CN110127610A - 一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法 - Google Patents
一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110127610A CN110127610A CN201810133264.2A CN201810133264A CN110127610A CN 110127610 A CN110127610 A CN 110127610A CN 201810133264 A CN201810133264 A CN 201810133264A CN 110127610 A CN110127610 A CN 110127610A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating
- hollow housing
- reformer
- methanol
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/323—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
- C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/1205—Composition of the feed
- C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/1217—Alcohols
- C01B2203/1223—Methanol
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
本发明揭示了一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法,甲醇水重整制氢装置包括储存容器、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路;启动装置设置于重整装置的下方,设有点火装置;所述中空壳体的中空区域作为燃烧室;加热气化装置靠近燃烧室设置;重整装置的上部设有电加热机构;中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于中空壳体上部的第二温度传感器,分别用来感应中空壳体下部及上部的温度,并将感应的温度信息反馈至所述主控电路。本发明提出的加热均衡的甲醇水重整制氢装置,可精确控制重整室的温度,确保反应高效,同时保证催化剂不易损伤。
Description
技术领域
本发明属于制氢制备技术领域,涉及一种制氢装置,尤其涉及一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置;此外,本发明还涉及一种甲醇水重整制氢装置的控制方法。
背景技术
氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
氢燃料电池技术已经较为成熟,但如何安全、便捷地制备、运输、使用氢气,是一直困扰着人们的问题;通常的做法是利用储氢罐。然而,储氢罐由于存有大量的氢气,氢气遇火容易爆炸,安全性不高;此外,存储、输送氢气的成本较高,为氢气发电的应用带来困难。
最近几年,利用甲醇的移动制氢发电技术已有小范围的产业应用,且制氢发电设备体积小,便于移动。
如本申请人在2015年申请的中国发明专利CN201510476342.5揭示一种甲醇水重整制氢发电机,包括电控系统、甲醇水进液系统、制氢系统及发电系统,电控系统包括控制主板、供电装置及电力输出端口,控制主板控制甲醇水进液系统、制氢系统及发电系统工作;供电装置包括可充电电池,在制氢发电机启动过程中,其为制氢发电机自身供电;甲醇水进液系统,包括进液总管、输送泵、启动进液电磁阀、启动进液分管、制氢进液电磁阀及制氢进液分管;在制氢发电机启动过程中,启动进液电磁阀打开,制氢进液电磁阀关闭;在制氢发电机制氢过程中,制氢进液电磁阀打开,启动进液电磁阀关闭;本发明各部分系统之间配合好,电控系统控制稳定,启动时不需要外接电源供电,甲醇水进液系统成本较低、衔接性好。
上述发明已获得授权;但在申请人的研发过程中,发现上述甲醇水重整制氢发电机还存在部分缺陷,重整室不同位置温度不同,无法精确控制重整室各个区域处于统一的温度。
有鉴于此,如今迫切需要设计一种甲醇水重整制氢装置,以便克服现有制氢装置存在的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,可精确控制重整室各个区域的温度。
此外,本发明还提供一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法,可精确控制重整室各个区域的温度。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,所述制氢装置包括:储存容器、外壳、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路;所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置、重整装置、分离装置,控制各个装置工作;所述启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置均设置于外壳内;
所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及加热气化装置,所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至加热气化装置,加热气化装置连接重整装置;
所述重整装置连接分离装置,分离装置连接氢气输送管路;所述分离装置包括膜分离装置;所述重整装置包括重整室,所述重整室包括中空壳体,中空壳体的内壁与外壁之间设有催化剂;
所述启动装置设置于重整装置的下方,设有点火装置;所述中空壳体的中空区域作为燃烧室;
所述加热气化装置靠近燃烧室设置;所述加热气化装置包括加热气化管路,加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹;
所述启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇水原料,以及制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或/和制备得到的氢气燃烧,为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量;燃烧室的中部或/和下部温度为378~382℃;所述分离装置的部分或全部设置于所述中空壳体内;
所述重整装置的上部设有电加热机构,电加热机构缠绕于所述中空壳体的外壁,或者/并且电加热机构设置于中空壳体内壁与外壁之间、被催化剂包裹;所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器,分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度,并将感应的温度信息反馈至所述主控电路;
所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作;若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a,a=5℃,则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b,b=1℃。
一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,所述制氢装置包括:原料输送装置、甲醇水输送管路、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路;
所述原料输送装置通过甲醇水输送管路连接重整装置,所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置;
所述重整装置连接分离装置,分离装置连接氢气输送管路;所述分离装置包括膜分离装置;所述重整装置包括重整室;所述重整室包括中空壳体,中空壳体的内壁和外壁之间设有催化剂;
所述中空壳体的中空区域作为燃烧室;所述加热气化装置靠近燃烧室设置;
所述重整装置的上部设有电加热机构;所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器,分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度,并将感应的温度信息反馈至所述主控电路;
所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作;若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a,则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b。
作为本发明的一种优选方案,所述甲醇水重整制氢装置还包括启动装置,所述启动装置设置于重整装置的下方或下部,启动装置包括点火装置。
作为本发明的一种优选方案,所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置,控制各个装置工作。
作为本发明的一种优选方案,启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇,制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或制备得到的氢气燃烧,为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量;燃烧室的下部温度为378~382℃。
作为本发明的一种优选方案,a=5℃;b=1℃。
作为本发明的一种优选方案,所述加热气化装置包括加热气化管路,加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹。
作为本发明的一种优选方案,所述电加热机构设置于所述中空壳体的外壁;或者,部分电加热机构设置于中空壳体的外壁和内壁之间、被催化剂包裹。
作为本发明的一种优选方案,所述电加热机构设置于所述中空壳体的上部;或者,中空壳体自上而下包括若干区域,电加热机构包括若干电加热单元,各个电加热单元分布在各个区域,主控电路能分别控制各个区域的电加热单元,控制其的加热工作。
作为本发明的一种优选方案,所述分离装置的部分或全部设置于所述中空壳体中空区域内。
一种上述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
步骤S1、启动步骤;在启动阶段,原料输送装置将甲醇水输送至启动装置,直接通过点火装置点火燃烧放热;
步骤S2、待重整装置、分离装置到达适合反应温度时,原料输送装置将甲醇水输送至加热气化装置加热气化;
步骤S3、气化后的反应气体进入重整室,在催化剂的催化下重整,得到富氢气体,将富氢气体输送至分离装置进行分离;在反应过程中,实时监测重整装置各个区域的温度是否达到设定温差,若温差大于设定值,则主控电路控制对应区域的电加热机构工作,提高温度较低区域的温度;
步骤S4、分离装置将富氢气体中的氢气分离,其他气体作为余气通过管路连至燃烧室;由于余气中包括可燃气体,通过燃烧可燃气体即可保障重整装置及分离装置的反应。
一种上述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
原料输送装置将甲醇水输送至加热气化装置加热气化;
气化后的反应气体进入重整装置,在催化剂的催化下重整,得到富氢气体,将富氢气体输送至分离装置进行分离;在反应过程中,实时监测重整装置各个区域的温度是否达到设定温差,若温差大于设定值,则主控电路控制对应区域的电加热机构工作,提高温度较低区域的温度;
分离装置将富氢气体中的氢气分离,其他气体作为余气通过管路连至燃烧室;由于余气中包括可燃气体,通过燃烧余气即可保障重整装置及分离装置的反应。
本发明的有益效果在于:本发明提出的加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法,可精确控制重整室的温度,确保反应高效,同时保证催化剂不易损伤。
附图说明
图1为本发明甲醇水重整制氢装置的部分结构示意图。
图2为本发明甲醇水重整制氢装置的部分结构示意图。
图3为本发明甲醇水重整制氢装置的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1至图3,本发明揭示了一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,所述制氢装置包括:储存容器(也可以作为另外的机构,不属于制氢装置)、外壳1、原料输送装置7、甲醇水输送管路、启动装置2、加热气化装置3、重整装置4、分离装置5、氢气输送管路、主控电路6;所述主控电路6分别连接原料输送装置、启动装置2、重整装置4、分离装置5,控制各个装置工作。
所述制氢装置的基本结构,申请人已经在一些在先申请中揭示,如中国专利CN201510476342.5、发明名称为《一种甲醇水重整制氢发电机》的发明专利;其揭示了制氢装置的基本组成。上述发明已经得到授权,由于申请人发现现有结构存在重整室内温度不均匀的缺陷,因此申请人对其进行进一步地改进。
所述原料输送装置7通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及加热气化装置3,所述原料输送装置7将储存容器中的甲醇水原料输送至加热气化装置3,加热气化装置3连接重整装置4。
所述重整装置4连接分离装置5,分离装置5连接氢气输送管路;所述分离装置5包括膜分离装置;所述重整装置4包括重整室,所述重整室包括中空壳体41,中空壳体41的内壁与外壁之间设有催化剂42。所述启动装置2设置于重整装置4的下方或下部,启动装置2设有点火装置;所述中空壳体41的中空区域作为燃烧室8。
所述加热气化装置3靠近燃烧室8设置;所述加热气化装置3包括加热气化管路,加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体41的外壁或中空壳体41的内壁或膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体41的外壁、部分缠绕于中空壳体41的内壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体41的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体41的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹。
所述启动装置2在启动阶段直接燃烧甲醇原料,以及制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置5分离出的尾气燃烧,为加热气化装置3、重整装置4、分离装置5提供工作所需的热量;燃烧室8的中部或/和下部温度为378~382℃;所述分离装置5设置于所述中空壳体41内。
所述重整装置4的上部设有电加热机构9,电加热机构9缠绕于所述中空壳体41的外壁,或者/并且电加热机构9设置于中空壳体41内壁与外壁之间、被催化剂包裹;所述中空壳体41至少设有设置于所述中空壳体41下部(或者说是燃烧室8下部)的第一温度传感器11、设置于所述中空壳体41上部(或者说是燃烧室8上部)的第二温度传感器12,分别用来感应所述中空壳体41下部及上部的温度(或者说是用来感应燃烧室8下部及上部的温度),并将感应的温度信息反馈至所述主控电路6。
所述主控电路6根据所述第一温度传感器11、第二温度传感器12感应的温度信息控制所述电加热机构9是否工作;若第二温度传感器12感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器11感应到的燃烧室下部温度低设定值a,a=5℃,则控制所述电加热机构9工作至第一温度传感器11、第二温度传感器12感应的温度之差低于设定值b,b=1℃。
本发明制氢装置的控制方法包括:
步骤S1、启动步骤;在启动阶段,原料输送装置7将甲醇水输送至启动装置,直接通过点火装置点火燃烧放热;
步骤S2、待重整装置、分离装置到达适合反应温度时,原料输送装置7将甲醇水输送至加热气化装置3加热气化;
步骤S3、气化后的反应气体进入重整室,在催化剂的催化下重整,得到富氢气体,将富氢气体输送至分离装置进行分离;在反应过程中,实时监测重整装置上部下部(也可以是上部、中部、下部,或者将重整室分隔为若干区域,分别感应各个区域的温度)温度是否达到一定温差,比如温差大于设定值,如(5℃,也可以是3℃、8℃等其他设定温度),则主控电路控制对应区域的电加热机构工作,提高温度较低区域的温度(一般是重整装置上部温度较低的几率相对大一些);
步骤S4、分离装置将富氢气体中的氢气分离(氢气纯度可达99.9999%),其他气体(余气)通过管路连至燃烧室;由于余气中包括可燃气体,通过燃烧可燃气体即可保障重整装置及分离装置的反应。当然,如果通过监测机构监测得到余气无法保证反应的进行,可以通过将制得的部分氢气输送至燃烧室燃烧。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于,本实施例中,中空壳体自上而下包括若干区域,电加热机构包括若干电加热单元,各个电加热单元分布在各个区域,主控电路能分别控制各个区域的电加热单元,控制其的加热工作。
实施例三
一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,所述制氢装置包括:储存容器、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路;
所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及重整装置,所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置;
所述重整装置连接分离装置,分离装置连接氢气输送管路;所述分离装置包括膜分离装置;所述重整装置包括重整室;所述重整室包括中空壳体,中空壳体的内壁和外壁之间设有催化剂;
所述启动装置设置于重整装置的下方,设有点火装置;所述中空壳体的中空区域作为燃烧室;所述加热气化装置靠近燃烧室设置;
所述重整装置的上部设有电加热机构;所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器,分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度,并将感应的温度信息反馈至所述主控电路;
所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作;若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a,则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b。
一种上述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
原料输送装置将甲醇水输送至加热气化装置加热气化;
气化后的反应气体进入重整装置,在催化剂的催化下重整,得到富氢气体,将富氢气体输送至分离装置进行分离;在反应过程中,实时监测重整装置各个区域的温度是否达到设定温差,若温差大于设定值,则主控电路控制对应区域的电加热机构工作,提高温度较低区域的温度;
分离装置将富氢气体中的氢气分离,其他气体作为余气通过管路连至燃烧室;由于余气中包括可燃气体,通过燃烧余气即可保障重整装置及分离装置的反应。
综上所述,本发明提出的加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法,可精确控制重整室的温度,确保反应高效,同时保证催化剂不易损伤。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于,所述制氢装置包括:储存容器、外壳、原料输送装置、甲醇水输送管路、启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路;所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置、重整装置、分离装置,控制各个装置工作;
所述启动装置、加热气化装置、重整装置、分离装置均设置于外壳内;
所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及加热气化装置,所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至加热气化装置,加热气化装置连接重整装置;
所述重整装置连接分离装置,分离装置连接氢气输送管路;所述分离装置包括膜分离装置;所述重整装置包括重整室,所述重整室包括中空壳体,中空壳体的内壁与外壁之间设有催化剂;
所述启动装置设置于重整装置的下方,设有点火装置;所述中空壳体的中空区域作为燃烧室;
所述加热气化装置靠近燃烧室设置;所述加热气化装置包括加热气化管路,加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹;
所述启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇水原料,以及制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或/和制备得到的氢气燃烧,为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量;燃烧室的中部或/和下部温度为378~382℃;所述分离装置的部分或全部设置于所述中空壳体内;
所述重整装置设有电加热机构,电加热机构缠绕于所述中空壳体的外壁,或者/并且电加热机构设置于中空壳体内壁与外壁之间、被催化剂包裹;所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器,分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度,并将感应的温度信息反馈至所述主控电路;
所述电加热机构设置于所述中空壳体;或者,中空壳体自上而下包括若干区域,电加热机构包括若干电加热单元,各个电加热单元分布在各个区域,主控电路能分别控制各个区域的电加热单元,控制其的加热工作;
所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作;若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a,a=5℃,则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b,b=1℃。
2.一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于,所述制氢装置包括:原料输送装置、甲醇水输送管路、加热气化装置、重整装置、分离装置、氢气输送管路、主控电路;
所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接重整装置,所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置;
所述重整装置连接分离装置,分离装置连接氢气输送管路;所述分离装置包括膜分离装置;所述重整装置包括重整室;所述重整室包括中空壳体,中空壳体的内壁和外壁之间设有催化剂;
所述中空壳体的中空区域作为燃烧室;所述加热气化装置靠近燃烧室设置;
所述重整装置的上部设有电加热机构;所述中空壳体至少设有设置于所述中空壳体下部的第一温度传感器、设置于所述中空壳体上部的第二温度传感器,分别用来感应所述中空壳体下部及上部的温度,并将感应的温度信息反馈至所述主控电路;
所述主控电路根据所述第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度信息控制所述电加热机构是否工作;若第二温度传感器感应到的燃烧室上部温度比第一温度传感器感应到的燃烧室下部温度低设定值a,则控制所述电加热机构工作至第一温度传感器、第二温度传感器感应的温度之差低于设定值b。
3.根据权利要求2所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于:
所述甲醇水重整制氢装置还包括启动装置,所述启动装置设置于重整装置的下方或下部,启动装置包括点火装置;所述主控电路分别连接原料输送装置、启动装置,控制各个装置工作。
4.根据权利要求3所述的加热的甲均衡醇水重整制氢装置,其特征在于:
所述启动装置在启动阶段直接燃烧甲醇,制氢装置在正常工作阶段利用从分离装置分离出的余气或制备得到的氢气燃烧,为加热气化装置、重整装置、分离装置提供工作所需的热量;燃烧室的下部温度为378~382℃。
5.根据权利要求2所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于:
a=5℃;b=1℃。
6.根据权利要求2所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于:
所述加热气化装置包括加热气化管路,加热气化管路的部分缠绕于所述中空壳体的外壁或中空壳体的内壁或膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于中空壳体的内壁,或者加热气化管路的部分缠绕于中空壳体的外壁、部分缠绕于膜分离装置的外壁,或者加热气化管路的部分设置于所述中空壳体的外壁与内壁之间、被催化剂材料所包裹。
7.根据权利要求2所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于:
所述电加热机构设置于所述中空壳体的外壁;或者,部分电加热机构设置于中空壳体的外壁和内壁之间、被催化剂包裹。
8.根据权利要求2所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置,其特征在于:
所述电加热机构设置于所述中空壳体的上部;或者,中空壳体自上而下包括若干区域,电加热机构包括若干电加热单元,各个电加热单元分布在各个区域,主控电路能分别控制各个区域的电加热单元,控制其的加热工作。
9.一种权利要求1所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:
步骤S1、启动步骤;在启动阶段,原料输送装置将甲醇水输送至启动装置,直接通过点火装置点火燃烧放热;
步骤S2、待重整装置、分离装置到达适合反应温度时,原料输送装置将甲醇水输送至加热气化装置加热气化;
步骤S3、气化后的反应气体进入重整室,在催化剂的催化下重整,得到富氢气体,将富氢气体输送至分离装置进行分离;在反应过程中,实时监测重整装置各个区域的温度是否达到设定温差,若温差大于设定值,则主控电路控制对应区域的电加热机构工作,提高温度较低区域的温度;
步骤S4、分离装置将富氢气体中的氢气分离,其他气体作为余气通过管路连至燃烧室;由于余气中包括可燃气体,通过燃烧可燃气体即可保障重整装置及分离装置的反应。
10.一种权利要求2所述的加热均衡的甲醇水重整制氢装置的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:
原料输送装置将甲醇水输送至加热气化装置加热气化;
气化后的反应气体进入重整装置,在催化剂的催化下重整,得到富氢气体,将富氢气体输送至分离装置进行分离;在反应过程中,实时监测重整装置各个区域的温度是否达到设定温差,若温差大于设定值,则主控电路控制对应区域的电加热机构工作,提高温度较低区域的温度;
分离装置将富氢气体中的氢气分离,其他气体作为余气通过管路连至燃烧室;由于余气中包括可燃气体,通过燃烧余气即可保障重整装置及分离装置的反应。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810133264.2A CN110127610A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810133264.2A CN110127610A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110127610A true CN110127610A (zh) | 2019-08-16 |
Family
ID=67567681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810133264.2A Withdrawn CN110127610A (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110127610A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113772624A (zh) * | 2021-11-09 | 2021-12-10 | 江苏中科聚元氢能源科技有限公司 | 一种甲醇转换氢能源装置 |
CN114162782A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-11 | 德州新动能铁塔发电有限公司 | 一种制氢设备及方法 |
CN114634161A (zh) * | 2020-12-16 | 2022-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种甲醇重整气体发生器 |
-
2018
- 2018-02-09 CN CN201810133264.2A patent/CN110127610A/zh not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114634161A (zh) * | 2020-12-16 | 2022-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种甲醇重整气体发生器 |
CN113772624A (zh) * | 2021-11-09 | 2021-12-10 | 江苏中科聚元氢能源科技有限公司 | 一种甲醇转换氢能源装置 |
CN114162782A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-11 | 德州新动能铁塔发电有限公司 | 一种制氢设备及方法 |
CN114162782B (zh) * | 2021-11-24 | 2022-12-02 | 德州新动能铁塔发电有限公司 | 一种制氢设备及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105084311B (zh) | 一种零碳排放的甲醇水重整制氢系统及其应用和制氢方法 | |
CN105070929B (zh) | 一种甲醇水重整制氢发电机 | |
CN104276542B (zh) | 甲醇水制氢系统的重整器、甲醇水制氢系统及制氢方法 | |
US7537623B2 (en) | Method and device for the producing of a gas rich in hydrogen by thermal pyrolysis of hydrocarbons | |
JP2018087501A (ja) | 複合発電システムの制御装置、複合発電システム、複合発電システムの制御方法および複合発電システムの制御プログラム | |
CN104229734B (zh) | 重整制氢反应器及其制氢方法 | |
CN110127610A (zh) | 一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置及其控制方法 | |
CN105347300B (zh) | 一种快速冷启动甲醇制氢机系统 | |
CN106025314A (zh) | 一种电动汽车移动充电车 | |
CN109956450A (zh) | 一种甲醇水即时制氢系统及其制氢方法 | |
CN105060247B (zh) | 一种用于启动重整制氢装置的启动系统 | |
JP2018088324A (ja) | 複合発電システムの制御装置、複合発電システム、複合発電システムの制御方法および複合発電システムの制御プログラム | |
CN102130347A (zh) | 燃料电池的燃料匣与燃料匣操作方法 | |
US20100062292A1 (en) | Fuel Cell system and method for operating the same | |
CN206341013U (zh) | 一种自动注入原料的充电桩 | |
CN205944261U (zh) | 甲醇重整反应器及小型燃料电池发电系统 | |
CN210795755U (zh) | 一种氢气生产系统 | |
CN110329993B (zh) | 一种高性能重整反应器 | |
CN207973509U (zh) | 一种加热均衡的甲醇水重整制氢装置 | |
CN107863542B (zh) | 应用于燃料电池发电系统或者产氢机的燃烧重整器 | |
CN106025300A (zh) | 一种电动汽车充电系统 | |
JP2003282118A (ja) | エネルギー併給システム | |
JP6239229B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池運転方法 | |
JP6486649B2 (ja) | 複合発電システム及び複合発電システムの制御方法 | |
CN208955119U (zh) | 一种模块化发电系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190816 |