[发明专利]船上氢燃料制备系统及其制氢方法

权利要求书

1.一种船上氢燃料制备系统，其特征在于，包括：天然气储存舱(1)、低温蒸发器(2)、加热器(3)和天然气制氢装置(4)；

所述天然气储存舱(1)被用于储放液态天然气，所述天然气储存舱(1)分别与所述低温蒸发器(2)和所述加热器(3)连通，所述天然气储存舱(1)内的液态天然气能够通过所述低温蒸发器(2)进入到所述加热器(3)，所述天然气储存舱(1)内的蒸发气能够进入到所述加热器(3)中，所述天然气制氢装置(4)与所述加热器(3)连接，所述加热器(3)配置为能够加热天然气，并将加热后的天然气输送到所述天然气制氢装置(4)中，所述天然气制氢装置(4)配置为能够将天然气转变为氢气。

2.根据权利要求1所述的船上氢燃料制备系统，其特征在于，

所述加热器(3)被用于与内燃机供气系统的阀组单元(5)连通，所述加热器(3)中加热后的天然气输送到内燃机供气系统的阀组单元(5)中。

3.根据权利要求2所述的船上氢燃料制备系统，其特征在于，

所述船上氢燃料制备系统还包括氢气提纯装置；

所述氢气提纯装置与所述天然气制氢装置(4)连接，所述天然气制氢装置(4)内的氢气能够进入到所述氢气提纯装置中；

所述氢气提纯装置与所述低温蒸发器(2)连通，所述氢气提纯装置中的热量能够传递到所述低温蒸发器(2)中。

4.根据权利要求3所述的船上氢燃料制备系统，其特征在于，

所述船上氢燃料制备系统还包括二氧化碳回收装置(8)；

氢气初步提纯装置(6)与所述天然气制氢装置(4)排出的反应气连接，氢气初步提纯装置(6)配置为能够以液态形式去除所述天然气制氢装置(4)产生反应气中所含的二氧化碳和水；

所述二氧化碳回收装置(8)经由所述的加热器(3)与所述天然气制氢装置(4)排出的废气连接，所述二氧化碳回收装置(8)配置为能够为废气加压，并以液态形式去除所述天然气制氢装置(4)产生废气中所含的二氧化碳和水。

5.根据权利要求4所述的船上氢燃料制备系统，其特征在于，

所述二氧化碳回收装置(8)和所述氢气初步提纯装置(6)的冷却剂分别与所述低温蒸发器(2)连通形成循环回路，将液态天然气的冷能从所述低温蒸发器(2)传递给所述二氧化碳回收装置(8)和所述氢气初步提纯装置(6)，以供液化二氧化碳所用。

6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的船上氢燃料制备系统的制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：

制氢步骤：将液态天然气储放在所述天然气储存舱(1)中，增压泵将所述天然气储存舱(1)内的液态天然气加压输送至所述低温蒸发器(2)，液态天然气变成低温天然气，低温天然气与所述天然气储存舱(1)内的蒸发气一同进入到所述加热器(3)中，控制加热后的天然气压力，适合所述天然气制氢装置(4)所需压力的天然气进入到所述天然气制氢装置(4)中，适合内燃机所需压力的天然气进入到内燃机供气系统的阀组单元(5)中。

7.根据权利要求6所述的船上氢燃料制备系统的制氢方法，其特征在于，所述制氢步骤还包括以下步骤：

所述天然气制氢装置(4)制备的氢气进入到氢气初步提纯装置(6)中去除氢气中所含的水和二氧化碳，所述氢气初步提纯装置(6)提纯出的低纯度氢气能够进入到氢气二次提纯装置(7)中，所述氢气二次提纯装置(7)提纯出的高纯度氢气通过缓冲罐减压后进入到氢燃料电池组中。

8.根据权利要求7所述的船上氢燃料制备系统的制氢方法，其特征在于，还包括二氧化碳保存步骤：

所述氢气初步提纯装置(6)和二氧化碳回收装置(8)产生的二氧化碳以液态形式进入到二氧化碳储存舱(9)中，冷却剂在所述二氧化碳储存舱(9)和所述低温蒸发器(2)之间循环，将所述低温蒸发器(2)中的液态天然气的冷能带入到二氧化碳储存舱(9)中，供所述二氧化碳储存舱(9)以液态或者固态形式储存二氧化碳所需。