2、(2)H20+C0 — C02+H2、⑶CH30H+H20 — C02+3H2，重整反應(yīng)生成的!12和CO 2;所述分離裝置用于分離出制得的氫氣，分離裝置優(yōu)選為膜分離裝置，該膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%-78%，銀占22%-25%，分離裝置中的溫度與重整室內(nèi)的溫度相同或接近；所述燃燒腔用于部分制得的氫氣與外界空氣中的氧氣燃燒，為重整器的運行提供熱量；所述分離裝置分離之后的二氧化碳、燃燒腔內(nèi)氫氣氧氣燃燒產(chǎn)生的水汽以及外界空氣中的未燃燒氣體粉塵混合成余氣，從所述排氣囪口 11排向換熱管2之第一輸送通道；
換熱管2，換熱管2具有雙層同軸心的第一輸送通道及第二輸送通道，在換熱管2的一端，第一輸送通道與所述排氣囪口 11相連通，第二輸送通道與重整器之燃燒腔進風(fēng)口 12相連通；在換熱管2的另一端，第一輸送通道設(shè)有余氣排出口，第二輸送通道連接進風(fēng)裝置3 ;所述進風(fēng)裝置3輸入的外界空氣在第二輸送通道中，與第一輸送通道中的余氣進行換熱，外界空氣溫度升高，進入重整器之燃燒腔助燃，余氣溫度降低，從第一輸送通道的余氣排出口排出。
[0024]需要注意的是，結(jié)合參考圖4，本發(fā)明采用第一輸送通道及第二輸送通道的名稱，并不是限定換熱管的外層通道11及內(nèi)層通道12的名稱，而是用于區(qū)分換熱管的外層通道11或內(nèi)層通道12。在圖2中，第一輸送通道指的是換熱管的外層通道11，第二輸送通道指的是換熱管的內(nèi)層通道12 ;在圖3中，第一輸送通道指的是換熱管的內(nèi)層通道12，第二輸送通道指的是換熱管的外層通道11。由引可見，當換熱管的外層通道11輸送余氣時，換熱管的內(nèi)層通道12則輸送外界空氣；當換熱管的內(nèi)層通道12輸送余氣時，換熱管的外層通道11則輸送外界空氣。
[0025]如圖1、圖2和圖3所示，所述基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)還設(shè)有氣水分離器4，該氣水分離器4包括分離器主體41及設(shè)置于分離器主體上的氣水輸入口42、出氣口 43及出水口 44，其中，該氣水輸入口 42連通所述第一輸送通道的余氣排出口，該出氣口 43連接排氣風(fēng)扇5。
[0026]如圖1、圖2和圖3所示，所述氣水分離器4的出水口 44連接有凈水器6，該凈水器6中設(shè)有RO膜凈水裝置，經(jīng)凈水器6凈化后的凈水輸出至凈水水箱7。
[0027]如圖1所示，所述基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)還包括甲醇水儲存輸送裝置8，該甲醇水儲存輸送裝置8包括甲醇水儲存容器及輸送泵，所述甲醇水儲存容器內(nèi)儲存有液態(tài)的甲醇和水原料，所述輸送泵用于將甲醇水儲存容器中的甲醇和水原料輸送至重整器I ;所述氣水分離器4輸出的水或者凈水水箱7輸出的水作為水原料供應(yīng)給甲醇水儲存容器，剩余的水可他其他用。
[0028]如圖1所示，所述甲醇水儲存輸送裝置8與重整器I之間的輸送管道上設(shè)有換熱器9，低溫的甲醇和水原料在換熱器9中，與重整室輸出的高溫氫氣進行換熱，甲醇和水原料溫度升高、汽化；所述分離裝置的產(chǎn)氣端輸出的氫氣，經(jīng)換熱器9后溫度降低。
[0029]如圖2和圖3所示，所述換熱管2呈螺旋狀環(huán)繞于重整器I之外殼上，這樣，不但能節(jié)約換熱管2所占的空間體積，而且能充分延長換熱管2的長度。所述換熱管2的上端，為連通重整器之排氣囪口 11及重整器之燃燒腔進風(fēng)口 12的一端，所述換熱管2的下端，為連接進風(fēng)裝置3及余氣排出口的一端，這樣，有利于高溫余氣遇冷后迅速下降，以及有利于低溫外界空氣遇熱后迅速上升。
[0030]在上述技術(shù)方案中，所述換熱管為雙層同軸心的鈦合金波紋管、鎂合金波紋管、鋁質(zhì)波紋管、銅質(zhì)波紋管、不銹鋼波紋管中的任意一種，其剛度性能非常好。
[0031]上述基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
(1)重整器在運行過程中，從排氣囪口排出貧氧、含水汽、高熱量的余氣，該余氣從換熱管一端進入換熱管的第一輸送通道；與此同時，進風(fēng)裝置工作，從進風(fēng)裝置進入的外界空氣，從換熱管另一端進入換熱管的第二輸送通道；
(2)外界空氣在第二輸送通道中，與第一輸送通道中的余氣進行換熱，外界空氣溫度升高，變成高熱量空氣，并進入重整器之燃燒腔助燃；與此同時，余氣溫度降低，變成低熱量的余氣，而余氣中的水汽則冷凝成冷凝水，均從第一輸送通道的余氣排出口排出。
[0032]進一步，所述第一輸送通道的余氣排出口排出的余氣和冷凝水均進入氣水分離器，經(jīng)氣水分離器分離后，余氣經(jīng)排氣風(fēng)扇排出至外界，冷凝水作為重整器運行的水原料使用。
[0033]以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施方式，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案對以上的實施方式所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:包括重整器、換熱管及進風(fēng)裝置，其中: 重整器，重整器設(shè)有重整室、分離裝置、燃燒腔及排氣囪口，所述重整室用于甲醇與水蒸汽發(fā)生重整制氫反應(yīng)制得氫氣和二氧化碳混合氣體，所述分離裝置用于分離出制得的氫氣，所述燃燒腔用于部分制得的氫氣與外界空氣中的氧氣燃燒，為重整器的運行提供熱量；所述分離裝置分離之后的二氧化碳、燃燒腔內(nèi)氫氣氧氣燃燒產(chǎn)生的水汽以及外界空氣中的未燃燒氣體混合成余氣，從所述排氣囪口排向換熱管之第一輸送通道； 換熱管，換熱管具有雙層同軸心的第一輸送通道及第二輸送通道，在換熱管的一端，第一輸送通道與所述排氣囪口相連通，第二輸送通道與重整器之燃燒腔進風(fēng)口相連通；在換熱管的另一端，第一輸送通道設(shè)有余氣排出口，第二輸送通道連接進風(fēng)裝置；所述進風(fēng)裝置輸入的外界空氣在第二輸送通道中，與第一輸送通道中的余氣進行換熱，外界空氣溫度升高，進入重整器之燃燒腔助燃，余氣溫度降低，從第一輸送通道的余氣排出口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:該余氣換熱助燃系統(tǒng)還設(shè)有氣水分離器，該氣水分離器包括分離器主體及設(shè)置于分離器主體上的氣水輸入口、出氣口及出水口，其中，該氣水輸入口連通所述第一輸送通道的余氣排出口，該出氣口連接排氣風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)還包括甲醇水儲存輸送裝置，該甲醇水儲存輸送裝置包括甲醇水儲存容器及輸送泵，所述甲醇水儲存容器內(nèi)儲存有液態(tài)的甲醇和水原料，所述輸送泵用于將甲醇水儲存容器中的甲醇和水原料輸送至重整器；所述氣水分離器輸出的水作為水原料供應(yīng)給甲醇水儲存容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述氣水分離器的出水口連接有凈水器，該凈水器中設(shè)有RO膜凈水裝置，經(jīng)凈水器凈化后的凈水輸出至凈水水箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)還包括甲醇水儲存輸送裝置，該甲醇水儲存輸送裝置包括甲醇水儲存容器及輸送泵，所述甲醇水儲存容器內(nèi)儲存有液態(tài)的甲醇和水原料，所述輸送泵用于將甲醇水儲存容器中的甲醇和水原料輸送至重整器；所述凈水水箱輸出的水作為水原料供應(yīng)給甲醇水儲存容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述甲醇水儲存輸送裝置與重整器之間的輸送管道上設(shè)有換熱器，低溫的甲醇和水原料在換熱器中，與重整室輸出的高溫氫氣進行換熱，甲醇和水原料溫度升高、汽化；所述分離裝置的產(chǎn)氣端輸出的氫氣，經(jīng)換熱器后溫度降低。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱管呈螺旋狀環(huán)繞于重整器之外殼上，所述換熱管的上端，為連通重整器之排氣囪口及重整器之燃燒腔進風(fēng)口的一端，所述換熱管的下端，為連接進風(fēng)裝置及余氣排出口的一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱管為雙層同軸心的鈦合金波紋管、鎂合金波紋管、鋁質(zhì)波紋管、銅質(zhì)波紋管、不銹鋼波紋管中的任意一種。
9.權(quán)利要求1?5中任意一項基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)重整器在運行過程中，從排氣囪口排出貧氧、含水汽、高熱量的余氣，該余氣從換熱管一端進入換熱管的第一輸送通道；與此同時，進風(fēng)裝置工作，從進風(fēng)裝置進入的外界空氣，從換熱管另一端進入換熱管的第二輸送通道； (2)外界空氣在第二輸送通道中，與第一輸送通道中的余氣進行換熱，外界空氣溫度升高，變成高熱量空氣，并進入重整器之燃燒腔助燃；與此同時，余氣溫度降低，變成低熱量的余氣，而余氣中的水汽則冷凝成冷凝水，均從第一輸送通道的余氣排出口排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)的方法，其特征在于:所述第一輸送通道的余氣排出口排出的余氣和冷凝水均進入氣水分離器，經(jīng)氣水分離器分離后，余氣經(jīng)排氣風(fēng)扇排出至外界，冷凝水作為重整器運行的水原料使用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于甲醇水重整制氫系統(tǒng)的余氣換熱助燃系統(tǒng)及方法，包括重整器、換熱管及進風(fēng)裝置；重整器設(shè)有重整室、分離裝置、燃燒腔及排氣囪口，重整器產(chǎn)生的余氣從排氣囪口排向換熱管之第一輸送通道；換熱管具有雙層同軸心的第一輸送通道及第二輸送通道，在換熱管的一端，第一輸送通道與所述排氣囪口相連通，第二輸送通道與重整器之燃燒腔進風(fēng)口相連通；在換熱管的另一端，第一輸送通道設(shè)有余氣排出口，第二輸送通道連接進風(fēng)裝置；進風(fēng)裝置輸入的外界空氣在第二輸送通道中，與第一輸送通道中的余氣進行換熱。本發(fā)明能充分回收重整器所排出的余氣中的熱量，使外界空氣在進入重整器之前得到升溫，進而使升溫后的外界空氣助燃效果非常好。
【IPC分類】C01B3-32
【公開號】CN104860264
【申請?zhí)枴緾N201510191010
【發(fā)明人】向華
【申請人】廣東合即得能源科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月22日