[实用新型]一种钛合金甲醇水重整器及制氢设备

说明书

本实用新型公开了钛合金甲醇水重整器及制氢设备，其中重整器包括钛合金壳体、钛合金重整腔体、钛合金汽化盘管、钛合金纯化装置及燃烧室；钛合金重整腔体安装于钛合金壳体之内，钛合金重整腔体包括圆筒形外腔壁和圆筒形内腔壁，两者之间的腔室为甲醇水重整制氢腔室，圆筒形内腔壁之内具有上下贯通的圆筒形通孔；钛合金汽化盘管安装于圆筒形通孔之中，钛合金汽化盘管具有上下贯通的中孔；钛合金纯化装置安装于中孔之中；钛合金纯化装置与钛合金汽化盘管之间具有一空间，构成燃烧室。本实用新型重量轻，强度高，壁厚度较薄，不易被腐蚀，能形成脆化层，硬度大、降低钛合金纯化装置微量CO杂质成分；同时整体结构合理，重整制氢效率高，能量利用率高。

技术领域

本实用新型涉及甲醇水氢气制备设备技术领域，特别涉及一种钛合金甲醇水重整器及制氢设备。

背景技术

氢，是一种21世纪最理想的能源之一，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的主要是CO₂和SO₂，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。氢的分布很广泛，水就是氢的大“仓库”，其中含有11%的氢。泥土里约有1.5%的氢；石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约70%为水所覆盖，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法从制取氢，那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。

目前，世界上氢的年产量约为3600万吨，制氢方法主要有两种：其一、绝大部分氢是从石油、煤炭和天然气中制取，这种方法需要消耗本来就很紧缺的矿物燃料；其二、约有4%的氢是用电解水的方法制取，这种方法消耗电能大，很不划算。随着技术的进步，采用甲醇和水重整制氢的技术渐渐得到发展，其能减少化工生产中的能耗和降低成本，并有望替代电能消耗特别在的电解水制氢工艺。利用先进的甲醇水蒸气重整技术制取H₂与CO₂的混合气体，再经钯膜分离器分离，可分别得到H₂和CO₂。

参照中国发明申请201310340475.0（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），甲醇与水蒸气在350-409℃温度下、1-5M Pa的压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：

CH₃OH→CO+2H₂ (1)

H₂O+CO→CO₂+H₂ (2)

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂ (3)

重整反应生成的H₂和CO₂，再经过分离室的钯膜分离器将H₂和CO₂分离，得到高纯氢气。在整个制氢过程中，甲醇水制氢设备的重整器是最为核心的制氢设备，重整器包括壳体、重整室、汽化室、燃烧室及纯化装置，汽化后的甲醇水气体在重整室发生重整制氢反应制得富氢气体，再经纯化装置后输出高纯氢气，燃烧室用于向重整室提供热量。但是在现有技术中，甲醇水制氢设备的重整器还存在如下缺失：其一、采用不锈钢材质，重量重、强度较低，壁厚在2mm左右；其二、传统重整器易被腐蚀；其三、重整室和纯化装置中，不能与H₂形成脆化层提高壁体强度；其三、传统重整器的壳体、重整腔体、汽化盘管、纯化装置及燃烧室结构和布局不够合理，甲醇水原料难以得到高效利用，能量利用率不够高。

实用新型内容