CN1960938A - 用于制氢设备冷却的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种制氢设备，包括接收和处理烃原料并排出湿的、包括含氢气的气流的重整产物的燃料重整设备和冷却所述湿重整产物的冷凝器。所述制氢设备还包括脱水器，用于接受冷的湿润重整产物、从湿重整产物除去水和排出干燥的重整产物。所述制氢设备进一步包括氢气提纯器，用于接收所述干燥的重整产物、处理所述干燥的重整产物和排出纯的或基本上纯的氢气。在所述制氢设备提供了附加的冷却系统，用于在所述冷凝器之外冷却所述湿重整产物。

Description

用于制氢设备冷却的方法和装置
发明背景
发明领域
本发明涉及用于冷却制氢设备中重整产物气体的方法和装置。
背景技术
从19世纪未20世纪初以来，工业上已经由烃类原料生产氢气。对于合成氨、石油炼制和其它工业目的，使用天然气、诸如丙烷的液化石油气(LPG)或其它烃类作为燃料的现代制氢设备是重要的氢源。这些制氢设备共用一系列通用的工序，其被称为″重整″，将烃原料转化为含氢气的气流，称为″重整产物″。在离开重整过程设备时，重整产物气体通常含至少25体积％的水蒸汽。
由重整产物气体制成纯氢气或基本上纯的氢气。该氢气也许具有低到99％的纯度，但是特定的应用往往需要更高的纯度，通常需要总杂质小于5ppm。纯的或基本上纯的氢气的生产通常使用变压吸附(PSA)实现。在提纯步骤之前，重整产物气体应从高温基本上冷却。所述冷却导致水的饱和压力降低，因此导致液态水冷凝。在提纯之前，这些液态水随后从重整产物气体除去。在一般的系统中，重整产物气体在上游的温度和压力以饱和状态或接近饱和状态传输到氢气净化装置。
在PSA系统中使用的吸附剂是对水蒸汽高度敏感的。过剩的水蒸汽可以被PSA吸附剂非常强烈地吸附，有效地使吸附剂失活。因此，通常设计PSA系统具有有限持水量的干爆官能度。重整产物气体的最高可接受温度决定所需干燥剂的尺寸。通常，干燥剂被引入到PSA容器，产生孔隙体积，降低了氢气的回收率。因此，希望将重整产物温度的最大值最小化，以便在PSA装置中得到可能的最好的氢气回收率。
用于除去一般的重整产物杂质(如碳氧化物、未反应的烃、氮气和其它的气体)的吸附剂的性能和选择性还特别取决于温度。低温大大地改进了吸附剂的选择性和性能，不过非常低的温度可能对吸附剂的动力学参数有不利影响。因此，正确控制PSA装置需要小心控制重整产物的温度。
如果重整产物温度降到低于水的冰点，那么制氢设备的管道可能被冰堵塞。所述的阻塞可能导致安全危险，并且为了有充足的时间除去冰阻塞，势必导致需要制氢设备停车。因此，重整产物不应冷却到低于水的冰点。
相关领域的制氢设备包括冷却水或冷却液冷却的冷凝系统。这些换热器然后被连接到冷却器系统，比如水冷却塔或机械制冷装置。这样的系统受到高投资和生产费用的困扰。机械制冷循环需要相当大的运行能量，冷却塔或其它的蒸发冷却系统需要小心维护以防生成水垢、生物污垢和腐蚀。这样冷却系统还需要大量补给水，其带来显著的成本和处理负荷。在冰冻季节期间，冷却塔和蒸发冷却器需要小心保养以防面临与重整产物冷凝器和管道系统相同的结冰问题。
或者，相关领域制氢设备用空气冷却，使用环境空气冷却重整产物冷凝器。在受高环境温度影响的地区，由于温度控制不良，空气冷却受到限制。这限制了空气冷却系统对温带气候地区、低氢气纯度要求或允许高运行温度的PSA吸附剂的适用性。
相关领域制氢设备冷却系统的局限性需要专职操作员管理或多方面的自动化和控制以确保有效运行。这些步骤产生的花费妨碍了非常小规模的基于重整装置的制氢设备在经济上的可行性，尽管在更大生产规模它们有优势，其中所述成本和复杂性是可接受的。
                       发明概述
本发明人致力于改进制氢设备的效率和可操作性，已经提出了如下所述的多方面改进。例如，本发明提供用于生产纯化氢气的改进的制氢设备和方法，其可在高环境温度条件下运行，在能量消耗和操作的复杂性方面无需本领域其它方法承担的高额负担。
本发明有利地提供了一种制氢设备，包括用于接受和处理烃原料的燃料重整装置和排出湿润的重整产物(包括含氢气的气流)和冷却湿润重整产物的冷凝器。所述制氢设备还包括至少一个脱水器，用于接受冷却的湿润重整产物、从湿润的重整产物除去水和排出干燥的重整产物。所述制氢设备更进一步包括氢气纯化器，用于接受所述干燥的重整产物、处理所述干燥的重整产物和排出纯的或基本上纯的氢气。本发明除了所述冷凝器，包括附加的冷却系统以冷却湿润的重整产物。
在本发明的一个有利的实施方案中，所述附加的冷却系统是地下的冷却系统，包括第一热交换部分，用附加的冷却液从湿润的重整产物吸收热量；和第二地下热交换部分，用以从附加的冷却液释放热到地下环境。
在本发明另一个有利的实施方案中，所述附加的冷却系统包括一个进口，连接到纯水水源；和一个出口，连接燃料重整设备的纯水进口。在该实施方案中，所述纯水用供水系统提供到附加冷却系统的进口，用于冷却作为散热器的地下环境，从而冷却的水可用作附加冷却系统中的冷却液。
在本发明的另一个有利的实施方案中，制氢设备进一步包括一个净水器，其具有连接接受未净化水的进口、排出纯水的第一出口和排放废水的第二出口。第一出口连接燃料重整设备的纯水进口。附加冷却系统包括连接到净水器第二出口的一个进口和一个出口。净水器可以是例如逆向渗透提纯器。净水器的进口优选连在具有冷地下环境作为散热器的供水系统上。
此外，本发明有利地提供生产纯化氢气的方法，包括处理烃原料生成湿的重整产物，所述重整产物包括含氢气的气流，用冷凝器冷却所述湿重整产物，然后用附加的冷却系统冷却所述湿重整产物。所述方法还包括从湿重整产物除去水生成干燥的重整产物，以及处理所述干燥重整产物生成纯的或基本上纯的氢气。
在本发明一个有利的实施方案中，所述附加的冷却系统为了冷却湿重整产物，除了克服流体摩擦所需的能量之外，不需要能量输入。
在本发明的另一个有利的实施方案中，烃原料的处理用燃料重整设备进行，湿重整产物排出物的温度高于100摄氏度。在另一个优选实施方案中，干燥重整产物用变压吸附系统处理，并且干燥重整产物进入变压吸附系统的温度用冷凝器和附加的冷却系统控制。优选干燥重整产物进入变压吸附系统时的温度低于45摄氏度。更优选干燥重整产物进入变压吸附系统时的温度低于25摄氏度并高于0摄氏度。
在本发明的另一个一个有利的实施方案中，所述附加的冷却系统是地下的冷却系统，包括第一热交换部分，用附加的冷却液从湿重整产物吸收热量；和第二地下热交换部分，用以从附加的冷却液释放热到地下环境。
在本发明的再一个有利的实施方案中，烃原料的处理用燃料重整设备进行，并且所述附加的冷却系统包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到燃料重整设备净化水进口。在该实施方案中，所述净化水用供水系统提供到附加冷却系统的进口，用于冷却作为散热器的地下环境，从而冷却的水可用作附加冷却系统中的冷却液。
在本发明的另外一个有利的实施方案中，所述方法更进一步包括纯化未净化水，排出净化水用于烃原料处理，排出废水用作附加冷却系统中的冷却液。未净化水优选来自供水系统，其温度处于或接近当地地下温度。
另外，本发明有利地提供一种方法，用于将用于变压吸附装置的干燥剂的量减到最少。所述方法包括控制进入所述变压吸附装置的重整产物的温度和水含量，所述重整产物包括含氢气的气流。重整产物的温度和水含量的控制是使用用冷凝器冷却所述重整产物，用附加冷却系统进一步冷却所述重整产物，并且用脱水器从所述冷却的重整产物除去水。
另外，本发明提供一种用于生产氢气的改进方法，其中冷凝器和附加冷却系统两者中的水蒸汽对碳的比例的最佳值增加到高于单独使用冷凝器时采用的所述最佳值。
                     附图说明
参考下列详细说明，将容易地理解对于本发明更完整的评价和许多优点，特别时结合附图进行考虑，其中：
图1是本发明制氢设备的第一实施方案的框图；
图2是本发明制氢设备的第二实施方案的框图；
图3是本发明制氢设备的第三实施方案的框图；
图4是本发明制氢设备的第四实施方案的框图；和
图5是相关技术领域制氢设备的框图。
                     发明详述
本发明的系统涉及在制氢设备中用于冷却重整产物的系统和方法。例如，本发明涉及用于变压吸附(PSA)型式制氢设备的重整产物气体冷却系统和方法，其需要更少的能量、更少的水、更少的维护，并且在高于变压吸附设计温度和低于冷凝水冰点的环境空气温度运行。
在下文中，参考所述附图描述本发明的实施方案。在如下的描述中，具有基本上相同功能和结构的组成部分用相同的参考编号表示，只有在必要时进行重复的描述。
图5描述所属技术领域的制氢设备。在图5中的成套设备包括燃料重整设备210，其具有原料燃料进口212、进气口214和净化水进口216。可以使用各种型式的燃料重整装置，如蒸气重整炉、自热重整装置、部分氧化重整装置、热解重整装置或任何其它的合适的重整装置。燃料重整装置210生成温度高于100摄氏度的湿重整产物产品，其含有一些氢气、未反应的烃、碳氧化物、氮气、水蒸汽和各种其它微量成分的组成。湿重整产物沿着管道220移动，被引入到冷凝器230，用从进口232流到出口234的换热流体热交换冷却。冷却液一般包括冷水、环境空气、冷却的空气、汽制冷循环工作流体或任何其它合适的液体。大部分的系统一般用冷却水，其在所述工厂中用另外的处理冷却到非常精确控制的温度。
冷却的重整产物经管道240离开所述冷凝器，其温度降低到低于重整产物在冷凝器进口的温度，并且其包括冷凝液相和气相。冷却的重整产物离开所述冷凝器出口，进入脱水器250，其中分离液相重整产物，并从所述系统经出口252作为冷凝水放出，其可重复循环并作为净化水进入燃料重整设备210。干燥的重整产物经管道260离开脱水器。
干燥的重整产物进入PSA氢气纯化器，其将所述干燥的重整产物分成在出口272的、纯的或基本上纯的氢气和放出的、含一些氢气和大部分其它重整产物成分的气体流。所述废气可以经管道280转输并用作燃料重整设备210中的燃料气体。
在图5中所述的制氢设备受到上文背景技术部分所述种种问题的困扰。
图1描述了本发明的第一优选实施方案，包括燃料重整设备10，具有原料燃料进口12、进气口14和净化水进口16。可以使用各种型式的燃料重整装置，如蒸气重整炉、自热重整装置、部分氧化重整装置、热解重整装置或任何其它合适的重整装置。特别优选的重整装置是在Lomax等人的美国专利No.6,623,719和No.6,497,856中公开的，另一特别优选的重整装置是在美国申请系列号No.10/791,746中公开的，所有这些全文引用在此作为参考。燃料重整装置10生成温度高于100摄氏度的湿重整产物产品，其含有一些氢气、未反应的烃、碳氧化物、氮气、水蒸汽和各种其它微量成分的组成。湿重整产物沿着管道20输送浸入冷凝器30，用从进口32流到出口34的换热流体热交换冷却。冷却液可以包括冷水、环境空气、冷却的空气、汽制冷循环工作流体或任何其它合适的液体。所述冷却的重整产物经管道40离开冷凝器30，其温度降低到低于重整产物在冷凝器进口的温度。
本发明的第一个优选实施方案包括另外的或附加的冷却系统，其具有热交换器90，湿重整产物输入管道40、冷却液进口管道92和冷却液出口管道94。附加的冷却系统和冷凝器30联合运行。注意，冷凝器30和热交换器90优选在重整产物中产生至少一些有限的凝聚量。冷却液在附加的冷却系统中从冷却液出口管道94回到冷却液进口管道92循环时，其穿过一个地下的热交换器96。所述地下的附加冷却系统使用更少的能量，比已知的标准冷凝器冷却系统更为有效，因为在炎热气候，土壤的温度低于大气温度，可以有利地低于在冷却塔中经蒸发冷却可到达的温度(即，湿球温度)。当与冷凝器连接使用时，所述附加的冷却系统降低了冷凝器的功率要求，并且提供了湿重整产物的有效冷却。
冷却的重整产物在降低的温度经管道98离开附加的冷却系统90，其温度低于重整产物在附加的冷却系统进口的温度，包括冷凝液相和气相。离开附加的冷却系统出口的冷却的重整产物进入脱水器50，其中分离液相重整产物并作为冷凝水经出口52从所述系统放出，其可以重复循环和作为净化水输入燃料重整设备10。干燥的重整产物经管道60离开脱水器。短语″干燥的重整产物″，的干燥在重整产物的意义上通常是指不含液态水液滴，并且干燥是相对于离开燃料重整设备的重整产物而言的。但是，注意″干燥的重整产物″在现场温度是被水饱和的。
干燥的重整产物进入PSA氢气纯化器70，其将所述干燥的重整产物分成在出口72的、纯的或基本上纯的氢气和放出的、含一些氢气和大部分其它重整产物成分的气流。所述放出的气流可以经管道80转输并用作燃料重整设备10中的燃料气体。
优选，干燥的重整产物输入PSA氢气纯化器的温度低于45摄氏度，更优选低于35摄氏度，最优选高于0摄氏度且低于25摄氏度。在45摄氏度，重整产物可能含0.095巴的蒸汽压力。在35摄氏度，重整产物可能仅0.056巴的蒸汽压力，每一单位体积约40％的水蒸汽。在25摄氏度，蒸汽压力仅为0.0317巴。在15摄氏度，蒸汽压力下降到0.017巴。因此，通过在适宜的温度范围内冷却干燥重整产物，可显著减少水蒸汽荷载，这显著地降低了在用于改进氢气回收率的PSA氢气纯化器70中需要的干燥剂系统的性能。
本发明的另一个方案可包括结合的热交换器，其将冷凝器30和附加的冷却系统90集成在单一热交换单元中，从重整产物提取热量。在这样的方案中，冷凝器30和附加的冷却系统90具有另外的冷却液回路，其用任何优选的方式排出热量。例如，冷凝器30可以从其中循环的冷却液中用冷却塔排出热量，而附加的冷却系统90从其中的冷却液循环中用地下热能交换器排出热量。结合的热交换器可以是例如双回路的钎焊或熔焊平板式换热器，或其它类似的构造。
本发明的第二实施方案如图2所示。图2所述的制氢设备使用与图1所示的上述实施方案相同的总的系统布置。但是，在图2的第二优选实施方案中，冷却净化水用作冷却液，其在进口102输入所述附加的冷却系统100。在出口管道104输出的冷却液然后在净化水进16输入到燃料重整设备10。该第二优选的实施方案优点在于净化水来自供水系统，所述供水系统用冷的地下环境作为散热器，该地下环境或者在水源地，或者在水的运输期间，例如城市供水、工业供水、井水供水、淡水源等等，因此通常在炎热的天气期间比环境空气温度更低。将这些净化水用于湿重整产物的附加冷却将本发明的PSA回收率提高到高于其它系统。另外，输入进口102的冷却液可以在提供到所述附加冷却系统100之前穿过地下热能交换器或长管道，如果冷却液可以进一步在这样的热交换器中冷却。
本发明的第三个实施方案如图3所示。图3中所述的制氢设备使用与上述图1和2实施方案相同的总系统布置。但是，在图3的第三个优选实施方案中，冷的未净化水用作冷却液，其在进口102输入附加的冷却系统100。然后，在经管道109输入燃料重整设备10的净化水输入口16前，在管道107排出的冷却液通入另外的纯化器108，诸如逆向渗透纯化器。该实施方案的优点在于未净化水来自用冷的地下环境作为冷源的供水系统，诸如城市供水、工业供水、井水供水、淡水供水等，其通常在炎热的天气期间比环境空气温度更低。将这种水用于湿重整产物的附加冷却，将本发明的PSA回收率提高到高于其它系统。
本发明的第四个优选实施方案如图4所示。在图4中描述的制氢设备使用与上述图1-3实施方案相同的总系统布置。但是，在第四优选实施方案中，提供给进口130的冷的未净化水，通过另外的纯化器120，诸如逆向渗透纯化器，然后经管道122输入燃料重整设备10的净化水输入口16，排出的不纯水提供给附加的冷却系统110的热交换器的冷水进口112，附加的冷却系统110与标准的冷凝系统联合运行。本发明的该实施方案的优点在于未净化水来自用冷的地下环境作为冷源的供水系统，诸如城市供水、工业供水、井水供水、淡水供水等，其通常比环境空气温度更冷。
本发明的热交换器可以有利地用于任何制氢设备冷却重整产物，其中当地土壤温度比周围大气温度更低。在第二和第三个典型的实施方案中，供水或经处理的水的使用可导致不希望的、燃料重整设备10的热效率降低。这是因为纯化的经处理的供水穿过管道104、107或122，被加热到高于其最低可能温度的温度。如果其用作热交换介质用于冷却工艺物流，热交换的效率会降低。但是，如果不纯的废水用于第四个实施方案，则没有发生效率的降低。
一个典型的情况是美国专利No.6,623,719和No.6,497,856和美国申请No.10/791,746中的蒸汽转化过程。在这些工艺中，热的燃烧产物或烟道气通过生成水蒸汽冷却。在这些工艺中，烟道气通常具有比工艺供水更高的热质流量，换言之，其每度温度的变化含更多能量。因此，如果纯化的供水温度增加，那么相应地提高了烟道气的排气温度。因为对于相同的温升，烟道气比工艺供水含大的多的能量，因此重整系统的净热回收率降低。
通常，在美国专利No.6,623,719的工艺中，在水蒸汽摩尔流量对碳摩尔流量的优选比例中，在较低的水蒸汽对碳比例热效率是最佳的。该最佳比例取决于燃料、工作压力和在所述优选范围内选择的操作温度。但是，如果使用本发明的附加冷却系统，意外地发现水蒸汽对碳的最佳比增加到0.25∶1和1∶1之间。这是由于净化水以较低的预加热温度、较高的水流率进入所述重整过程。因此，装备有本发明附加冷却系统的重整装置系统可以有利地操作，从而在环境气温高的时期，在其它最恰当的水蒸汽对碳比值，显著提高所用纯化生产用水温度，可有利地增加所述水蒸汽对碳比值从而降低对重整装置供水的温度。
应该注意到的是，本发明绘制的典型实施方案和在此描述的优选实施方案不意味着以任何方式对所附的权利要求的范围的限制。
根据上述教导，可以有本发明的许多改进和变化。因此应理解为，在所附权利要求范围内，本发明可以用与在此具体描述的方案不同的方式实施。

Claims (66)

1.制氢设备，包括：燃料重整设备，用于接收和处理烃原料并排出湿重整产物，所述湿重整产物包括含氢气的气流；冷凝器，用于冷却所述湿重整产物；附加的冷却系统，冷却所述湿重整产物；脱水器，用于接收所述冷却的湿重整产物，从所述湿重整产物中除去水，并且排放干燥的重整产物；和氢气纯化器，用于接收所述干燥的重整产物，处理所述干燥的重整产物和排出纯的或基本上纯的氢气。
2.根据权利要求1的制氢设备，其中所述附加的冷却系统是地下的冷却系统，包括第一热交换部分，用附加的冷却液从所述湿重整产物吸收热量，以及第二地下热交换部分，将热量从附加的冷却液释放到地下环境。
3.根据权利要求2的制氢设备，其中所述冷凝器包括用于循环冷却液的冷凝器回路，其中所述附加的冷却系统包括用于循环附加的冷却液的附加的回路，并且其中所述冷凝器回路和所述附加的回路是分开的。
4.根据权利要求3的制氢设备，其中所述冷凝器和所述附加冷却系统的第一热交换部分使用整体热交换器冷却所述湿重整产物。
5.根据权利要求3的制氢设备，其中所述附加冷却系统包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到所述燃料重整设备的净化水进口。
6.根据权利要求1的制氢设备，其中所述附加冷却系统包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到所述燃料重整设备的净化水进口。
7.根据权利要求6的制氢设备，其中所述附加冷却系统的所述进口与供水系统连接以便使用来自供水系统的水作为冷却液，所述供水系统使用冷的地下环境作为冷源。
8.根据权利要求1的制氢设备，进一步包括水纯化器，具有一个接收未净化水的进口、排放净化水的第一出口和排出废水的第二出口，所述第一出口连接所述燃料重整设备的净化水进口，其中所述附加冷却系统包括一个连接到所述水纯化器的所述第二出口的进口和一个出口。
9.根据权利要求8的制氢设备，其中所述水纯化器包括逆向渗透纯化器。
10.根据权利要求8的制氢设备，其中所述水纯化器的所述进口连接使用冷的地下环境作为冷源的供水系统。
11.根据权利要求1的制氢设备，进一步包括水纯化器，其具有一个接收未净化水的进口和一个排放净化水的出口，所述出口连接所述燃料重整设备的净化水进口，其中所述附加的冷却系统包括一个接收来自供水系统的所述未净化水的进口和一个连接所述水纯化器的所述进口的出口。
12.根据权利要求1的制氢设备，其中所述燃料重整设备是蒸气重整装置、自热重整装置、部分氧化重整装置和热解重整装置的至少一种。
13.根据权利要求1的制氢设备，其中用于冷却所述湿重整产物的所述冷凝器使用冷却器系统，该冷却器系统提供冷却液以在热交换器中从所述湿重整产物吸收热量。
14.根据权利要求13的制氢设备，其中所述冷却器系统是水冷却塔。
15.根据权利要求13的制氢设备，其中所述冷却器系统是机械制冷装置。
16.根据权利要求1的制氢设备，其中所述冷凝器用环境空气在热交换器中从湿重整产物吸收热量，冷却湿重整产物。
17.根据权利要求1的制氢设备，其中所述氢气纯化器排出排放气体，并且其中所述制氢设备进一步包括将该排放气体提供给所述燃料重整设备的管道。
18.根据权利要求1的制氢设备，其中所述燃料重整设备包括接收烃原料的燃料进口、进气口和净化水进口。
19.根据权利要求1的制氢设备，其中所述氢气纯化器是变压吸附系统。
20.制氢设备，包括：接收并处理烃原料生成湿重整产物的装置，所述湿重整产物包括含氢气的气流；冷却所述湿重整产物的第一装置；冷却所述湿重整产物的第二装置；接收所述冷却的湿重整产物并从所述湿重整产物除去水生成干燥的重整产物的装置；和接收并处理所述干燥的重整产物生成纯的或基本上纯的氢气的装置。
21.根据权利要求20的制氢设备，其中所述用于冷却的第二装置是地下的冷却系统，包括第一热交换部分，用附加的冷却液从所述湿重整产物吸收热量，以及第二地下热能交换部分，将热量从附加的冷却液释放到地下环境。
22.根据权利要求21的制氢设备，其中所述用于冷却的第一装置包括用于循环冷却液的回路，其中所述用于冷却的第二装置包括用于循环附加冷却液的附加回路，并且其中所述回路和所述附加回路是分开的。
23.根据权利要求22的制氢设备，其中所述用于冷却的第一装置和所述用于冷却的第二装置的所述第一热交换部分使用整体热交换器冷却所述湿重整产物。
24.根据权利要求22的制氢设备，其中所述用于冷却的第二装置包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到用于接收和处理烃原料的所述装置的净化水进口。
25.根据权利要求20的制氢设备，其中所述用于冷却的第二装置包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到用于接收和处理烃原料的所述装置的净化水进口。
26.根据权利要求25的制氢设备，其中所述用于冷却的第二装置的所述进口连接到供水系统，以便使用来自供水系统的水用作冷却液，所述供水系统使用冷的地下环境作为冷源。
27.根据权利要求20的制氢设备，进一步包括用于纯化水的装置，具有一个接收未净化水的进口、排放净化水的第一出口和排出废水的第二出口，所述第一出口连接用于接收和处理烃原料的所述装置的净化水进口，其中所述用于冷却的第二装置包括一个进口和一个出口，所述进口连接到用于纯化水的所述装置的所述第二出口。
28.根据权利要求27的制氢设备，其中所述用于纯化水的装置的所述进口连接使用冷地下环境作为冷源的供水系统。
29.根据权利要求20的制氢设备，进一步包括用于纯化水的装置，其具有一个接收未净化水的进口和一个排放净化水的出口，所述第一出口连接用于接收和处理烃原料的所述装置的净化水进口，其中所述用于冷却的第二装置包括一个进口和一个出口，所述进口接收来自供水系统的未净化水，所述出口连接用于纯化水的所述装置的所述进口。
30.根据权利要求20的制氢设备，其中所述用于冷却的第一装置是冷却器系统，用于提供冷却液在热交换器中从湿重整产物吸收热量。
31.根据权利要求30的制氢设备，其中所述冷却器系统是水冷却塔。
32.根据权利要求30的制氢设备，其中所述冷却器系统是机械制冷装置。
33.根据权利要求20的制氢设备，其中所述用于冷却的第一装置使用环境空气在热交换器中从所述湿重整产物吸收热量。
34.根据权利要求20的制氢设备，其中所述用于接收并处理干燥的重整产物的装置还生成排放气，并且其中所述制氢设备还包括将排放气提供给用于接收和处理烃原料的所述装置的管道。
35.生成净化氢气的方法，包括：处理烃原料生成湿重整产物，所述湿重整产物包括含氢气的气流；用冷凝器冷却所述湿重整产物；用附加的冷却系统冷却所述湿重整产物；从所述湿重整产物除去液态水生成干燥的重整产物；和处理所述干燥的重整产物生成纯的或基本上纯的氢气。
36.根据要求35的方法，其中除了克服流体摩擦所需的能量外，所述附加的冷却系统不需要能量输入以冷却所述湿重整产物。
37.根据权利要求35的方法，其中烃原料的处理用燃料重整装置进行，所述燃料重整装置排出温度高于100摄氏度的湿重整产物。
38.根据权利要求35的方法，其中所述干燥的重整产物用变压吸附系统处理，并且其中干燥的重整产物进入所述变压吸附系统的温度用冷凝器和附加冷却系统控制。
39.根据权利要求38的方法，其中干燥的重整产物进入变压吸附系统的温度低于45摄氏度。
40.根据权利要求38的方法，其中干燥的重整产物进入变压吸附系统的温度低于35摄氏度。
41.根据权利要求38的方法，其中干燥的重整产物进入变压吸附系统的温度低于25摄氏度且高于0摄氏度。
42.根据权利要求35的方法，其中附加的冷却系统是地下的冷却系统，包括第一热交换部分，用附加的冷却液从所述湿重整产物吸收热量，以及第二地下热能交换部分，将热量从附加的冷却液释放到地下环境。
43.根据权利要求42的方法，其中所述冷凝器包括用于循环冷却液的回路，其中所述附加的冷却系统包括用于循环附加冷却液的附加的回路，并且其中所述回路和所述附加的回路是分开的。
44.根据权利要求43的方法，其中烃原料的处理用燃料重整设备进行，并且其中所述附加的冷却系统包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到燃料重整设备净化水进口。
45.根据权利要求35的方法，其中烃原料的处理用燃料重整设备进行，并且其中所述附加的冷却系统包括一个进口和一个出口，所述进口连接到净化水源，所述出口连接到燃料重整设备净化水进口。
46.根据权利要求45的方法，其中所述附加冷却系统的所述进口与供水系统连接以便使用来自供水系统的水作为冷却液，所述供水系统使用冷的地下环境作为冷源。
47.根据权利要求35的方法，还包括纯化未净化水以排放净化水用于所述烃原料的处理中，并且排出废水用作附加的冷却系统的冷却液。
48.根据权利要求47的方法，其中所述未净化水来自使用冷的地下环境作为冷源的供水系统。
49.根据权利要求35的方法，其中所述冷凝器是冷却器系统，提供冷却液在热交换器中从湿重整产物吸收热量。
50.根据权利要求49的方法，其中所述冷却器系统是水冷却塔。
51.根据权利要求49的方法，其中所述冷却器系统是机械制冷装置。
52.根据权利要求35的方法，其中所述冷凝器使用环境空气在热交换器中从湿重整产物吸收热量。
53.根据权利要求35的方法，其中所述干燥的重整产物的处理生成排放气，并且其中所述排放气用于所述烃原料的处理中。
54.用于将压变吸附装置中所用干燥剂体积减少到最小的方法，该方法包括：控制进入变压吸附装置的包括含氢气的气流的重整产物的温度和水含量，其中用冷凝器冷却所述重整产物、附加的冷却系统进一步冷却所述重整产物和脱水器从所述冷却的重整产物除去水控制重整产物的温度和水含量。
55.根据要求54的方法，其中除了克服流体摩擦所需的能量外，所述附加的冷却系统不需要能量输入以冷却所述湿重整产物。
56.根据权利要求54的方法，其中干燥的重整产物进入变压吸附装置的温度低于45摄氏度。
57.根据权利要求54的方法，其中干燥的重整产物进入变压吸附装置的温度低于35摄氏度。
58.根据权利要求54的方法，其中干燥的重整产物进入变压吸附装置的温度低于25摄氏度且高于0摄氏度。
59.根据权利要求54的方法，其中附加的冷却系统是地下的冷却系统，包括第一热交换部分，用附加的冷却液从所述湿重整产物吸收热量，以及第二地下热能交换部分，将热量从附加的冷却液释放到地下环境。
60.根据权利要求59的方法，其中所述冷凝器包括用于循环冷却液的回路，其中所述附加的冷却系统包括用于循环附加冷却液的附加的回路，并且其中所述回路和所述附加的回路是分开的。
61.根据权利要求54的方法，其中所述附加的冷却系统包括一个连接到净化水源的进口，并且其中所述附加的冷却系统的进口连接使用冷的地下环境作为冷源的供水系统以使用来自供水系统的水作为冷却液。
62.根据权利要求54的方法，其中所述附加的冷却系统包括一个连接到水纯化器进口，并且其中所述水纯化器包括一个接收未净化水的进口，所述未净化水来自使用冷的地下环境作为冷源的供水系统。
63.根据权利要求54的方法，其中所述冷凝器是冷却器系统，提供冷却液在热交换器中从湿重整产物吸收热量。
64.根据权利要求63的方法，其中所述冷却器系统是水冷却塔。
65.根据权利要求63的方法，其中所述冷却器系统是机械制冷装置。
66.根据权利要求54的方法，其中所述冷凝器使用环境空气在热交换器中从湿重整产物吸收热量。
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