[发明专利]一种甲醇水重整制氢系统及控制方法

权利要求书

1.一种甲醇水重整制氢系统，包括重整器、燃烧器和换热器，其特征在于：

所述燃烧器为高压催化燃烧反应器，包括第一燃烧器入口、燃烧尾气出口；

所述重整器包括第一甲醇水入口、富氢混合气出口；

所述换热器包括第二甲醇水入口、甲醇水出口、燃烧尾气入口、排气口；

所述甲醇水出口与所述第一甲醇水入口连接、所述燃烧尾气出口与所述燃烧尾气入口连接；

所述重整器和所述燃烧器集成为一体。

2.根据权利要求1所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述重整器为套筒式重整器，包括匹配设置的外筒和内筒，所述外筒和所述内筒的截面呈多边形或圆形或腰圆形，所述外筒和所述内筒之间设置有重整催化剂；

所述内筒同时构成所述燃烧器的外壳，所述外壳内设置有燃烧催化剂。

3.根据权利要求1所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述重整器为板式重整器，内部设置有重整催化剂；

所述燃烧器为板式燃烧器，内部设置有燃烧催化剂；

所述板式重整器和所述板式燃烧器交替堆叠布置，所述板式重整器之间并联或者串联设置，所述板式燃烧器之间并联或者串联设置。

4.根据权利要求2或3所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

还包括带搅拌功能的混合器，用于将甲醇和水搅拌混合；

还包括脱盐水储罐和水泵，用于向所述混合器提供最高压力3.0MPa以上的脱盐水；

还包括甲醇储罐和甲醇泵、用于向所述混合器和所述第一燃烧器入口提供最高压力3.0Mpa以上的甲醇；

还包括气源和气泵、用于向所述第一燃烧器入口提供最高压力3.0MPa以上的空气；

所述混合器、所述换热器、所述重整器的额定压力均不小于3.0MPa。

5.根据权利要求4所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述水泵为离心泵或涡轮泵或活塞泵；

所述甲醇泵为计量泵；

所述气泵为离心泵或涡轮泵或活塞泵；

所述换热器为套管式或管壳式或微通道式换热器。

6.根据权利要求4所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述重整催化剂为高温型重整催化剂、工作温度范围为300℃至600℃；

所述燃烧催化剂的最高工作温度不小于600℃，所述换热器的最高工作温度不小于600℃。

7.根据权利要求4所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述甲醇储罐和所述第一燃烧器入口之间设置有第一流量控制阀，所述甲醇储罐和所述混合器之间设置有第二流量控制阀；

所述排气口设置有第一压力控制阀。

8.根据权利要求7所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述第一流量控制阀和所述第二流量控制阀为针形阀；

所述第一压力控制阀为背压阀、或匹配设置压力传感器的电磁阀。

9.根据权利要求1至3或5至8中任一项所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

还包括钯膜分离器，所述钯膜分离器包括富氢混合气入口、提纯氢气出口和分离器尾气出口；

所述燃烧器还包括第二燃烧器入口；

所述富氢混合气入口与所述富氢混合气出口连接，所述分离器尾气出口与所述第二燃烧器入口连接。

10.根据权利要求9所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

还包括第一加热器，所述第一加热器与所述钯膜分离器集成设置、用于加热所述钯膜分离器；

所述第一加热器为辐射式加热器或贴片式加热器。

11.根据权利要求10所述的甲醇水重整制氢系统，其特征在于：

所述钯膜分离器包括1根钯管、或多根并联或串联的钯管；所述钯膜分离器的工作温度范围为400±20℃。