[发明专利]一种无水制氢工艺

权利要求书

1.一种无水制氢工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：

S1. 由风机（101）输入空气，由原料储罐（105）提供含氢原料，含氢原料与空气混合，进入燃烧气体预混器（109）再进行预热和混合；

S2. 经过预热和混合后的含氢原料和空气流入燃烧器（110）进行燃烧反应，反应产生的高温气体进入制氢反应器（111）给制氢反应提供热量，然后返回至燃烧气体预混器（109）预热含氢原料和空气，经降温后进入气液分离器B（121）分离，被冷凝的水集中收集在储水槽（120），燃烧尾气进入尾气净化器（122）处理排放；

S3. 含氢原料和水在制氢反应器（111）反应生成富含氢气的气体产物，富含氢气的气体产物经换热后进入变换反应器（113）发生水汽变换反应，反应后的混合气进入气体混合器（115），混合后的气体进入选择氧化反应器（116）进行选择氧化反应，合格产品气流出经降温后进入气液分离器A（118），分水后产品气流出，供下游用户使用；

无水制氢工艺中所需水来自于含氢原料和空气燃烧反应、富含氢气的气体产物水汽变换反应；所述水主要来源含氢原料与空气的燃烧反应，含氢原料和空气在燃烧器（110）内燃烧反应后，其高温气体产物进入制氢反应器（111）将热量传递给间壁侧腔体内发生的制氢反应，传递完热量后的高温气体再依次流入燃烧气体预混器（109）、换热器B（108）和换热器A（102）降温后，流入气液分离器B（121），被冷凝的水被集中收集在储水槽（120）内，以用于和含氢原料反应制备富含氢气的气体产物，而气体经过尾气净化器（122）排出系统；另一部分水来源于富含氢气的气体产物水汽变换反应，选择氧化反应器（116）内，由富含氢气的气体产物和空气进行选择氧化反应所得的含水产物，依次流入换热器E（117）、气液分离器A（118），最终储存于储水槽（120）。

2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述的燃烧气体预混器（109）内部设有内部蓄热层（109A）。

3.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤S2中，经过预热和混合后的含氢原料和空气，流出燃烧气体预混器（109）后，首先由燃烧器（110）的底部流入燃烧器（110），在燃烧器（110）的底部，通过火花塞点火方式，迅速启动含氢原料和空气的燃烧反应，并放出大量的热，从而获得高温气体并由燃烧器（110）上部出口流出；高温气体进入制氢反应器（111），并将热量传递给由流量控制器B（107）计量控制的含氢原料和来自换热器C（112）的水。

4.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤S3中，含氢原料和水反应生成富含氢气的气体产物首先流经换热器C（112），和参与制氢反应的水进行换热，富含氢气的气体产物经换热达到反应温度200-300^oC后，进入变换反应器（113）。

5.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，调节阀A（103）和调节阀B（104）用于空气流量的再分配；流量控制器A（106）和流量控制器B（107）用于调节原料储罐（105）中的含氢原料。

6.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，含氢原料来源于醇类或烃类。

7.一种如权利要求1所述制氢工艺在燃料电池领域中的应用。