一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统及其控制方法
专利汇可以提供一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于 燃料 电池 的在线高纯氢气制备系统，包括甲醇箱以及通过甲醇计量 泵 与甲醇箱连接的原料箱和催化 燃烧器 ，原料箱上设有 燃料电池 排出 水 入口，催化燃烧器上设有 氧 气入口，原料箱上依次连接有醇水 计量泵 和换热器，换热器上连接有 汽化 器，汽化器上连接有重整反应器，重整反应器上连接有钯膜纯化器，钯膜纯化器与催化燃烧器连接；还公开了上述系统的控制方法。本发明系统以甲醇水重整反应制氢的方式进行在线供氢，纯氢产量通过调节醇水混合物的流量进行控制，该方法具有储氢 密度 大、氢气纯度高、能耗低、结构紧凑、启停控制简便、易于实现模 块 化设计等特点。，下面是一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于：包括甲醇箱（8）以及通过甲醇计量泵（9）与甲醇箱（8）连接的原料箱（1）和催化燃烧器（7），原料箱（1）上设有燃料电池排出水入口（11），催化燃烧器（7）上设有氧气入口（10），原料箱（1）上依次连接有醇水计量泵（2）和换热器（3），换热器（3）上连接有汽化器（4），汽化器（4）上连接有重整反应器（5），重整反应器（5）上连接有钯膜纯化器（6），钯膜纯化器（6）与催化燃烧器（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的钯膜纯化器（6）上还依次连接有开关阀（6.3）、CO浓度传感器（6.4）、压力传感器（6.5）、温度传感器（6.6）和质量流量控制器（6.7）。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的醇水计量泵（2）和换热器（3）之间依次连接有开关阀（2.1）和质量流量控制器（2.2）。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的甲醇计量泵（9）和原料箱（1）之间还依次连接有开关阀（9.2）和质量流量控制器（9.1），所述的甲醇计量泵（9）和催化燃烧器（7）之间连接有调节阀（9.3）。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的甲醇箱（8）、甲醇计量泵（9）、原料箱（1）、催化燃烧器（7）、醇水计量泵（2）、换热器（3）、汽化器（4）以及钯膜纯化器（6）通过不锈钢材质管道相连接，所述的管道外包覆有保温层。
6.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的换热器（3）为管壳式换热器，所述的重整反应器（5）为设置有温度传感器（5.2）、压力传感器（5.1）和安全阀（5.3）的等温反应器或绝热式反应器。
7.根据权利要求6所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的钯膜纯化器（6）为钯银或钯铜合金膜管束组成的纯化器，钯膜纯化器（6）上设置有温度传感器（6.1）和压力传感器（6.2）。
8.根据权利要求7所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的催化燃烧器（7）为采用氧化铝负载铂或金作为催化剂的扩散式无焰催化燃烧器，催化燃烧器（7）上设置有温度传感器（7.1）。
9.根据权利要求8所述的一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统，其特征在于，所述的原料箱（1）上设置有液位传感器（1.1），所述的甲醇箱（8）上设置有液位传感器（8.1）。
10.一种如权利要求4至9任意一项所述用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）、确认系统中的各设备器件完好后，开启甲醇计量泵（9）、开关阀（9.2）和调节阀（9.3），同时通入氧气进行甲醇的催化燃烧，待钯膜纯化器（6）和重整反应器（5）中的温度升至400℃后，开启醇水计量泵（2）和开关阀（2.1），通过醇水计量泵（2）调节醇水混合物的流量；
b）、醇水混合物经换热器（3）换热、汽化器（4）加热后转化为高温混合气，并在重整反应器（5）中进行重整催化反应，在线制氢系统启动完成；
c）、在线制氢系统运行正常后关闭调节阀（9.3），燃烧重整产物尾气进行催化燃烧供热，同时打开开关阀（6.3）向燃料电池供应氢气；
d）、通过一氧化碳浓度传感器（6.4）、压力传感器（6.2）、温度传感器（6.6）实时监测纯氢的一氧化碳含量、纯氢压力、温度，通过调节醇水混合物的流量对纯氢的流量进行控制。
一种用于燃料电池的在线高纯氢气制备系统及其控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
b）、醇水混合物经换热器换热、汽化器加热后转化为高温混合气，并在重整反应器中进行重整催化反应，在线制氢系统启动完成；
c）、在线制氢系统运行正常后关闭调节阀，燃烧重整产物尾气进行催化燃烧供热，同时打开开关阀向燃料电池供应氢气；
d）、通过一氧化碳浓度传感器、压力传感器、温度传感器实时监测纯氢的一氧化碳含量、纯氢压力、温度，通过调节醇水混合物的流量对纯氢的流量进行控制。
7—催化燃烧器，7.1—温度传感器，8—甲醇箱，8.1—液位传感器，9.1—质量流量控制器，
9.2—开关阀，9.3—调节阀，10—氧气入口，11—燃料电池排出水入口。
具体实施方式
2.1和质量流量控制器2.2，醇水混合液的流量通过醇水计量泵2、开关阀2.1以及质量流量控制器2.2进行控制调节，换热器3上连接有汽化器4，进一步加热为高温混合气，汽化器4上连接有重整反应器5，对混合气体进行重整催化反应完成在线制氢，所述的重整反应器5为设置有温度传感器5.2、压力传感器5.1和安全阀5.3的等温反应器或绝热式反应器，重整反应器5上连接有钯膜纯化器6，对重整催化反应所得粗氢进行纯化，所述的钯膜纯化器
6为钯银或钯铜合金膜管束组成的纯化器，管束式钯膜纯化器6上设置有温度传感器6.1和压力传感器6.2，钯膜纯化器6与催化燃烧器7连接，完成重整催化反应尾气的燃烧，纯化后的氢气输出管路上依次设置有开关阀6.3、CO浓度传感器6.4、压力传感器6.5、温度传感器
6.6和质量流量控制器6.7，用于实时监测纯氢的一氧化碳含量、压力及温度，所述的甲醇箱8、甲醇计量泵9、原料箱1、催化燃烧器7、醇水计量泵2、换热器3、汽化器4以及钯膜纯化器6通过耐腐蚀、耐氢脆的304或316不锈钢材质管道相连接，所述的管道外包覆有硅酸盐类无机材料的保温层，所述的液位传感器1.1、液位传感器8.1、质量流量控制器2.2、质量流量控制器6.7、质量流量控制器9.1、温度传感器5.2、温度传感器6.1、温度传感器6.6、温度传感器7.1以及压力传感器5.1、压力传感器6.2、压力传感器6.5、CO浓度传感器6.4实时监控其所在安装处的液位、质量流量、温度、压力、一氧化碳浓度等运行参数并以4-20mA输入输出信号进行反馈。
b）、醇水混合物经换热器3换热、汽化器4加热后转化为高温混合气，并在重整反应器
5中进行重整催化反应，在线制氢系统启动完成；
c）、监测纯化器6中的压力，当压力为1.0MPa时，表明在线制氢系统运行正常后关闭通入催化燃烧器7的甲醇供应支路阀门——调节阀9.3，燃烧重整产物尾气进行催化燃烧供热，同时打开纯氢供应阀门——开关阀6.3向燃料电池供应氢气；
d）、通过一氧化碳浓度传感器6.4、压力传感器6.2、温度传感器6.6实时监测纯氢的一氧化碳含量、纯氢压力、温度，通过调节醇水混合物的流量对纯氢的流量进行控制。
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