技术特征：
1.一种催化热裂解近海设施及船舶短流程制氢方法，其特征在于：所述方法如下：包括前处理单元、催化热裂解反应单元、后处理单元：s1：部分和/或全部高温液态熔融催化剂通过管线输送；s2：所述前处理单元包含净化、调温、调压设施，在满足后续催化热裂解反应单元原料要求的情况下，本单元部分取消或完全取消相关设施；s3：所述催化热裂解反应单元包含催化热裂解反应器、液态熔融催化剂或液态熔融金属或液态熔融合金、内件、衬里、出料管和燃烧器；所述催化热裂解反应单元包含催化热裂解反应器，催化热裂解反应器包含的布气元件，使进料气能均匀地进入反应器，增大进料气分散范围，增大与催化剂的接触概率；反应器内装有催化剂，催化剂在常温时为固相，加热到所需的反应温度下为液相，进料气穿过催化剂床层时发生反应；该反应器包含传热部件，传热部件在反应器启动期间，为催化剂相变提供热量，在反应期间为反应提供反应热；反应器器壁内设置组合的保温防腐防渗抗蚀结构，减少液态熔融催化剂、产品固体碳以及其他用于分离产品固体碳的化学助剂对器壁的腐蚀及磨蚀，阻止反应器内部高温催化剂的泄漏，同时将反应器外表面温度降至常规设计温度0-300℃，防止在反应器运行过程中发生人身安全事故；s4：所述后处理单元包含产品分离、调温、调压、缓冲、储存设施，在满足后续装备的前提下，本单元部分或完全取消相关设施；s5：上述s3，s4部分设施或设备具有结构设计和设施，以达到抗风浪摇摆自适应的效果，适应近海设施及船舶航运作业环境。2.一种制氢系统，采用如权利要求1所述一种催化热裂解近海设施及船舶短流程制氢方法，其特征在于：包括：燃料气流混合单元、燃料气流分解单元、燃料气流加热单元以及燃料气流燃烧单元，所述燃料气流混合单元、燃料气流分解单元、燃料气流加热单元以及燃料气流燃烧单元均通过管道实现相互连通；所述燃料气流混合单元包括：海上设施燃料储罐，所述海上设施燃料储罐下部空间连接有低温泵，所述海上设施燃料储罐上部空间连接有加热器，所述低温泵上连接有气化器并通过气化器得到燃料气a6，所述加热器上连接有燃料气压缩机并通过燃料气压缩机得到燃料气a5；燃料气a5和燃料气a6实现混合，混合后分成两股燃料气流b1和b2, 其中所述燃料气流b1的一部分燃料气流b3流经燃料气流加热单元，燃料气流b1的另一部分燃料气流b4流经燃料气流分解单元；所述燃料气流分解单元包括：原料气脱硫系统，所述原料气脱硫系统上连接有预加热器，所述预加热器上连接有分解反应器，所述分解反应器上连接有分离罐，所述分离罐通过高温阀二（15b）连接有冷却器，所述冷却器上连接有压缩机；其中所述分离罐通过高温阀三（15c）连接有固体碳收集罐14，所述分离罐通过高温泵和高温阀一（15a）反向连接分解反应器；所述燃料气流加热单元包括：燃烧器，所述燃烧器分别与分解反应器、预加热器及原料气脱硫系统连接；所述燃料气流燃烧单元包括：燃气缓冲罐、分解气缓冲罐和引擎系统，所述燃气缓冲罐和分解气缓冲罐均与引擎系统连接；
所述燃料气流q最后通过分解气缓冲罐流出与流经燃气缓冲罐的燃料气流r混合为混合燃料s且一并通过控制阀后进入引擎系统燃烧后为引擎系统供能。3.根据权利要求2所述的制氢系统，其特征在于：所述加热器上设有乙二醇水入口n2和乙二醇水出口p2；所气化器上设有乙二醇水入口n1和乙二醇水出口p1。4.根据权利要求2所述的制氢系统，其特征在于：所述分解反应器上连接有耐高温测液位仪表（17a）、耐高温测温系统（18a）及压力表（19a）；所述分离罐上连接有耐高温测液位仪表（17b）、耐高温测温系统（18b）及压力表（19b）。5.根据权利要求2所述的制氢系统，其特征在于：所述冷却器8上设有冷却水入口l和冷却水出口m。6.一种制氢实现方法，采用如权利要求2-5 任意一项所述的制氢系统，其特征在于：所述实现方法如下：s1：海上设施储罐用于储存碳氢化合物燃料，低温液化燃料气a1通过低温泵输送至气化器，利用乙二醇水为低温液化燃料气加热使其气化成气体，得到气化后的燃料气a6；s2：海上设施储罐上部气相空间存在气相低温燃料气a3，经加热器加热后进入燃料气压缩机，得到已经具备一定压力的燃料气a5；s3：燃料气a5与燃料气a6混合，混合后分成两股燃料气流b1和b2，其中燃料气流b1的一部分b4作为反应原料气进入后续的反应流程，另一部分燃料气流b3用于燃烧为反应器提供能量；s4：燃料气流b4经过原料气脱硫系统脱除原料气中的硫组分，得到纯净的原料气c，通过预加热器被加热，得到反应原料气d，进入分解反应器参与反应，经分解反应器后得到反应产物e，反应产物e中主要含有固体碳、氢气、未反应的原料气、少部分被夹带的催化剂，一并进入分离罐进行气、液、固三相分离，经分离得到的固体碳进入固体碳收集罐 ，气相分解气f经冷却器，利用冷却水对高温分解气进行冷却，冷却后经压缩机压缩后，输送至分解气缓冲罐中；s5：经分离罐分离出来的液相催化剂通过高温泵输送回分解反应器，仍作为反应所需的催化剂使用，部分燃料气流b3与空气i分别或混合进入燃烧器进行燃烧，燃烧产生的热量为分解反应器中的分解反应提供热能，燃烧产生的高温尾气j进入预加热器，用于加热原料气c；s6：燃料气流b2进入燃气缓冲罐，当引擎系统需要燃料时，燃气缓冲罐中流出的碳氢化合物燃料与分解气缓冲罐中流出的气体混合后作为混合燃料s且一并通过控制阀后进入引擎系统燃烧后为引擎系统供能。7.根据权利要求6所述的制氢实现方法，其特征在于：所述高温阀一（15a）、高温阀二（15b）、高温阀三（15c）由耐高温材料及密封结构组成，在高温300-1500℃下用于输送反应后的高温分解气，用于将高温催化剂从分离罐输送回分解反应器，用于将分离罐中分离出的高温固体碳输送至固体碳收集罐。8.根据权利要求6所述的制氢实现方法，其特征在于：所述高温泵为液下泵，由耐高温材料、流体通道结构、密封系统组成，在高温300-1500℃下用于输送液体催化剂。9.根据权利要求6所述的制氢实现方法，其特征在于：制氢实现方法中的步骤s3至步骤s6中所涉及高温液位测量是采用耐高温测液位仪表一（17a）和耐高温测液位仪表二（17b），
其原理为激光或雷达。
技术总结
本发明公开一种催化热裂解近海设施及船舶短流程制氢方法、系统及其系统实现方法，以独创的催化热裂解反应单元以及其中的液态催化剂为核心，通过与预处理和后处理单元的有机结合形成催化热裂解零碳/减碳制氢短工艺流程技术，同时针对性的开发了抗风浪摇摆自适应技术。采用本发明技术，在避免了岸上大量储输氢的同时避免了船上大量储氢，大幅降低船用零碳氢综合成本，从根本上解决了当前困扰的船用及近海设施装置上使用氢燃料的经济性、实用性及安全性等问题，使船用氢燃料成为现实。使船用氢燃料成为现实。使船用氢燃料成为现实。
技术研发人员：凯萨
受保护的技术使用者：罗托布斯特（上海）氢能科技有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/1/17