一种甲醇制氢设备的制作方法

本技术涉及制氢设备领域，特别是涉及一种甲醇制氢设备。

背景技术：

1、氢能是世界上最干净的能源，氢气的储存和运输是制约氢能产业发展的关键环节。目前，能够制备氢气的方法，主要包括电解水制氢、水煤气法制氢、石油热裂、焦炉煤气冷冻制氢、甲醇制氢等等；其中，由于甲醇来源丰富、成本低廉，且常温常压下作为液体便于储存和运输；相比较其他方法，甲醇制氢的能耗和成本都更低。

2、甲醇制氢有几种途径：甲醇分角、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。其中，甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高，能量利用合理，过程控制简单，便于工业操作而更多的被采用。

3、甲醇制氢过程中，对合成气的净化分离是甲醇重整制取高纯氢气的关键工艺环节，此环节中，所采用的净化分离方式，普遍复杂程度高，稳定性较差，成本高。

4、因此，如何提供一种较低成本且能实现高纯氢气制取设备，成为目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种甲醇制氢设备，分离系统简单，稳定性高，制氢成本低，可有效对甲醇制氢过程中的残留液态水、水蒸气、甲醇、反应产物二氧化碳等进行有效分离。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种甲醇制氢设备，包括高压反应室、第一分离室、第二分离室、氢气加压室；所述高压反应室用于为甲醇与水的蒸汽重整形成合成气提供反应环境；所述第一分离室与第二分离室之间设置有第一分离组件；所述第一分离组件用于将合成气中的水蒸气及反应残余液态水阻隔；所述第二分离室与氢气加压室之间设置有第二分离组件；所述第二分离组件用于仅通过合成气中的氢气；所述氢气加压室用于将氢气加压后输出。

3、进一步的，所述第二分离组件为错位堆叠cofs膜。

4、进一步的，所述第一分离组件包括液态水过滤膜和位于液态水过滤膜的滤后侧的干燥组件；所述液态水过滤膜用于阻隔第一分离室内的反应残余液态水中并使气体通过，所述干燥组件用于阻隔气体中的水蒸气并使其余气体通过。

5、进一步的，所述液态水过滤膜为ptdf膜，所述ptdf膜的孔径为0.02μm-15μm。

6、进一步的，所述干燥组件上设置有氯化钙干燥剂层。

7、进一步的，所述高压反应室和第一分离室之间设置有压力阀；所述压力阀用于控制高压反应室内的合成气进入第一分离室的通道的开关。

8、进一步的，所述第一分离室的底侧还设置有第一排放口，用于排出反应残余液态水。

9、进一步的，所述干燥组件的底侧还设置有第二排放口，用于排出干燥组件阻隔的水蒸气所形成的液态水。

10、进一步的，所述第二分离室还包括第三排放口；所述第三排放口连接有处理室；所述第二分离室用于将滤出氢气后的气体经第三排放口送至处理室处理；所述处理室用于为该气体中残余的甲醇与二氧化碳合成碳酸二甲酯提供反应环境；所述处理室还设置有第四排放口，用于将反应后的碳酸二甲酯和水排出。

11、进一步的，所述氢气加压室设置有输出管道，所述输出管道用于将经氢气加压室加压后的氢气输送至氢能存储/使用设备中。

12、本实用新型的有益效果：本实用新型的一种甲醇制氢设备，分离系统简单，稳定性高，制氢成本低，可有效对甲醇制氢过程中的残留液态水、水蒸气、甲醇、反应产物二氧化碳等进行有效分离。

技术特征：

1.一种甲醇制氢设备，其特征在于：包括高压反应室、第一分离室、第二分离室、氢气加压室；所述高压反应室用于为甲醇与水的蒸汽重整形成合成气提供反应环境；所述第一分离室与第二分离室之间设置有第一分离组件；所述第一分离组件用于将合成气中的水蒸气及反应残余液态水阻隔；所述第二分离室与氢气加压室之间设置有第二分离组件；所述第二分离组件用于仅通过合成气中的氢气；所述氢气加压室用于将氢气加压后输出。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述第二分离组件为错位堆叠cofs膜。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述第一分离组件包括液态水过滤膜和位于液态水过滤膜的滤后侧的干燥组件；所述液态水过滤膜用于阻隔第一分离室内的反应残余液态水中并使气体通过，所述干燥组件用于阻隔气体中的水蒸气并使其余气体通过。

4.根据权利要求3所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述液态水过滤膜为ptdf膜，所述ptdf膜的孔径为0.02μm-15μm。

5.根据权利要求3所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述干燥组件上设置有氯化钙干燥剂层。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述高压反应室和第一分离室之间设置有压力阀；所述压力阀用于控制高压反应室内的合成气进入第一分离室的通道的开关。

7.根据权利要求3所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述第一分离室的底侧还设置有第一排放口，用于排出反应残余液态水。

8.根据权利要求7所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述干燥组件的底侧还设置有第二排放口，用于排出干燥组件阻隔的水蒸气所形成的液态水。

9.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述第二分离室还包括第三排放口；所述第三排放口连接有处理室；所述第二分离室用于将滤出氢气后的气体经第三排放口送至处理室处理；所述处理室用于为该气体中残余的甲醇与二氧化碳合成碳酸二甲酯提供反应环境；所述处理室还设置有第四排放口，用于将反应后的碳酸二甲酯和水排出。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种甲醇制氢设备，其特征在于：所述氢气加压室设置有输出管道，所述输出管道用于将经氢气加压室加压后的氢气输送至氢能存储/使用设备中。

技术总结
本技术涉及了一种甲醇制氢设备，包括高压反应室、第一分离室、第二分离室、氢气加压室；所述高压反应室用于为甲醇与水的蒸汽重整形成合成气提供反应环境；所述第一分离室与第二分离室之间设置有第一分离组件；所述第一分离组件用于将合成气中的水蒸气及反应残余液态水阻隔；所述第二分离室与氢气加压室之间设置有第二分离组件；所述第二分离组件用于仅通过合成气中的氢气；所述氢气加压室用于将氢气加压后输出。本技术的一种甲醇制氢设备，分离系统简单，稳定性高，制氢成本低，可有效对甲醇制氢过程中的残留液态水、水蒸气、甲醇、反应产物二氧化碳等进行有效分离。

技术研发人员：丁佳文,黄蔼玲
受保护的技术使用者：广东铭门剀旋能源科技有限公司
技术研发日：20230224
技术公布日：2024/1/13