CN202010326661.9 - 一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统设计专利技术.docxVIP

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN111377403B

(45)授权公告日2024.07.19

(21)申请号202010326661.9

(22)申请日2020.04.23

(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN111377403A

(43)申请公布日2020.07.07

(73)专利权人大方元素（广东）科技有限公司地址510000广东省广州市高新技术产业

开发区科学城彩频路11号TOPS众创办公卡位A23

(72)发明人江婷王铁军张子庚

(74)专利代理机构广州科粤专利商标代理有限公司44001

专利代理师蒋欢妹

(51)Int.Cl.

C01B3/32(2006.01)

C01B3/50(2006.01)

B01J8/02(2006.01)

B01J23/755(2006.01)B01J27/24(2006.01)

(56)对比文件

CN109694041A,2019.04.30CN1986049A,2007.06.27

CN213011954U,2021.04.20

CN109956450A,2019.07.02审查员李首瑞

权利要求书1页说明书5页附图3页

(54)发明名称

一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整

制氢系统

(57)摘要

CN111377403B本发明公开了一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，40-60wt％甲醇水溶液以液体形式进入立式内换热轴流折返溢流型结构制氢反应器，无需加热汽化，在制氢反应器中发生液相重整反应及变换反应，自增压产生4.0–10.0MPa的高压氢气，系统在自增压的压差下依次进入气液分离器、吸附式高压氢气储罐及PEMFC燃料电池，无需增压单元，实现了静默无震动及噪音移动式供氢，结构紧凑，静默无噪音，节能高效，产生的气体中CO浓度少于10ppm，达到了质子交换膜燃料电池对质量储氢密度、体积储氢密度、氢气成本及震动噪音等实际应用指标的要

CN111377403B

CN111377403B权利要求书1/1页

2

1.一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，其特征在于，该系统包括经管

道依次连通的甲醇水溶液原料罐、高压平流泵、过滤器、制氢反应器，气液分离器、吸附式高压氢气储罐，气液分离器底部的水相出口连通甲醇水溶液原料罐，形成一个循环回路；所述制氢反应器为立式内换热轴流折返溢流型结构，轴向进料管位于立式制氢反应器轴心且轴向进料管自由端接近制氢反应器底部，轴向进料管与制氢反应器内壁的环形空间内填充镍基重整催化剂颗粒构成催化床，制氢反应器外壁电热式加热并控温，制氢反应器长径比值为2.5-5，此外，制氢反应器顶端设有出料管跟气液分离器连通；甲醇水溶液原料罐中40-60wt％浓度的甲醇水溶液经高压平流泵连续从制氢反应器顶部轴向进料管输入制氢反应器，与轴向进料管外环形空间催化床内的液相热流体间经轴向进料管壁对流换热，甲醇水溶液预热升温，在反应器底部轴心折返进入催化床向上溢流，同时在150-250℃温度范围内发生甲醇液相重整反应，自增压产生4.0-10.0MPa且CO含量10ppm的高压氢气，气液混合流体从制氢反应器顶部出料管溢出，经气液分离器分离，得到的高压氢气在压力差作用下进入吸附式高压氢气储罐脱除痕量杂质气体，为PEMFC燃料电池提供高压高纯氢源，气液分离器底部的水相定时排出，回收到甲醇水溶液原料罐中，与甲醇原料混合成甲醇水溶液，循环利用；制氢反应器的轴向进料管管线上设有控制阀且进料管末端设有金属过滤器，制氢反应器的出料管管线设有控制阀且出料管入口端设有金属过滤器，气液分离器底部的水相出口管线设有电磁阀，气液分离器顶端设有气体出口，所述气体出口并列设有背压阀和旁路阀。

2.根据权利要求1所述静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，其特征在于，制氢反应器外壁设有加热套。

3.根据权利要求1或2所述静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，其特征在于，所述镍基重整催化剂为Ni@C、Ni@CN、NiCu@C、NiCu@CN中的一种，其制备方法包括以下步骤：含镍的活性成分、碳源或碳氮源、甲醇配成溶液后混合均匀，搅拌加热直至干燥，而后在氮气保护下经600-900℃热处理后得到镍基催化剂；含镍的活性成分以硝酸镍为镍源；碳源为柠檬酸、碳氮源为2-甲基咪唑。

4.根据权利要求3所述静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，其特征在于，含镍的活性成分还添加铜，以硝酸铜为铜源