一种高压甲醇制氢工艺及其系统技术方案

一种高压甲醇制氢工艺及其系统，涉及甲醇制氢领域，包括以下步骤，S1.通过高压液体泵将甲醇和水混合；S2.将甲醇和水的混合液体注入反应器中反应制氢；S3.将反应得到的氢气及废气注入提纯器中提纯氢气，并使废气分离；S4.将高纯氢气通过换热器和压缩机得到高压高纯氢气。一种高压甲醇制氢系统基于上述工艺实现，包括高压液体泵、反应器、提纯器、第一换热器和压缩机。可以通过高压的甲醇水产出高压的氢气，缓解气体压缩成本大、过程艰难的问题，为直接使用产出氢气提供保障。接使用产出氢气提供保障。接使用产出氢气提供保障。

【技术实现步骤摘要】
一种高压甲醇制氢工艺及其系统


[0001]本专利技术涉及甲醇制氢领域，具体涉及一种高压甲醇制氢工艺及其系统。

技术介绍

[0002]众所周知，煤炭是世界上最经济、最安全、最稳定的高经济效率能源，然而 过多的使用煤炭会产生较多的环境不友好型气体，严重的还会直接影响气候和生 态环境，所以，全世界各国都期待能改变传统能源结构，实现可持续发展；现阶 段，甲醇水制氢是应用最广的方式，通过甲醇水制氢得到能够直接使用的氢能源 是当下社会的关注重点。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种高压甲醇制氢工艺及其系统，通过高压的甲醇水产出高压的 氢气，缓解气体压缩成本大、过程艰难的问题，为直接使用产出氢气提供保障。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高压甲醇制氢 工艺，其中，包括以下步骤，
[0005]S1.通过高压液体泵将甲醇和水混合；
[0006]S2.将甲醇和水的混合液体注入反应器中反应制氢；
[0007]S3.将反应得到的氢气及废气注入提纯器中提纯氢气，并使废气分离；
[0008]S4.将高纯氢气通过换热器和压缩机得到高压高纯氢气。
[0009]作为优选，在步骤S1和S2之间还有S1.1.预热步骤，将甲醇和水的混合液 体注入预热器中升温至650摄氏度至1200摄氏度之间。
[0010]作为优选，步骤S1中甲醇和水的压强为5兆帕至10兆帕之间。
[0011]作为优选，将步骤S2中分离的废气进行重新燃烧向反应器供热。
[0012]作为优选，向步骤S2中的反应器中加入镍系催化剂。
[0013]一种高压甲醇制氢系统，其中，包括高压液体泵、反应器、提纯器、第一换 热器和压缩机，所述高压液体泵、所述反应器、所述提纯器、所述第一换热器和 所述压缩机依次连接，所述高压液体泵将甲醇和水分别进行抽取和加压后注入所 述反应器，所述反应器为甲醇水混合液体提供反应场所，所述提纯器用于将从所 述反应器中生成的反应气体进行分离和提纯，所述第一换热器用于对高温氢气降 温，所述压缩机用于对氢气进行加压。
[0014]作为优选，在所述高压液体泵和所述反应器之间连接有预热器。
[0015]作为优选，所述提纯器通过回流管道连接所述反应器。
[0016]作为优选，所述回流管道通过催化燃烧加热装置连接所述反应器，所述催化 燃烧加热装置用于燃烧废气并向所述反应器供热。
[0017]作为优选，在所述压缩机和所述高压液体泵之间连接有第二换热器，所述第 二换热器用于将所述压缩机的热量传递给甲醇水混合液体。
[0018]综上所述，本专利技术具有如下有益效果。
[0019]1、通过高压的甲醇水产出高压的氢气，缓解气体压缩成本大、过程艰 难的问题，
为直接使用产出氢气提供保障。
[0020]2、通过对甲醇水反应中产生的废气进行再燃焼供热，提升能量利用率。
[0021]3、高热量利用率支撑高温反应环境，配合镍系催化剂提升甲醇水的反 应效率。
附图说明
[0022]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实 施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他附图。
[0023]图1为高压甲醇制氢工艺流程图。
[0024]图2为高压甲醇制氢系统结构示意图。
[0025]图3为催化燃烧加热装置示意图。
[0026]图4为反应器表面气体流道结构示意图。
[0027]图5为燃烧管剖视结构示意图。
[0028]图6为固定通板和转动调节板结构示意图。
[0029]图7为流向控制部工作示意图。
[0030]图8为换热器整体结构示意图。
[0031]图9为预热管结构示意图。
[0032]图10为原料管结构示意图。
[0033]图11为原料管外表面平铺示意图。
[0034]图中：11、高压液体泵，12、预热器，13、反应器，14、提纯器，15、第一 换热器，16、压缩机，17、回流管道，2、催化燃烧加热装置，21、燃烧管，22、 通气管，23、环绕斜管，24、固定通板，25、转动调节板，26、稀疏孔，27、密 集孔，28、重叠槽，29、竖延管，210、管内移动片，211、管外推片，3、第二 换热器，31、预热管，32、降温管，33、原料管，34、水环管，35、热水槽，36、 扩散加热槽，37、连通槽道，38、流入阔口，310、水泵。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
[0036]实施例一
[0037]如图1所示，一种高压甲醇制氢工艺，其中，包括以下步骤，
[0038]S1.通过高压液体泵将甲醇和水混合；
[0039]S2.将甲醇和水的混合液体注入反应器中反应制氢；
[0040]S3.将反应得到的氢气及废气注入提纯器中提纯氢气，并使废气分离；
[0041]S4.将高纯氢气通过换热器和压缩机得到高压高纯氢气。
[0042]具体地，分别通过高压液体泵抽取甲醇和水后注入相同管道内混合，也可以 将甲醇也水混合后由高压液体泵抽出，将混合后的甲醇水液体通入反应器中进行 反应制得氢气，将反应后的气体通入提纯器中进行氢气的提纯，其中，反应后会 得到氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体，经过提纯器后可将氢气和其他气体 分离，这里可以使用钯膜分离装置，一方面得到高纯氢气，一方面得到废气，将 高纯氢气陆续通过换热器和压缩机后，得到
高压高纯氢气，从而根据所需，输出 高压高纯氢气。
[0043]在步骤S1和S2之间还有S1.1.预热步骤，将甲醇和水的混合液体注入预热 器中升温至650摄氏度至1200摄氏度之间。
[0044]步骤S1中甲醇和水的压强为5兆帕至10兆帕之间。将反应原料加压至5
‑
10 兆帕之间进行反应，相比常压下的甲醇水制氢反应可以获得更加高压的氢气，这 样可以减轻后期气体压缩艰难的问题。通过液体加压容易的方式替换气体加压艰 难的困扰。
[0045]将步骤S2中分离的废气进行重新燃烧向反应器供热。将未燃烧充分的废气 重新进行燃烧，将燃烧生成的热量对反应器供热，可以节省预热环节的能源消耗， 有效提升原料利用率，并且实现能量重复利用。
[0046]向步骤S2中的反应器中加入镍系催化剂。镍系催化剂在650
‑
1200摄氏度的 高温区间内稳定性好，且能保证甲醇转化率高，镍系催化剂可将甲醇转化率提升 至99％以上，对传统的铜系催化剂或钛系催化剂或稀有金属催化剂或贵金属催化 剂的甲醇转化率为95％以上。
[0047]如图2、图3所示，一种高压甲醇制氢系统，其中，包括高压液体泵11、反 应器13、提纯器14、第一换热器15和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压甲醇制氢工艺，其特征在于，包括以下步骤，S1.通过高压液体泵将甲醇和水混合；S2.将甲醇和水的混合液体注入反应器中反应制氢；S3.将反应得到的氢气及废气注入提纯器中提纯氢气，并使废气分离；S4.将高纯氢气通过换热器和压缩机得到高压高纯氢气。2.根据权利要求1所述的一种高压甲醇制氢工艺，其特征在于，在步骤S1和S2之间还有S1.1.预热步骤，将甲醇和水的混合液体注入预热器中升温至650摄氏度至1200摄氏度之间。3.根据权利要求2所述的一种高压甲醇制氢工艺，其特征在于，步骤S1中甲醇和水的压强为5兆帕至10兆帕之间。4.根据权利要求3所述的一种高压甲醇制氢工艺，其特征在于，将步骤S2中分离的废气进行重新燃烧向反应器供热。5.根据权利要求4所述的一种高压甲醇制氢工艺，其特征在于，向步骤S2中的反应器中加入镍系催化剂。6.一种高压甲醇制氢系统，其特征在于，包括高压液体泵(11)、反应器(13)、提纯器(14)、第一换热器(15)和压缩机(16)，所述高压液体泵(11)、所述反应器(13)、所述提纯器(14)、所述第一换热器(15)和所述压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文昭，
申请(专利权)人：浙江索科特氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：