[发明专利]一种粗甲醇制氢的设备及方法

权利要求书

1.一种粗甲醇制氢的设备，其特征在于，该设备包括：按物流方向依次设置的贮罐(1)、预热器(3)、汽化过热器(4)、加热器(6)和固定床反应器(7)，其中，所述贮罐(1)用于将粗甲醇和水混合，所述预热器(3)、汽化过热器(4)和加热器(6)分别用于预热、汽化和加热源自所述贮罐(1)的粗甲醇和水的混合物，所述固定床反应器(7)用于使得粗甲醇和水的混合物进行重整反应制备氢气，所述固定床反应器(7)内部由上至下设置有高温反应区(14)和与所述高温反应区相连通的低温反应区(15)，粗甲醇和水的混合物分别在所述高温反应区(14)内进行高温重整反应和在所述低温反应区(15)内进行低温重整反应；所述高温重整反应的反应温度为400-500℃，所述低温重整反应的反应温度为230-280℃。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述高温反应区(14)填充有高温重整反应催化剂；所述低温反应区(15)填充有低温重整反应催化剂。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，高温重整反应催化剂为镍系催化剂。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，低温重整反应催化剂为铜系催化剂。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述高温重整反应的反应压力为1-3MPa；所述低温重整反应的反应压力为1-3MPa。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，高温反应区(14)和低温反应区(15)之间设置有用于降低高温反应区(14)排出的反应尾气温度的喷水降温装置(16)。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的设备，其中，该设备还包括设在所述加热器(6)和汽化过热器(4)之间的第一气液分离器(5)，所述第一气液分离器(5)用于气液分离经汽化过热器(4)加热的粗甲醇和水的混合过热蒸汽。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一气液分离器(5)内部设置有旋风分离部件(13)，以将分离出高沸点物质的混合过热蒸汽送入加热器(6)中。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的设备，其中，该设备还包括加压泵(2)，所述加压泵(2)用于加压来自贮罐(1)的粗甲醇和水的混合物使其泵送至预热器(3)。

10.根据权利要求1-6中任意一项所述的设备，其中，按照固定床反应器(7)排出的反应尾气的流动方向，该设备还包括依次设置的冷却器(8)、第二气液分离器(9)和变压吸附装置(10)，所述冷却器(8)使得所述反应尾气冷却，所述第二气液分离器(9)用于气液分离来自所述冷却器(8)的反应尾气，所述变压吸附装置(10)用于分离来自第二气液分离器(9)的反应尾气以制备氢气和解析气。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，该设备还包括空气预热器(11)和燃烧炉(12)，空气预热器(11)用于加热空气，燃烧炉(12)用于将来自空气预热器(11)的预热空气与解析气和粗甲醇混合燃烧，产生燃烧尾气。

12.一种粗甲醇制氢的方法，其特征在于，该方法包括：

将原料粗甲醇和水进行混合，然后依次进行预热、汽化和加热；再将加热后的粗甲醇和水的混合蒸汽依次进行高温重整反应和低温重整反应制备氢气；所述高温重整反应的反应温度为400-500℃，所述低温重整反应的反应温度为230-280℃。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，高温重整反应和低温重整反应在固定床反应器中进行，所述高温重整反应在固定床反应器上部的高温反应区中进行，低温重整反应在固定床反应器下部的低温反应区中进行；

其中，所述高温反应区填充有高温重整反应催化剂；所述低温反应区填充有低温重整反应催化剂。