一种制氢方法及制氢系统技术方案

本发明专利技术公开了一种制氢方法及制氢系统，所述制氢方法包括：步骤S10：通入蒸汽反应液：将所述蒸汽反应液通入加热腔内；步骤S20：加热所述蒸汽反应液：通过热废气和/或尾气反应组合和/或电加热器对所述蒸汽反应液进行加热处理，得到蒸汽；步骤S30：过热所述蒸汽：在过热腔内通过所述热废气和/或所述尾气反应组合和/或所述电加热器对所述蒸汽进行再加热，得到过热蒸汽；步骤S40：通入所述过热蒸汽：将所述过热蒸汽通入制氢部内；步骤S50：制备氢气：所述过热蒸汽与所述制氢部内的制氢催化剂接触，同时通过电加热器和/或热废气加热，使所述过热废气反应生成氢气。本发明专利技术解决了制氢反应中加热方式单一及浪费能源的问题。热方式单一及浪费能源的问题。热方式单一及浪费能源的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢方法及制氢系统


[0001]本专利技术涉及化工设备
，尤其涉及一种制氢方法及制氢系统。

技术介绍

[0002]随着传统矿物能源的大量使用，大气污染日益严重，并且矿物资源逐渐枯竭，因此急需一种环保高效的清洁能源，例如太阳能、水能、风能和氢能。其中，氢气能够清洁燃烧注定是一种理想的能源，但在制氢过程中，其生产环境需严格把控，一旦氢气泄漏将造成严重的安全事故。
[0003]现有制氢工艺中，有利用甲醇与水为原料液进行氢气制备的方法。生产过程中，先将液体原料通入制氢设备中，通过高温加热装置将液体原料气化，最后将蒸汽通入制氢反应炉中制备氢气。在制氢过程中也需要加热提供反应温度，但是单一的电加热方式比较浪费能源。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术实施例提供一种制氢及提纯系统，有效解决制氢反应中加热方式单一及浪费能源的问题。
[0005]一方面，本专利技术提供一种制氢方法，包括：步骤S10：通入蒸汽反应液：将所述蒸汽反应液通入加热腔内；步骤S20：加热所述蒸汽反应液：通过热废气和/或催化燃烧方式和/或电加热器对所述蒸汽反应液进行加热处理，得到蒸汽；步骤S30：过热所述蒸汽：在过热腔内通过所述热废气和/或所述催化燃烧方式和/或所述电加热器对所述蒸汽进行再加热，得到过热蒸汽；步骤S40：通入所述过热蒸汽：将所述过热蒸汽通入制氢部内；步骤S50：制备氢气：所述过热蒸汽与所述制氢部内的制氢催化剂接触，同时通过电加热器和/或热废气加热和/或催化燃烧方式加热，生成氢气。
[0006]采用该技术方案后所达到的技术效果：热废气加热方式能够利用热废气的热量，尾气的燃烧反应能够利用尾气的化学能，多种加热方式及其组合能够为制氢反应提供足够的热量，并节约能源；多种加热方式及其组合也能够提高蒸汽反应液的蒸汽转化程度；所述过热腔用于对蒸汽进行进一步加热。
[0007]一方面，本专利技术提供一种制氢系统，采用所述的制氢方法，所述制氢系统包括：蒸汽发生部，其设有液体导入管和蒸汽排出管，还包括：加热腔，设有加热腔，所述加热腔连通所述液体导入管；第一加热组件，设于所述加热腔内，或套设于所述加热腔外侧；至少一个制氢部，每个所述制氢部设有蒸汽导入管和氢气导出管，所述蒸汽导入管连通所述蒸汽排出管，所述制氢部还包括：氢气反应腔，连通所述蒸汽导入管和氢气导出管，所述氢气反应腔内设有制氢催化剂；第二加热组件，设于所述氢气反应腔内，或套设于所述氢气反应腔外侧；其中，所述第一加热组件为所述热废气和/或催化燃烧方式和/或所述电加热器；第二加热组件为电加热器和/或热废气加热和/或催化燃烧方式。
[0008]采用该技术方案后所达到的技术效果：所述加热腔用于加热蒸汽反应液生成蒸
汽，所述加热腔用于进一步加热蒸汽，所述制氢部用于蒸汽在制氢催化剂中反应生成氢气，第二加热组件用于提供反应温度。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述制氢部为两个，所述蒸汽发生部为一个，所述蒸汽发生部的两侧各有一个所述制氢部；或者，所述制氢部为一个，所述制氢部套设于所述蒸汽发生部外或所述蒸汽发生部套设于所述制氢部外。
[0010]采用该技术方案后所达到的技术效果：两个所述制氢部能够提高制氢效率；单个所述制氢部与所述蒸汽发生部采用套设关系可以节省空间。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述第二加热组件为电加热器加热，包括：至少一个第二电加热棒，每个所述第二电加热棒一端连接氢气反应腔的端部，另一端伸入所述氢气反应腔内。
[0012]采用该技术方案后所达到的技术效果：电加热棒稳定加热，能够为制氢反应提供稳定的反应条件。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述制氢部还包括：制氢缓冲腔，所述制氢缓冲腔设于所述氢气反应腔端部，连通所述氢气反应腔和所述蒸汽导入管；制氢缓冲板，所述制氢缓冲板设于所述制氢缓冲腔与所述氢气反应腔之间，设有多个氢气过孔和多个电加热器过孔，每个所述电加热器过孔中通过一个所述第二电加热棒。
[0014]采用该技术方案后所达到的技术效果：所述制氢缓冲板可以使氢气充满所述制氢缓冲腔后，再均匀穿过所述制氢缓冲板进入所述氢气反应腔进行反应，使蒸汽的反应更加完全。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述第二加热组件为热废气加热，包括：第二热废气管道，其端部设有第二废气输出管道，其另一端设有第二热废气输入管道；第一蓄热体，设于所述热废气管道内，所述第一蓄热体套设于所述氢气反应腔外侧，或采用多个蓄热球/多个蓄热块形式叠放于所述热废气管道内。
[0016]采用该技术方案后所达到的技术效果：所述热废气加热能够利用热废气的高温，节约能源，所述第一蓄热体能够吸收热废气的热量，提高热量的利用率，进一步加热热废气。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述第一加热组件为催化燃烧方式加热，包括：催化燃烧通道，其内部设有燃烧催化剂，设有热废气出口、尾气入口和/或甲醇入口；其中，所述催化燃烧通道为管状，所述加热腔位于所述催化燃烧通道外部；或者所述加热腔为管状，所述催化燃烧通道位于所述加热腔外侧。
[0018]采用该技术方案后所达到的技术效果：所述燃烧催化剂与所述尾气反应产生热量，有效利用尾气的化学能，节约能源。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述蒸汽发生部还包括：过热部，包括：蒸汽管道，为弯曲状或直管，一端连通所述加热腔，另一端连通所述蒸汽排出管；过热腔，设于所述蒸汽管道外，连通所述热废气出口，所述过热腔设有第二蓄热体，所述第二蓄热体可以为多个蓄热球或多个蓄热块；废气出口，其连通所述过热腔。
[0020]采用该技术方案后所达到的技术效果：蒸汽管道成弯曲状能够增大换热面积，提高所述过热腔对所述蒸汽管道内蒸汽的加热效果；蒸汽管道成竖直状，能够在其中增设电加热管，进一步加热蒸汽；所述第二蓄热体用于吸收热废气的热量，将热量传递给蒸汽。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述第一加热组件还包括：第一电加热管，设于所述蒸汽发生部的端部顶面或侧面，连通所述加热腔。
[0022]采用该技术方案后所达到的技术效果：所述催化燃烧通道为管状，所述加热腔设于其外部时，所述第一电加热管设于所述蒸汽发生部的侧面可直接为所述加热腔加热；所述加热腔为管状，所述催化燃烧通道设于其外部时，所述第一电加热管设于所述蒸汽发生部的顶部可直接为所述加热腔加热。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述第一加热组件为热废气加热，包括：至少一个第一热废气管道；其中，所述加热腔为至少一个加热管道，与所述第一热废气管道平行设置。
[0024]采用该技术方案后所达到的技术效果：所述热废气通过所述第二热废气管道对所述加热腔均匀加热。
[0025]综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)通过热废气对所述制氢部或所述蒸汽发生部加热，能够有效利用热废气的高温，节省能源；ii)通过尾气催化燃烧对所述蒸汽发生部加热，能够有效利用尾气的化学能；iii)通过电加热棒对所述制氢部或所述蒸汽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢方法，其特征在于，包括：步骤S10：通入蒸汽反应液：将所述蒸汽反应液通入加热腔内；步骤S20：加热所述蒸汽反应液：通过热废气和/或催化燃烧方式和/或电加热器对所述蒸汽反应液进行加热处理，得到蒸汽；步骤S30：过热所述蒸汽：在过热腔内通过所述热废气和/或所述催化燃烧方式和/或所述电加热器对所述蒸汽进行再加热，得到过热蒸汽；步骤S40：通入所述过热蒸汽：将所述过热蒸汽通入制氢部内；步骤S50：制备氢气：所述过热蒸汽与所述制氢部内的制氢催化剂接触，同时通过电加热器和/或热废气加热和/或催化燃烧方式加热，生成氢气。2.一种制氢系统，其特征在于，采用如权利要求1所述的制氢方法，所述制氢系统包括：蒸汽发生部，其设有液体导入管和蒸汽排出管，还包括：加热腔，设有加热腔，所述加热腔连通所述液体导入管；第一加热组件，设于所述加热腔内，或套设于所述加热腔外侧；至少一个制氢部，每个所述制氢部设有蒸汽导入管和氢气导出管，所述蒸汽导入管连通所述蒸汽排出管，所述制氢部还包括：氢气反应腔，连通所述蒸汽导入管和氢气导出管，所述氢气反应腔内设有制氢催化剂；第二加热组件，设于所述氢气反应腔内，或套设于所述氢气反应腔外侧；其中，所述第一加热组件为所述热废气和/或催化燃烧方式和/或所述电加热器；第二加热组件为电加热器和/或热废气加热和/或催化燃烧方式。3.根据权利要求2所述的制氢系统，其特征在于，所述制氢部为两个，所述蒸汽发生部为一个，所述蒸汽发生部的两侧各有一个所述制氢部；或者，所述制氢部为一个，所述制氢部套设于所述蒸汽发生部外或所述蒸汽发生部套设于所述制氢部外。4.根据权利要求3所述的制氢系统，其特征在于，所述第二加热组件为电加热器加热，包括：至少一个第二电加热棒，每个所述第二电加热棒一端连接氢气反应腔的端部，另一端伸入所述氢气反应腔内。5.根据权利要求4所述的制氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会强，
申请(专利权)人：广东醇氢新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：