[发明专利]制氢系统和方法

权利要求书

1.一种系统，其包括：

混合重整区，其接收第一燃料蒸汽混合物和氧化剂，以产生包含氢气的第一重整产物流；和

至少一个蒸汽重整区，其接收所述第一重整产物流、第一部分蒸汽和第二燃料，以产生包含氢气的第二重整产物流；

其中在所述第一重整产物流进入所述至少一个蒸汽重整区之前使其与所述第一部分蒸汽和第二燃料混合。

2.权利要求1的系统，其中所述混合重整区包括催化部分氧化(CPO)或自动热重整(ATR)区。

3.权利要求1的系统，该系统还包括热交换区和变换反应区。

4.权利要求3的系统，其中所述热交换区包括至少一个热交换器。

5.权利要求3的系统，其中所述热交换区包括接收所述第一部分蒸汽和所述第二重整产物流的第一热交换器，在所述第一热交换器中热量从所述第二重整产物气流传递至所述第一部分蒸汽，从而产生热蒸汽和第一冷却第二重整产物流。

6.权利要求5的系统，其中所述热交换区包括接收所述第一燃料、所述第二燃料和所述第一冷却第二重整产物流的第二热交换器，在所述第二热交换器中热量从所述第一冷却第二重整产物流传递至所述第一和第二燃料，从而产生经加热的第一和第二燃料以及第二冷却第二重整产物。

7.权利要求6的系统，其中所述热交换区包括接收所述氧化剂和所述第二冷却第二重整产物气流的第三热交换器，在所述第三热交换器中热量从所述第二冷却第二重整产物气流传递至所述氧化剂，从而产生经加热的氧化剂和第三冷却第二重整产物流。

8.权利要求3的系统，其中设置所述变换反应区来接收所述第三冷却第二重整产物流和蒸汽，以产生富氢的第三重整产物流。

9.权利要求3的系统，该系统还包括净化系统，其中所述净化系统产生废气和富氢成品气。

10.权利要求9的系统，其中在蒸汽发生器中循环使用所述废气以生成蒸汽并产生冷却废气。

11.权利要求9的系统，该系统还包括接收所述第三重整产物流和水的第四热交换器，在所述第四热交换器中从所述第三重整产物流中吸取热量，以产生蒸汽和冷却的第三重整产物气流。

12.权利要求1的系统，其中所述第一燃料和第二燃料选自天然气、甲烷、甲醇、乙醇、包括石脑油的物流、丁烷、丙烷、柴油、煤油、航空燃料、煤成燃料、生物燃料、氧化处理烃进料和它们的混合物。

13.权利要求1的系统，其中所述第一燃料和所述第二燃料包括天然气。

14.权利要求1的系统，其中使所述蒸汽重整区在约500℃～约1200℃工作。

15.权利要求1的系统，其中使所述至少一个蒸汽重整区在约350℃～约850℃工作，并且所述第二燃料为乙醇。

16.权利要求1的系统，其中使所述至少一个蒸汽重整区在约200℃～约400℃工作，并且所述第二燃料包括甲醇。

17.权利要求1的系统，其中将所述蒸汽重整区、催化部分氧化区、热交换区和变换反应区放在容器中。

18.权利要求9的系统，其中所述净化系统包括选自至少一个化学吸附器、变压吸附器、深冷分离器、膜分离器和液化器的装置。

19.权利要求1的系统，其中所述氧化剂选自空气、富氧空气、贫氧空气和纯氧气。

20.权利要求1的系统，其中所述氧化剂为空气。

21.权利要求1的系统，该系统还包括将所述第二燃料引入所述至少一个重整区之前对所述第二燃料进行重整的预重整装置。

22.权利要求21的系统，其中所述预重整装置利用来自所述废气的热量对所述第二燃料进行重整。

23.一种制造含氢气流的方法，该方法包括：

在催化部分氧化区或ATR区中部分氧化第一燃料和氧化剂，以产生包含氢气的第一重整产物流；

将所述第一重整产物流与第二燃料和蒸汽混合，以产生混合流；和

在蒸汽重整区中对所述混合流进行蒸汽重整，以产生包含氢气的第二重整产物流。