一种甲醇和水蒸气制氢的系统技术方案

本申请涉及氢气制备的技术领域，公开了一种甲醇和水蒸气制氢的系统，包括供料区间，所述供料区间包括用于储存甲醇的容器以及和容器相连接的加热装置，所述加热装置用于气化甲醇；第一区间，所述第一区间包括和所述加热装置连通的反应室、设置于反应室侧壁且用于向反应室提供水蒸气的第一加料位、以及设置于反应室相侧壁且用于向反应室提供催化剂的第二加料位；第二区间，包括依次连通的过滤室、吸附室、膜分离室和冷却分离室；所述过滤室和所述反应室相连通，使得反应室合成的气体能够进入过滤室，且合成的气体自过滤室依次经过吸附室、膜分离室和冷却分离室。本申请能够提高氢气的纯度并减少温室气体排放于环境中。气的纯度并减少温室气体排放于环境中。气的纯度并减少温室气体排放于环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇和水蒸气制氢的系统


[0001]本申请涉及氢气制备的
，尤其是涉及一种甲醇和水蒸气制氢的系统。

技术介绍

[0002]目前，氢气由于具有较高的质量能量密度和满足环保要求，已经成为21世纪理想的清洁能源之一，因此氢气在燃料电池中具有越来越广泛的应用。
[0003]甲醇是一种含有氢元素的常见的化工原料，现有生产中通常将甲醇加热汽化后，与水蒸气重整以得到氢气和二氧化碳混合气体，随后将混合气体中的二氧化碳去除，以得到纯净的氢气。甲醇和水蒸气制氢的工艺相比于传统的电解水制氢，其具有产氢效率高，能耗消耗少等优点，因此逐渐成为重要的制氢工艺。
[0004]现有公开号为CN102897712A的专利申请文件公开了一种高效的甲醇水制氢系统，包括液体储存容器、换热器、气化室、重整室和分离室，液体储存器中的甲醇和水加热后气化并进入到重整室中，重整室中有催化剂，在重整室中甲醇和水蒸气反应，产生氢气、二氧化碳等气体，随即混合气体进入到分离室中，经过分离器将氢气提纯，余气则排出。
[0005]由于甲醇和水蒸气反应后生成的混合气体中混杂有未完全反应的碳氧化物，比如一氧化碳，因此该系统并不能很好的去除碳氧化物，容易影响氢气的纯度，并且一氧化碳还容易对环境造成污染。

技术实现思路

[0006]为了提高制备得到的氢气的纯度，并且减少对环境的污染，本申请提供一种甲醇和水蒸气制氢的系统。
[0007]本申请采用如下的技术方案：一种甲醇和水蒸气制氢的系统，包括；供料区间，所述供料区间包括用于储存甲醇的容器以及和容器相连接的加热装置，所述加热装置用于气化甲醇；第一区间，所述第一区间包括和所述加热装置连通的反应室、设置于反应室侧壁且用于向反应室提供水蒸气的第一加料位、以及设置于反应室相侧壁且用于向反应室提供催化剂的第二加料位；第二区间，包括依次连通的过滤室、吸附室、膜分离室和冷却分离室，所述冷却分离室上设置有出气孔；所述过滤室和所述反应室相连通，使得反应室合成的气体能够进入过滤室，且合成的气体自过滤室依次经过吸附室、膜分离室和冷却分离室；所述过滤室内设置有用于吸附二氧化碳的填料，所述吸附室连通有吸附件，所述吸附件用于处理混合气体中的一氧化碳；所述膜分离室设置有用于分离气体中的氢气的膜分离装置，所述冷却分离室的温度低于二氧化碳的沸点。
[0008]通过采用上述技术方案，甲醇经过加热装置后气化，然后进入到第一区间的反应室中，然后再通入水蒸气和催化剂，从而甲醇气体和水蒸气能够在反应室中反应生成氢气；
在反应室中得到的合成气体则依次进入到过滤室中，通过填料去除大部分的二氧化碳，进入到吸附室中去除一氧化碳，进入到膜分离室中进一步提纯，最后进入到冷却分离室中，二氧化碳气体能够在冷却分离室中液化，氢气则从出气孔排出，因此合成气体经过多重的吸附和分离，制备得到的氢气纯度较高，并且一氧化碳能够通过吸附件进行处理，减少了排放到环境中对环境造成污染。
[0009]可选的，所述吸附件包括和吸附室连通的连通管道以及设置于连通管道上的吸附盒，所述吸附盒内设置有一氧化碳氧化剂，所述吸附盒上设置有用于提供空气的风机，所述连通管道远离吸附室的一端连接有二氧化碳冷却装置。
[0010]通过采用上述技术方案，一氧化碳氧化剂具有双重功能，在无氧条件下进行一氧化碳吸附，在有氧的条件下催化一氧化碳和氧气生成二氧化碳，从而将一氧化碳转化为无污染的二氧化碳。
[0011]可选的，所述反应室的外壁上设置有保温层。
[0012]通过采用上述技术方案，减少反应室温度的流失，能够保持反应室气化的甲醇和水蒸气进行充分的反应。
[0013]可选的，所述反应室内设置有搅拌件。
[0014]通过采用上述技术方案，能够促进反应室中气化的甲醇和水蒸气的混合，从而促进反应的进行。
[0015]可选的，所述过滤室内设置有氧化钙填料，所述过滤室还设置有用于给氧化钙供水的供水管。
[0016]通过采用上述技术方案，氧化钙和水反应后能够生成氢氧化钙，氢氧化钙能够和二氧化碳充分的反应，从而除去合成气体中大部分的二氧化碳。
[0017]可选的，所述过滤室内设置有支撑座，所述支撑座上开设有贯通支撑座上下表面的球槽，所述球槽内转动安装有容纳球，所述容纳球为内部中空结构，且氧化钙填充于容纳球中，所述供水管转动穿设过过滤室侧壁和支撑座，并延伸于容纳球中，所述过滤室的侧壁设置有用于驱动容纳球转动的动力件。
[0018]通过采用上述技术方案，容纳球转动安装于支撑座上，并且能通过动力件驱动进行转动，氧化钙放置于容纳球中，容纳球转动时能够促进水和氧化钙的反应，并且在气体经过容纳球时，容纳球转动也能够促进二氧化碳和氢氧化钙的充分反应。
[0019]可选的，所述支撑座上开设有贯通支撑座上下两侧的通孔，所述球槽的内壁上开设有容纳槽，所述容纳槽内设置有气囊，所述气囊内设置有穿杆，所述通孔的内壁开设有插接槽，所述穿杆穿设过支撑座且能够插接于插接槽中，所述穿杆上开设有启闭孔，所述容纳球上对称设置有凹槽，当所述容纳球转动时，所述气囊能够受压于容纳球侧壁被挤压，此时所述启闭孔能够和通孔相重合，所述气囊还设置有通管，所述通管延伸于通孔中并且开口朝下，当容纳球转动时，气囊和凹槽相对应时，凹槽提供气囊恢复原状的空间。
[0020]通过采用上述技术方案，容纳球在转动时，容纳球能够挤压气囊，使得通管向下吹气，并且在吹气的同时通孔处于开启状态，支撑座表面的气体能够通过通孔被吸入支撑座下方，再重新通过容纳球进行吸附反应；而气囊对应到凹槽的位置时，气囊在本身弹力的作用下回复，启闭孔和通孔错开，从而使得通孔被封闭，通过上述的步骤提高了对二氧化碳的吸附效果。
[0021]可选的，所述凹槽开口处的侧壁设置有倒角。
[0022]综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：1.在第一区间中，甲醇气体和水蒸气能够充分混合并反应，反应速度快，合成气体随后依次进入过滤室、吸附室、膜分离室和冷却分离室，经过多重的吸附和分离，能够非常大程度的将二氧化碳和一氧化碳去除，提高了制备得到的氢气的纯度，也减少了一氧化碳气体进入的环境中对环境造成损坏。
[0023]2.容纳球转动能够驱动气囊吹气，并且通孔处于开启的状态，使得支撑座表面的气体能够被吸入支撑座下方，从而使得二氧化碳气体需要重新经过容纳球重新被吸附，进而提高二氧化碳的吸附效果。
附图说明
[0024]图1是本申请实施例的简单组成示意图；图2是本申请实施例中反应室的结构简单示意图；图3是本申请实施例中过滤室的结构示意图；图4是本申请实施例中容纳球的结构示意图；图5是本申请实施例中支撑座的剖视结构示意图；图6是本申请实施例中气囊的剖视示意图。
[0025]附图标记说明：1、供料区间；101、容器；102、加热装置；2、第一区间；21、反应室；22、第一加料位；23、第二加料位；3、第二区间；31、过滤室；32、吸附室；33、膜分离室；34、冷却分离室；4、吸附件；41、连通管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇和水蒸气制氢的系统，其特征在于：包括，供料区间（1），所述供料区间（1）包括用于储存甲醇的容器（101）以及和容器（101）相连接的加热装置（102），所述加热装置（102）用于气化甲醇；第一区间（2），所述第一区间（2）包括和所述加热装置（102）连通的反应室（21）、设置于反应室（21）侧壁且用于向反应室（21）提供水蒸气的第一加料位（22）、以及设置于反应室（21）相侧壁且用于向反应室（21）提供催化剂的第二加料位（23）；第二区间（3），包括依次连通的过滤室（31）、吸附室（32）、膜分离室（33）和冷却分离室（34），所述冷却分离室（34）上设置有出气孔；所述过滤室（31）和所述反应室（21）相连通，使得反应室（21）合成的气体能够进入过滤室（31），且合成的气体自过滤室（31）依次经过吸附室（32）、膜分离室（33）和冷却分离室（34）；所述过滤室（31）内设置有用于吸附二氧化碳的填料，所述吸附室（32）连通有吸附件（4），所述吸附件（4）用于处理混合气体中的一氧化碳；所述膜分离室（33）设置有用于分离气体中的氢气的膜分离装置，所述冷却分离室（34）的温度低于二氧化碳的沸点。2.根据权利要求1所述的一种甲醇和水蒸气制氢的系统，其特征在于：所述吸附件（4）包括和吸附室（32）连通的连通管道（41）以及设置于连通管道（41）上的吸附盒（42），所述吸附盒（42）内设置有一氧化碳氧化剂，所述吸附盒（42）上设置有用于提供空气的风机（43），所述连通管道（41）远离吸附室（32）的一端连接有二氧化碳冷却装置（44）。3.根据权利要求1所述的一种甲醇和水蒸气制氢的系统，其特征在于：所述反应室（21）的外壁上设置有保温层（17）。4.根据权利要求1所述的一种甲醇和水蒸气制氢的...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷玲，高梦涵，许澎，
申请(专利权)人：福建久策气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：