【技术实现步骤摘要】
碳氢燃料重整中温净化制氢方法、设备和燃料电池供能系统
[0001]本专利技术涉及氢能与燃料电池
，更具体地说，涉及一种碳氢燃料重整中温净化制氢方法，本专利技术还涉及一种碳氢燃料重整中温净化制氢设备和一种燃料电池供能系统。
技术介绍
[0002]氢气是清洁环保的能源载体，燃料电池是一种清洁、高效的能量转化装置，可直接通过氧化还原反应将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能，目前最为普及且商业化水平最高的是质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cell，简称PEMFC），基于PEMFC的发电供能技术可实现能源与交通、建筑与家电行业的协同发展。
[0003]目前在储氢等研发暂未大规模商业化的背景下，利用工业煤制气、商业/民用天然气、含烷烃的工业副产气、或者碳氢燃料重整制氢，固体废弃物及其气化或热解后含C1~C5的碳氢物质混合物，供氢于以PEMFC为发电载体的供能系统。PEMFC以铂为催化剂，需以高纯H2为燃料，对H2燃料的供应品质提出了很高要求（具体见“质子交换膜燃料电池汽车...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳氢燃料重整中温净化制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳氢燃料重整生成的以H2为主的富氢气体降温至粗脱目标中温吸附温度，通过第一段中温变压吸附工艺或第一段中温变温变压吸附工艺对富氢气体进行粗脱，以实现氢气中绝大部分CO2、H2S和大部分CO、N2、CH4杂质的脱除，获得第一段产品氢气；将第一段产品氢气调整温度至精脱目标吸附温度，通过第二段中温变压吸附工艺、第二段常温变压吸附工艺、第二段常温变温变压吸附工艺或第二段中温变温变压吸附工艺对第一段产品氢气进行精脱，以实现所述第一段产品氢气中CO2、CO的深度定向脱除，获得H2S浓度<4ppb、CO浓度<0.2ppm且氢气直接收率达到85%以上的燃料电池用燃料氢气；其中，所述碳氢燃料为工业煤制气、商业/民用天然气、含烷烃的工业副产气、掺氢官网天然气、液化石油气或者以C
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为主要成分的碳氢燃料；或者工业副产的含有>10%CH4含量的气体；或者固体废弃物及其气化或热解后含C1~C5的碳氢物质混合物。2.根据权利要求1所述的碳氢燃料重整中温净化制氢方法，其特征在于，具体通过第一段中温变压吸附工艺对富氢气体进行粗脱；所述粗脱目标中温吸附温度为120~450℃；所述第一段中温变压吸附工艺采用疏水活性炭、水滑石基吸附剂中的至少一种中温吸附剂，其中，中温吸附剂的质量含量为吸附剂总质量的5%~100%。3.根据权利要求2所述的碳氢燃料重整中温净化制氢方法，其特征在于，具体通过第二段中温变压吸附工艺对第一段产品氢气进行精脱；所述精脱目标吸附温度为120~450℃；所述第二段中温变压吸附工艺采用疏水活性炭、水滑石基吸附剂中的至少一种中温吸附剂，其中，中温吸附剂的质量含量为吸附剂总质量的5%~100%。4.根据权利要求3所述的碳氢燃料重整中温净化制氢方法，其特征在于，所述第一段中温变压吸附工艺和所述第二段中温变压吸附工艺均依次包括吸附、水蒸气/氮气冲洗、多次均压降、顺放、逆放、水蒸气/氮气清洗、真空/真空同时清洗、多次均压升、产品气终充工序。5.根据权利要求1所述的碳氢燃料重整中温净化制氢方法，其特征在于，具体通过第二段常温变温变压吸附工艺对第一段产品氢气进行精脱；所述第二段常温变温变压吸附工艺采用在常温吸附、在80~150℃之间解吸的吸附解吸交替的运行方式；所述第二段常温变温变压吸附工艺至少采用亚铜基吸附剂，其中，亚铜基吸附剂的质量含量为吸附剂总质量的5%~100%；所述第二段常温变温变压吸附工艺依次包括吸附、均压降、逆放、升温至80~150℃、产品氢气清洗、抽真空、均压升，产品氢气终充工序。6.一种碳氢燃料重整中温净化制氢设备，其特征在于，包括：并排设...
【专利技术属性】
技术研发人员：史翊翔，李爽，吴磊，蔡宁生，
申请(专利权)人：清华大学山西清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：
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