[发明专利]一种甲醇重整制氢工艺及系统

权利要求书

1.一种甲醇重整制氢工艺，其特征在于，包括步骤：

甲醇水溶液被加热至重整反应温度后流向重整反应器进行重整制氢反应，经催化燃烧器加热形成的高温高压饱和水蒸气流向所述重整反应器冷凝以提供重整制氢反应热量；

于所述催化燃烧器出的燃烧尾气加热于所述重整反应器出的混合气体至膜分离温度，被加热后的混合气体经膜分离形成氢气和混合尾气；

所述高温高压饱和水蒸气于所述重整反应器冷凝形成高温高压汽水混合物，所述甲醇水溶液被所述高温高压汽水混合物加热至重整反应温度后流向所述重整反应器，所述高温高压汽水混合物形成液态水；

所述液态水回流至所述催化燃烧器被再次加热形成所述高温高压饱和水蒸气。

2.根据权利要求1所述的甲醇重整制氢工艺，其特征在于，还包括步骤：

加热所述混合气体后的燃烧尾气依次流经冷凝器和气液分离器并形成二氧化碳以及纯水；和/或，

系统处于初步启动状态时，甲醇和含氧气体于所述催化燃烧器燃烧以加热液态水形成所述高温高压饱和水蒸气；系统处于平稳运行状态时，被膜分离出的混合尾气流向所述催化燃烧器燃烧以加热液态水形成所述高温高压饱和水蒸气；和/或，

被膜分离出的氢气用于预热被加热至重整反应温度之前的甲醇水溶液；和/或，

将纯水和甲醇进行混合形成甲醇水溶液；和/或，

加热所述重整反应器。

3.根据权利要求1或2所述的甲醇重整制氢工艺，其特征在于：

所述高温高压饱和水蒸气的压强为6-10MPa，所述高温高压饱和水蒸气的温度为275-310℃；和/或，

所述重整反应温度为260-300℃；和/或，

所述膜分离温度为380-420℃。

4.一种甲醇重整制氢系统，其特征在于，包括：

制氢子系统和水蒸气加热子系统；

所述制氢子系统包括依次连通蒸发器、重整反应器、回热器和膜分离净化器；

所述水蒸气加热子系统包括催化燃烧器；

甲醇水溶液经所述蒸发器加热至重整反应温度后流向所述重整反应器，经所述催化燃烧器加热形成的高温高压饱和水蒸气流向所述重整反应器冷凝以提供重整制氢反应热量；

于所述催化燃烧器出的燃烧尾气流向所述回热器以加热于所述重整反应器出的混合气体至膜分离温度，被所述回热器加热的混合气体经所述膜分离净化器分离形成氢气和混合尾气；

所述高温高压饱和水蒸气于所述重整反应器冷凝形成高温高压汽水混合物，所述高温高压汽水混合物流向所述蒸发器以加热所述甲醇水溶液至重整反应温度，所述高温高压汽水混合物形成液态水；

所述液态水回流至所述催化燃烧器被再次加热形成所述高温高压饱和水蒸气。

5.根据权利要求4所述的甲醇重整制氢系统，其特征在于：

所述水蒸气加热子系统还包括冷凝器和气液分离器；于所述回热器出的燃烧尾气依次流经所述冷凝器和所述气液分离器并形成二氧化碳以及纯水；和/或，

所述制氢子系统还包括预热器；于所述膜分离净化器出的氢气流向所述预热器以预热被加热至重整反应温度之前的甲醇水溶液；和/或，

系统处于初步启动状态时，甲醇和含氧气体于所述催化燃烧器燃烧以加热液态水形成所述高温高压饱和水蒸气；系统处于平稳运行状态时，于所述膜分离净化器出的混合尾气流向所述催化燃烧器燃烧以加热液态水形成所述高温高压饱和水蒸气。

6.根据权利要求4或5所述的甲醇重整制氢系统，其特征在于：

还包括用于将纯水和甲醇进行混合形成甲醇水溶液的混合器；和/或，

还包括用氢子系统，于所述膜分离净化器出的氢气流向所述用氢子系统；和/或，

还包括水提供子系统；和/或，

还包括甲醇提供子系统；和/或，

还包括含氧气体提供子系统；和/或，

还包括用于加热所述重整反应器的加热装置；和/或，

所述高温高压饱和水蒸气的压强为6-10MPa，所述高温高压饱和水蒸气的温度为275-310℃；和/或，

所述重整反应温度为260-300℃；和/或，

所述膜分离温度为380-420℃。