[实用新型]一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统

说明书

本实用新型公开了一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，40‑60wt％甲醇水溶液以液体形式进入立式内换热轴流折返溢流型结构制氢反应器，无需加热汽化，在制氢反应器中发生液相重整反应及变换反应，自增压产生4.0–10.0MPa的高压氢气，系统在自增压的压差下依次进入气液分离器、吸附式高压氢气储罐及PEMFC燃料电池，无需增压单元，实现了静默无震动及噪音移动式供氢，结构紧凑，静默无噪音，节能高效，产生的气体中CO浓度少于10ppm，达到了质子交换膜燃料电池对质量储氢密度、体积储氢密度、氢气成本及震动噪音等实际应用指标的要求。

技术领域：

本实用新型涉及氢能技术领域，具体涉及一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统。

背景技术：

氢能具有储量丰富、来源广泛、能量密度高、可循环利用、温室气体及污染物零排放等特点，是最具发展潜力的清洁能源之一。氢燃料电池分布式电站、氢燃料电池汽车等产业正在快速形成。

汽车等移动交通工具，对安全高效制氢、储氢及随车用氢，提出了更高的要求。众多机构和部门对车载储氢技术提出了新标准，美国能源部提出，车载质量储氢密度应达到7.5wt％、体积能量密度为70g·L^-1的目标。目前的车载储氢技术，如35.0-70.0MPa气态高压储氢、超低温液态储氢、金属氢化物储氢、多孔介质储氢、有机液体储氢等，均难以达到这一目标。

甲醇的氢含量达12.5wt％，工业生产规模大，价格廉价，是理想的氢载体。目前在工业生产及甲醇重整制氢燃料电池汽车上，广泛采用甲醇蒸汽重整制氢技术。甲醇及去盐水首先加热汽化为甲醇蒸汽及水蒸汽，然后两者混合后于250-350℃的较高温度下发生气相重整及水汽变换反应，产生H₂、CO、CO₂等混合气，混合气经变压吸附净化系统除去CO等杂质气体，获得高纯氢气，经压缩机增压后储存于高压容器中，为质子交换膜(PEMFC)燃料电池提供氢燃料。因此，甲醇蒸汽重整制氢不仅反应装置体积较大、甲醇与水的加热汽化所需能耗也较大，而且产生的气体中CO浓度远超质子交换膜(PEMFC)燃料电池的耐受极限，需要增加复杂而昂贵的纯化单元，使得其应用受到极大的限制。甲醇高温裂解制氢技术也同样存在上述问题，难以推广应用。

因此，经济高效的车载移动氢源系统开发，仍然是氢能领域亟待解决的难点技术问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种静默紧凑型可移动甲醇低温液相重整制氢系统，40-60wt％甲醇水溶液以液体形式进入立式内换热轴流折返溢流型结构制氢反应器，无需加热汽化，在制氢反应器中发生液相重整反应及变换反应，自增压产生4.0–10.0MPa的高压氢气，系统在自增压的压差下依次进入气液分离器、吸附式高压氢气储罐及PEMFC燃料电池，无需增压单元，实现了静默无震动及噪音移动式供氢，结构紧凑，静默无噪音，节能高效，产生的气体中CO浓度少于10ppm，达到了质子交换膜燃料电池对质量储氢密度、体积储氢密度、氢气成本及震动噪音等实际应用指标的要求。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：