CN111762757A - 一种用于甲醇重整制氢的供热系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于甲醇重整制氢的供热系统，包括：水蒸气发生装置，用于加热液态水并分离出饱和水蒸气；甲醇进料装置，其包括顺次连接的甲醇罐、甲醇进料管道，甲醇进料管道的出口与水蒸气发生装置上的甲醇入口连接；氧气进气装置，其包括氧气罐、氧气进气管道，氧气进气管道的出口与水蒸气发生装置上的空气入口连接；进水装置，其包括水箱、带水泵的进水管，进水管与水蒸气发生装置上的新水入口连接；还包括与水蒸气发生装置上水蒸气出口连接的重整反应器，其通过蒸发器循环连接至水蒸气发生装置。并且还提供用于甲醇重整制氢的供热方法。本发明的供热系统和供热方法供热均匀恒定，可提高重整制氢反应效率。
Description
技术领域
本发明属于热量供应与传输技术领域，涉及一种用于甲醇重整制氢的供热系统和方法。
背景技术
随着化石能源危机和环境污染的日益严峻，开发高效清洁可再生的新能源成为了人们的迫切需求。氢气单位质量燃烧热值高，且生成产物只有水，对环境无污染，是一种十分理想的高效环保新能源，是公认的未来能源。
目前，氢气的主要来源有化石燃料重整制氢和水电解制氢等。其中，水电解制氢需要消耗大量电能，成本高昂。而化石燃料重整制氢成本相对低廉，获得更多人的青睐。在众多可以通过重整制取氢气的燃料中，甲醇因其来源广泛、单位质量制取氢气量大、重整反应条件缓和等优点，成为制取氢气的重要原料之一。
甲醇重整制氢反应主要分为三种：甲醇部分氧化重整、甲醇水蒸气重整和甲醇自热重整，其中，甲醇水蒸气重整反应因其产氢比例高，反应温度低等特点，应用更为广泛。
甲醇水蒸气重整制氢反应的化学反应式为
CH3OH+H2O→CO2+3H2-49.5kJ/mol
甲醇水蒸气重整制氢反应的理想反应温度在230～290℃之间，是吸热反应，需要外界不断提供热量，才能使反应不断进行下去。因此，如何向甲醇水蒸气重整制氢反应提供热量是每个甲醇水蒸气重整制氢系统需要考虑的问题。目前，甲醇水蒸气重整制氢系统的供热方法主要有两种。一种是直接利用(催化)燃烧烟气向甲醇水重整反应提供热量，多适用于小型甲醇重整制氢装置，其优点是结构紧凑、体积利用率高，缺点是重整反应器容易受热不均，温度控制难度大，且难以推广到大型甲醇重整制氢装置。另一种是更普遍的方法是使用导热油作为中间换热载体，其优点是重整反应器受热更均匀、控温较精确，其缺点包括：导热油长期运行可能会发生裂解、变质等情况，影响使用，并有安全隐患；导热油系统组成设备多，一般包括高温热油泵、膨胀槽、导热油炉等，体积大，不易集成；导热油膨胀槽是开口设备，导热油容易挥发到环境中，造成污染。
近年来，行业中也提出使用水蒸气进行供热；中国专利文献ZL201610302025.6公开了一种用于甲醇重整制氢反应的供热方法，具体的使用高温高压水蒸气为甲醇重整反应器提供热量。但是，其供热系统仍然是使用高温循环泵来维持水蒸气的闭式循环，增加了系统的安装和运行维护成本。并且，该专利方案并不能保证用来供热的水蒸气为饱和状态，其加热控温效果有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是上述现有技术中的的不足，提供一种结构工艺流程简单、供热均匀恒定、提高重整制氢反应效率的用于甲醇重整制氢的供热系统和方法。
本发明的目的之一是提供一种用于甲醇重整制氢的供热系统，所采用的的技术方案如下：
一种用于甲醇重整制氢的供热系统，包括：
水蒸气发生装置，用于加热液态水并分离出饱和水蒸气；
甲醇进料装置，所述甲醇进料装置包括顺次连接的甲醇罐、带甲醇计量泵的甲醇进料管道，所述甲醇进料管道的出口与水蒸气发生装置上的甲醇入口连接；
氧气进气装置，所述氧气进气装置包括氧气罐、氧气进气管道，所述氧气进气管道的出口与水蒸气发生装置上的空气入口连接；
进水装置，所述进水装置包括水箱、带水泵的进水管，所述进水管与水蒸气发生装置上的新水入口连接；
还包括与水蒸气发生装置上水蒸气出口连接的重整反应器；所述重整反应器通过蒸发器循环连接至水蒸气发生装置。
优选的，所述水蒸气发生装置包括催化燃烧反应器、上升管、汽包、下降管；
所述上升管在所述催化燃烧反应器的上部向上延伸设置，所述上升管连接至汽包，用于使产生的水蒸气向上逸出至汽包进行气液分离，所述水蒸气出口设置在汽包的顶部，所述汽包的底部通过下降管连接至催化燃烧反应器的底部。
进一步的，所述汽包的底部还设置与蒸发器连接的冷凝水回流口，用于使水蒸气换热冷凝后形成的液态水依次通过汽包底部、下降管回流至催化燃烧反应器的底部。
进一步的，所述的催化燃烧反应器为列管式反应器；其中，管内填充有Pt/Al2O3催化剂，管外装有水。
进一步的，所述的汽包上设置有用于检测汽包内压力的压力变送器以及安全阀。
进一步的，所述甲醇进料管道上还设置有换热器；
所述的换热器的热端进口与催化燃烧反应器的尾气出口相连，所述的换热器冷端进口与甲醇计量泵出口相连接，所述的换热器热端出口与大气相通，所述的换热器冷端出口与催化燃烧反应器的甲醇入口相连接。
优选的，所述的重整反应器和蒸发器高于水蒸气发生装置，其中，蒸发器安装高度低于重整反应器；蒸发器与水蒸气发生装置的安装高度差产生的压头大于循环管路内水蒸气和液态水的沿程流动阻力。
优选的，该供热系统还包括氢气净化分离装置，所述氢气净化分离装置的含氢尾气出口与水蒸气发生装置上的含氢尾气入口连接；所述氢气净化分离装置的纯氢出口则对外供应纯氢。
进一步的，所述的氢气净化分离装置为钯膜提纯装置或变压吸附装置。
本发明的目的之二是提供一种用于甲醇重整制氢的供热方法，利用上述的供热系统，包括如下步骤：
所述供热系统以甲醇罐中的甲醇和通过氢气净化分离装置得到的含氢尾气为燃料，与氧气罐中的压缩氧气一起通入水蒸气发生装置，在催化剂的作用下释放热量，将装置内的液态水加热蒸发为饱和水蒸气，饱和水蒸气依次通过重整反应器和蒸发器，提供所需热量，使重整反应器中达到重整反应温度，在反应器中发生制氢反应；
水蒸气经重整反应器和蒸发器换热后冷凝为液态水，在水蒸气发生装置内回流，直至再次被加热为水蒸气，如此不断循环加热，持续为重整反应器提供所需热量。
优选的，所述水蒸气发生装置包括催化燃烧反应器，上升管，汽包，下降管；
甲醇、含氢尾气和氧气通入催化燃烧反应器，在催化剂的作用下释放热量，将催化燃烧反应器内的液态水加热蒸发为水蒸气，水蒸气沿着上升管进入汽包，在汽包内将液态水分离，液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，而汽包内的饱和水蒸气则流出，对外提供热量；
经过重整反应器和蒸发器换热后的饱和水蒸气冷凝为液态水，流回汽包完成气液分离，液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，再次被加热。
进一步的，所述的汽包内高温高压饱和水蒸气的压力控制为5.0～9.0MPa，温度控制为263～303℃。
进一步的，所述的汽包上设置有用于监控汽包内压力的压力变送器、安全阀；当汽包内压力和/或温度超过设定值时，通过安全阀泄压至设定压力和/或温度值；当汽包内压力和/或温度小于设定值时，通过增大甲醇计量泵的甲醇流量，提高催化燃烧反应器内的热负荷，从而增大水的蒸发量，进而增大汽包内的压力和/或温度至设定值。
本发明能够带来以下有益效果：
1)本发明供热系统中，通过甲醇进料装置、氧气进气装置、氢气净化分离装置提供燃料，在水蒸气发生装置中发生反应释放热量，将水蒸气发生装置中从进水装置引入的液态水加热产生饱和水蒸气，饱和水蒸气与依次通过重整反应器、蒸发器提供所需热量，饱和水蒸气换热后冷凝为液态水，可以依靠液态水与饱和水蒸气的密度差再流回水蒸气发生装置，从而形成自然循环流动回路，完成甲醇重整制氢系统的供热，且省去了高温循环泵，节省一定安装和运行维护成本，并且结构更加紧凑，易于进一步集成节省占地面积。
2)利用本发明供热系统中的水蒸气发生装置，使甲醇、含氢尾气和氧气通入催化燃烧反应器中，在催化剂的作用下发生反应而释放热量，释放的热量将催化燃烧反应器内的液态水加热蒸发为高温高压的饱和水蒸气，水蒸气沿着上升管进入汽包，在汽包内通过气液密度差将液态水分离，使液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，而汽包内的饱和水蒸气则从水蒸气出口流出，对外提供热量，从而在结构紧凑巧妙的基础上，实现了对饱和水蒸气与液态水的分离，保证对重整反应器供热的水蒸气为饱和状态，进一步提高了加热控温效果。并且，经过重整反应器和蒸发器换热后的饱和水蒸气冷凝为液态水，流回汽包完成气液分离，液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，再次被加热，从而实现了利用饱和水蒸气的自然循环为重整反应器提供甲醇重整制氢反应所需的热量，且供热持续稳定，提高重整反应效率。
3)本发明的供热方法中甲醇、氧气、含氢尾气在水蒸气发生装置中发生反应释放热量，将水蒸气发生装置中的液态水加热产生高温高压的饱和水蒸气，饱和水蒸气与依次通过重整反应器、蒸发器提供所需热量，饱和水蒸气换热后冷凝为液态水，可以再流回水蒸气发生装置，从而形成自然循环流动回路完成甲醇重整制氢系统的供热，有利于保持甲醇重整反应温度的均匀恒定，提高产氢率，且省去了高温循环泵，流程简单，节省运行维护成本，提高运行的稳定可靠性。
4)本发明以高温高压饱和水蒸气为换热载体，使重整反应器受热更均匀、换热效率更高，并且由于饱和水蒸气温度只与压力直接相关，通过调控压力就可以实现对温度的同步控制，因此对饱和水蒸气的温度也更加容易控制，同时节省了温度检测装置的设置，进一步降低成本，提高可维护性。
附图说明
图1为本发明用于甲醇重整制氢的供热系统的流程示意图。
图2为本发明水蒸气发生装置的结构示意图。
图中标注符号的含义如下：
1-甲醇进料装置；10-甲醇罐，11-甲醇计量泵，12-甲醇进料管道，13-换热器；
2-氧气进气装置，20-氧气罐，21-氧气进气管道；
3-氢气净化分离装置；
4-进水装置，40-水箱，41-水泵，42-进水管；
5-水蒸气发生装置；50-催化燃烧反应器，500-安全阀，501-压力变送器；51-上升管，52-汽包，53-下降管；A-甲醇入口，B-空气入口，C-含氢尾气入口，D-新水入口，E-水蒸气出口，F-冷凝水回流口，G-尾气出口；
6-重整反应器；7-蒸发器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
根据本发明提供的一种实施例，结合图1所示，一种用于甲醇重整制氢的供热系统，包括：
水蒸气发生装置5，用于用于加热液态水并分离出饱和水蒸气；
甲醇进料装置1，所述甲醇进料装置1包括顺次连接的甲醇罐10、带甲醇计量泵11的甲醇进料管道12，所述甲醇进料管道12的出口与水蒸气发生装置5上的甲醇入口A连接；
氧气进气装置2，所述氧气进气装置2包括氧气罐20、氧气进气管道21，所述氧气进气管道21的出口与水蒸气发生装置5上的空气入口B连接；
进水装置4，所述进水装置4包括水箱40、带水泵41的进水管42，所述进水管42与水蒸气发生装置5上的新水入口D连接；
还包括与水蒸气发生装置5上水蒸气出口E连接的重整反应器6；所述重整反应器6通过蒸发器7循环连接至水蒸气发生装置5。
本实施例中，该供热系统还可以包括氢气净化分离装置3，所述氢气净化分离装置3与水蒸气发生装置5上的含氢尾气入口C连接，因含氢尾气与氧气反应同样会放热，相应可以减少甲醇的消耗量，从而更加节能环保。通过甲醇进料装置1、氧气进气装置2、氢气净化分离装置3提供燃料，在水蒸气发生装置5中发生反应释放热量，将水蒸气发生装置5中从进水装置4引入的液态水加热产生饱和水蒸气，饱和水蒸气与依次通过重整反应器6、蒸发器7提供所需热量，饱和水蒸气换热后冷凝为液态水，可以再流回水蒸气发生装置5，从而水蒸气发生装置5、重整反应器6、蒸发器7之间通过循环管路形成自然循环流动回路，完成甲醇重整制氢系统的供热，且省去了高温循环泵，节省一定安装和运行维护成本，并且结构更加紧凑，易于进一步集成节省占地面积。其中，蒸发器7上还连接有用于提供重整反应原料的原料罐。
根据本发明提供的另一实施例，为一种用于甲醇重整制氢的供热系统，结合图2所示，本实施例在第一种实施例的基础上，所述水蒸气发生装置5包括催化燃烧反应器50；所述催化燃烧反应器50的上部设置向上延伸的上升管51，所述上升管51连接至汽包52，用于使产生的水蒸气向上逸出至汽包52进行气液分离，所述水蒸气出口设置在汽包52的顶部，所述汽包52的底部通过下降管53连接至催化燃烧反应器50的底部。
本实施例中提供了水蒸气发生装置5的优选设置形式，具体的，甲醇进料装置1的甲醇、氢气净化分离装置3的含氢尾气和氧气进气装置2的氧气通入催化燃烧反应器50，在催化剂的作用下发生反应而释放热量，释放的热量将催化燃烧反应器50内的液态水加热蒸发为高温高压的饱和水蒸气，水蒸气沿着上升管51进入汽包52，在汽包52内通过气液密度差将液态水分离，使液态水沿下降管53流回催化燃烧反应器50，而汽包内的饱和水蒸气则从水蒸气出口流出，对外提供热量，从而在结构紧凑巧妙的基础上，实现了对饱和水蒸气与液态水的分离，保证对重整反应器6供热的水蒸气为饱和状态，进一步提高了加热控温效果。
作为优选的一实施例，所述汽包52的底部还设置与蒸发器7的冷凝水出口连接的冷凝水回流口F，用于使水蒸气换热冷凝后形成的液态水依次通过汽包52底部、下降管53回流至催化燃烧反应器50的底部。
本实施例中，经过重整反应器6和蒸发器7换热后的饱和水蒸气冷凝为液态水，流回汽包52完成气液分离，液态水沿下降管53流回催化燃烧反应器，再次被加热，从而实现了利用饱和水蒸气的自然循环持续为重整反应器6提供甲醇重整制氢反应所需的热量。
作为优选的另一实施例，所述的催化燃烧反应器50为列管式反应器；其中，管内填充有Pt/Al2O3催化剂，管外装有水。
本实施例中，列管式反应器中的催化剂可以促进甲醇与含氢尾气、氧气的反应放热；管外的水为自水泵41引入的水或水蒸气流经重整反应器6和蒸发器7而回流的冷凝水；当本发明供热系统启动时，通过启动水泵41，向催化燃烧反应器50内充入一定量的水进入到管外，充水完毕后，所述的水泵41关闭；在运行过程中，水泵41保持关闭状态，利用催化燃烧反应器50内水的自然循环持续为重整反应器6提供制氢反应所需的热量。
作为优选的另一实施例，所述的汽包52上设置有用于检测汽包52内压力的压力变送器501及安全阀500。
本实施例中，利用压力变送器501以及安全阀500可以调控汽包52内高温高压饱和水蒸气的压力控制为5.0～9.0MPa，温度控制为263～303℃；具体的，当汽包52内压力和/或温度超过设定值时，通过安全阀500组件泄压至设定压力和/或温度值；当汽包52内压力和/或温度小于设定值时，通过增大甲醇计量泵11的甲醇流量，并且相应提高催化燃烧反应器50内的热负荷，从而增大水的蒸发量，进而增大汽包52内的压力和/或温度至设定值。
更优的，本发明装置中还包括与压力变送器501以及安全阀500、甲醇计量泵11均电连接的PLC控制系统，在PLC控制系统设定压力和温度限值，当汽包52内压力和/或温度超过设定值时，PLC控制系统控制安全阀泄压至设定压力和/或温度值；当汽包52内压力和/或温度小于设定值时，PLC控制系统通过增大甲醇计量泵11的甲醇流量而提高催化燃烧反应器50内的热负荷，从而增大水的蒸发量，进而增大汽包52内的压力和/或温度至设定值。本实施例中结合PLC控制系统可以持续保证供热的稳定性。
作为优选的另一实施例，所述甲醇进料管道12上还设置有换热器13；
所述的换热器13的热端进口与催化燃烧反应器50的尾气出口G相连，所述换热器13的冷端进口与甲醇计量泵11出口相连接，所述换热器13的热端出口与大气相通，所述换热器13的冷端出口与催化燃烧反应器50的甲醇入口相连接。
从而，甲醇燃料在换热器13内被催化燃烧反应器50内的催化燃烧尾气预热蒸发，提高催化燃烧反应器50内的供热效率，同时更加节能环保。
作为优选的另一实施例，所述的重整反应器6和蒸发器7高于水蒸气发生装置5，其中，蒸发器7安装高度低于重整反应器6；蒸发器7与水蒸气发生装置5的安装高度差产生的压头大于循环管路内水蒸气和液态水的沿程流动阻力。
本实施例的设置使重整反应器6高于水蒸气发生装置5，促进饱和水蒸气向上流动至重整反应器6，因重整反应器6换热后的水蒸气温度降低，向下流动至位置略低的蒸发器7进一步换热冷凝后回流，从而这种高度差的设置可以促进饱和水蒸气的循环，为重整反应器6和蒸发器7持续均匀稳定供热。
作为优选的另一实施例，所述的氢气净化分离装置3为钯膜提纯装置或变压吸附装置。其中，钯膜提纯装置或变压吸附装置均为现有技术。
根据本发明提供的一种实施例，如图1所示，为一种用于甲醇重整制氢的供热方法，利用上述任一实施例的供热系统，所述供热系统以甲醇罐10中的甲醇和通过氢气净化分离装置3得到的含氢尾气为燃料，与氧气罐20中的压缩氧气一起通入水蒸气发生装置5，在催化剂的作用下释放热量，将水蒸气发生装置内的液态水加热蒸发为高温高压的饱和水蒸气，饱和水蒸气依次通过重整反应器6和蒸发器7，提供所需热量，使重整反应器6中达到重整反应温度，在重整反应器6中发生制氢反应；
水蒸气经重整反应器6和蒸发器7换热后冷凝为液态水，在水蒸气发生装置5内回流，直至再次被加热为水蒸气，如此不断循环加热，持续为重整反应器6提供所需热量。
本实施例中，甲醇、氧气、含氢尾气在水蒸气发生装置5中发生反应释放热量，将水蒸气发生装置5中的液态水加热产生饱和水蒸气，饱和水蒸气与依次通过重整反应器6、蒸发器7提供所需热量，饱和水蒸气换热后冷凝为液态水，可以再流回水蒸气发生装置5，从而形成自然循环流动回路，完成甲醇重整制氢系统的供热，且省去了高温循环泵，节省一定安装和运行维护成本。
所述水蒸气发生装置5包括催化燃烧反应器50，上升管51，汽包52，下降管53；
甲醇、含氢尾气和氧气通入催化燃烧反应器50，在催化剂的作用下释放热量，将催化燃烧反应器50内的液态水加热蒸发为高温高压的水蒸气，水蒸气沿着上升管51进入汽包52，在汽包52内将液态水分离，液态水沿下降管53流回催化燃烧反应器50，而汽包52内的饱和水蒸气则流出，对外提供热量；
经过重整反应器6和蒸发器7换热后的饱和水蒸气冷凝为液态水，流回汽包52完成气液分离，液态水沿下降管53流回催化燃烧反应器50，再次被加热。
本实施例中，甲醇、含氢尾气和氧气的氧气通入催化燃烧反应器50，在催化剂的作用下发生反应而释放热量，释放的热量将催化燃烧反应器50内的液态水加热蒸发为高温高压的饱和水蒸气，水蒸气沿着上升管51进入汽包52，在汽包52内由于重力作用将液态水分离，使液态水沿下降管53流回催化燃烧反应器50，而汽包52内的饱和水蒸气则从水蒸气出口流出，对外提供热量；经过重整反应器6和蒸发器7换热后的饱和水蒸气冷凝为液态水，流回汽包52完成气液分离，液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，再次被加热，从而通过水蒸气发生装置50的巧妙设计有效保证了持续利用饱和水蒸气的自然循环持续为重整反应器6提供甲醇重整制氢反应所需的热量，有效保障了对重整反应器6的加热控温效果，提高制氢效率。
作为优选的实施例，所述汽包52内的高温高压饱和水蒸气的压力控制为5.0～9.0MPa，温度控制为263～303℃。更优的，所述的汽包52上设置有用于监控汽包52内压力的压力变送器501、安全阀500；当汽包52内压力超过设定值时，通过安全阀500泄压至设定压力值；当汽包52内压力小于设定值时，增大甲醇计量泵11的甲醇流量，相应增大催化燃烧反应器50内的热负荷，从而增大水的蒸发量，进而增大汽包52内的压力至设定值。保证分离得到饱和水蒸气，利用饱和水蒸气提供重整制氢反应所需热量，提高加热控温效果。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于甲醇重整制氢的供热系统，其特征在于，包括：
水蒸气发生装置，用于加热液态水并分离出饱和水蒸气；
甲醇进料装置，所述甲醇进料装置包括顺次连接的甲醇罐、带甲醇计量泵的甲醇进料管道，所述甲醇进料管道的出口与水蒸气发生装置上的甲醇入口连接；
氧气进气装置，所述氧气进气装置包括氧气罐、氧气进气管道，所述氧气进气管道的出口与水蒸气发生装置上的空气入口连接；
进水装置，所述进水装置包括水箱、带水泵的进水管，所述进水管与水蒸气发生装置上的新水入口连接；
还包括与水蒸气发生装置上水蒸气出口连接的重整反应器；所述重整反应器通过蒸发器循环连接至水蒸气发生装置。
2.根据权利要求1所述的用于甲醇重整制氢的供热系统，其特征在于：
所述水蒸气发生装置包括催化燃烧反应器、上升管、汽包和下降管；
所述上升管在所述催化燃烧反应器的上部向上延伸设置，所述上升管连接至所述汽包，用于使产生的水蒸气向上逸出至所述汽包进行气液分离，所述水蒸气出口设置在所述汽包的顶部，所述汽包的底部通过下降管连接至催化燃烧反应器的底部。
3.根据权利要求2所述的用于甲醇重整制氢的供热系统，其特征在于：
所述汽包的底部还设置与蒸发器连接的冷凝水回流口，用于使水蒸气换热冷凝后形成的液态水依次通过汽包底部、下降管回流至催化燃烧反应器的底部。
4.根据权利要求2所述的用于甲醇重整制氢的供热系统，其特征在于：
所述的催化燃烧反应器为列管式反应器；其中，管内填充有Pt/Al2O3催化剂，管外装有水；
和/或，
所述的汽包上设置有用于检测汽包内压力的压力变送器以及安全阀。
5.根据权利要求2所述的用于甲醇重整制氢的供热系统，其特征在于：
所述甲醇进料管道上还设置有换热器；
所述的换热器的热端进口与催化燃烧反应器的尾气出口相连，所述的换热器冷端进口与甲醇计量泵出口相连接，所述的换热器热端出口与大气相通，所述的换热器冷端出口与催化燃烧反应器的甲醇入口相连接。
6.根据权利要求1所述的用于甲醇重整制氢的供热系统，其特征在于：
所述的重整反应器和蒸发器高于水蒸气发生装置，其中，蒸发器安装高度低于重整反应器；
和/或，
该供热系统还包括氢气净化分离装置，所述氢气净化分离装置的含氢尾气出口与水蒸气发生装置上的含氢尾气入口连接。
7.一种用于甲醇重整制氢的供热方法，利用权利要求1-6任一项所述的供热系统，其特征在于，包括如下步骤：
所述供热系统以甲醇罐中的甲醇和通过氢气净化分离装置得到的含氢尾气为燃料，与氧气罐中的压缩氧气一起通入水蒸气发生装置，在催化剂的作用下释放热量，将装置内的液态水加热蒸发为饱和水蒸气，饱和水蒸气依次通过重整反应器和蒸发器，提供所需热量，使重整反应器中达到重整反应温度，在反应器中发生制氢反应；
水蒸气经重整反应器和蒸发器换热后冷凝为液态水，在水蒸气发生装置内回流，直至再次被加热为水蒸气，如此不断循环加热，持续为重整反应器提供所需热量。
8.根据权利要求7所述的用于甲醇重整制氢的供热方法，其特征在于：
所述水蒸气发生装置包括催化燃烧反应器，上升管，汽包，下降管；
甲醇、含氢尾气和氧气通入催化燃烧反应器，在催化剂的作用下释放热量，将催化燃烧反应器内的液态水加热蒸发为水蒸气，水蒸气沿着上升管进入汽包，在汽包内将液态水分离，液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，而汽包内的饱和水蒸气则流出，对外提供热量；
经过重整反应器和蒸发器换热后的饱和水蒸气冷凝为液态水，流回汽包完成气液分离，液态水沿下降管流回催化燃烧反应器，再次被加热。
9.根据权利要求7所述的用于甲醇重整制氢的供热方法，其特征在于：
所述的汽包内高温高压饱和水蒸气的压力控制为5.0～9.0MPa，温度控制为263～303℃。
10.根据权利要求9所述的用于甲醇重整制氢的供热方法，其特征在于：
所述的汽包上设置有用于监控汽包内压力的压力变送器、安全阀；当汽包内压力和/或温度超过设定值时，通过安全阀泄压至设定压力和/或温度值；当汽包内压力和/或温度小于设定值时，通过增大甲醇计量泵的甲醇流量，提高催化燃烧反应器内的热负荷，从而增大水的蒸发量，进而增大汽包内的压力和/或温度至设定值。
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