[发明专利]制氢装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制氢装置，更详细地说，涉及一种能够高效制备氢气的制氢装置和制氢方法。

背景技术

近年来，人们研究了对燃料电池的燃料等有用的氢气的制备装置。

作为起动时间短、装置结构和控制系统简单的制氢装置，提出了一种具有用于产生水蒸气的锅炉、改质反应器、变换反应器以及选择氧化反应器，且为加热锅炉和各反应器而分别设置有燃烧器的制氢装置(例如参照专利文献1)。但是，在该制氢装置中，需要将燃烧器分别设置于锅炉和各反应器，难以使整个装置小型化，并且，在各燃烧器中均需要用于燃烧的燃料，因此，能源效率差。

另外，作为将废热用作热源的制氢装置，提出了一种具有含氧烃气化器、水蒸气发生器、含氧烃与水蒸气混合器、混合气体预热器、改质反应器、外部热源、传热介质循环管线、循环泵或循环风机、以及传热介质加热器的氢发生装置(例如参照专利文献2)。但是，该制氢装置中需要使用使传热介质循环的传热介质循环管线，并且需要使用混合气体预热器、外部热源以及传热介质加热器作为热源，因此，装置自身为大型装置，并且由于需要使用外部热源和传热介质加热器，因此热效率低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-114042号公报

专利文献2：特开2009-292661号公报

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术而完成的，其目的在于提供一种装置自身容易小型化、能够高效制备氢气的制氢装置。本发明还提供了一种能够高效制备氢气、而且能够适用于小型制氢装置的制氢方法。

本发明涉及：

(1)一种制氢装置，其用于由甲醇制备氢气，包括：原料气体制备器，其通过使甲醇和水气化来制备原料气体；反应气体制备器，其与所述原料气体制备器连接，用于使在所述原料气体制备器中得到的原料气体与含氧气体反应来制备反应气体；氢气分离器，其与所述反应气体制备器连接，用于从在所述反应气体制备器中得到的反应气体中分离该反应气体中所含的氢气；以及保温容器，其与所述氢气分离器连接，且具有用于使利用所述氢气分离器从反应气体中分离出氢气后的残留气体燃烧的气体燃烧装置，其中，为了将残留气体在所述气体燃烧装置中燃烧产生的热传递到所述原料气体制备器和所述反应气体制备器，所述原料气体制备器和所述反应气体制备器被设置于所述保温容器内。

(2)一种制氢方法，其用于由甲醇制备氢气，其特征在于，其包括：原料气体制备工序，通过使甲醇和水气化来制备原料气体；反应气体制备工序，通过使所述原料气体与含氧气体反应来制备反应气体；氢气分离工序，从所述反应气体中分离该反应气体中所含的氢气；以及残留气体燃烧工序，使从所述反应气体中分离出氢气后的残留气体燃烧，并且，利用在所述残留气体燃烧工序中燃烧残留气体时产生的热，在所述原料气体制备工序中使甲醇和水气化，并且在所述反应气体制备工序中，使原料气体与含氧气体反应。

(3)根据所述(2)所述的制氢方法，其中，在反应气体制备工序中，定期停止供给含氧气体。

(4)根据所述(2)或(3)所述的制氢方法，其中，在残留气体燃烧工序中，在残留气体与含氧气体混合后，燃烧该残留气体。

(5)根据所述(2)-(4)中任意一项所述的制氢方法，其中，在残留气体燃烧工序中，在铂的存在下燃烧残留气体。

本发明的制氢装置，其装置自身容易小型化，能够高效地制备氢气。另外，本发明的制氢方法能够高效地制备氢气，而且能够适用于小型制氢装置。

附图说明

图1为表示本发明的制氢装置的一种实施方式的示意图；

图2为在本发明的制氢装置中，表示保温容器的另一种实施方式的示意图。

附图标记说明

1原料气体制备器

2反应气体制备器

3氢气分离器

4保温容器

9气体燃烧装置

具体实施方式