申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2020-08-23

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN111883805B

主分类号：H01M8/0612

分类号：H01M8/0612;H01M8/04014;H01M8/0432;H01M8/04701;C01B3/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2020.11.20#实质审查的生效;2020.11.03#公开

摘要：本申请公开了一种基于尾气余热利用的小型甲醇重整制氢装置系统，包括原料储罐、原料泵、第一调节阀、预热器、重整器、第三调节阀及尾气风机，重整器上设有温度计，重整器外侧设有换热夹层，预热器采用换热器结构；热尾气在尾气风机的牵引下依次通过重整器外侧的换热夹层和预热器的热通道进行加热，甲醇水溶液在原料泵的输送作用下通过预热器的冷通道被预热后进入重整器的重整催化剂床层内进行反应，重整器再排出反应产生的氢气产物。本申请的小型甲醇重整制氢装置系统，可以作为便携式燃料电池电源系统设计的重要组成部分，应用于车载氢燃料电池，通过甲醇的机载重整生产氢气用于氧化还原反应，可以解决氢气的运输难、储存难的问题。

主权项：1.一种基于尾气余热利用的小型甲醇重整制氢装置系统，其特征在于包括内部盛有甲醇水溶液的原料储罐（1）、原料泵（2）、第一调节阀（3）、预热器（4）、内部装填有重整催化剂床层的重整器（5）、第三调节阀（9）及尾气风机（10），重整器（5）上设有用于检测其内部重整催化剂床层温度的温度计，重整器（5）外侧设有换热夹层，所述预热器（4）采用换热器结构；尾气风机（10）通过第三调节阀（9）与重整器（5）的换热夹层进口由管路连接，重整器（5）的换热夹层出口与预热器（4）的热通道由管路连接，热尾气在尾气风机（10）的牵引下依次通过重整器（5）外侧的换热夹层和预热器（4）的热通道进行加热；所述原料储罐（1）依次通过原料泵（2）、第一调节阀（3）和预热器（4）的冷通道与重整器（5）连接，甲醇水溶液在原料泵（2）的输送作用下通过预热器（4）的冷通道被预热后进入重整器（5）的重整催化剂床层内进行反应，重整器（5）再排出反应产生的氢气产物；还包括第二调节阀（6）、燃烧室（7）、第四调节阀（11）和空气风机（12），所述原料泵（2）出口分为两路，一路通过第一调节阀（3）和预热器（4）的冷通道与重整器（5）连接，以便将甲醇水溶液输送至重整器（5）的重整催化剂床层内进行反应；另一路通过第二调节阀（6）与燃烧室（7）的原料液进口由管路连接，空气风机（12）通过第四调节阀（11）与燃烧室（7）的空气进口由管路连接，燃烧室（7）的气体出口再与重整器（5）的换热夹层进口由管路连接，使得甲醇水原料和外部空气能够分别在原料泵（2）和空气风机（12）的作用下进入到燃烧室（7）中进行燃烧反应，形成的热燃气依次通过重整器（5）外侧的换热夹层和预热器（4）的热通道进行加热；所述温度计通过PLC控制系统与第一调节阀（3）、第二调节阀（6）、第三调节阀（9）和第四调节阀（11）信号连接；在装置系统启动阶段，PLC控制系统控制第一调节阀（3）和第三调节阀（9）关闭，且第二调节阀（6）和第四调节阀（11）开启，甲醇水原料和外部空气分别在原料泵（2）和空气风机（12）的作用下进入到燃烧室（7）中进行燃烧反应，形成的热燃气依次通过重整器（5）外侧的换热夹层和预热器（4）的热通道进行加热；直至温度计检测到重整器（5）内重整催化剂床层温度升温至设定温度后，温度计将信号发送给PLC控制系统，通过PLC控制系统反馈并控制第二调节阀（6）和第四调节阀（11）关闭，且第一调节阀（3）和第三调节阀（9）开启；接下来进入正式反应阶段，热尾气在尾气风机（10）的牵引下依次通过重整器（5）外侧的换热夹层和预热器（4）的热通道进行加热，甲醇水溶液在原料泵（2）的输送作用下通过预热器（4）的冷通道被预热后进入重整器（5）的重整催化剂床层内进行反应，重整器（5）再排出反应产生的氢气产物；当温度计检测到重整器（5）内重整催化剂床层温度高于或低于设定温度时，温度计将信号发送给PLC控制系统，通过PLC控制系统反馈并控制调低或调高第三调节阀（9）的开度，以便将重整器（5）内重整催化剂床层温度维持在反应温度；还包括三通阀（8），三通阀（8）包括两个进口和一个出口，三通阀（8）的其中一个进口通过第三调节阀（9）与尾气风机（10）由管路连接，三通阀（8）的另一个进口与燃烧室（7）的气体出口由管路连接，三通阀（8）的出口与重整器（5）的换热夹层进口由管路连接，以便燃烧室（7）内燃烧形成的热燃气或经尾气风机（10）输送的热尾气，通过三通阀（8）依次通过重整器（5）外侧的换热夹层和预热器（4）的热通道进行加热。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江工业大学 一种基于尾气余热利用的小型甲醇重整制氢装置系统

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