利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于能源利用技术领域，具体涉及一种利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法及装置。利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法，包括以下的步骤：利用太阳能启动制氢装置：通过利用太阳能发电后启动纳米稀土合金电热板加热传热介质，将汽化后甲醇在制氢装置内加热循环，启动制氢装置；启动系列锅炉燃烧：当贮存的燃料氢气达到使用压力时，将其输入系列锅炉进行点火燃烧，实现系列锅炉的启动燃烧；利用系列锅炉燃烧的余热加热导热油，保障甲醇在制氢装置中的反应温度，为稳定生产氢气提供保障条件。太阳能发电加热纳米稀土合金板使导热油完成甲醇转化制氢反应工艺的设备系统结构简化，从而使工艺更方便，更利于普及推广应用。

Method and device for hydrogen production by heating heat transfer oil by solar power

The invention belongs to the field of energy utilization technology, in particular to a method and device for the hydrogen production of methanol by using solar power to heat the heat and heat oil. The use of solar power heating oil method of hydrogen production by methanol, comprises the following steps: using solar hydrogen production device startup: start the nano rare earth alloy electric heating plate heat transfer medium through the use of solar power, the vaporized methanol by heating in hydrogen production units in circulation, start to start a series of hydrogen production unit; boiler combustion: when the fuel to hydrogen storage the use of pressure, the input series of boiler ignition and combustion, to achieve a series of boiler start-up combustion; waste heat utilization heating oil series of boiler combustion, protection of methanol in hydrogen loaded in the reaction temperature, provide guarantee for the stable production of hydrogen. Solar power heating nano-rare-earth alloy plate makes the system structure of methanol conversion hydrogen production process simplified, making the process more convenient and more conducive to popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法及装置
本专利技术属于能源利用
，具体涉及一种利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法及装置。
技术介绍
甲醇是传统的化工原料，由于其燃烧时热值低、具有腐蚀性、大气排放物污染严重，一直未作工业燃料使用。氢气是公认的零排放清洁燃料，目前主要是高纯度使用，将其作为一般工业系列锅炉的燃料鲜有报道。而甲醇是已知含氢最丰富的物质，利用甲醇转化制氢是当前应用最广泛的制氢工艺技术之一。目前这种制氢工艺，一般是用电加热的导热油作为甲醇转化成氢反应的热介质。然而现有的甲醇转化制氢设备系统较为复杂，不实用。系统中的压力容器较多，无法实现大规模的甲醇转化制氢，需要单独的热能工艺系统为制氢装置服务，无法利用锅炉余热。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对目前利用甲醇转化制氢工艺及装备存在的上述问题，为用户提供一种简化现有甲醇转化制氢工艺、节能减排减少废热污染、有效降低制氢成本，利用系列锅炉余热将甲醇制氢的方法及装置系统。本专利技术的目的是通过实施下述技术方案实现的：一种利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法，包括以下的步骤：步骤一：利用太阳能启动制氢装置：通过利用太阳能发电后启动纳米稀土合金电热板加热传热介质导热油，导热油将甲醇汽化后在制氢装置内加热循环，启动制氢装置；步骤二：启动系列锅炉燃烧：当贮存的燃料氢气达到使用压力时，将其输入系列锅炉进行点火燃烧，实现系列锅炉的启动燃烧；步骤三：利用系列锅炉燃烧的余热加热导热油，保障甲醇在制氢装置中的反应温度，为稳定生产氢气提供保障条件。进一步的，步骤一具体包括如下步骤：A、利用太阳能发电的电能启动纳米稀土合金电热板，对作为传热介质的导热油进行加热；B、用催化剂活化及保护系统，实现对制氢装置中的催化剂进行活化；C、降低与调整加热后的导热油的温度，使其到达制氢装置时保持在250℃～265℃；D、输送经过计量的液态甲醇，利用经过加热后的导热油将其加热汽化，然后输入到装有催化剂、室温达到240℃～250℃的制氢装置内；E、制氢装置内的汽态甲醇在催化剂作用下，发生转化反应生成燃料氢气，并将其贮存。进一步的，步骤三具体包括如下步骤：a、停止纳米稀土合金电热板的工作，用系列锅炉中氢气燃烧的余热代替纳米稀土合金电热板；b、将输送的加热后的导热油调温，保障其在到达制氢装置时保持在250℃～265℃；c、输送经过计量的液态甲醇，通过导热油加热汽化后将其输入到制氢装置内维持甲醇的转氢反应；d、将反应生成的氢气引出、贮存，供系列锅炉连续燃烧使用。本专利技术还相应的提供了用于实现上述方法的装置，技术方案如下：一种利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置，包括有太阳能光伏板、纳米稀土合金电热板和导热油泵，还包括依次连接的甲醇罐、制氢装置、储氢罐和系列锅炉；其中，所述的太阳能光伏板用于将太阳能转化为电能，并将电能输送至纳米稀土合金电热板；其中，所述的纳米稀土合金电热板用于将电能转化为热能，加热系统内的导热油升温，其中，所述的导热油泵用于实现导热油在制氢装置、系列锅炉以及纳米稀土合金电热板之间的循环；其中，所述的甲醇罐用于储存甲醇；其中，所述的制氢装置用于将经过导热油加热汽化后的甲醇转化为氢气；其中，所述的储氢罐用于存储制氢装置产生的氢气；其中，所述的系列锅炉以氢气为燃料，并将锅炉余热用于代替纳米稀土合金电热板加热导热油。进一步的，在上述的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置中，所述的储氢罐和系列锅炉之间依次连接有阻火器、减压器、鼓风机和燃烧器。进一步的，在上述的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置中，所述的甲醇罐的出口处连接有计量泵，所述的甲醇罐与计量泵之间的管路上设置有甲醇罐出口阀门，所述的计量泵与制氢装置之间的管路上依次设置有计量泵出口阀门和制氢装置入口阀门，所述的计量泵出口阀门和制氢装置入口阀门之间的管路连接有保护气输送管路，所述的保护气输送管路上设置有保护气阀门。进一步的，在上述的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置中，所述的制氢装置上均安装有温度表，所述的制氢装置上还安装有压力表。进一步的，在上述的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置中，所述的制氢装置与甲醇罐之间、所述的储氢罐与甲醇罐之间均设置有回流管路，所述的回流管路上设置有制氢装置排污阀门、储氢罐排污阀门和排污回流阀门。进一步的，上述的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置还包括控制箱，所述的控制箱分别连接太阳能光伏板、计量泵、和制氢装置，并控制与其连接的设备的运行。本专利技术所述的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置的工作原理如下：1、启动太阳能光伏板进行发电，并将电能用于纳米稀土合金电热板的工作，将电能转化为热能，并对系统内的导热油进行加热；2、开启甲醇罐出口阀门，甲醇罐中的甲醇液体经过计量泵计量后，通过输送管路进入到制氢装置内进行加热汽化，汽化后甲醇进入到制氢装置内，并控制制氢装置内的温度达到240℃～250℃，汽态甲醇在催化剂作用下发生转化反应生成燃料氢气；3、生成的燃料氢气经过管路输送至储氢罐储存；4、当贮存的燃料氢气达到使用压力时，启动鼓风机，鼓入助燃空气，开启储氢罐出口阀门，燃料氢气通过减压器后在燃烧器中点燃，实现系列锅炉的启动燃烧；5、待系列锅炉稳定燃烧后，关闭燃烧器；6、停止纳米稀土合金电热板的工作，用系列锅炉中氢气燃烧的余热代替纳米稀土合金电热板的电热对导热油进行加热，保障甲醇在制氢装置中的反应温度，为稳定生产氢气提供保障条件本专利技术的优点在于：利用太阳能使纳米稀土合金电热板发热，将甲醇转化为系列锅炉燃烧的氢气燃料；因而，本专利技术具有广阔的应用前景。本专利技术技术优点是太阳能发电加热纳米稀土合金板使导热油完成甲醇转化制氢反应工艺的设备系统结构简化，从而使导热油升温、汽化甲醇制氢燃料更方便，同时更利于普及推广应用。本专利技术的突出特点是：1、利用太阳能和纳米稀土合金电热板和导热油汽化甲醇，并使甲醇转化制氢反应工艺，使用传热导热油作为甲醇汽化、转化反应的热介质，使甲醇转化制氢设备系统大为简化，更为实用。2、由于本专利技术设备系统中的主要装置：制氢装置和汽化装置都是非压力容器，为利用余热大规模地实现甲醇转化制氢创造了条件。3、采用系列锅炉余热加热的传热导热油，先后对系统内多个设备预热，大大提高了系列锅炉余热的利用效率。4、本专利技术是将转化产生的富氢燃料(氢气含量不少于74％)直接用作工业系列锅炉或电厂锅炉生产的燃料，这种即产即用的工艺流程，解决了氢气使用中运输和贮存的难题，也节约了运营成本。5、本专利技术把甲醇转化制氢工艺，用于工业燃料的生产与使用过程，使氢气这种以往可望不可及的高能清洁能源成为一种新的工业替代能源，具有广阔的应用前景。综上所述，本专利技术比现有技术具有设备系统简化、技术条件要求低、设备成本及运营成本大为降低、提高能源利用的热效率、节能减排和保护环境、大大缓解国内石油燃料供应紧张的压力，便于推广应用和普及等突出优点。附图说明图1是本专利技术实施例提供的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置的甲醇和氢气流动系统的设备连接图；图2是本专利技术实施例提供的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置的导热油循环系统的设备连接图；图3是本专利技术实施例提供的利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置的控制系统的设备连接图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用太阳能启动制氢装置：通过利用太阳能发电后启动纳米稀土合金电热板加热传热介质导热油，导热油将甲醇汽化后在制氢装置内加热循环，启动制氢装置；步骤二：启动系列锅炉燃烧：当贮存的燃料氢气达到使用压力时，将其输入系列锅炉进行点火燃烧，实现系列锅炉的启动燃烧；步骤三：利用系列锅炉燃烧的余热加热导热油，保障甲醇在制氢装置中的反应温度，为稳定生产氢气提供保障条件。

【技术特征摘要】
2017.04.28 CN 20171029750481.一种利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用太阳能启动制氢装置：通过利用太阳能发电后启动纳米稀土合金电热板加热传热介质导热油，导热油将甲醇汽化后在制氢装置内加热循环，启动制氢装置；步骤二：启动系列锅炉燃烧：当贮存的燃料氢气达到使用压力时，将其输入系列锅炉进行点火燃烧，实现系列锅炉的启动燃烧；步骤三：利用系列锅炉燃烧的余热加热导热油，保障甲醇在制氢装置中的反应温度，为稳定生产氢气提供保障条件。2.根据权利要求1所述的利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法，其特征在于，步骤一具体包括如下步骤：A、利用太阳能发电的电能启动纳米稀土合金电热板，对作为传热介质的导热油进行加热；B、用催化剂活化及保护系统，实现对制氢装置中的催化剂进行活化；C、降低与调整加热后的导热油的温度，使其到达制氢装置时保持在250℃～265℃；D、输送经过计量的液态甲醇，利用经过加热后的导热油将其加热汽化，然后输入到装有催化剂、室温达到240℃～250℃的制氢装置内；E、制氢装置内的汽态甲醇在催化剂作用下，发生转化反应生成氢气燃料，并将其贮存。3.根据权利要求1所述的利用太阳能发电加热导热油将甲醇制氢的方法，其特征在于，步骤三具体包括如下步骤：a、停止纳米稀土合金电热板的工作，用系列锅炉中氢气燃烧的余热代替纳米稀土合金电热板；b、将输送的加热后的导热油调温，保障其在到达制氢装置时保持在250℃～265℃；c、输送经过计量的液态甲醇，通过导热油加热汽化后将其输入到制氢装置内维持甲醇的转氢反应；d、将反应生成的氢气引出、贮存，供系列锅炉连续燃烧使用。4.利用太阳能发电加热导热油甲醇制氢的装置，其特征在于，包括有太阳能光伏板(22)、纳米稀土合金电热板和导热油泵(5)，还包括依次连接的甲醇罐(1)、制氢装置(12)、储...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海东，
申请(专利权)人：王海东，王均衡，
类型：发明
国别省市：广东,44