甲醇的主要原料，而甲醇又是甲醇水重整制氫系統(tǒng)的主要原料，因此，設(shè)置二氧化碳回收裝置后能實(shí)現(xiàn)原料的循環(huán)利用。
[0035]以上所述，僅是本發(fā)明較佳實(shí)施方式，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)以上的實(shí)施方式所作的任何細(xì)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(xiàng)】
1.一種零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:包括甲醇水儲(chǔ)存容器、輸送栗、第一換熱器、重整器及二氧化碳回收裝置，其中: 甲醇水儲(chǔ)存容器，其內(nèi)儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水； 輸送栗，用于將甲醇水儲(chǔ)存容器中的甲醇和水輸送至重整器的重整室； 第一換熱器，安裝于輸送栗與重整器之間的輸送管道上，低溫的甲醇和水在第一換熱器中，與重整器輸出的高溫二氧化碳及水汽混合氣體進(jìn)行換熱，甲醇和水溫度升高，二氧化碳及水汽混合氣體溫度降低； 重整器，設(shè)有重整室、電磁加熱器及氫氣純化裝置，所述電磁加熱器包括電磁線圈及金屬受磁體，電磁線圈通電后能廣生尚頻磁場(chǎng)，使金屬受磁體受磁場(chǎng)感應(yīng)而發(fā)熱，為重整室提供熱能；所述重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，甲醇和水在重整室內(nèi)發(fā)生甲醇和水的重整制氫反應(yīng)制得二氧化碳和氫氣，該二氧化碳、氫氣以及未反應(yīng)的水汽混合成高溫混合氣體，輸向氫氣純化裝置；所述重整室與氫氣純化裝置通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室內(nèi)，能通過重整室內(nèi)的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的高溫混合氣體；所述連接管路作為重整室與氫氣純化裝置之間的緩沖，使得從重整室輸出的高溫混合氣體的溫度與氫氣純化裝置的溫度相同或接近；經(jīng)氫氣純化裝置對(duì)高溫混合氣體進(jìn)行分離后，從氫氣純化裝置的氫氣輸出端輸出氫氣，從氫氣純化裝置的余氣輸出端輸出二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體，該二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體經(jīng)第一換熱器后輸向二氧化碳回收裝置； 二氧化碳回收裝置，用于回收從重整器輸出的二氧化碳及部分水汽，該二氧化碳回收裝置為可更換的模塊化二氧化碳回收裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:還包括氣體回轉(zhuǎn)管道，該氣體回轉(zhuǎn)管道設(shè)置于二氧化碳回收裝置與重整器的重整室之間，該氣體回轉(zhuǎn)管道設(shè)置有傳感器及電磁閥，該傳感器用于感應(yīng)二氧化碳回收裝置中的氣壓，當(dāng)氣壓達(dá)到或高于安全氣壓值時(shí)，電磁閥打開，二氧化碳回收裝置中的部分氣體經(jīng)氣體回轉(zhuǎn)管道輸送至重整器的重整室，當(dāng)氣壓低于安全氣壓值時(shí)，電磁閥關(guān)閉，氣體回轉(zhuǎn)管道關(guān)閉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:還包括水回收裝置，該水回收裝置設(shè)置于二氧化碳回收裝置與第一換熱器之間；所述二氧化碳及水汽混合氣體經(jīng)第一換熱器降溫后，大部分水汽流入水回收裝置儲(chǔ)存。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:所述水回收裝置與甲醇水儲(chǔ)存容器之間設(shè)置有輸水管道，該水回收裝置中的水可經(jīng)輸水管道輸入至甲醇水儲(chǔ)存容器，以便作為原料水循環(huán)利用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:所述重整器從外至內(nèi)依次包括保溫殼體、重整室及氫氣純化裝置，所述電磁加熱器的電磁線圈設(shè)置于保溫殼體與重整室之間，所述金屬受磁體設(shè)置于重整室內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:所述金屬受磁體設(shè)置有單層或多層，金屬受磁體呈筒狀結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)，其特征在于:還包括第二換熱器、氣體分流器、燃料電池及交直流電力轉(zhuǎn)換裝置，所述第二換熱器安裝于輸送栗與重整器之間的輸送管道上，且第二換熱器與第一換熱器并聯(lián)設(shè)置，低溫的甲醇和水在第二換熱器中，與重整器輸出的高溫氫氣進(jìn)行換熱，甲醇和水溫度升高，氫氣溫度降低；所述氣體分流器用于分流從第二換熱器輸出的氫氣，經(jīng)氣體分流器分流后，部分氫氣進(jìn)入燃料電池；所述燃料電池用于氫氣及空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能；產(chǎn)生的電能經(jīng)交直流電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后，為所述輸送栗及重整器的電磁加熱器供電。8.應(yīng)用權(quán)利要求1所述零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)的燃料電池汽車，其特征在于:包括甲醇水儲(chǔ)存容器、輸送栗、第一換熱器、重整器、二氧化碳回收裝置、第二換熱器、燃料電池、交直流電力轉(zhuǎn)換裝置及汽車馬達(dá)，其中: 甲醇水儲(chǔ)存容器，其內(nèi)儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水； 輸送栗，用于將甲醇水儲(chǔ)存容器中的甲醇和水輸送至重整器的重整室； 第一換熱器，安裝于輸送栗與重整器之間的輸送管道上，低溫的甲醇和水在第一換熱器中，與重整器輸出的高溫二氧化碳及水汽混合氣體進(jìn)行換熱，甲醇和水溫度升高，二氧化碳及水汽混合氣體溫度降低； 重整器，設(shè)有重整室、電磁加熱器及氫氣純化裝置，所述電磁加熱器包括電磁線圈及金屬受磁體，電磁線圈通電后能廣生尚頻磁場(chǎng)，使金屬受磁體受磁場(chǎng)感應(yīng)而發(fā)熱，為重整室提供熱能；所述重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，甲醇和水在重整室內(nèi)發(fā)生甲醇和水的重整制氫反應(yīng)制得二氧化碳和氫氣，該二氧化碳、氫氣以及未反應(yīng)的水汽混合成高溫混合氣體，輸向氫氣純化裝置；所述重整室與氫氣純化裝置通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室內(nèi)，能通過重整室內(nèi)的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的高溫混合氣體；所述連接管路作為重整室與氫氣純化裝置之間的緩沖，使得從重整室輸出的高溫混合氣體的溫度與氫氣純化裝置的溫度相同或接近；經(jīng)氫氣純化裝置對(duì)高溫混合氣體進(jìn)行分離后，從氫氣純化裝置的氫氣輸出端輸出氫氣，從氫氣純化裝置的余氣輸出端輸出二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體，該二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體經(jīng)第一換熱器后輸向二氧化碳回收裝置，該氫氣輸向燃料電池； 二氧化碳回收裝置，用于回收從重整器輸出的二氧化碳及部分水汽，該二氧化碳回收裝置為可更換的模塊化二氧化碳回收裝置； 第二換熱器，安裝于輸送栗與重整器之間的輸送管道上，且第二換熱器與第一換熱器并聯(lián)設(shè)置，低溫的甲醇和水在第二換熱器中，與重整器輸出的高溫氫氣進(jìn)行換熱，甲醇和水溫度升高，氫氣溫度降低； 燃料電池，用于氫氣及空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能；產(chǎn)生的電能經(jīng)交直流電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后，為汽車馬達(dá)供電，同時(shí)還為輸送栗及重整器的電磁加熱器供電。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料電池汽車，其特征在于:還包括緩沖蓄電池，所述緩沖蓄電池的充電端連接交直流轉(zhuǎn)換器，該緩沖蓄電池可為汽車馬達(dá)供電。10.一種零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)的制氫方法，其特征在于，包括以下步驟: a.控制裝置控制甲醇水重整制氫機(jī)啟動(dòng)，輸送栗將甲醇水儲(chǔ)存容器中的甲醇和水經(jīng)第一換熱器后，輸送至重整器的重整室，在第一換熱器中，甲醇和水溫度升高，二氧化碳及水汽混合氣體溫度降低； b.控制裝置控制重整器的電磁加熱器工作，電磁加熱器的電磁線圈通電后產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，使電磁加熱器的金屬受磁體受磁場(chǎng)感應(yīng)而發(fā)熱，為重整室提供350-570°C溫度，在重整室內(nèi)，汽化的甲醇和水在催化劑作用下，發(fā)生甲醇和水的重整制氫反應(yīng)，制得二氧化碳和氫氣，該二氧化碳、氫氣以及未反應(yīng)的水汽混合成高溫混合氣體，輸向氫氣純化裝置； C.高溫混合氣體經(jīng)連接管路進(jìn)入重整器的氫氣純化裝置進(jìn)行分離，經(jīng)氫氣純化裝置分離后，從氫氣純化裝置的氫氣輸出端輸出氫氣，從氫氣純化裝置的余氣輸出端輸出二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體，該二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體經(jīng)第一換熱器后輸向二氧化碳回收裝置； d.當(dāng)前一個(gè)二氧化碳回收裝置回收滿二氧化碳后，更換上后一個(gè)二氧化碳回收裝置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種零碳排放的甲醇水重整制氫系統(tǒng)及其應(yīng)用和制氫方法，包括甲醇水儲(chǔ)存容器、輸送泵、第一換熱器、重整器及二氧化碳回收裝置，其中：重整器，設(shè)有重整室、電磁加熱器及氫氣純化裝置，電磁加熱器為重整室提供熱能；重整室用于甲醇和水發(fā)生重整制氫反應(yīng)，制得二氧化碳和氫氣，其與水汽混合成高溫混合氣體輸向氫氣純化裝置，純化分離后輸出氫氣，同時(shí)輸出二氧化碳和未反應(yīng)的水汽混合氣體，其經(jīng)第一換熱器后輸向二氧化碳回收裝置；二氧化碳回收裝置為可更換的模塊化二氧化碳回收裝置，用于回收二氧化碳及部分水汽。本發(fā)明能夠回收CO2，不影響環(huán)境，對(duì)制氫系統(tǒng)自身無傷害，有利于燃料電池汽車等新能源領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。
【IPC分類】H01M8/06, C01B3/32
【公開號(hào)】CN105084311
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510553870
【發(fā)明人】向華
【申請(qǐng)人】廣東合即得能源科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日