[发明专利]薄膜式碳氢化合物重组产氢器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种产氢器，且特别是有关于一种薄膜式碳氢化合物重组产氢器。

背景技术

氢能是未来人类可能使用的一种能源型态，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-钯或钯合金膜，在摄氏400度以上其过滤性能变会逐渐衰退，对于需要超过摄氏700度、同时也是最主要产氢技术的天然气重组而言并不匹配，因此，滤氢膜难以与天然气重组反应结合应用。

发明内容

本发明提供一种薄膜式碳氢化合物重组产氢器，其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。。

本发明提供一种薄膜式碳氢化合物重组产氢器，可以使不同温度的流体充分进行交互热交换，达到各流体合适的工作温度。

本发明提供一种薄膜式碳氢化合物重组产氢器，可以有效提高转化率，提升产氢率，且使得所产出的氢气的纯度高。

本发明提出一种薄膜式碳氢化合物重组产氢器，其特徵在於包括：第一重组段、第一滤氢膜段、第二重组段、第二滤氢膜段与主热交换器。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，连接第一重组段，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，连接第一滤氢膜段，用以重组第一余气，以形成第二重组气氛。第二滤氢膜段，连接第二重组段，用以过滤第二重组气氛，形成第二产物与第二余气。主热交换器，连接第一重组段与第一滤氢膜段，且连接第二重组段与第二滤氢膜段。主热交换器可以提供热流体与冷流体，其中冷流体用以在第一重组气氛以及第二重组气氛分别进入第一滤氢膜段以及第二滤氢膜段之前，冷却第一重组气氛以及第二重组气氛。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之特征在于更包括：第一热交换器以及第二热交换器。第一热交换器与上述第一重组段连接，用以加热上述进料。第二热交换器，与上述第一滤氢膜段以及上述第二重组段上述连接，用以接收上述第一余气，在上述第一余气流入上述第二重组段之前加热之。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之特征在于上述进料进入上述第一热交换器之前，先通过上述主热交换器，以透过上述主热交换器的上述热流体加热。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之特征在于更包括：第三重组段，用以重组上述第二余气，以形成第三重组气氛；第三滤氢膜段，用以过滤上述第三重组气氛，形成第三产物与第三余气；第三热交换器，与上述第二滤氢膜段以及上述第三重组段上述连接，用以接收上述第二余气，在上述第二余气流入上述第三重组段之前加热之，且上述第三重组气氛在进入上述第三滤氢膜段之前，先进入上述主热交换器，以上述冷流体冷却上述第三重组气氛。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之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，上述第二滤氢膜与上述第三重组段之间彼此分隔，上述第三重组段与上述第三滤氢膜之间彼此分隔，且分别以流道连通。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之特征在于上述进料进入上述第一热交换器之前，先通过上述主热交换器，以透过上述主热交换器的上述热流体加热。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之特征在于通过上述主热交换器的上述冷流体包括上述进料。

依照本发明一实施例上述，上述薄膜式碳氢化合物重组产氢器之特征在于通过上述主热交换器的上述热流体包括自上述第一重组段流出的上述第一重组气氛、自上述第二重组段流出的上述第二重组气氛、自上述第三重组段流出的上述第三重组气氛，且通过上述主热交换器的上述热流体与上述进料进行热交换。