一种连续式自供热甲酸制氢系统的制作方法

本发明涉及氢气制备，具体为一种连续式自供热甲酸制氢系统。

背景技术：

1、氢气因易燃易爆特性，存储及运输有很大的安全性问题，甲酸为液态，便于存储及输运，可通过催化作用分解为氢气和一氧化碳、二氧化碳等混合气，混合气的提纯工艺复杂，通常存在几方面的问题造成连用性不高，一、需要人工更换吸附材料，使系统无法做到连续运行；二、需要外部供热，造成系统整体效率低下。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种连续式自供热甲酸制氢系统，提出一种内部热量自循环应用方案，采用并联吸附再生系统，交叉使用，很好的分配内部热量的使用，不需要外部供热，实现设备长期连续运行的同时提高系统效率。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种连续式自供热甲酸制氢系统，包括甲酸存储桶，所述甲酸存储桶通过管道和甲酸输送泵连接有甲酸反应釜，所述甲酸反应釜顶部通过管道连接有汽水分离器，所述汽水分离器的底部通过管道和单向阀连接甲酸反应釜，所述汽水分离器的顶部通过管道连接有低温换热器，所述低温换热器通过管道连接高温换热器，所述低温换热器、高温换热器经过管道和切换阀连接至变温吸附装置上，所述变温吸附装置通过管道连接有氢气切换阀。

3、进一步的，所述变温吸附装置释放出来的co气体经过管道输送至燃烧室内，所述燃烧室产生高温气体经过管道输送至甲酸反应釜的夹套加热，之后再进入高温换热器作为热源与热空气换热后排出。

4、进一步的，所述变温吸附装置分为变温吸附装置a、变温吸附装置b，所述变温吸附装置a运行在吸附状态时，所述变温吸附装置b运行在再生、冷却状态，两套装置交替工作状态。

5、进一步的，所述变温吸附装置a和变温吸附装置b通过混合气切换阀、高温空气切换阀、氢气切换阀完成工作切换，常温混合气进入处于吸附工作状态的变温吸附装置a，进行气体的提纯；高温空气进入处于再生工作状态的变温吸附装置b，进行气体的析出。

6、进一步的，所述低温换热器通过管道和混合气切换阀连接至变温吸附装置a和变温吸附装置b上，所述高温换热器经过管道和高温空气切换阀连接至变温吸附装置a和变温吸附装置b上。

7、进一步的，所述变温吸附装置a和变温吸附装置b通过管道连接至切换阀后再经管道连接至燃烧室内。

8、进一步的，所述氢气切换阀后端设置有压力、流量传感器。

9、一种连续式自供热甲酸制氢方法，使用上述的系统，包括以下步骤：

10、甲酸存储桶中存储的甲酸溶液经过甲酸输送泵输送至甲酸反应釜，甲酸与甲酸反应釜内的催化剂反应后生成带水带汽的混合气体；

11、混合气体进入汽水分离器，液体及水蒸气分离后从汽水分离器下端的单向阀返回甲酸反应釜中，除水后的混合气体进入低温换热器，与常温空气换热，降温后的混合气进经过混合气切换阀进入处于吸附状态的变温吸附装置a，变温吸附装置a输出高纯度氢气供后端装置使用；

12、常温空气经过低温换热器与高温混合气换热后，温度升高，再经过高温换热器升温后进入处于再生状态的变温吸附装置b，变温吸附装置b将吸附的co气体释放出来；

13、释放出来的co气体在燃烧室内燃烧，产生高温气体进入甲酸反应釜夹套加热，之后再进入高温换热器作为热源与热空气换热后排出。

14、本发明提供了一种连续式自供热甲酸制氢系统。具备以下有益效果：

15、1、本发明利用变温吸附装置a、变温吸附装置b形成并联吸附再生系统，交叉使用，很好的分配内部热量的使用，不需要外部供热，实现设备长期连续运行的同时提高系统效率。

16、2、本发明将低温换热器通过管道连接高温换热器，低温换热器、高温换热器经过管道和切换阀连接至变温吸附装置上，采用阶梯式换热，充分利用了甲酸反应釜出口的高温混合气体的热量，并解决了混合气进入变温吸附装置前的降温问题。

17、3、本发明利用高温再生析出的co气体，在燃烧室内燃烧，热量作为甲酸反应釜的加热源以及对变温吸附提供热量的换热热源。

18、4、本发明的变温吸附装置a和变温吸附装置b通过混合气切换阀、高温空气切换阀、氢气切换阀完成工作切换，常温混合气进入处于吸附工作状态的变温吸附装置a，进行气体的提纯；高温空气进入处于再生工作状态的变温吸附装置b，进行气体的析出，双通道变温吸附，低温吸附，高温再生，两套装置切换使用，可实现在线连续吸附，产出纯氢气。

技术特征：

1.一种连续式自供热甲酸制氢系统，包括甲酸存储桶(1)，其特征在于，所述甲酸存储桶(1)通过管道和甲酸输送泵(2)连接有甲酸反应釜(4)，所述甲酸反应釜(4)顶部通过管道连接有汽水分离器(3)，所述汽水分离器(3)的底部通过管道和单向阀连接甲酸反应釜(4)，所述汽水分离器(3)的顶部通过管道连接有低温换热器(5)，所述低温换热器(5)通过管道连接高温换热器(6)，所述低温换热器(5)、高温换热器(6)经过管道和切换阀连接至变温吸附装置上，所述变温吸附装置通过管道连接有氢气切换阀(12)。

2.根据权利要求1所述的一种连续式自供热甲酸制氢系统，其特征在于，所述变温吸附装置释放出来的co气体经过管道输送至燃烧室(7)内，所述燃烧室(7)产生高温气体经过管道输送至甲酸反应釜(4)的夹套加热，之后再进入高温换热器(6)作为热源与热空气换热后排出。

3.根据权利要求1所述的一种连续式自供热甲酸制氢系统，其特征在于，所述变温吸附装置分为变温吸附装置a(8)、变温吸附装置b(9)，所述变温吸附装置a(8)运行在吸附状态时，所述变温吸附装置b(9)运行在再生、冷却状态，两套装置交替工作状态。

4.根据权利要求3所述的一种连续式自供热甲酸制氢系统，其特征在于，所述变温吸附装置a(8)和变温吸附装置b(9)通过混合气切换阀(10)、高温空气切换阀(11)、氢气切换阀(12)完成工作切换，常温混合气进入处于吸附工作状态的变温吸附装置a(8)，进行气体的提纯；高温空气进入处于再生工作状态的变温吸附装置b(9)，进行气体的析出。

5.根据权利要求1所述的一种连续式自供热甲酸制氢系统，其特征在于，所述低温换热器(5)通过管道和混合气切换阀(10)连接至变温吸附装置a(8)和变温吸附装置b(9)上，所述高温换热器(6)经过管道和高温空气切换阀(11)连接至变温吸附装置a(8)和变温吸附装置b(9)上。

6.根据权利要求5所述的一种连续式自供热甲酸制氢系统，其特征在于，所述变温吸附装置a(8)和变温吸附装置b(9)通过管道连接至切换阀后再经管道连接至燃烧室(7)内。

7.根据权利要求1所述的一种连续式自供热甲酸制氢系统，其特征在于，所述氢气切换阀(12)后端设置有压力、流量传感器。

8.一种连续式自供热甲酸制氢方法，其特征在于，使用权利要求6所述的系统，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种连续式自供热甲酸制氢系统，涉及氢气制备技术领域。该连续式自供热甲酸制氢系统，包括甲酸存储桶，所述甲酸存储桶通过管道和甲酸输送泵连接有甲酸反应釜，所述甲酸反应釜顶部通过管道连接有汽水分离器，所述汽水分离器的底部通过管道和单向阀连接甲酸反应釜，所述汽水分离器的顶部通过管道连接有低温换热器，所述低温换热器通过管道连接高温换热器，所述低温换热器、高温换热器经过管道和切换阀连接至变温吸附装置上，所述变温吸附装置通过管道连接有氢气切换阀。通过并联吸附再生系统，交叉使用，很好的分配内部热量的使用，不需要外部供热，实现设备长期连续运行的同时提高系统效率。

技术研发人员：赵征鹏,赵薇娜,王琳凯,杜妍
受保护的技术使用者：重庆仪象联科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13