[发明专利]移动制氢发动机燃料系统及其装置

权利要求书

1、本发明涉及包括由制氢系统、氢气缓冲罐、发动机、燃料回收系统和混合喷燃器组成的移动制氢发动机燃料系统及其装置，其特征在于制氢系统(1)的中间富氢混合气管(102)与氢气缓冲罐(2)的入口连接，氢气缓冲罐(2)的富氢混合气管(201)与发动机(3)连接，发动机(3)的排气通过排气管(301)与混合喷燃器(5)连通；制氢系统(1)的中间废气管(103)与燃料回收系统(4)连接，燃料回收系统(4)的预热燃料经燃料管(100)送入制氢系统(1)。

2、根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于燃料催化重整转化的富氢混合气通过集成于紧凑型随行制氢装置(c)中的气液管状分离膜(m)从催化反应腔(002)中及时被导出，燃料催化重整制氢所用水为发动机(3)排气的再生水。

3、根据权利要求1、2、3所述的集成于紧凑型随行制氢装置内的气液管状分离膜，其特征在于长度为3-催化反应腔轴向长度cm；对H₂含量≥40％(干基v/v)的富氢混合气通量大于80M³/M².h.bar，富氢混合气/液态燃料分离系数大于5000；材料为多孔不锈钢膜、或陶瓷膜、或金属(含合金)无机复合膜，及其再加工膜。

4、根据权利要求1、2、3所述的制氢系统，其特征在于燃料预热换热器(a)和再生水蒸发换热器(b)置于集成气液管状分离膜(m)和脱硫腔(005)的紧凑型随行制氢装置(c)外；系统连接及流程为来自混合喷燃器(5)的加热气经进气腔(001)、换热管(c1)管程、尾气腔(004)、尾气管(101)及尾气管(101)上的再生水蒸发换热器(b)壳程、燃料预热换热器(a)壳程后排出，燃料经燃料管(100)、燃料预热换热器(a)管程和预热燃料管(a01)进入脱硫腔(005)入口，加热尾气在燃料预热换热器(a)壳程内凝结的冷凝再生水经再生水管(a02)及再生水管(a02)上的再生水泵(d)、再生水蒸发换热器(b)管程和再生水蒸汽管(b01)进入脱硫腔(005)，预热燃料经脱硫腔(005)与再生水蒸气混合后，进入催化反应腔(002)生成的富氢混合气流经气液管状分离膜(m)段，富氢混合气通过气液管状分离膜(m)的微孔进入气液管状分离膜(m)内通道，再进入富氢混合气腔(003)，并经中间富氢混合气管(102)送入氢气缓冲罐(2)，非通透性未转化燃料蒸汽等废气经中间废气管(103)送至燃料回收系统(4)。

5、根据权利要求1、2、3所述的制氢系统，其特征在于燃料预热换热器(a)和再生水蒸发换热器(b)置于集成气液管状分离膜(m)的紧凑型随行制氢装置(c)外；系统连接及流程为来自混合喷燃器(5)的加热气经进气腔(001)、换热管(c1)管程、尾气腔(004)、尾气管(101)及尾气管(101)上的再生水蒸发换热器(b)壳程、燃料预热换热器(a)壳程后排出，燃料经燃料管(001)、燃料预热换热器(a)管程和预热燃料管(a01)进入催化反应腔(002)入口，加热尾气在燃料预热换热器(a)壳程内凝结的冷凝再生水经再生水管(a02)及再生水管(a02)上的再生水泵(d)、再生水蒸发换热器(b)管程和再生水蒸汽管(b01)直接进入催化反应腔(002)，预热燃料和再生水蒸气混合后在催化反应腔(002)内生成的富氢混合气流经气液管状分离膜(m)段，富氢混合气通过气液管状分离膜(m)的微孔进入气液管状分离膜(m)的通透侧，再进入富氢混合气腔(003)，非通透性未转化燃料蒸汽等废气经中间废气管(103)送至燃料回收系统(4)。