[发明专利]一种无水制氢工艺

摘要

本发明属于氢能源的技术领域，具体涉及一种无水制氢工艺。本发明工艺集成了燃烧、换热、重整制氢、水汽变换、一氧化碳净化、气液分离、液体收集等多个工序过程。综合考虑系统内燃烧反应的产物和能量，并将其与制氢反应所需物料和能量进行耦合匹配，不仅考虑了水的收集，还通过多个换热器的设计与匹配，通过原料物流与反应物流之间的热交换，保证了整个过程的能量效率；在外界不提供水的情况下，实现了无水制氢工艺。而且在燃烧尾气排放前，通过利用催化反应与物理吸附相结合的综合处理方法，很好地保证了工艺技术的环保性。最终产品气中主要包含氢气、氮气、二氧化碳、一氧化碳，其中一氧化碳的浓度可以控制在10ppm以下。

主权项

1.一种无水制氢工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：/nS1. 由风机（101）输入空气，由原料储罐（105）提供含氢原料，含氢原料与空气混合，进入燃烧气体预混器（109）再进行预热和混合；/nS2. 经过预热和混合后的含氢原料和空气流入燃烧器（110）进行燃烧反应，反应产生的高温气体进入制氢反应器（111）给制氢反应提供热量，然后返回至燃烧气体预混器（109）预热含氢原料和空气，经降温后进入气液分离器B（121）分离，被冷凝的水集中收集在储水槽（120），燃烧尾气进入尾气净化器（122）处理排放；/nS3. 含氢原料和水在制氢反应器（111）反应生成富含氢气的气体产物，富含氢气的气体产物经换热后进入变换反应器（113）发生水汽变换反应，反应后的混合气进入气体混合器（115），混合后的气体进入选择氧化反应器（116）进行选择氧化反应，合格产品气流出经降温后进入气液分离器A（118），分水后产品气流出，供下游用户使用；/n无水制氢工艺中所需水来自于含氢原料和空气燃烧反应、富含氢气的气体产物水汽变换反应；所述水主要来源含氢原料与空气的燃烧反应，含氢原料和空气在燃烧器（110）内燃烧反应后，其高温气体产物进入制氢反应器（111）将热量传递给间壁侧腔体内发生的制氢反应，传递完热量后的高温气体再依次流入燃烧气体预混器（109）、换热器B（108）和换热器A（102）降温后，流入气液分离器B（121），被冷凝的水被集中收集在储水槽（120）内，以用于和含氢原料反应制备富含氢气的气体产物，而气体经过尾气净化器（122）排出系统；另一部分水来源于富含氢气的气体产物水汽变换反应，选择氧化反应器（116）内，由富含氢气的气体产物和空气进行选择氧化反应所得的含水产物，依次流入换热器E（117）、气液分离器A（118），最终储存于储水槽（120）。/n