一种撬装式甲醇多相高压制氢与提纯系统的制作方法

1.本实用新型涉及甲醇制氢技术领域，尤其涉及一种撬装式甲醇多相高压制氢与提纯系统。


背景技术：

2.氢能的利用是实现双碳目标的重要措施。传统能源的发展受到环境保护因素的制约，如在马路上往返穿梭的汽车，不停在在排放着二氧化碳气体，增加着碳排放量。电动汽车如果所用电能来自火电，虽然它在行驶过程中没有二氧化碳气体的排放，但在火电厂发电过程中，还是有二氧化碳气体的排放。要想减少汽车行驶过程中二氧化碳气体的排放，绿色氢能是最好的措施之一。在光伏或风电大力发展过程中，考虑到电网的消纳能力，为提高光电、风电的利用率，一定要将电能转换成可以存储且有很大需求的能源，那就是氢能。由于氢能不适合长距离输送，甲醇可以作为氢的载体，在由氢和二氧化碳制作甲醇的过程中，固化了二氧化碳，在由甲醇制氢过程中，二氧化碳再释放出来，在整个过程中，没有增加二氧化碳的排放量，实现了氢燃料电池汽车零碳排放的目标。
3.由于氢能源具有零排放、无污染、噪音低、可持续、效率高、通过燃料电池，只有水的生成，因此，氢能源是实现双碳上档的非常好的能源解决方案。利用氢能的燃料电池汽车可以避免传统燃油汽车的污染排放以及锂电池汽车的大规模电池后处理问题。
4.随着燃料电池汽车及加氢站的普及，氢气的供应和运输就成了关键的需要解决的问题。国内的加氢站以离站制氢加氢站为主，氢气在外部生产后输送至加氢站内，这一方面推高了用氢成本，另一方面还存在巨大的安全隐患。氢气本身价格并不昂贵，贵的是储运环节，长距离高压氢气运输和储存还容易发生事故。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的氢气在外部生产后输送至加氢站内，这一方面推高了用氢成本，另一方面还存在巨大的安全隐患的缺点，而提出的一种撬装式甲醇多相高压制氢与提纯系统。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种撬装式甲醇多相高压制氢与提纯系统，包括多相催化制氢单元、气液分离装置以及氢气提纯单元，所述多相催化制氢单元的数量为多个，多个所述多相催化制氢单元并联设置，所述多相催化制氢单元的底端连接有甲醇溶液罐，所述多相催化制氢单元与所述甲醇溶液罐之间设置有高压泵，所述高压泵与所述多相催化制氢单元之间设置有单向阀1，所述多相催化制氢单元的输出端通过单向阀2与所述气液分离装置的入口处连接，所述气液分离装置的出口处与所述氢气提纯单元的输入端连接，所述气液分离装置的底端与所述高压泵的输入端连接，所述氢气提纯单元的数量为多个，多个所述氢气提纯单元并联设置，所述氢气提纯单元的输出端设置有单向阀3。
8.优选的，还包括甲醇罐以及水箱，所述甲醇罐与所述甲醇溶液罐通过阀1连接，所
述水箱与所述甲醇溶液罐通过阀2连接。
9.优选的，还包括加热换热系统，所述加热换热系统通过导热油设置在所述多相催化制氢单元内。
10.优选的，还包括解析气回收装置，所述解析气回收装置包括压缩机组、空冷器以及二氧化碳储罐，所述压缩机组上设置有解析器入口，所述空冷器与所述二氧化碳储罐之间设置有二氧化碳出口，所述压缩机组与所述空冷器连接，所述空冷器与所述二氧化碳储罐连接。
11.优选的，还包括换热器，所述换热器通过导热油加热甲醇溶液，所述换热器通过空气冷却解析气中的二氧化碳。
12.优选的，所述氢气提纯单元的出口压力为5.5mpa或35mpa。
13.本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型实现了撬装式现场高压制氢，在生成主要产品氢气的同时，可以回二氧化碳进行回收，大大降低了二氧化碳的排放，并且制氢技术简单，对温度的要求低，能耗和生产成本低，省略了氢气运输环节，实现按需生产，安全性更高。
附图说明
15.图1为本实用新型提出的一种撬装式甲醇多相高压制氢与提纯系统的流程示意图。
16.图中：1甲醇罐、2水箱、3甲醇溶液罐、4高压泵、5多相催化制氢单元、6气液分离装置、7氢气提纯单元、8换热器。
具体实施方式
17.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
18.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.请参照图1，一种撬装式甲醇多相高压制氢与提纯系统，包括多相催化制氢单元5、气液分离装置6以及氢气提纯单元7，所述多相催化制氢单元5的数量为多个，具体的数据可以根据实际需求的多少进行配备，多个所述多相催化制氢单元5并联设置，所述多相催化制氢单元5的底端连接有甲醇溶液罐3，所述多相催化制氢单元5与所述甲醇溶液罐3之间设置有高压泵4，所述高压泵4与所述多相催化制氢单元5之间设置有单向阀1，所述多相催化制
氢单元5的输出端通过单向阀2与所述气液分离装置6的入口处连接。所述气液分离装置6的出口处与所述氢气提纯单元7的输入端连接，所述气液分离装置6的底端与所述高压泵4的输入端连接，在气液分离装置6内，混合气体与携带的甲醇溶液分离。所述氢气提纯单元7的数量为多个，多个所述氢气提纯单元7并联设置，所述氢气提纯单元7的输出端设置有单向阀3，在氢气提纯单元7内实现二氧化碳与氢气的分离，氢气纯度达到使用要求后，通过单向阀3向外输出，一般进入储罐或二次升压的压缩机。当系统运行一段时间后，系统产生的解析气需要排出。解析气的主要成分是二氧化碳，部分氢气，少量的一氧化碳和微量的甲烷。
21.需要说明的是，所述氢气提纯单元7的出口压力为5.5mpa或35mpa。
22.在一个优选的实施方式中，还包括甲醇罐1以及水箱2，甲醇罐1用于存放甲醇，水箱2用于存放水。所述甲醇罐1与所述甲醇溶液罐3通过阀1连接，所述水箱2与所述甲醇溶液罐3通过阀2连接。阀1以及阀2均为流量调节阀。
23.在一个优选的实施方式中，还包括加热换热系统，所述加热换热系统通过导热油设置在所述多相催化制氢单元5内。甲醇溶液及催化剂在反应管内进行，反应压力高，在甲醇多相催化制氢单元出口设置有单向阀2，通过单向阀2后，氢气进入气液分离罐6内进行气液分离，然后，气态氢气进入氢气提纯单元7内进行提纯，液体返回到高压泵4的输入端前，再次加压后进入系统循环利用。
24.在一个优选的实施方式中，还包括解析气回收装置，解析气处理系统分离并储存二氧化碳。所述解析气回收装置包括压缩机组、空冷器以及二氧化碳储罐，所述压缩机组上设置有解析器入口，所述空冷器与所述二氧化碳储罐之间设置有二氧化碳出口，所述压缩机组与所述空冷器连接，所述空冷器与所述二氧化碳储罐连接。所述解析气回收装置的解析气入口与所述氢气提纯单元7的解析气出口连接。
25.在一个优选的实施方式中，还包括换热器8，所述换热器8通过导热油加热甲醇溶液，所述换热器8通过空气冷却解析气中的二氧化碳。
26.在一个实施方式中，所述多相催化制氢单元5为两个，其中一个多相催化制氢单元5的输入端设置有阀3，另一个多相催化制氢单元5的输入端设置有阀4。多相催化制氢单元5主要由两部分组成，一部分是加热系统，加热系统在壳侧，加热系统用导热油、蒸汽或其他方式加热，需要达到规定的温度，且各个点的温度差不应高于规定的值。另一部分是催化制部分，催化制氢部分在管内完成，一定溶度的甲醇溶液在管内吸热，在催化剂的作用下，主要生成氢气和二氧化碳，还有少量的一氧化碳和微量的甲烷。
27.解析气离开氢气提纯单元后，进行氧化分解部分及换热器。通过氧化，释放解析气中携带的能量，用于给多相催化制氢单元提供热能。提供热能的过程在换热器内通过换热方式实现。最终，排放物为水和二氧化碳。冷凝水集中收集，二氧化碳回收，作为化工原料投入到下一个循环。
28.本实用新型实现了撬装式现场高压制氢，在生成主要产品氢气的同时，可以回二氧化碳进行回收，大大降低了二氧化碳的排放，并且制氢技术简单，对温度的要求低，能耗和生产成本低，省略了氢气运输环节，实现按需生产，安全性更高。
29.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范
围之内。