈至所述主控电路；所述电加热机构设置于所述中空壳体；或者，中空壳体自上而下包括若干区域，电加热机构包括若干电加热单元，各个电加热单元分布在各个区域，主控电路能分别控制各个区域的电加热单元，控制其的加热工作；所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作；若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a，a＝5℃，则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b，b＝1℃。2.一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置，其特征在于，所述制氢装置包括：原料输送装置、甲醇水输送管路、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路；所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接重整装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置；所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置；所述重整装置包括重整室；所述重整室包括中空壳体，中空壳体的内壁和外壁之间设有催化剂；所述中空壳体的中空区域作为燃烧室；所述加热气化装置靠近燃烧室设置；所述重整装置的上部设有电加热机构；所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器，分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度，并将感应的温度信息反馈至所述主控电路；所述主控电路根据所述第一温度传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：向华，马进，马永锋，
申请(专利权)人：广东合即得能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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