[发明专利]高压制氢方法

权利要求书

1.一种高压制氢方法，其特征是，采用高压制氢系统，所述高压制氢系统包括

三相换热装置、重整装置、氢分离装置、疏水器、水冷换热器、制冷机以及二氧化碳液化装置；

所述重整装置包括反应腔，所述反应腔外设置加热腔；所述反应腔包括适于对甲醇水蒸气进行重整反应的上反应腔以及适于对氢气混合余气进行重整的下反应腔，所述上反应腔与下反应腔连通；

所述上反应腔内填有铜基填料或者锆基填料，所述下反应腔内填有铜基填料或者锆基填料；所述上反应腔开设第一进口和第一出口，所述下反应腔开设第二进口；

所述第一进口连接甲醇水蒸气进管，第一出口与氢分离装置进口连接，所述氢分离装置连接纯氢气出管和二氧化碳混合余气出管，所述二氧化碳混合余气出管依次连接三相换热装置、疏水器、水冷换热器以及二氧化碳液化装置，所述二氧化碳液化装置连接二氧化碳出管和氢气混合余气出管，所述氢气混合余气出管与第二进口连接，所述氢气混合余气出管上设置用于提升管内氢气混合余气输送压力的气泵；所述甲醇水蒸气进管、纯氢气出管均连接三相换热装置；

所述甲醇水蒸气进管连接液态泵，所述液态泵的泵压为18～50MPa；

所述水冷换热器连接水冷塔，所述水冷换热器作业温度在18～30.8℃；

所述纯氢气出管连接储氢罐，纯氢气在液态泵的泵压下送入储氢罐内，所述储氢罐连接加氢机；

包括以下步骤：

S1、液态泵将甲醇水送入甲醇水蒸气管进管，泵压为18～50MPa，甲醇水受热汽化成为甲醇水蒸气进入重整装置上反应腔内，甲醇水蒸气在重整装置上反应腔内进行重整反应生成氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体，然后氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体送入氢分离装置内；

所述氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体的气相组分为氢气65～75％、二氧化碳20～26％、0.3～3％一氧化碳；

S2、氢分离装置内的吸氢管对氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体进行分离，分离到的纯氢气从纯氢气出管输出被采集；剩余的二氧化碳混合余气从二氧化碳混合余气出管输出，二氧化碳混合余气经液态泵控制压力，水冷换热器控制二氧化碳混合余气的温度，然后将二氧化碳混合余气送入二氧化碳分离装置内进行二氧化碳液化分离；

所述二氧化碳混合余气的气相组分为氢气25～45％、二氧化碳55～75％、水0～3％、0.3～3％一氧化碳；

所述液态泵控制的压力为18～50MPa，水冷换热器控制的温度为18～30.8℃；

S3、所述二氧化碳混合余气在二氧化碳分离器内制成液态二氧化碳和氢气混合余气，液态二氧化碳输出收集；

所述氢气混合余气的组分为氢气65～75％、二氧化碳20～26％、一氧化碳3～9％；

S4、将氢气混合余气送入重整装置的下反应腔内，配水制成重整混合气，根据一氧化碳的含量进行配水，配水比一氧化碳：水为1:1～20；

将送入的氢气混合余气在下反应腔内配水重整成重整混合气，所述重整混合气的气相组分为氢气62～77％、二氧化碳22～27％、一氧化碳0.5～1.5％；

以使所述重整混合气中氢气、二氧化碳、一氧化碳的比例，与氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体中氢气、二氧化碳、一氧化碳的比例相接近；

S5、重整混合气进入上反应腔内与氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体相混合，所述重整混合气与氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合气体在上反应腔内混合之后一起送入氢分离装置内再次进行氢分离作业。

2.根据权利要求1所述的高压制氢方法，其特征是，输出的纯氢气和二氧化碳混合余气均经过三相换热装置换热降温之后输出，所述甲醇水经过三相换热装置换热汽化为甲醇水蒸气。

3.根据权利要求1所述的高压制氢方法，其特征是，所述甲醇水由天然气替换。