CN112661110A - 一种制氢系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制氢系统，包括：制氢装置，包括：制氢部，设有蒸汽输入管和氢气排出管；蒸汽生成部，包括：加热部，设有多个燃烧加热管和所述燃烧加热管外侧的液体加热腔，所述燃烧加热管的底部和/或顶部为可拆卸连接，内部设有燃烧催化剂；蒸汽排出管，连通所述液体加热腔的顶部和所述蒸汽输入管；液体导入管，连通所述液体加热腔的底部或侧面；过热部，包括多个蒸汽直管，所述蒸汽直管底部连通所述液体加热腔，所述蒸汽直管顶部连通所述蒸汽排出管；提纯装置，连通所述氢气排出管；其中，所述燃烧加热管用于通入尾气和所述燃烧催化剂进行放热反应，所述液体加热腔用于通入液体制备蒸汽。本发明解决了燃烧催化剂更换困难的问题。

Description

一种制氢系统

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种制氢系统。

背景技术

随着传统矿物能源的大量使用，大气污染日益严重，并且矿物资源逐渐枯竭，因此急需一种环保高效的清洁能源，例如太阳能、水能、风能和氢能。其中，氢气能够 清洁燃烧注定是一种理想的能源，但在制氢过程中，其生产环境需严格把控，一旦氢 气泄漏将造成严重的安全事故。

现有制氢工艺中，有利用甲醇与水为原料液进行氢气制备的方法。生产过程中，先将液体原料通入制氢设备中，通过高温加热装置将液体原料气化，最后将蒸汽通入 制氢反应炉中制备氢气。高温加热装置可采用可燃气体和燃烧催化剂反应的方式放热， 燃烧催化剂的反应管道不可拆卸，难以更换燃烧催化剂；蒸汽从反应管道通出后进入 盘管加热，但盘管内无法设置电加热器，电加热器只能设于盘管外借助蓄热材料导热， 加热效率低。且盘管结构内部蒸气流动阻力大，系统循环效率较低。

发明内容

因此，本发明实施例提供一种制氢系统，有效解决燃烧催化剂更换困难、加热效率及循环效率低的问题。

本发明提供一种制氢系统，包括：制氢装置，包括：制氢部，设有蒸汽输入管和 氢气排出管；蒸汽生成部，套设于制氢部外部，所述蒸汽生成部包括：加热部，设有 至少一个燃烧加热管和所述燃烧加热管外侧的液体加热腔，所述燃烧加热管的底部和/ 或顶部为可拆卸连接，所述燃烧加热管内部设有燃烧催化剂，其一端为尾气入口，另 一端为废气出口；蒸汽排出管，通过所述蒸汽排出管将所述蒸汽生成部与所述蒸汽输 入管连通；液体导入管，连通所述液体加热腔的底部和/或侧面；过热部，设于所述加 热部端部，包括至少一个蒸汽直管，所述蒸汽直管一端连通所述液体加热腔，所述蒸 汽直管另一端连通所述蒸汽排出管；提纯装置，连通所述氢气排出管，用于提纯氢气； 其中，所述燃烧加热管用于通入尾气和所述燃烧催化剂进行放热反应，所述液体加热 腔用于通入液体制备蒸汽。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述燃烧加热管为可拆卸连接，便于通过拆卸所述燃烧加热管来更换所述燃烧催化剂；蒸汽在所述蒸汽直管内能够进一步加热， 提高气化程度；所述制氢部通过蒸汽的反应制备氢气；所述提纯装置用于分离氢气内 的水蒸气和其他杂质气体，并将尾气排出；所述燃烧加热管内能够燃烧尾气，充分利 用尾气的能源。

在本发明的一个实施例中，所述过热部还包括：过热腔，设于所述蒸汽直管外侧，与所述蒸汽直管隔离，其端部连通所述废气出口，其内部设有蓄热组件；废气导出管， 设于所述过热部的侧面，与所述过热腔连通，包括废气直管和废气排液管；第一电加 热管，设于所述蒸汽直管内。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述过热腔内的所述蓄热组件用于吸收废气的热量，对多个所述蒸汽直管内的蒸汽进一步加热，有助于充分利用反应的热量； 所述第一电加热管用于对所述蒸汽直管内的蒸汽进行加热；所述废气直管和所述废气 排液管用于废气的气液分离；所述第一电加热管为笔直状，所述蒸汽直管相比盘管能 够在其中安装所述第一电加热管，进一步对蒸汽进行加热。

在本发明的一个实施例中，所述蒸汽生成部还包括：尾气腔，设于所述加热部的端部，连通所述尾气入口；混合气通入管，连通所述尾气腔底部或侧面，包括：空气 通入管、尾气通入管和/或甲醇通入管。。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述尾气通入管用于通入尾气进行燃烧放热反应，有助于尾气的回收利用，节约能源；所述甲醇通入管用于通入甲醇配合尾气 和空气进行燃烧，有助于燃烧反应更彻底，提高蒸汽制备效率。

在本发明的一个实施例中，所述制氢部还包括：氢气生成腔，内设有制氢催化剂，所述氢气生成腔顶部连通所述蒸汽输入管，所述氢气生成腔底部连通所述氢气排出管； 至少一个第二电加热管，所述第二电加热管连接所述制氢部的端部，并伸入所述氢气 生成腔，为制氢反应提供反应温度。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述氢气生成腔用于进行制氢反应，所述第二电加热管用于维持反应所需的温度，为制氢反应提供条件。

在本发明的一个实施例中，所述制氢装置还包括：液位组件，包括：液位腔，包 括：液位腔入口，位于所述液位腔的端部顶面或侧面，并连通所述蒸汽排出管；液位 腔出口，位于所述液位腔的另一端部底面或侧面，并连通所述液体导入管；液位计， 固定于所述液位腔的顶部，用于检测所述液位腔内的液位高度；液位组件排水管，连 通所述液位腔的端部底面或侧面。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述液位组件的顶部与所述加热腔的顶部连通，所述液位组件的底部与所述加热腔的底部连通，因此所述液位腔内的液面与所 述加热腔内的液面高度相同，可测量所述液位腔内的液面得到所述加热腔的液面高度， 便于对所述加热腔进行补液；所述液位组件排水管用于天气冷时排出所述液位组件内 的液体，防止冻结。

在本发明的一个实施例中，还包括：进液泵；换热组件，包括：氢气换热入口、 氢气换热出口、补液入口和补液出口，所述氢气换热入口和所述氢气换热出口在所述 换热组件内部连通，所述补液入口和所述补液出口在所述换热组件内部连通；其中， 所述进液泵连通所述补液入口，所述氢气排出管连通所述氢气换热入口。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述换热组件用于氢气和反应液体的换热， 氢气从所述氢气排出管排出后温度较高需要冷却后才能提纯，反应液体温度低，进行加温后再通入加热部能节省热量，因此交换氢气和反应液体的热量后同时实现了氢气 的降温和反应液体的升温。

在本发明的一个实施例中，还包括：风机，设有氢气冷却入口和氢气冷却出口， 所述氢气冷却入口连通所述氢气换热出口；冷氢气导出管，连通所述氢气冷却出口和/ 或，所述换热器还包括第三液体口以及第四液体口，通过第三液体口以及第四液体口， 在所述换热器内所述氢气反应器制成的氢气将热量传递至换热液。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述风机用于氢气的进一步冷却。

在本发明的一个实施例中，所述提纯装置包括：反应气缓冲罐，连通所述冷氢气导出管，用于氢气的干燥处理；多个氢气过滤罐，任意一个所述氢气过滤罐连通所述 反应气缓冲罐，任意两个所述氢气过滤罐均相互连通；尾气收集罐，和至少一个所述 氢气过滤罐连通，所述尾气收集罐设有尾气出口，所述尾气出口连通所述尾气通入管； 氢气成品导出管，连通至少一个所述氢气过滤罐。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述反应器缓冲罐用于氢气的干燥，所述氢气过滤罐用于氢气的提纯和尾气的分离，所述尾气收集罐用于尾气的收集和重复利 用，所述氢气成品导出管用于导出所述氢气过滤罐提纯后的氢气成品。

在本发明的一个实施例中，所述反应气缓冲罐包括：干燥氢气腔，设于所述反应气缓冲罐顶部，连通所述氢气过滤罐；反应气腔，设于所述反应气缓冲罐底部；气液 过滤板，设于所述干燥氢气腔和所述反应气腔之间，所述气液过滤板上放置有除沫器； 反应气排水管，连通所述反应气腔。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述气液过滤板用于氢气中水分的分离，分离的水从所述反应器排水管流出，干燥的氢气从干燥氢气腔顶部导出。

在本发明的一个实施例中，所述氢气过滤罐包括：氢气过滤腔，位于所述氢气过滤罐底部，连通所述干燥氢气腔，并连通所述尾气收集罐底部；氢气成品腔，位于所 述氢气过滤罐顶部，连通所述氢气成品导出管；尾气分离板，设于所述氢气过滤腔和 所述氢气成品腔之间。

采用该技术方案后所达到的技术效果：所述尾气分离板用于分离氢气和尾气，氢气从所述氢气过滤罐顶部导出，尾气从所述氢气过滤罐底部导出。

综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)所述燃烧加热管为可拆卸连接，便于通过拆卸所述燃烧加热管来更换所述燃烧催化剂；ii)所述蒸汽直管外的蓄热组件用于吸收烟气的热量，所述蓄热组件和所述蒸汽直管内 的所述第一电加热管用于对所述蒸汽直管内的蒸汽进一步加热；iii)所述尾气通入管 有助于尾气的回收利用，节约能源，所述甲醇通入管用于通入甲醇配合尾气和空气进 行燃烧，使燃烧反应更彻底，提高蒸汽制备效率；iv)所述废气直管和所述废气排液管 用于废气的气液分离；v)所述液位组件用于测量所述加热腔内液位的高度，所述液位 组件排水管用于天气冷时排出所述液位组件内的液体，防止冻结；vi)所述换热组件和 所述风机用于氢气的冷却，所述换热组件还用于液体的加热；vii)所述反应器缓冲罐 用于氢气的干燥，其底部的反应气排水管用于排出分离的水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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。

图1为本发明实施例提供的一种制氢系统10的结构示意图。

图2为图1中制氢装置100的结构示意图。

图3为图2所示的制氢装置100的右视图。

图4为图3中A-A方向的剖视图。

图5为图4中燃烧加热管131的连接示意图。

图6为图5的爆炸图。

图7为图2中混合气通入管128的连接示意图。

图8为图2中废气导出管143的连接示意图。

图9为图2中液位组件150的结构示意图。

图10为图1中换热组件300和风机400的连接示意图。

图11为图1中提纯装置200的结构示意图。

图12为图11中反应气缓冲罐210的结构示意图。

图13为图12中B-B方向的剖视图。

图14为图11中氢气过滤罐220的结构示意图。

图15为图14中B-B方向的剖视图。

图16为图1所示的制氢系统10另一视角的结构示意图。

主要元件符号说明：

10为制氢系统；11为系统底板；12为进液泵。

100为制氢装置；110为制氢部；111为蒸汽输入管；112为氢气排出管；113为 氢气生成腔；114为第二电加热管；115为制氢缓冲腔；116为制氢缓冲板；117制氢 端盖；120为蒸汽生成部；121为蒸汽排出管；122为液体导入管；123为第一隔板； 124为第二隔板；125为蒸汽缓冲腔；126为尾气腔；127为第三隔板；128为混合气 通入管；128a空气通入管；128b为尾气通入管；128c为甲醇通入管；130为加热部； 131为燃烧加热管；131a为加热管法兰；132为液体加热腔；133为第三电加热管；140 为过热部；141为蒸汽直管；142为过热腔；143为废气导出管；143a为废气直管；143b 为废气排液管；144为第一电加热管；145为压力表；150为液位组件；151为液位计； 151a为液位计本体；151b为液位探针；152为液位腔；153为液位计导入管；154为 液位计导出管；155为液位计排水管；156为安全管路；157为压力检测组件；158为 活化还原组件。

200为提纯装置；201为氢气成品导出管；210为反应气缓冲罐；211为干燥氢气 腔；212为反应气腔；213为气液过滤板；214为反应气排水管；215为反应气入口； 220为氢气过滤罐；221为氢气过滤腔；222为氢气成品腔；223为尾气分离板；230 为尾气收集罐；231为尾气排出管；300为换热组件；301为氢气换热入口；302为氢 气换热出口；303为补液入口；304为补液出口；400为风机；401为氢气冷却入口； 402为氢气冷却出口；403为冷氢气导出管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-2，其为本发明实施例提供的一种制氢系统10。制氢系统10包括：制氢 装置100、提纯装置200和系统底板11，制氢装置100和提纯装置200设于系统底板 11上。其中，制氢装置100包括：制氢部110和蒸汽生成部120，制氢部110设有蒸 汽输入管111和氢气排出管112，蒸汽生成部120设有蒸汽排出管121和液体导入管 122。蒸汽生成部120套设于制氢部110外部，通过蒸汽排出管121连通蒸汽输入管 111，为制氢部110提供其制氢反应所需蒸汽；提纯装置200连通氢气排出管112，用 于提纯制氢部110生成的氢气，并设有氢气成品导出管201。

具体的，参见图3，蒸汽生成部120例如还包括：加热部130和过热部140，加热 部130和过热部140之间为第一隔板123。举例来说，加热部130设有至少一个燃烧 加热管131、以及位于燃烧加热管131外侧的液体加热腔132，燃烧加热管131内部设 有燃烧催化剂(图中为示出)，燃烧加热管131一端为尾气入口，另一端为废气出口， 当蒸汽生成部120竖放时，燃烧加热管131底端为尾气入口，顶端为废气出口，当蒸 汽生成部120横放时，燃烧加热管131左端/右端为尾气入口，右端/左端为废气出口； 过热部140设于加热部130端部，例如蒸汽生成部120竖放时，过热部140设于加热 部130顶部，过热部140包括至少一个蒸汽直管141，蒸汽直管141底部连通液体加 热腔132并连接第一隔板123，蒸汽直管141顶部连通蒸汽排出管121。其中，燃烧加 热管131的底部和/或顶部为可拆卸连接；液体导入管122连通液体加热腔132的底部 或侧面；蒸汽排出管121通过蒸汽直管141连通液体加热腔132的顶部；燃烧加热管 131用于通入尾气和所述燃烧催化剂进行放热反应，液体加热腔132用于通入液体制 备蒸汽。

本实施例中，燃烧加热管131任意一端采用可拆卸连接，相比燃烧加热管131焊 接于加热部130内，可拆卸链接例如螺纹连接便于通过拆卸燃烧加热管131来更换所 述燃烧催化剂；蒸汽直管141相比盘管，能够在其中设置电加热棒，对蒸汽进一步加 热，提高气化程度；且蒸汽直管141中的蒸汽自下而上流动，流动阻力较小，系统循 环效率明显提高。

优选的，过热部140还包括：过热腔142、第一电加热管144和废气导出管143。 其中，过热腔142设于蒸汽直管141外侧并与蒸汽直管141隔离，其端部(例如蒸汽 生成部120竖放时，为底部)连接第一隔板123并连通所述废气出口，其内部设有蓄 热组件(图中未示出)；废气导出管143，设于过热部140的侧面，连接蒸汽生成部 120的外壳，并连通过热腔142。所述蓄热组件可以是球形也可以是方形，所述蓄热组 件紧密堆放于过热腔142内，燃烧加热管131内反应后生成的热废气进入过热腔142 内，所述热废气的热量被所述蓄热组件吸收后，所述热废气从废气导出管143排出， 所述蓄热组件吸热后对蒸汽直管141内的蒸汽进行加热和保温，一方面蓄热组件能够 充分吸收热废气的热量，使热量大部分得以保存在蓄热组件中，提高换热效率；另一 方面蓄热组件在热废气流走后，将其存储的热量充分传递给蒸汽直管141内的蒸汽， 不断提高蒸汽温度，使其处于过热水平并满足与制氢催化剂的反应温度，提高反应效 率。

进一步的，蒸汽生成部120例如还包括：第二隔板124和蒸汽缓冲腔125。举例 来说，蒸汽缓冲腔125设于过热部140顶部，并位于第二隔板124、蒸汽生成部120 顶板之间；第二隔板124设于过热部140上方并连接蒸汽直管141顶部，使蒸汽直管 141连通蒸汽缓冲腔125。另外，蒸汽排出管121连通蒸汽缓冲腔125，即蒸汽直管141 内的蒸汽通过蒸汽缓冲腔125再从蒸汽排出管121排出。

再进一步，第一电加热管144设于蒸汽直管141内，每一个蒸汽直管141内均设 有一个第一电加热管144。其中，第一电加热管144固定连接于蒸汽生成部120顶板 上，第一电加热管144的接线端从蒸汽生成部120顶板远离蒸汽缓冲腔125的一侧伸 出。第一电加热管144同样为蒸汽直管141内的蒸汽起到加热以提高其温度的作用， 当蒸汽温度不足以满足与制氢催化剂的反应温度时，可以随时通过第一电加热管144 对其进行加热以提高其温度。

优选的，参见图4，蒸汽生成部120例如还包括：尾气腔126、第三隔板127和混 合气通入管128。其中，第三隔板127设于加热部130和尾气腔126之间，连接燃烧 加热管131的端部(例如蒸汽生成部120竖放时，为底部)；尾气腔126设于加热部 130的底部，通过第三隔板127连通燃烧加热管131底部的所述尾气入口；混合气通 入管128连通尾气腔126底部或侧面。

优选的，蒸汽生成部120例如还包括：第三电加热管133和压力表145。其中， 第三电加热管133设于加热部130侧面并伸入液体加热腔132内，通过法兰固定于蒸 汽生成部120外壳上，辅助加热液体加热腔132内的液体；压力表145设于过热部140 侧面，连通所述过热腔142，用于检测过热腔142内废气的压力。

优选的，制氢装置100例如还包括：氢气生成腔113和至少一个第二电加热管114。其中，氢气生成腔113内设有制氢催化剂(图中未示出)，氢气生成腔113顶部连通 蒸汽输入管111，氢气生成腔113底部连通氢气排出管112；第二电加热管114连接制 氢部110的端部(例如蒸汽生成部120竖放时，为顶部)，并伸入氢气生成腔113， 为制氢反应提供反应温度。

进一步的，制氢部110例如还包括：制氢缓冲腔115和制氢缓冲板116，制氢缓 冲腔115用于缓冲进入氢气生成腔113的蒸汽，当制氢缓冲腔115内充满蒸汽后，蒸 汽能够均匀穿过制氢缓冲板116，和氢气生成腔113内的所述制氢催化剂均匀反应。 其中，制氢缓冲腔115设于氢气生成腔113顶部并连通蒸汽生成腔和蒸汽输入管111； 制氢缓冲板116设于制氢缓冲腔115和氢气生成腔113之间，制氢缓冲板116上设有 多个电加热管过孔和多个蒸汽过孔。举例来说，所述第二电加热管114固定于制氢部 110的顶部，其接线端伸出制氢部110的顶部外侧，其另一端穿过制氢缓冲腔115和 制氢缓冲板116上的所述电加热管过孔。

再进一步，氢气生成腔113通过制氢端盖117密封，制氢端盖117设有固定孔， 用于固定氢气排出管112。

优选的，参见图5-6，其为燃烧加热管131的连接示意图。举例来说，第三隔板 127远离燃烧加热管131的一侧还设有多个加热管法兰131a，每个燃烧加热管131底 部的所述尾气入口对应一个加热管法兰131a。其中，加热管法兰131a可通过螺钉固 定于第三隔板127远离燃烧加热管131第一侧，燃烧加热管131的所述尾气入口与第 三隔板127螺纹连接，燃烧加热管131的所述废气出口与第一隔板123螺纹连接。当 需要更换燃烧加热管131内的所述燃烧催化剂时，先卸下加热管法兰131a，再卸下燃 烧加热管131即可更换。

进一步的，加热管法兰131a远离第三隔板127的一侧例如设有多孔板，所述多孔板可通过燃烧所需的尾气，但不会使所述燃烧催化剂通过。

优选的，参见图7，其为混合气通入管128的连接示意图。其中，混合气通入管 128包括：空气通入管128a、尾气通入管128b和/或甲醇通入管128c。举例来说，空 气通入管128a连接尾气腔126；甲醇通入管128c连接空气通入管128a的一侧，例如 空气通入管128a下方；尾气通入管128b连接空气通入管128a的另一侧。另外，尾气 通入管128b和甲醇通入管128c可设置电磁阀和/或手动阀，控制其通断。

优选的，参见图8，其为废气导出管143的连接示意图。其中，废气导出管143 包括废气直管143a和废气排液管143b。举例来说，废气直管143a竖直朝上，废气排 液管143b竖直向下，废气直管143a的管径大于废气排液管143b，废气中的液体成分 在废气直管143a中冷凝，流入废气排液管143b，而相对干燥的废气从废气直管143a 顶部排出。

优选的，参见图9，蒸汽生成部120例如还包括：液位组件150。液位组件150 例如包括：液位计151、液位腔152、液位计导入管153和液位计导出管154。其中， 液位腔152的端部顶面或侧面设有液位腔入口152a，液位腔入口152a连接液位计导 入管153，液位腔152另一端部底面或侧面设有液位腔出口152b，液位腔出口152b连 接液位计导出管154，液位计导入管153和液位计导出管154连通液位腔152内部。

进一步的，液位计151例如为电容式液位计151，固定于液位腔152上，设有液 位计本体151a和液位探针151b。其中，液位计本体151a连接液位腔152顶部，液位 探针151b连接液位计本体151a并伸入液位腔152内，用于检测液位。

再进一步，液位组件150例如还包括：液位计排水管155，连接液位计导出管154，连通液位腔152的端部底面或侧面，用于在天气寒冷时排出液位腔152内的残余液体， 防止结冰。

具体的，结合图2，液位计导入管153连接蒸汽排出管121，液位计导出管154 连接液体导入管122。因此液位腔152的顶部和底部均连通液体加热腔132，因气压相 等，液位腔152内的液面与液体加热腔132内的液面相同，可通过液位计151测量液 位腔152内的液位得到液体加热腔132的液位，从而判断是否对液体加热腔132继续 加液。

进一步的，液位组件150例如还包括：安全管路156和压力检测组件157。其中， 安全管路156连接液位计导入管153一侧，安全管路156设有安全阀；压力检测组件 157连接蒸汽排出管121。举例来说，压力检测组件157用于检测蒸汽排出管121内的 气压，当所述气压过大时，所述安全阀打开安全管路156排出液位计导入管153内的 蒸汽。

优选的，液位组件150例如还包括：活化还原组件158。其中，活化还原组件158 设于蒸汽排出管121上，用于向制氢部110输送活化剂。氢气生成腔113内的所述制 氢催化剂多次使用后会失效，而所述活化剂能够还原所述制氢催化剂。另外活化还原 组件158和蒸汽排出管121均可设置电磁阀或安全阀，使活化还原组件158和蒸汽排 出管121能够切换使用，互不影响。

优选的，参见图10和图1，制氢系统10例如还包括：换热组件300、风机400、 进液泵12和冷氢气导出管403。其中，换热组件300包括氢气换热入口301、氢气换 热出口302、补液入口303和补液出口304，氢气换热入口301和氢气换热出口302在 换热组件300内部连通，补液入口303和补液出口304在换热组件300内部连通；所 述进液泵12连通所述补液入口303，所述氢气排出管112连通所述氢气换热入口301。

进一步的，氢气排出管112排出的氢气，具有较高温度，需要冷却后再通入提纯 装置200进行提纯；进液泵12导入的液体温度低，需要进行加热部130进行加热。换 热组件300例如还包括第三液体口(图中未示出)以及第四液体口(图中未示出)， 通过所述第三液体口以及所述第四液体口，在换热组件300内制氢部110制成的氢气 将热量传递至换热液。因此，通入补液入口303的液体和通入氢气换热入口301的氢 气能够通过所述换热液在换热组件300中交换热量，同时实现氢气的降温和液体的升 温。

再进一步，风机400设有氢气冷却入口401和氢气冷却出口402，氢气冷却入口 401连通所述氢气换热出口302，并且氢气冷却入口401和氢气冷却出口402在风机 400内部连通；冷氢气导出管403连通氢气冷却出口402和/或换热组件300。其中， 风机400能够对氢气换热出口302导出的氢气进行进一步冷却，并通过冷氢气导出管 403导入提纯装置200。冷氢气导出管403上还可设置电磁阀、压力检测组件157、温 度检测组件等，此处不做限定。

优选的，参见图11，其为提纯装置200的结构示意图。其中，提纯装置200例如 包括：反应气缓冲罐210、多个氢气过滤罐220以及尾气收集罐230。举例来说，反应 气缓冲罐210连通冷氢气导出管403，用于氢气的干燥处理；任意一个所述氢气过滤 罐220连通反应气缓冲罐210，任意两个所述氢气过滤罐220均相互连通；尾气收集 罐230连通至少一个氢气过滤罐220，尾气收集罐230设有尾气排出管231，尾气排出 管231连通尾气通入管128b；氢气成品导出管201，连通至少一个氢气过滤罐220。

优选的，参见图12-13，所述反应气缓冲罐210例如包括：干燥氢气腔211、反应 气腔212、气液过滤板213、反应气排水管214和反应气入口215。其中，干燥氢气腔 211设于反应气缓冲罐210顶部，并连通每个氢气过滤罐220；反应气腔212设于反应 气缓冲罐210底部；气液过滤板213设于干燥氢气腔211和反应气腔212之间，气液 过滤板213上放置有除沫器(图中未示出)，所述除沫器用于出去氢气中夹带的液沫； 反应气排水管214连通反应气腔212底部；反应气入口215设于反映气腔侧面。

进一步的，反映其强还设有液位装置，连接反应气缓冲罐210侧壁，并且高度介 于反应气排水管214和反应气入口215之间，时刻检测气液过滤板213过滤的废水液 面，防止所述废水液面高于反应气入口215。

优选的，参见图14-15，氢气过滤罐220例如有四个，每个氢气过滤罐220包括： 氢气过滤腔221、氢气成品腔222和尾气分离板223。其中，氢气过滤腔221位于氢气 过滤罐220底部，连通干燥氢气腔211，并连通尾气收集罐230底部；氢气成品腔222 位于氢气过滤罐220顶部，连通所述氢气成品导出管201，并且连接其余每个氢气过 滤罐220的氢气成品腔222；尾气分离板223，设于氢气过滤腔221和氢气成品腔222 之间，其中，尾气分离板223可以是多层。

具体的，结合图11和图16，冷氢气导出管403连通反应气入口215，向反应气缓 冲罐210通入氢气；氢气干燥后从干燥氢气腔211导出，通入四个氢气过滤罐220底 部。

当氢气需要通入四个氢气过滤罐220进行过滤时，尾气收集罐230与反应气缓冲罐210通过多个电磁阀断开，氢气经尾气分离板223过滤后，从氢气成品腔222流出， 并从氢气成品导出管201导出，而为其留在氢气过滤罐220的氢气过滤腔221内。当 然，干燥氢气腔211与每个氢气过滤罐220的氢气过滤腔221之间可设置电磁阀，关 闭任意数量的电磁阀可以控制任意数量的氢气过滤罐220进行工作。

举例来说，只有两个氢气过滤罐220进行氢气过滤操作时，可先将其与氢气成品导出管201的连接通过电磁阀断开，另外两个氢气过滤罐220通过氢气成品导出管201 反充氢气。此时两个氢气过滤罐220充满氢气而另外两个氢气过滤罐220底部的氢气 过滤腔221存在尾气，打开存在尾气的氢气过滤罐220和尾气收集罐230的连接，用 充满氢气的氢气过滤罐220向存在尾气的氢气过滤罐220顶部导入氢气挤出尾气，挤 出的尾气收集于尾气收集罐230中。最后通过尾气收集罐230上的尾气排出管231将 尾气导入制氢装置100的尾气通入管128b中，重复利用尾气。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行 等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种制氢系统，其特征在于，包括：

制氢装置，包括：

制氢部，设有蒸汽输入管和氢气排出管；

蒸汽生成部，套设于制氢部外部，所述蒸汽生成部包括：

加热部，设有至少一个燃烧加热管和所述燃烧加热管外侧的液体加热腔，所述燃烧加热管的底部和/或顶部为可拆卸连接，所述燃烧加热管内部设有燃烧催化剂，其一端为尾气入口，另一端为废气出口；

蒸汽排出管，通过所述蒸汽排出管将所述蒸汽生成部与所述蒸汽输入管连通；液体导入管，连通所述液体加热腔的底部和/或侧面；

过热部，设于所述加热部端部，包括至少一个蒸汽直管，所述蒸汽直管一端连通所述液体加热腔，所述蒸汽直管另一端连通所述蒸汽排出管；

提纯装置，连通所述氢气排出管，用于提纯氢气；

其中，所述燃烧加热管用于通入尾气和所述燃烧催化剂进行放热反应，所述液体加热腔用于通入液体制备蒸汽。

2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述过热部还包括：

过热腔，设于所述蒸汽直管外侧，与所述蒸汽直管隔离，其端部连通所述废气出口，其内部设有蓄热组件；

废气导出管，设于所述过热部的侧面，与所述过热腔连通，包括废气直管和废气排液管；

第一电加热管，设于所述蒸汽直管内。

3.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述蒸汽生成部还包括：

尾气腔，设于所述加热部的端部，连通所述尾气入口；

混合气通入管，连通所述尾气腔底部或侧面，包括：空气通入管、尾气通入管和/或甲醇通入管。

4.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述制氢装置还包括：

氢气生成腔，内设有制氢催化剂，所述氢气生成腔连通所述蒸汽输入管，所述氢气生成腔连通所述氢气排出管；

至少一个第二电加热管，所述第二电加热管连接所述制氢部的端部，并伸入所述氢气生成腔，为制氢反应提供反应温度。

5.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于，所述制氢装置还包括：

液位组件，包括：

液位腔，包括：

液位腔入口，位于所述液位腔的端部顶面或侧面，并连通所述蒸汽排出管；

液位腔出口，位于所述液位腔的另一端部底面或侧面，并连通所述液体导入管；

液位计，用于检测所述液位腔内的液位高度；

液位组件排水管，连通所述液位腔的端部底面或侧面。

6.根据权利要求5所述的制氢系统，其特征在于，还包括：

进液泵；

换热组件，包括：氢气换热入口、氢气换热出口、补液入口和补液出口，所述氢气换热入口和所述氢气换热出口在所述换热组件内部连通，所述补液入口和所述补液出口在所述换热组件内部连通；

其中，所述进液泵连通所述补液入口，所述氢气排出管连通所述氢气换热入口。

7.根据权利要求6所述的制氢系统，其特征在于，还包括：

风机，设有氢气冷却入口和氢气冷却出口，所述氢气冷却入口连通所述氢气换热出口；

冷氢气导出管，连通所述氢气冷却出口和/或，所述换热组件还包括第三液体口以及第四液体口，通过所述第三液体口以及所述第四液体口，在所述换热组件内所述制氢部制成的氢气将热量传递至换热液。

8.根据权利要求3或7所述的制氢系统，其特征在于，所述提纯装置包括：

反应气缓冲罐，连通冷氢气导出管，用于氢气的干燥处理；

多个氢气过滤罐，任意一个所述氢气过滤罐连通所述反应气缓冲罐，任意两个所述氢气过滤罐均相互连通；

尾气收集罐，和至少一个所述氢气过滤罐连通，所述尾气收集罐设有尾气出口，所述尾气出口连通所述尾气通入管；

氢气成品导出管，连通至少一个所述氢气过滤罐。

9.根据权利要求8所述的制氢系统，其特征在于，所述反应气缓冲罐包括：

干燥氢气腔，设于所述反应气缓冲罐顶部，连通所述氢气过滤罐；

反应气腔，设于所述反应气缓冲罐底部；

气液过滤板，设于所述干燥氢气腔和所述反应气腔之间，所述气液过滤板上放置有除沫器；

反应气排水管，连通所述反应气腔。

10.根据权利要求9所述的制氢系统，其特征在于，所述氢气过滤罐包括：

氢气过滤腔，位于所述氢气过滤罐底部，连通所述干燥氢气腔，并连通所述尾气收集罐底部；

氢气成品腔，位于所述氢气过滤罐顶部，连通所述氢气成品导出管；

尾气分离板，设于所述氢气过滤腔和所述氢气成品腔之间。

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