一种快速启动的甲醇水重整制氢系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种快速启动的甲醇水重整制氢系统，包括甲醇水储存容器、输送泵、换热器、重整器、电磁阀、启动器、止回阀及控制系统，其中：输送泵的出料端连接有重整输送管道和启动输送管道，启动输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向启动器的甲醇水定量汽化器输送甲醇水原料；电磁阀，安装于启动输送管道上；启动器，包括甲醇水定量汽化器和电加热器，甲醇水定量汽化器用于储存和汽化定量的甲醇水原料，电加热器用于使甲醇水定量汽化器中储存的定量甲醇水原料汽化；甲醇水定量汽化器的出料端设有蒸汽管道，甲醇水定量汽化器通过蒸汽管道连通重整器。本实用新型专利技术启动时间短、加热效率高、且无需在重整器内部设置启动器。

【技术实现步骤摘要】
一种快速启动的甲醇水重整制氢系统
本技术涉及甲醇水氢气制备设备
，特别涉及一种快速启动的甲醇水重整制氢系统。
技术介绍
目前，利用甲醇水蒸气重整技术制取H2与CO2的混合气体，再经钯膜分离器分离，可分别得到H2和CO2。参照中国专利技术申请201310340475.0（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），该专利公开了一种甲醇水制氢系统，甲醇与水蒸气重整器的重整室内，在350-409℃温度下1-5MPa的压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：(1)CH3OH→CO+2H2；(2)H2O+CO→CO2+H2；(3)CH3OH+H2O→CO2+3H2，重整反应生成的H2和CO2，再经过分离室的钯膜分离器将H2和CO2分离，得到高纯氢气。甲醇水的催化反应在甲醇水制氢设备的重整器中完成，重整器包括重整器壳体及位于重整制氢装置壳体内的燃烧室和重整室，一般地，重整室中需要350-409℃的温度，而燃烧室中需要405-570℃的温度，重整器才能正常工作。重整器的启动是通过启动装置完成的，在传统技术中，重整器的启动需要10-15分钟左右，速度非常慢。有鉴于此，本创作者于2014年11月7日申请了一项专利技术专利CN201410621689.X，该技术专利公开了一种甲醇水制氢系统的重整器，重整器一端安装有启动装置，该启动装置包括杯座，杯座上安装有原料输入管道、加热气化管道、点火装置及温度探测装置；所述原料输入管道与加热气化管道相连通，所述原料经原料输入管道进入加热气化管道后，从加热气化管道的末端输出；所述点火装置的位置与加热气化管道的末端相对应，用于对加热气化管道中输出的原料进行点火，所述原料经点火装置点火后燃烧，可对加热气化管道进行加热，使加热气化管道中的原料气化而迅速加大燃烧强度，进而为重整器加热度。该启动装置通常在5分钟内即可启动重整器（即重整制氢装置），无需使用到电加热装置。然而，该启动装置还存在以下缺陷：其一、点火装置点火成功率难以保障，由于甲醇水原料是从加热气化管道的末端输出，通常是以滴落的方式输出，滴落过程中，甲醇水经常接触不到点火装置而经常点火失败，需要重新点火；其二、由于杯座的直径较小，且杯座无法开设通风孔，使得启动装置的甲醇水燃烧面积小，火焰不够大；其三、加热气化管道中的甲醇水原料在流速较快的情况下，仍然难以汽化，因而，只能向启动装置输送流速较低的甲醇水原料，进一步影响甲醇水原料燃烧强度，增加了重整器的启动时间；其四、将启动装置置于重整器之内的燃烧室下端，当重整器启动之后，虽然启动装置已经停止工作，但由于燃烧室需要不停地工作，所以启动装置始终处于高温环境，极大地影响寿命；其五、将启动装置置于重整器之内，占用重整器内部空间，对重整器内部的结构布局造成不利影响。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种快速启动的甲醇水重整制氢系统，该甲醇水重整制氢系统启动时间短、加热效率高、且无需在重整器内部设置启动器。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种快速启动的甲醇水重整制氢系统，包括甲醇水储存容器、输送泵、换热器、重整器、电磁阀、启动器、止回阀及控制系统，其中：甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇水原料；输送泵，其进料端与甲醇水储存容器相连通，其出料端连接有重整输送管道和启动输送管道；重整输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向重整器输送甲醇水原料；启动输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向启动器的甲醇水定量汽化器输送甲醇水原料；换热器，安装于输送泵与重整器之间的重整输送管道上，甲醇水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低；重整器，用于甲醇水原料发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气输出；电磁阀，安装于输送泵与启动器之间的启动输送管道上；启动器，包括甲醇水定量汽化器和电加热器，甲醇水定量汽化器用于储存和汽化定量的甲醇水原料，电加热器用于向甲醇水定量汽化器供热，使甲醇水定量汽化器中储存的定量甲醇水原料汽化；甲醇水定量汽化器的出料端设有蒸汽管道，甲醇水定量汽化器通过蒸汽管道连通重整器；止回阀，安装于甲醇水定量汽化器与重整器之间的蒸汽管道上；控制系统，电连接输送泵、重整器、电磁阀和启动器，并控制其工作。优选地，所述启动器的甲醇水定量汽化器的容量为80ml-160ml，所述电加热器包括电加热丝，该电加热丝缠绕于甲醇水定量汽化器之外。优选地，所述重整器包括汽化盘管、重整室、纯化器和燃烧室；所述汽化盘管用于甲醇水原料受热汽化，汽化后的甲醇水气体进入重整室；所述重整室内设有催化剂，甲醇水气体在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得高温富氢混合气体输向纯化器；所述纯化器设有进气管、纯化器主体、纯氢出料管和含氢余气出料管，所述进气管连通重整室，从重整室输送过来的高温富氢混合气体经进气管进入纯化器主体，在纯化器主体内分离成纯氢和含氢余气，其中，纯氢经纯氢出料管向外输出，含氢余气经含氢余气出料管输向燃烧室；所述燃烧室设有用于输入外界空气的空气进料通道，所述燃烧室用于含氢余气与外界空气燃烧放热，为汽化盘管、重整室和纯化器提供热量，燃烧之后的尾气向外输出。优选地，所述快速启动的甲醇水重整制氢系统还包括重整器壳体，重整器壳体之内安装有重整腔体，该重整腔体包括圆筒形外腔壁和圆筒形内腔壁，圆筒形内腔壁安装于圆筒形外腔壁之内，圆筒形外腔壁和圆筒形内腔壁之间的腔室构成用于甲醇水重整制氢的所述重整室；所述圆筒形内腔壁之内具有上下贯通的圆筒形通孔，圆筒形通孔之中安装所述汽化盘管；所述汽化盘管具有上下贯通的中孔，所述纯化器安装于汽化盘管的中孔之中；所述纯化器与汽化盘管之间具有一空间，该空间构成所述燃烧室。优选地，所述重整器壳体包括外壳体、内壳体、烟筒及保温棉，所述外壳体和内壳体的上端封闭，下端开空，内壳体安装于外壳体之内，外壳体和内壳体之间填充所述保温棉；所述外壳体和内壳体的上端一侧开有烟孔，所述烟筒安装于烟孔之内。优选地，所述汽化盘管沿着甲醇水原料的输送方向依次包括甲醇水进料端、螺旋盘管部、甲醇水出料管，所述甲醇水进料端位于汽化盘管的下端，用于向螺旋盘管部输入甲醇水原料；所述螺旋盘管部从下至上呈螺旋状盘起，所述螺旋盘管部用于将甲醇水原料汽化成甲醇水气体；所述螺旋盘管部的上端连通甲醇水出料管的上端，甲醇水出料管竖向设置于螺旋盘管部的一侧，甲醇水出料管的下端连通所述重整室的下端。优选地，所述纯化器为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金。本技术的有益效果是：其一、由于本技术单独设置一个启动器，其包括甲醇水定量汽化器和电加热器，同时，还在输送泵的输出端增加向甲醇水定量汽化器输送甲醇水原料的启动输送管道，并设置电磁阀和止逆阀，因此，当重整器启动时，控制系统能直接控制启动器的电加热器工作，使甲醇水定量汽化器中储存的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速启动的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：包括甲醇水储存容器、输送泵、换热器、重整器、电磁阀、启动器、止回阀及控制系统，其中：/n甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇水原料；/n输送泵，其进料端与甲醇水储存容器相连通，其出料端连接有重整输送管道和启动输送管道；重整输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向重整器输送甲醇水原料；启动输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向启动器的甲醇水定量汽化器输送甲醇水原料；/n换热器，安装于输送泵与重整器之间的重整输送管道上，甲醇水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低；/n重整器，用于甲醇水原料发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气输出；/n电磁阀，安装于输送泵与启动器之间的启动输送管道上；/n启动器，包括甲醇水定量汽化器和电加热器，甲醇水定量汽化器用于储存和汽化定量的甲醇水原料，电加热器用于向甲醇水定量汽化器供热，使甲醇水定量汽化器中储存的定量甲醇水原料汽化；甲醇水定量汽化器的出料端设有蒸汽管道，甲醇水定量汽化器通过蒸汽管道连通重整器；/n止回阀，安装于甲醇水定量汽化器与重整器之间的蒸汽管道上；/n控制系统，电连接输送泵、重整器、电磁阀和启动器，并控制其工作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种快速启动的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：包括甲醇水储存容器、输送泵、换热器、重整器、电磁阀、启动器、止回阀及控制系统，其中：
甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇水原料；
输送泵，其进料端与甲醇水储存容器相连通，其出料端连接有重整输送管道和启动输送管道；重整输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向重整器输送甲醇水原料；启动输送管道用于在输送泵的泵送作用下，向启动器的甲醇水定量汽化器输送甲醇水原料；
换热器，安装于输送泵与重整器之间的重整输送管道上，甲醇水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低；
重整器，用于甲醇水原料发生甲醇和水的重整制氢反应，制得氢气输出；
电磁阀，安装于输送泵与启动器之间的启动输送管道上；
启动器，包括甲醇水定量汽化器和电加热器，甲醇水定量汽化器用于储存和汽化定量的甲醇水原料，电加热器用于向甲醇水定量汽化器供热，使甲醇水定量汽化器中储存的定量甲醇水原料汽化；甲醇水定量汽化器的出料端设有蒸汽管道，甲醇水定量汽化器通过蒸汽管道连通重整器；
止回阀，安装于甲醇水定量汽化器与重整器之间的蒸汽管道上；
控制系统，电连接输送泵、重整器、电磁阀和启动器，并控制其工作。


2.根据权利要求1所述快速启动的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：所述启动器的甲醇水定量汽化器的容量为80ml-160ml，所述电加热器包括电加热丝，该电加热丝缠绕于甲醇水定量汽化器之外。


3.根据权利要求1所述快速启动的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：所述重整器包括汽化盘管、重整室、纯化器和燃烧室；所述汽化盘管用于甲醇水原料受热汽化，汽化后的甲醇水气体进入重整室；所述重整室内设有催化剂，甲醇水气体在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得高温富氢混合气体输向纯化器；所述纯化器设有进气管、纯化器主体、纯氢出料管和含氢余气出料管，所述进气管连通重整室，从重整室输...

【专利技术属性】
技术研发人员：向华，黄严庆，
申请(专利权)人：广东设合水氢电力有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44