[发明专利]一种甲醇水重整制氢机及其制氢方法

权利要求书

1.一种甲醇水重整制氢机，其特征在于：包括甲醇水储存容器、输送泵、变频器、换热器及重整器，其中：

甲醇水储存容器，其内储存有液态的甲醇水原料；

输送泵，用于将甲醇水储存容器中的甲醇水原料通过输送管道泵送至重整器的重整室；

变频器，用于将低频电压或直流电压转换为电磁加热器之电磁线圈所需要的高频电压，所述变频器设置有液冷散热器，所述甲醇水原料在输送泵的泵送过程中，流经该液冷散热器，使变频器产生的热量被甲醇水原料带走；

换热器，安装于甲醇水原料的输送管道上，甲醇水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低；

重整器，设有重整室、电磁加热器及氢气纯化装置，所述电磁加热器包括电磁线圈及金属受磁体，所述电磁线圈输入高频电压后能产生高频磁场，使金属受磁体受磁场感应而发热，为重整室提供热能；所述重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体；所述重整室与氢气纯化装置通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室内，能通过重整室内的高温继续加热从重整室输出的高温混合气体；所述连接管路作为重整室与氢气纯化装置之间的缓冲，使得从重整室输出的高温混合气体的温度与氢气纯化装置的温度相同或接近；从氢气纯化装置的产气端得到氢气，该氢气经换热器后输出。

2.根据权利要求1所述的甲醇水重整制氢机，其特征在于：还包括气体分流器、燃料电池及交直流电力转换装置，所述气体分流器用于分流从换热器输出的氢气，经气体分流器分流后，部分氢气进入燃料电池；所述燃料电池用于氢气及空气中的氧气发生电化学反应产生电能；产生的电能经交直流电力转换装置转换后，一部分直接为输送泵供电，一部分输送至变频器，通过变频器转换为20-40KHZ的高频电压，供应给重整器的电磁加热器。

3.根据权利要求2所述的甲醇水重整制氢机，其特征在于：所述甲醇水重整制氢机还设有贮氢瓶，该贮氢瓶可在重整器启动过程中，为燃料电池输入氢气，使燃料电池工作，产生电能，为输送泵及重整器的电磁加热器供电。

4.根据权利要求1所述的甲醇水重整制氢机，其特征在于：所述重整器从外至内依次包括保温壳体、重整室及氢气纯化装置，所述电磁加热器的电磁线圈设置于保温壳体与重整室之间，所述金属受磁体设置于重整室内。

5.根据权利要求4所述的甲醇水重整制氢机，其特征在于：所述金属受磁体设置有单层或多层，金属受磁体呈筒状结构或网状结构。

6.根据权利要求4所述的甲醇水重整制氢机，其特征在于：所述重整室的外侧和内侧还设有汽化盘管，甲醇水原料在进入重整室之前先通过汽化盘管，以便甲醇和水汽化。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的甲醇水重整制氢机，其特征在于：所述氢气纯化装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%-78%，银占22%-25%。

8.权利要求1-6中任意一项所述的甲醇水重整制氢机的制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.甲醇水储存容器中的甲醇水原料在输送泵的泵送作用力下，依次经变频器的液冷散热器及换热器，泵送至重整器的重整室；甲醇水原料在通过变频器的液冷散热器的过程中，带走变频器产生的热量，甲醇水原料温度提升；甲醇水原料在通过换热器的过程中，与高温氢气进行换热，甲醇水原料进一步温度提升；

b.低频电压或直流电压经变频器后，转换为高频电压，为电磁加热器之电磁线圈供电，电磁线圈通电后产生高频磁场，使电磁加热器的金属受磁体受磁场感应而发热，为重整室提供350-570℃温度，在重整室内，汽化的甲醇和水在催化剂作用下，发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的高温混合气体；

c.高温混合气体经连接管路进入重整器的氢气纯化装置进行分离，从氢气纯化装置的产气端得到高温氢气；

d.制得的高温氢气输送至换热器，高温氢气在通过换热器的过程中，与甲醇水原料进行换热，高温氢气温度降低，转变为低温氢气后向外输出。

9.根据权利要求8所述的甲醇水重整制氢机的制氢方法，其特征在于，上述步骤d中的低温氢气进一步输送至气体分流器进行分流，经气体分流器分流后，部分氢气进入燃料电池，在燃料电池内，氢气及空气中的氧气发生电化学反应产生电能，产生的电能经交直流电力转换装置转换后，一部分直接为输送泵供电，一部分输送至变频器，通过变频器转换为20-40KHZ的高频电压，供应给重整器的电磁加热器。