[发明专利]一种制氢机

说明书

本发明属于氢能源技术领域，尤其涉及一种制氢机，包括依次连接的储液系统、输送系统、重整反应器系统和气体缓冲系统，所述重整反应器系统包括制气结构和设置于所述制气结构外围的保温结构。相对于现有技术，本发明简化了甲醇水蒸气重整制氢系统，将气化系统和重整系统进行了一体化设计，缩减了设备体积，提高了系统热量利用率，合理的布局设计以及加工工艺保证了催化反应条件，提高了制氢速率，并节约了成本。

技术领域

本发明属于氢能源技术领域，尤其涉及一种制氢机。

背景技术

氢气广泛应用于化工生产、电子、航天燃料等领域。随着近年氢燃料电池项目推进，氢的生产及运输得到广泛关注。在氢气的制取方面，目前市面制氢机多以大型设备为主，小型制氢设备多以撬装式电解水式制氢机为主，其制氢耗电量大，以1Nm³/h制氢机为例，一小时耗电量高达4.0-6kWh，从而使得制氢成本较大，另外自身所需的大电流也限制其大规模应用。

具体而言，氢气的制备方法有很多种，如电解水制氢工艺、煤制气分离制氢工艺和甲醇制氢工艺等，其中甲醇制氢工艺因其成本较低、生产方便、安全等优点成为目前主流的制氢工艺。该工艺的主要过程为：将液态的甲醇从加液口加入制氢系统中，在加热结构的加热作用下气化，然后甲醇气体与水蒸汽混合物在催化剂的作用下完成转化反应，生成氢气和二氧化碳。

现有的甲醇气化制氢机体积庞大、制氢效率低，成本高，无法实现大规模应用。

有鉴于此，本发明旨在提供一种制氢机，其简化了甲醇水蒸气重整制氢系统，将气化系统和重整系统进行了一体化设计，缩减了设备体积，提高了系统热量利用率，合理的布局设计以及加工工艺保证了催化反应条件，提高了制氢速率，并节约了成本。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种制氢机，其简化了甲醇水蒸气重整制氢系统，将气化系统和重整系统进行了一体化设计，缩减了设备体积，提高了系统热量利用率，合理的布局设计以及加工工艺保证了催化反应条件，提高了制氢速率，并节约了成本。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种制氢机，包括依次连接的储液系统、输送系统、重整反应器系统和气体缓冲系统，所述重整反应器系统包括制气结构和设置于所述制气结构外围的保温结构。

作为本发明制氢机的一种改进，所述储液系统包括储液容器和设置于所述储液容器上的液位报警器。

作为本发明制氢机的一种改进，所述输送系统包括输送管道和依次设置于所述输送管道上的过滤器、电磁阀和单向阀，所述输送管道的一端与所述储液系统连接，所述输送管道的另一端与所述重整反应器系统连接，所述输送管道还连接有齿轮泵，所述齿轮泵位于所述电磁阀和所述单向阀之间。

作为本发明制氢机的一种改进，所述制气结构包括外管和设置于所述外管内的内管，所述内管内设置有第一加热体，所述外管和所述内管之间设置有第二加热体、第一反应室、第二反应室和第三反应室，所述第一反应室的进液口与所述输送系统连接，所述第一反应室的入口处设置有气化室，所述第二反应室的出气口与所述气体缓冲系统连接，所述制气结构还设置有热交换室，所述第三反应室与所述第一反应室和所述第二反应室连通，所述第一反应室、所述第二反应室和所述第三反应室内均设置有催化剂。

作为本发明制氢机的一种改进，所述气化室设置为第一盘管结构；所述热交换室是由高温气体与低温区域（低温区域为第二反应室和靠外围的第三反应室的大约上部三分之一的区域）形成，所述第一反应室、所述第二反应室和所述第三反应室的下方设置有支撑网架，所述支撑网架与所述外管的底部之间形成有架空空间，所述第一反应室的进液口和所述第二反应室的出气口位于所述制气结构的同一侧。

作为本发明制氢机的一种改进，所述内管内设置有第一测温装置，所述第三反应室内设置有第二测温装置；所述内管和所述外管的一端部通过密封结构密封连接，所述第一测温装置和所述第二测温装置均通过卡接套头固定于所述密封结构上。