CN117960048A - 甲醇制氢装置、甲醇制氢方法及制氢加氢系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种甲醇制氢装置、甲醇制氢方法及制氢加氢系统。甲醇制氢装置包括：外壳，其内具有容置空间；催化燃烧室，其设置于容置空间内，催化燃烧室用于供燃料原料发生催化燃烧反应而释放热量；重整反应室，其设置于容置空间内并位于催化燃烧室的外周；重整反应室上设有供甲醇水溶液进入的入口，重整反应室用于供甲醇水溶液进行重整反应得到重整气；纯化组件，其设置于重整反应室下游，用于对重整气进行提纯而得到氢气。

Description

甲醇制氢装置、甲醇制氢方法及制氢加氢系统

技术领域

本发明涉及氢气制备技术领域，特别涉及一种甲醇制氢装置、甲醇制氢方法及制氢加氢系统。

背景技术

能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而随着世界经济持续、高速地发展，能源短缺、环境污染以及生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。氢气在燃烧时放出巨大能量，产物是水，因而其具有高效无污染的优点，使氢能成为未来产业重点发展方向。

氢能产业链较长，主要包括上游制氢、中游氢储运和加氢站，以及下游多元化的应用场景。目前主要的制氢方式包括化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢等三类。从长期来看，电解水制氢是未来最有发展潜力的绿色氢能生产方式，但目前受制于技术门槛和较高的成本，实现大规模应用还有待时日。

甲醇来源丰富，既可以来自传统化工行业，也可以通过可再生能源制备获得，且在存储运输方面可以完全复用目前的化石燃料的供应链，整体的社会建设成本更低。

然而，目前甲醇制氢装置存在以下弊端：重整器供热依靠电加热锅炉，增加了额外的用电需求，使氢气的制备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本较低的甲醇制氢装置、甲醇制氢方法及制氢加氢系统，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种甲醇制氢装置，包括：

外壳，其内具有容置空间；

催化燃烧室，其设置于所述容置空间内，所述催化燃烧室用于供燃料原料发生催化燃烧反应而释放热量；

重整反应室，其设置于所述容置空间内并位于所述催化燃烧室的外周；所述重整反应室上设有供甲醇水溶液进入的入口，所述重整反应室用于供甲醇水溶液进行重整反应得到重整气；

纯化组件，其设置于所述重整反应室下游，用于对重整气进行提纯而得到氢气。

在其中一实施方式中，所述外壳内具有夹层空间，所述夹层空间内设有第一热交换室，所述第一热交换室包括能够相互进行热交换的第一烟道和第一预热室，所述第一烟道设置于所述催化燃烧室的顶部并与所述催化燃烧室连通，所述第一预热室的入口用于供甲醇水溶液进入，所述第一预热室的出口与所述重整反应室连通。

在其中一实施方式中，所述夹层空间内还设有位于所述第一热交换室上方的第二热交换室，所述第二热交换室包括能够相互进行热交换的第二烟道和第二预热室，所述第二烟道的入口与所述第一烟道连通，所述第二烟道的出口与外界相通而向外排放烟气，所述第二预热室的入口用于供燃烧料进入，所述第二预热室的出口与加热室连通。

在其中一实施方式中，所述重整反应室的顶部设有第三热交换室，所述第三热交换室包括能够相互进行热交换的第三烟道和第三预热室，所述第三烟道的入口与所述重整反应室连通而接收重整气，所述第三烟道的出口与外界相通而向外提供降温后的重整气，所述第三预热室的入口用于供甲醇水溶液进入，所述第三预热室的出口与所述重整反应室连通。

在其中一实施方式中，所述甲醇制氢装置还包括设置于所述容置空间内的加热室，所述加热室与所述催化燃烧室相通，所述加热室用于加热所述燃料原料；和/或，

所述加热室内设有一电加热棒。

在其中一实施方式中，所述甲醇制氢装置包括与所述加热室相通的第一输入管路和第二输入管路，所述燃料原料包括空气和燃烧料，所述燃烧料能够与空气发生燃烧反应而释放热量，所述第一输入管路用于输入空气，所述第二输入管路用于输入燃烧料。

在其中一实施方式中，所述燃烧料为甲醇水溶液、乙醇水溶液或天然气；甲醇水溶液中甲醇与水的摩尔比为1：(1～1.5)，乙醇水溶液中乙醇与水的摩尔比为1：(1～1.5)。

在其中一实施方式中，所述甲醇制氢装置包括喷嘴，所述喷嘴的喷射出口位于所述加热室内，以向所述加热室内喷射燃烧原料，所述喷嘴的入口同时与所述第一输入管路和所述第二输入管路连通。

在其中一实施方式中，空气的压力为60～180Kpa；和/或，

所述喷嘴的喷出面呈喇叭状，并沿入口至出口方向逐渐增大，且所述喷嘴的喷射出口垂直于喷出面。

在其中一实施方式中，所述甲醇制氢装置包括加热通道，所述加热通道设置于所述加热室底部并与所述加热室连通，所述催化燃烧室位于所述加热室的外周，所述催化燃烧室的底部设有风孔，所述催化燃烧室以及所述加热通道底部均设有第一布风填充物，所述第一布风填充物与风孔相通；和/

或，

所述重整反应室底部开设有通孔，所述重整反应室底部设有第二布风填充物，所述第二布风填充物与通孔相通。

在其中一实施方式中，所述催化燃烧室内布置有燃烧催化剂；和/或，所述重整反应室内布置有重整催化剂。

在其中一实施方式中，所述纯化组件包括依次设置于所述重整反应室下游的空冷器、气液分离器、深冷器、纯化干燥器以及氢气储罐。

本发明还提供一种甲醇制氢方法，采用如上所述的甲醇制氢装置，甲醇制氢方法包括以下步骤：

向所述催化燃烧室内通入燃料原料，并进行催化燃烧反应，释放热量；

所述重整反应室内的甲醇水溶液在上述热量的加热下进行重整反应而得到重整气；

对重整气进行提纯后得到氢气。

在其中一实施方式中，还包括以下步骤：

将所述燃料原料先进行加热，然后将加热后的燃料原料输送至所述催化燃烧室内。

本发明还提供一种制氢加氢系统，包括如上所述的甲醇制氢装置，设置于所述甲醇制氢装置下游的压缩机以及设置于所述压缩机下游的加氢机。

在其中一实施方式中，所述制氢加氢系统包括内部具有空间的集装箱，所述甲醇制氢装置、所述压缩机以及所述加氢机均收容于所述集装箱内。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中的甲醇制氢装置以自热的方式进行重整反应而产生氢气，无需额外的热源，进而无需额外的电能，节约了能源，降低了制氢成本。具体通过燃料原料的燃烧提供热量，并同时充分利用燃烧后产生的烟气的热量，进而降低对外部能源的需求，降低制氢成本。

同时，由于无需使用电锅炉加热，使得甲醇制氢装置的空间占用率较小。

附图说明

图1是本发明中甲醇制氢装置的部分结构示意图。

图2是本发明中制氢加氢系统的示意图。

附图标记说明如下：

11、外壳；12、加热室；13、催化燃烧室；14、重整反应室；15、电加热棒；16、去离子水机；17、水泵；18、甲醇储罐；19、甲醇泵；20、甲醇水溶液配制罐；21、甲醇水溶液泵；22、第一输入管路；23、第二输入管路；24、喷嘴；25、加热通道；26、第一烟道；27、第一预热室；28、第二烟道；29、第二预热室；30、第三烟道；31、第三预热室；32、空冷器；33、气液分离器；34、深冷器；35、纯化干燥器；36、氢气储罐；37、纯度检测仪；38、压缩机；39、加氢机；40、冷水机。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施例，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施例，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施例的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施例必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供一种甲醇制氢装置，其以低温催化燃烧器为制氢重整器供热，不需要额外热源，节约了能源，降低了氢气的成本。

图1示出了甲醇制氢装置的部分结构示意图，参阅图1，甲醇制氢装置包括外壳11、催化燃烧室13、重整反应室14以及纯化组件。催化燃烧室13用于供燃料原料燃烧而释放热量，重整反应室14用于供甲醇水溶液进行重整反应得到重整气，纯化组件用于对重整气进行处理而得到氢气。催化燃烧室13内发生反应而释放的热量用于为甲醇水溶液重整反应供热，因此，不需要额外的用电需求，进而使氢气的制备成本较低。

以下具体介绍该甲醇制氢装置。

外壳11的内部具有容置空间，用于收容催化燃烧室13以及重整反应室14。

甲醇制氢装置还包括加热室12，用于加热燃料原料，预热后的燃料原料进入催化燃烧室13后进行催化燃烧反应。

加热室12设置于容置空间的上部。加热室12内设有一电加热棒15，以用于加热进入加热室12内的燃料原料。

本实施例中，电加热棒15由加热室12的顶部伸入，并与加热室12底部之间具有间隔。电加热棒15仅需要预热燃料原料，所需要的热能相对较少。

燃料原料包括空气和燃烧料，燃烧料能够与空气发生燃烧反应而释放热量。燃烧料为甲醇水溶液、乙醇水溶液或天然气。其中，甲醇水溶液中甲醇与水的摩尔比为1：(1～1.5)，乙醇水溶液中乙醇与水的摩尔比为1：

(1～1.5)。

在燃料原料为甲醇水溶液与空气时，两者均在加热室12内被加热，由室温升高至50℃即可。在燃料原料为乙醇水溶液与空气时，其在加热室12内被加热，由室温升高至50℃即可。在燃料原料为天然气和空气时，其无需加热，此时可以无需设置加热室12或者不设置电加热棒15。

在燃烧料为甲醇水溶液或乙醇水溶液时，该甲醇制氢装置包括去离子水机16、水泵17、甲醇储罐18、甲醇泵19、甲醇水溶液配制罐20以及甲醇水溶液泵21，具体可参阅图2。

去离子水机16用于制备配制甲醇水溶液所用的去离子水。去离子水机16的内部由多级滤芯构成，包含但不局限于：活性炭、HIPA膜、离子交换树脂等。

本实施例中，去离子水机16的供水压力为1.6MPa.G，供水温度为常温，流量为0.2m³/h，水质符合《电子级水》国家标准GB/T1146.1-2013。

水泵17用于控制去离子水机16到甲醇溶液配制罐的水流量，该流量的值由所需甲醇水溶液浓度和流量计算得出。

甲醇储罐18为原料甲醇储存的容器，该罐可以为立式或者是卧式，材质为不锈钢，压力为常压。甲醇储罐18的质量符合《工业甲醇》(GB338-2011)中的一等品要求。

甲醇泵19用于控制甲醇储罐18至甲醇溶液配制罐的甲醇流量，该流量的值由所需甲醇水溶液的浓度和流量计算得出。

甲醇溶液配制罐的作用为通过控制甲醇泵19和水泵17的流量，在甲醇溶液配制罐获得符合工艺要求浓度的甲醇水溶液。甲醇溶液配制罐内装有液位计和甲醇浓度检测仪。

甲醇溶液泵用于将甲醇溶液配制罐中的甲醇水溶液输送至加热室12以及重整反应室14。

甲醇制氢装置包括与加热室12相通的第一输入管路22和第二输入管路23。第一输入管路22用于输入空气，第二输入管路23用于输入燃烧料。

甲醇制氢装置包括喷嘴24，喷嘴24的喷射出口位于加热室12内，以向加热室12内喷射燃烧原料，喷嘴24的入口同时与第一输入管路22和第二输入管路23连通。

空气和燃烧料在喷嘴24处汇合，然后从喷嘴24的喷射出口喷射而出，形成分散的雾状液滴，进入加热室12内。较佳地，空气的压力为60～180KPa。压力太小不足以形成喷射状，压力太大会阻碍液体进入喷嘴24。

喷嘴24的喷出面呈喇叭状，并沿入口至出口方向逐渐增大，且喷嘴24的喷射出口垂直于喷出面。

本实施例中，喷嘴24的数量为多个，且多个喷嘴24沿加热室12的周向间隔且均匀地设置。第一输入管路22和第二管路均可以包括一总管和多个支管，多个支管与多个喷嘴24一一对应设置。

催化燃烧室13设置于容置空间的下部并与加热室12连通。催化燃烧室13用于供加热后的燃料原料发生催化燃烧反应而释放热量。

甲醇制氢装置包括加热通道25。加热通道25设置于加热室12底部并与加热室12连通，催化燃烧室13位于加热室12的外周。

本实施例中，加热通道25的外径小于加热室12的外径，即加热室12向外超出加热通道25。进一步地，加热通道25和加热室12一体成型。

催化燃烧室13的内部中空而套设于加热通道25的外周。

催化燃烧室13内布置有燃烧催化剂。具体地，燃烧催化剂覆盖催化燃烧室13的整个高度。其中，燃烧催化剂为蜂窝陶瓷或者金属陶瓷负载的Pd、Pt或其他金属。

催化燃烧室13的底部设有风孔，催化燃烧室13以及加热通道25底部均设有第一布风填充物，第一布风填充物与风孔相通。即通过第一布风填充物以及风孔，加热后的空气以及燃烧料进入催化燃烧室13内，在催化剂的作用下，即可起燃，发生催化燃烧反应。

示例性地，在燃烧料为甲醇水溶液时，催化燃烧反应如下：

2CH₃OH+3O₂＝2CO₂+4H₂O。

催化燃烧反应产生烟气，且烟气温度为300～350℃。

催化燃烧室13的顶部设有出烟孔，以用于烟气向上流动。

重整反应室14设置于容置空间内并位于催化燃烧室13的外周。重整反应室14上设有供甲醇水溶液进入的入口，重整反应室14用于供甲醇水溶液进行重整反应得到重整气。

具体地，重整反应室14的入口设置于底部。本实施例中，重整反应室14的入口设置于侧面的底部。

重整反应室14底部开设有通孔，重整反应室14底部设有第二布风填充物，第二布风填充物与通孔相通。重整反应室14内布置有重整催化剂。

其中，重整催化剂可以为贵金属催化剂、Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂或镍基催化剂。本实施例中，重整催化剂为以CuO为主体，ZnO为助剂，Al₂O₃为骨架的铜锌铝系催化剂。

即通过第二布风填充物以及通孔，使由入口进入重整反应室14内的甲醇水溶液，在催化剂的作用下，发生重整制氢反应，产生以氢气为主的重整气。主要反应如下：

CH₃OH→CO+2H₂，

H₂O+CO→CO₂+H₂，

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂。

以百分比计，重整气主要包括以下组分：70％～75％的H₂，10～20ppm的CH₃OH，0.8％～1％的CO，22％～24％的CO₂。

其中，重整反应室14的温度为250～300℃，压力为常压。重整反应室14可以是板式重整器，也可以是管式重整器。优选板式重整器，因为板式重整器相对于管式重整器可以有效减少设备的体积。

进一步地，加热室12与外壳11之间沿径向具有间隔而形成夹层空间。夹层空间内设有第一热交换室，第一热交换室包括能够相互进行热交换的第一烟道26和第一预热室27，第一烟道26设置于催化燃烧室13的顶部并与催化燃烧室13连通，第一预热室27的入口用于供甲醇水溶液进入，出口与重整反应室14连通。

即，催化燃烧室13所产生的烟气与甲醇水溶液进行热交换而加热甲醇水溶液使甲醇水溶液气化为蒸汽。具体地，催化燃烧室13内产生的烟气进入烟道，甲醇水溶液进入第一预热室27，烟气与甲醇水溶液进行热交换，使甲醇水溶液吸收烟气的热量。通常，室温的甲醇水溶液与300～350℃的烟气进行热量交换后，甲醇水溶液能够升温至180～210℃，此时，甲醇水溶液气化为蒸汽。

本实施例中，第一预热室27以盘管形式设置于夹层空间内。

夹层空间内还设有位于第一热交换室上方的第二热交换室。第二热交换室包括能够相互进行热交换的第二烟道28和第二预热室29，第二烟道28的入口与第一烟道26连通，第二烟道28的出口与外界相通而向外排放烟气，第二预热室29的入口用于供燃烧料进入，第二预热室29的出口与加热室12连通。具体地，第二预热室29的出口与喷嘴24连通，进而向加热室12提供加热后的燃烧料。

烟气在第一热交换室进行热交换后，温度稍下降，但依然高于室温，在第二热交换室内，降温后的烟气继续与燃烧料进行热交换，使燃烧料的温度升高。例如，在燃烧料为甲醇水溶液时，烟气加热甲醇水溶液，使甲醇水溶液升温至50℃～80℃。

在产生烟气后，燃烧料在第二热交换室内与烟气进行热交换而被加热，因此可以关闭电加热棒15。即，电加热棒15仅在初始时启动而对燃烧料进行加热。

本实施例中，第二预热室29呈盘管形式设置于夹层空间内。第二预热室29的入口位于出口的下方。第二烟道28的出口设置于顶部，第二烟道28的出口即排烟口，通过该出口将烟气排至大气中。

重整反应室14的顶部设有第三热交换室。第三热交换室包括能够相互进行热交换的第三烟道30和第三预热室31，第三烟道30与重整反应室14连通而接收重整气，第三烟道30的出口与外界相通而向外提供降温后的重整气，第三预热室31的入口用于供甲醇水溶液进入，第三预热室31的出口与重整反应室14连通。

在第三热交换室内，重整气对甲醇水溶液再次加热。

本实施例中，第三预热室31以盘管形式设置于夹层空间内。

纯化组件设置于重整反应室14下游，用于对重整气进行提纯而得到氢气。

具体地，纯化组件包括依次设置于重整反应器下游的空冷器32、气液分离器33、深冷器34、纯化干燥器35以及氢气储罐36。

重整反应室14内重整反应制备得到的重整气的温度约为200～280℃。首先经过空冷器32，将温度冷却至80-150℃。

经过空冷器32冷却后的气体，通过气液分离器33分离气体和液体。气液分离器33可以是离心式、重力式等形式。经过气液分离器33后，产品气温度降为80℃。

深冷器34的作用是通过深冷器34内部的冷媒，将产品气降低至常温～40℃，冷媒为乙二醇等冷却剂。

纯化干燥器35采用变压吸附，将产品气中的CO₂、CO等杂质成分去除，最终得到99.999％的氢气产品。

纯化干燥器35采用具有小体积优势的金属膜过滤净化氢气，有效降低了空间占用率，降低氢气增压能耗。

进一步地，在纯化干燥器35与氢气储罐36之间还设有纯度检测仪37。纯度检测仪37用于检测氢气的纯度。其中，氢气检测仪检测氢气纯度精度可以达到99.999％。

纯度检测仪37在线实时检测氢气的纯度。如果氢气纯度达不到工艺要求，纯度检测仪37发出报警提示，并且在必要时联锁停机。纯度检测仪37可以是气相色谱，也可以是热导式。

本实施例中的甲醇制氢装置以自热的方式进行重整反应而产生氢气，无需额外的热源，进而无需额外的电能，节约了能源，降低了制氢成本。具体地，通过燃料原料的燃烧提供热量，并同时充分利用燃烧后产生的烟气的热量，进而降低对外部能源的需求，降低制氢成本。

同时，由于无需电锅炉加热，使得甲醇制氢装置的空间占用率较小。

本发明还提供一种甲醇制氢方法，采用上述的甲醇制氢装置，甲醇制氢方法包括以下步骤：

S1、向催化燃烧室内通入燃料原料，并进行催化燃烧反应，释放热量。

燃烧料和空气在催化燃烧室13内的催化剂的作用下发生催化燃烧反应，并释放热量。催化燃烧反应直接释放的热量用于供重整反应，催化燃烧反应后产生的烟气也携带热量，用该热量加热甲醇水溶液或燃烧原料，充分利用热量，避免使用额外的电能。

在步骤S1之前还包括以下步骤：

S0、将燃料原料先进行加热，然后将加热后的燃料原料输送至催化燃烧室13内。

具体地，在燃烧料为甲醇水溶液和乙醇水溶液时，需要先加热燃烧料。

其中，燃烧料预先配制。以甲醇水溶液为例，需先通过甲醇水溶液配制罐20配制，然后在使用时通过甲醇泵19泵入加热室12内。

具体地，在甲醇制氢装置初始使用，即并未有烟气产生时，通过加热室12内的电加热棒15加热燃烧料和空气。将燃烧料和空气加热至50℃即可。

在燃烧料和空气燃烧产生烟气后，通过烟气加热燃烧料和空气，充分利用烟气的热量。

S2、重整反应室14内的甲醇水溶液在上述热量的加热下进行重整反应而得到重整气。

甲醇水溶液在重整反应室14内被催化燃烧室13内的热量加热并发生重整反应。

S3、对重整气进行提纯后得到氢气。

重整气内还含有少量的其他物质，因此，通过提纯而提高氢气的纯度。

本实施例中的甲醇制氢方法中，通过催化燃烧室13内的催化燃烧反应所产生的热量来加热重整反应是内的甲醇水溶液，使甲醇水溶液发生重整反应，得到重整气，进而得到氢气。因此，该甲醇制氢方法通过其自身提供热量的方式，避免了使用额外的电能，降低了能耗，进而降低了制氢成本。

参阅图2，本发明还提供一种制氢加氢系统，包括上述甲醇制氢装置，设置于甲醇制氢装置下游的压缩机38以及设置于压缩机38下游的加氢机39。压缩机38用于压缩氢气，加氢机39用于向外加注氢气。

加氢所需压力为30Mpa，甲醇制氢出口压力为常压，因此，通过压缩机38进行增压。压缩机38为隔膜压缩机38或者活塞压缩机38，进气压力常压，排气压力30Mpa。

加氢机39具有氢气加注和计量的作用。可以为氢能叉车、氢能大巴、氢能重卡等车型加注。

制氢加氢系统还包括与压缩机38连接的冷水机40。

进一步地，制氢加氢系统包括内部具有空间的集装箱，甲醇制氢装置、压缩机38以及加氢机39均收容于集装箱内。因此，该制氢加氢系统能够满足分布式用氢场景需求。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种甲醇制氢装置，其特征在于，包括：

外壳，其内具有容置空间；

催化燃烧室，其设置于所述容置空间内，所述催化燃烧室用于供燃料原料发生催化燃烧反应而释放热量；

重整反应室，其设置于所述容置空间内并位于所述催化燃烧室的外周；所述重整反应室上设有供甲醇水溶液进入的入口，所述重整反应室用于供甲醇水溶液进行重整反应得到重整气；

纯化组件，其设置于所述重整反应室下游，用于对重整气进行提纯而得到氢气。

2.根据权利要求1所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述外壳内具有夹层空间，所述夹层空间内设有第一热交换室，所述第一热交换室包括能够相互进行热交换的第一烟道和第一预热室，所述第一烟道设置于所述催化燃烧室的顶部并与所述催化燃烧室连通，所述第一预热室的入口用于供甲醇水溶液进入，所述第一预热室的出口与所述重整反应室连通。

3.根据权利要求2所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述夹层空间内还设有位于所述第一热交换室上方的第二热交换室，所述第二热交换室包括能够相互进行热交换的第二烟道和第二预热室，所述第二烟道的入口与所述第一烟道连通，所述第二烟道的出口与外界相通而向外排放烟气，所述第二预热室的入口用于供燃烧料进入，所述第二预热室的出口与加热室连通。

4.根据权利要求1或2所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述重整反应室的顶部设有第三热交换室，所述第三热交换室包括能够相互进行热交换的第三烟道和第三预热室，所述第三烟道的入口与所述重整反应室连通而接收重整气，所述第三烟道的出口与外界相通而向外提供降温后的重整气，所述第三预热室的入口用于供甲醇水溶液进入，所述第三预热室的出口与所述重整反应室连通。

5.根据权利要求1所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述甲醇制氢装置还包括设置于所述容置空间内的加热室，所述加热室与所述催化燃烧室相通，所述加热室用于加热所述燃料原料；和/或，

所述加热室内设有一电加热棒。

6.根据权利要求5所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述甲醇制氢装置包括与所述加热室相通的第一输入管路和第二输入管路，所述燃料原料包括空气和燃烧料，所述燃烧料能够与空气发生燃烧反应而释放热量，所述第一输入管路用于输入空气，所述第二输入管路用于输入燃烧料。

7.根据权利要求6所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述燃烧料为甲醇水溶液、乙醇水溶液或天然气；甲醇水溶液中甲醇与水的摩尔比为1：

(1～1.5)，乙醇水溶液中乙醇与水的摩尔比为1：(1～1.5)。

8.根据权利要求6所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述甲醇制氢装置包括喷嘴，所述喷嘴的喷射出口位于所述加热室内，以向所述加热室内喷射燃烧原料，所述喷嘴的入口同时与所述第一输入管路和所述第二输入管路连通。

9.根据权利要求8所述的甲醇制氢装置，其特征在于，空气的压力为60～180Kpa；和/或，

所述喷嘴的喷出面呈喇叭状，并沿入口至出口方向逐渐增大，且所述喷嘴的喷射出口垂直于喷出面。

10.根据权利要求1所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述甲醇制氢装置包括加热通道，所述加热通道设置于所述加热室底部并与所述加热室连通，所述催化燃烧室位于所述加热室的外周，所述催化燃烧室的底部设有风孔，所述催化燃烧室以及所述加热通道底部均设有第一布风填充物，所述第一布风填充物与风孔相通；和/或，

所述重整反应室底部开设有通孔，所述重整反应室底部设有第二布风填充物，所述第二布风填充物与通孔相通。

11.根据权利要求1所述的甲醇制氢装置，其特征在于，所述催化燃烧室内布置有燃烧催化剂；和/或，所述重整反应室内布置有重整催化剂。

12.根据权利要求1所述的甲醇制氢装置，其特征在于，

所述纯化组件包括依次设置于所述重整反应室下游的空冷器、气液分离器、深冷器、纯化干燥器以及氢气储罐。

13.一种甲醇制氢方法，其特征在于，采用如权利要求1～12任意一项所述的甲醇制氢装置，甲醇制氢方法包括以下步骤：

向所述催化燃烧室内通入燃料原料，并进行催化燃烧反应，释放热量；

所述重整反应室内的甲醇水溶液在上述热量的加热下进行重整反应而得到重整气；

对重整气进行提纯后得到氢气。

14.根据权利要求13所述的甲醇制氢方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述燃料原料先进行加热，然后将加热后的燃料原料输送至所述催化燃烧室内。

15.一种制氢加氢系统，其特征在于，包括如权利要求1～12任意一项所述的甲醇制氢装置，设置于所述甲醇制氢装置下游的压缩机以及设置于所述压缩机下游的加氢机。

16.根据权利要求15所述的制氢加氢系统，其特征在于，所述制氢加氢系统包括内部具有空间的集装箱，所述甲醇制氢装置、所述压缩机以及所述加氢机均收容于所述集装箱内。