专利名称：分离助效氢气产生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种产氢器，特别是一种分离助效氢气产生器。
背景技术：
氢能是未来人类可能使用的一种种能源型态，其使用方法主要是结合燃料电池发电或是直接燃烧。化石原料重组是目前主要的氢气生产技术，而由于以再生能源达到大规模产氢的理想短期内难以实现，因此，未来20-30年仍以重组为主要的产氢技术。薄膜分离重组是近年来最受关注的产氢技术之一，其利用氢气分离膜将氢气自反应程序中移除，破坏化学平衡而提升反应物的转化率，同时获得高纯度的氢气，利于燃料电池性能的发挥。然而，目前最常见的氢气分离膜，其操作温度范围通常在摄氏300至400度之间，对于反应温度较低的重组反应，例如甲醇重组，并无法直接搭配使用，否则将会造成氢脆现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种分离助效氢气产生器，可以使重组反应和薄膜分离机构各自处在最适当的操作温度区间内，以维持重组反应的性能以及滤氢薄膜的寿命。为了实现上述目的，本发明提供了一种分离助效氢气产生器，包括:第一重组段、第一滤氢膜段、第二重组段、第二滤氢膜段、第一热交换器以及第二热交换器。第一重组段，用以重组一进料，以形成第一重组气氛。第一滤氢膜段，用以过滤上述第一重组气氛，形成第一产物与第一余气。第二重组段，用以重组上述第一余气，以形成第二重组气氛。第二滤氢膜段，用以过滤上述第二重组气氛，形成第二产物与第二余气。第一热交换器，与上述第一重组段与上述第一滤氢膜段连接，用以加热上述进料，并接收上述第一重组气氛，在上述第一重组气氛流入上述第一滤氢膜段之前加热上述第一重组气氛。第二热交换器，与上述第二重组段以及上述第二滤氢膜段连接，用以接收上述第二重组气氛，在上述第二重组气氛流入上述第二滤氢膜段之前加热上述第二重组气氛。依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，还包括燃烧室，提供热流至上述第一热交换器与上述第二热交换器中。依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，还包括第三热交换器，与上述第一滤氢膜段以及上述第二重组段连接，用以接收上述第一余气，使上述第一余气在进入上述第二重组段之前，与通入上述燃烧室的空气或燃料或两者的混合物进行热交换。依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，还包括第四热交换器，与上述第二滤氢膜段以及上述燃烧室连接，用以接收上述第二余气，使上述第二余气与上述燃烧室燃烧用的空气或燃 料或两者的混合物进行热交换，并通入于上述燃烧室中。
依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，还包括第五热交换器，连接上述第一滤氢膜段与上述第二滤氢膜段，用以将上述第一产物与上述第二产物，与上述进料进行热交换。依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，还包括第六热交换器，连接燃烧用的空气或燃料或两者的混合物与反应器最外表面，用以将反应器最外表面经燃烧气的最外层流道所提供的热，与上述空气或燃料或两者的混合物进行热交换。依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，包括:燃烧触媒区、重组区、薄膜区、甲烷化区、热交换区以及热回收区。重组区，位于上述燃烧触媒区的周围，设置上述第一重组段与上述第二重组段。薄膜区，位于上述重组区与上述燃烧触媒区之间，设置上述第一滤氢膜段与上述第二滤氢膜段。甲烷化区，位于上述重组区外围。热交换区，位于上述薄膜区、上述重组区与上述甲烷化区下方或周围，设置上述第一热交换器、上述第二热交换器、上述第三热交换器与上述第四热交换器。热回收区，位于上述甲烷化区外围，设置上述第五和第六热交换器。依照本发明一实施 例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，上述第五热交换器设置于上述热回收区、上述甲烷化区之后或产物进入上述甲烷化区之前。依照本发明一实施例上述，上述的分离助效氢气产生器，其中，上述第一重组段与上述第一滤氢膜段之间彼此分隔，上述第一滤氢膜与上述第二重组段之间彼此分隔，上述第二重组段与上述第二滤氢膜之间彼此分隔，且分别以流道连通。为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种分离助效氢气产生器，其中，包括:第一重组段、第一滤氢膜段、第二重组段、第二滤氢膜段、第二滤氢膜段以及热交换装置。第一重组段，用以重组一进料，以形成第一重组气氛。第一滤氢膜段，用以过滤上述第一重组气氛，形成第一产物与第一余气。第二重组段，用以重组上述第一余气，以形成第二重组气氛。第二滤氢膜段，用以过滤上述第二重组气氛，形成第二产物与第二余气。热交换装置，与上述第一滤氢膜段以及上述第二重组段连接，用以接收上述第一余气，使上述第一余气在进入上述第二重组段之前，与通入一燃烧室的空气或燃料或两者的混合物进行热交换，并且与上述第二滤氢膜段连接，用以接收上述第二余气，使上述第二余气与上述燃烧室的空气或燃料或两者的混合物进行热交换，并通入于上述燃烧室中。上述的分离助效氢气产生器，其中，包括:燃烧触媒区、重组区、薄膜区、甲烷化区、热交换区以及热回收区。燃烧触媒区，设置上述燃烧室。重组区，位于上述燃烧触媒区的周围，设置上述第一重组段与上述第二重组段。薄膜区，位于上述重组区与上述燃烧触媒区之间，设置上述第一滤氢膜段与上述第二滤氢膜段。甲烷化区，位于上述重组区外围。热交换区，位于上述薄膜区、上述重组区与上述甲烷化区下方或周围，设置上述热交换装置。热回收区，位于上述甲烷化区外围。本发明提供一种分离助效氢气产生器，可以使进料的温度在进入重组反应与薄膜分离机构之前，调整至上述机构的合适操作温度范围内，以维持重组反应的性能以及滤氢薄膜的寿命。本发明提供一种分离助效氢气产生器，可以有效提升转化率，提升产氢率，且使得所产出的氢气的纯度高。本发明实施例提出一种分离助效氢气产生器，包括第一重组段、第一滤氢膜段、第二重组段、第二滤氢膜段、第一热交换器与第二热交换器。第一重组段用以重组进料，以形成第一重组气氛。第一滤氢膜段用以过滤第一重组气氛，形成第一产物与第一余气。第二重组段用以重组第一余气，以形成第二重组气氛。第二滤氢膜段用以过滤第二重组气氛，形成第二产物与第二余气。第一热交换器，与第一重组段与第一滤氢膜段连接，用以加热进料，并接收第一重组气氛，在第一重组气流入第一滤氢膜段之前加热它。第二热交换器，与第二重组段以及第二滤氢膜段连接，用以接收第二重组气氛，在第二重组气氛流入第二滤氢膜段之前加热它。本发明实施例提出一种分离助效氢气产生器，包括第一重组段、第一滤氢膜段、第二重组段、第二滤氢膜段与热交换装置。第一重组段用以重组进料，以形成第一重组气氛。第一滤氢膜段用以过滤第一重组气氛，形成第一产物与第一余气。第二重组段用以重组第一余气，以形成第二重组气氛。第二滤氢膜段用以过滤第二重组气氛，形成第二产物与第二余气。第三热交换器与第一滤氢膜段以及第二重组段连接，用以接收第一余气，使第一余气在进入第二重组段之前，与通入一 燃烧室的燃料或空气或此两者的混合物进行热交换，并且第四热交换器与第二滤氢膜段连接，用以接收第二余气，使第二余气与通入燃烧室的燃料或空气或此两者的混合物进行热交换。本发明的技术效果在于:本发明的分离助效氢气产生器可以使重组反应和薄膜分离机构各自处在最适当的操作温度区间内，以维持重组反应的性能以及滤氢薄膜的寿命。可以使进料的温度在进入重组反应与薄膜分离机构之前，调整至上述机构的合适操作温度范围内，以维持重组反应的性能以及滤氢薄膜的寿命。可以有效提升转化率，提升产氢率，且使得所产出的氢气的纯度高。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是本发明一实施例的分离助效氢气产生器的不意图；图2是本发明一实施例的分离助效氢气产生器中各区的简单示意图；图3是本发明一实施例的分离助效氢气产生器的示意图。其中，
10,50薄膜式碳氢化合物重组产氢器12燃烧室16热交换器装置16a第一热交换器16b第二热交换器16c第三热交换器16d第四热交换器16e第五热交换器16f第六热交换器18重组段组18a第一重组段18b第二重组段20滤氢膜段组20a第一滤氢膜段20b第二滤氢膜段24甲烷化段52、54、56流道100燃烧触媒区200薄膜区300重组区400甲烷化区500热交换区500a第一区
500b第二区600热回收区
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:图1是本发明一实施例的分离助效氢气产生器的示意图。请参照图1，薄膜式碳氢化合物重组产氢器10包括燃烧室12、热交换器装置16、重组段组18与滤氢膜段组20。本实施例以热交换器装置16包括第一热交换器16a、第二热交换器16b、第三热交换器16c与第四热交换器16d ;重组段组18包括第一重组段18a与第二重组段18b ;滤氢膜段组20包括第一滤氢膜段20a与第二滤氢膜段20b来说明，然而，本发明并不限于此。本发明实施例中，第一重组段18a与第一滤氢膜段20a之间彼此分隔，以流道52连通。第一滤氢膜20a与第二重组段18b之间彼此分隔，以流道54连通。第二重组段18b与第二滤氢膜20b之间彼此分隔，以流道56连通。本发明的分离助效氢气产生器10可以使用的重组进料，为进行重组反应之后所形成 的具有较低温度的重组气，例如是低于滤氢膜段的薄膜(例如是钯或钯合金)所能耐受的温度极限(例如是摄氏300度以下)，而易使薄膜发生氢脆的问题的。进料例如是包含碳氢化合物和水的混合物。碳氢化合物包括化石原料或再生能源。化石原料例如是甲醇、乙醇、二甲醚；再生能源例如是生质能发酵产生的酒精。在一实施例中，用以燃烧产生热的燃料例如是甲醇、乙醇或二甲醚。在一实施例中，进料可以通过热回收区中的第六热交换器16f和第五热交换器16e做热交换之后,再进入第一热交换器16a。进料通过第一热交换器16a的热流体加热升温至适合进行重组反应的温度范围，例如是摄氏150度至350度。第一热交换器16a的热流体例如是燃料与空气燃烧之后所产生的燃烧气(flue gas)。通过第一热交换器16a的燃烧气在离开重组器之前，会先流经第六热交换器16f以进行余热交换。第一重组段18a用以对进料进行重组反应。更具体地说，第一重组段18a重组已经通过第六热交换器16f、第五热交换器16e以及第一热交换器16a的进料，以形成第一重组气氛，此重组气氛含有氢气。在一示范实施例中，进料为甲醇水溶液，经第一重组段18a重组之后，可以将甲醇水溶液重组为包含氢气、一氧化碳、二氧化碳，以及未反应的甲醇和水的第一重组气氛。自第一重组段18a流出的第一重组气氛在进入第一滤氢膜段20a之前，可先经由第一热交换器16a加热。第一热交换器16a的热流体例如是燃料与空气燃烧之后所产生的燃烧气。自第一重组段18a流出的第一重组气氛的温度例如是摄氏150度至350度，其经由第一热交换器16a的热流体加热之后，其温度可提升至例如是摄氏300度至500度。第一滤氢膜段20a用以将第一重组气氛中的氢气与其他产物分离。由于第一重组气氛经由第一热交换器16a的热流体加热之后，其温度可提升至摄氏300度至500度，因此，进入第一滤氢膜段20a的第一重组气氛的温度不会过低，因此可以避免温度过低造成的薄膜氢脆的问题。经第一滤氢膜段20a分离纯化后的第一产物(氢气等)与第一余气分别经由不同的出料口送出。第一滤氢膜段20a送出的第一产物可依据需求作各种应用。第一滤氢膜段20a所流出的流体(第一余气)则可以作为第二重组段18b的反应物。第三热交换器16c可提供冷流体将第一滤氢膜段20a流出的流体(第一余气)降温，使其温度下降之后再进入第二重组段18b。第三热交换器16c的冷流体例如是燃烧室12用的空气或燃料，其温度例如是室温至摄氏150度。燃烧室12用的空气或燃料或此两者的混合物，通过与第一余气进行热交换，可达到预热的效果。在一实施例中，自第一滤氢膜段20a所流出的流体(第一余气)的温度例如是摄氏300度至500度，经第三热交换器16c降温之后，其温度可以下降至摄氏150度至摄氏350度。第二重组段18b，用以重组自上述第一滤氢膜段20a所流出且通过第三热交换器16c冷却的流体，以形成第二重组气氛。在一示范实施例中，进料为甲醇水溶液，第一重组段18a可以将甲醇水溶液重组为包含氢气、一氧化碳、二氧化碳，以及未反应的甲醇和水的第一重组气氛；第二重组段18b可以将第一重组段18a未反应的甲醇水溶液重组为包含氢气、一氧化碳、二氧化碳，以及未反应的甲醇和水的第二重组气氛。第二热交换器16b用以加热自第二重组段18b流出的第二重组气氛。第二热交换器16b的热流体例如是燃料与空气燃烧之后所产生的燃烧气。通过第二热交换器16b的燃烧气在离开重组器之前，会先流经第六热交换器16f以进行余热交换。自第二重组段18b流出的第二重组气氛的温度例如是摄氏150度至350度，其经由第二热交换器16b的热流体加热之后，其温度可提升至例如是摄氏300度至500度。第二滤氢膜段20b用以将第二重组气氛中的氢气与其他产物分离。由于第二重组气氛经由第二热交换器16b的热流体加热之后，其温度可提升至摄氏300度至500度，因此，进入第二滤氢膜段20b的第二重组气氛的温度不会过低，因此可以避免温度过低造成的薄膜氢脆的问题。经第二滤氢膜段20b过滤，分离所产生的第二产物与第二余气经由不同的出料口送出。送出第二产物可供依据需求作各种应用。第二滤氢膜段20b (最末端的滤氢薄膜段)所滤出的余气的温度例如是摄氏300度至500度，其可以与即将通入于燃烧室12的中的空气和燃料进行热交换，达到预热空气和燃料的效果，同时其在热交换之后也可通入燃烧室12作为燃烧用。燃烧室12用以燃烧燃料与空气，以形成燃烧气，提供热能给第一热交换器16a与第二热交换器16b。在一实施例中，燃烧用的空气或燃料或两者的混合物可以先通入于第三热交换器16c，与第一滤氢膜段20a的第一余气进行热交换。或者，燃烧用的空气或燃料或两者的混合物可以先通入第四热交换器，与第二滤氢膜段20b的第二余气进行热交换，以达到预热的功效。第一余气则可以在进入第二重组段18b之前，通过第三热交换器16c降温。第二余气则可以通过第四热交换器16d将其余热用以预热空气和燃料。第六热交换器16f，可以将加热用的燃烧气余热加以回收，亦即回收通过第一热交换器16a的燃烧气以及第二热交换器16b之后的燃烧气。第六热交换器16f连接燃烧用的空气或燃料或两者的混合物与反应器最外表面，用以将反应器最外表面所具有的余热，与空气或燃料或两者的混合物进行热交换。此处所谓反应器最外表面所具有的余热，乃是指已经过第一热交换器与第二热交换器的燃烧气，在流经其位于反应器当中最外层的流道时，对包覆反应器的外壳所提供的热。由于最外表面所具有的余热会逸散至大气中，因此通过设置第六热交换器16f将上述热量予以回收。
上述第一滤氢膜段20a与第二滤氢膜段20b可以是装有滤氢薄膜的腔体。滤氢薄膜的材质可以相同或相异，其材质可以是纯金属或是金属合金，例如是纯钯、钯银合金、钯铜合金、钒铝合金、钒镍合金或钒钯合金。第一滤氢膜段20a与第二滤氢膜段20b的腔体体积可以相同或相异，其中所含的滤氢薄膜面积也可以相同或相异。由于第一重组气氛与第二重组气氛分别是经由第一热交换器16a与第二热交换器16b的热流体升温之后才进入第一滤氢膜段20a与第二滤氢膜段20b，其温度可提升至例如是摄氏300度至500度，因此，当第一滤氢膜段20a、第二滤氢膜段20b的材料为纯钯、钯银合金、钯铜合金等材料时，仍不会有氢脆的问题产生，因此可维持良好的过滤性能，且延长其使用的寿命。此外，自第一滤氢膜段20a过滤出的气体(第一产物)、自第二滤氢膜段20b过滤出的气体(第二产物)，例如是氢气、水蒸气或一氧化碳，其温度例如是摄氏300度至500度。第一产物与第二产物可先经过甲烷化段24，将氢气中残余的一氧化碳转换成甲烷，之后，再通入第五热交换器16e，作为加热进料用的热流体。自第一滤氢膜段20a流出的第一余气以及自第二滤氢膜段20b流出的第二余气也可以分别通入第三热交换器16c与第四热交换器16d之中，作为热流体。在图1中，上述第一热交换器16a与第二热交换器16b是以两个分离的结构来表不，然而，在一实施例中，上述第一热交换器16a与第二热交换器16b也可以整合成单一个热交换器，以提升进入第一滤氢膜段20a与第二滤氢膜段20b的第一重组气氛以及第二重组气氛的温度。同样地，上述第三热交换器16c与第四热交换器16d是以两个分离的结构来表示，然而，在一实施例中，上述第三热交换器16c与第四热交换器16d也可以整合成单一个热交换器，其可以降低进入第二重组段20b的第一余气体的温度并善用第二余气的余热来加热燃烧用的空气或是燃料或是进料。在另一实施例中，上述第一热交换器16a、第二热交换器16b、上述第三热交换器16c与第四热交换器16d也可以整合在一个热交换装置16之中。由于本发明的分离助效氢气产生器包括至少两组的重组段与滤氢膜段，因此，通过反复的程序，可以使重组反应和薄膜分离机构各自处在最适当的操作温度区间内，以维持重组反应的性能以及 滤氢薄膜的寿命，同时有效提升转化率，并得到纯度介于90 99.9vol %的氢气。由于第一重组气氛、第二重组气氛分别是经由第一热交换器与第二热交换器的热流体升温之后才进入第一滤氢膜段与第二滤氢膜段，其温度可提升，不会有氢脆的问题产生，因此可维持良好的过滤性能，且延长其使用的寿命。另外，自第一滤氢膜段流出的流体(第一余气)在流入第二重组段之前，会经由第三热交换器的冷流体降温，因此，可以使其达到重组反应所需的操作温度。图2是本发明一实施例的分离助效氢气产生器中各区的简单示意图。图3是本发明一实施例的分离助效氢气产生器的示意图。请参照图2与图3，分离助效氢气产生器50包括燃烧触媒区100、薄膜区200、重组区300、甲烷化区400、热交换区500与热回收区600，这一些区域之间以流道相隔开，供燃烧
气流通用。燃烧触媒区100位于分离助效氢气产生器的中心，设置上述燃烧室12。重组区300位于燃烧触媒区100的周围，其中设置上述第一重组段18a与上述第二重组段18b。薄膜区200，位于重燃烧触媒区100与重组区300之间，设置上述第一滤氢膜段20a与上述第二滤氢膜段20b。甲烷化区400位于重组区300外围，设置上述甲烷化段24。薄膜区200中所产生的产物可以经由氢气流道进入甲烷化区400，将氢气中残余的一氧化碳转换成甲烷。热交换区500位于薄膜区200、重组区300与甲烷化区400以及热回收区600下方。热交换区500包括第一区500a与第二区500b。第一区500a设置上述第一热交换器16a、上述第二热交换器16b。第二区500b在第一区500a的外围，设置上述第三热交换器16c与上述第四热交换器16d。热回收区600，位于上述甲烷化区外围。在一实施例中，热回收区600中设置上述第五热交换器16e和第六热交换器16f。第五热交换器16e用以将产物的余热加以回收,第六热交换器16f用以将加热用的燃烧气余热加以回收。在本实施例中，上述第五热交换器16e设置于产物进入甲烷化区400之后，然而在一实施例中，上述第五热交换器16e也可以设置于甲烷化区400之内或产物进入甲烷化区400之前，以降低甲烷化区的温度请参照图2与图3，本发明的分离助效氢气产生器50是由位于中心的燃烧触媒区100中燃烧室12进行供热，产生的热燃烧气先加热薄膜区200后，再流至重组区300，因此，分离助效氢气产生器50的温度分布，由高至低依序为燃烧触媒区100、薄膜区200、重组区300、甲烷化区400。换言之，热燃烧气可以先加热薄膜区200后再加热重组区300。重组气氛离开重组区300进入薄膜区200之前，先经过设置于热交换区500的第一区500a中的第一热交换器16a或第二热交换器16b的热燃烧气进行升温,使得热燃烧气的温度降低，与重组区300的温度接近而不会过度加热重组区300。反应余气离开薄膜区200进入重组区300之前，会先进入热交换区500b，利用燃烧用的空气或重组反应进料降温，而进料也可因此获得预热。另外，上述的分离助效氢气产生器可以制成各种形状，其形状可以是圆柱状或多边形，然而，本发明不限 于此，分离助效氢气产生器的形状可以依据实际的需要做任何的更动与改变。综上上述，本发明的分离助效氢气产生器包含了两段的重组段-滤氢膜段，因此，可以有效提升转化率，提升产氢率，且所产出的氢气的纯度高，一氧化碳的浓度低。又，本发明的分离助效氢气产生器将薄膜区与重组区分隔开，仅通过流道使流体流通，而且重组气氛进入薄膜区的滤氢膜段之前均必须经过热交换器，利用热交换器进行温度的控制，使重组气氛升温之后再进入滤氢膜段，因此，有利于确保滤氢薄膜的寿命。另外，由于第一余气进入第二重组段之前会经过热交换器，利用热交换器进行温度的控制，使第一余气的温度降低，而达到适于第二重组段的重组反应的操作温度。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种分离助效氢气产生器，其特征在于，包括: 第一重组段，用以重组进料，以形成第一重组气氛； 第一滤氢膜段，用以过滤上述第一重组气氛，形成第一产物与第一余气； 第二重组段，用以重组上述第一余气，以形成第二重组气氛； 第二滤氢膜段，用以过滤上述第二重组气氛，形成第二产物与第二余气； 第一热交换器，与上述第一重组段与上述第一滤氢膜段连接，用以加热上述进料，并接收上述第一重组气氛，在上述第一重组气氛流入上述第一滤氢膜段之前加热上述第一重组气氛；以及 第二热交换器，与上述第二重组段以及上述第二滤氢膜段连接，用以接收上述第二重组气氛，在上述第二重组气氛流入上述第二滤氢膜段之前加热上述第二重组气氛。
2.如权利要求1所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，还包括一燃烧室，提供热流至上述第一热交换器与上述第二热交换器中。
3.如权利要求1所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，还包括第三热交换器，与上述第一滤氢膜段以及上述第二重组段连接，用以接收上述第一余气，使上述第一余气在进入上述第二重组段之前，与通入上述燃烧室的空气或燃料或两者的混合物进行热交换。
4.如权利要求1所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，还包括第四热交换器，与上述第二滤氢膜段以及上述燃烧室连 接，用以接收上述第二余气，使上述第二余气与上述燃烧室燃烧用的空气或燃料或两者的混合物进行热交换，并通入于上述燃烧室中。
5.如权利要求1所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，还包括第五热交换器，连接上述第一滤氢膜段与上述第二滤氢膜段，用以将上述第一产物与上述第二产物，与上述进料进行热交换。
6.如权利要求5所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，还包括第六热交换器，连接燃烧用的空气或燃料或两者的混合物与反应器最外表面，用以将反应器最外表面经燃烧气的最外层流道所提供的热，与上述空气或燃料或两者的混合物进行热交换。
7.如权利要求6所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，包括: 燃烧触媒区； 重组区，位于上述燃烧触媒区的周围，设置上述第一重组段与上述第二重组段； 薄膜区，位于上述重组区与上述燃烧触媒区之间，设置上述第一滤氢膜段与上述第二滤氢膜段； 甲烷化区，位于上述重组区外围； 热交换区，位于上述薄膜区、上述重组区与上述甲烷化区下方或周围，设置上述第一热交换器、上述第二热交换器、上述第三热交换器与上述第四热交换器；以及热回收区，位于上述甲烷化区外围，设置上述第五和第六热交换器。
8.如权利要求7所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，上述第五热交换器设置于上述热回收区、上述甲烷化区之后或产物进入上述甲烷化区之前。
9.如权利要求1所述的分离助效氢气产生器，其特征在于，上述第一重组段与上述第一滤氢膜段之间彼此分隔，上述第一滤氢膜与上述第二重组段之间彼此分隔，上述第二重组段与上述第二滤氢膜之间彼此分隔，且分别以流道连通。
10.一种分离助效氢气产生器，其特征在于，包括:第一重组段，用以重组进料，以形成第一重组气氛； 第一滤氢膜段，用以过滤上述第一重组气氛，形成第一产物与第一余气； 第二重组段，用以重组上述第一余气，以形成第二重组气氛； 第二滤氢膜段，用以过滤上述第二重组气氛，形成第二产物与第二余气；以及热交换装置，与上述第一滤氢膜段以及上述第二重组段连接，用以接收上述第一余气，使上述第一余气在进入上述第 二重组段之前，与通入燃烧室的空气或燃料或两者的混合物进行热交换，并且与上述第二滤氢膜段连接，用以接收上述第二余气，使上述第二余气与上述燃烧室的空气或燃料或两者的混合物进行热交换，并通入于上述燃烧室中。
11.如权利要求10上述的分离助效氢气产生器,其特征在于,包括: 燃烧触媒区，设置上述燃烧室； 重组区，位于上述燃烧触媒区的周围，设置上述第一重组段与上述第二重组段； 薄膜区，位于上述重组区与上述燃烧触媒区之间，设置上述第一滤氢膜段与上述第二滤氢膜段； 甲烷化区，位于上述重组区外围； 热交换区，位于上述薄膜区、上述重组区与上述甲烷化区下方或周围，设置上述热交换装置；以及 热回收区，位于上述甲烷化区外围。
全文摘要
一种分离助效氢气产生器，包括第一重组段、第一滤氢膜段、第二重组段、第二滤氢膜段、第一热交换器与第二热交换器。第一重组段用以重组进料，以形成第一重组气氛。第一滤氢膜段用以过滤第一重组气氛，形成第一产物与第一余气。第二重组段用以重组第一余气，以形成第二重组气氛。第二滤氢膜段用以过滤第二重组气氛，形成第二产物与第二余气。第一热交换器，与第一重组段与第一滤氢膜段连接，用以加热进料，并接收第一重组气氛，在第一重组气氛流入第一滤氢膜段之前加热它。第二热交换器，与第二重组段以及第二滤氢膜段连接，用以接收第二重组气氛，在第二重组气氛流入第二滤氢膜段之前加热它。
文档编号C01B3/32GK103183315SQ20121006744
公开日2013年7月3日 申请日期2012年3月12日 优先权日2011年12月27日
发明者林育立, 黄廷位, 纪岩勋, 杨昌中 申请人:财团法人工业技术研究院