亿科重整制氢系统  

按客户需求制定方案 

产氢量：0.5~5m³/h 可选

氢气纯度可达99.999%（选配提纯模块）

重整转化率可达95%以上

重整气的氢气含量65~70%

采用高效的镍催化剂，使用寿命长

该装置为一套甲烷水蒸气重整制氢及提纯系统，可实现0.5~5m³/h 纯氢气产出。

装置气路由质量流量控制器和静态混合器分别实现流量控制配比和气体混合，随后进入固定床反应管与催化剂床层接触，触发重整反应。由反应管外管式炉提供床层预热和反 应过程中必要的热量补充。

该装置可控制、采集、整理反应温度、反应时间、气相实时/累积流量、反应压力等数据。可实现催化剂性能评估、反应机理、反应动力学等研究，并能准确进行物料衡算。

• PLC数据自动采集和控制

流量计、阀门、传感器等均通过PLC进行数据自动采集和根据所需测试流程进行自动控制，可直接在触摸屏上设置目标值，系统自动调节控制自热式重整反应器。

• 自主研发气化器

此气化器具有特殊的换热结构，使温度均匀分布，从而保证水蒸气快速稳定的发生。这种结构保证热能的良好传导，结构可靠性强。最终通过PID控制汽化温度，保证汽化稳定可控。

• 自热式重整反应器

材质为SUS 310S 设计压力1Mpa，两端由法兰接头密封，催化剂填装量为200~6000g。

• 自主研发无死体积进样技术

由于系统中传输通道的存在，现有测试中均存在“死体积”现象，即输入通道的流体并没有全部经过试样，而是有一部分残留在传输通道中，导致发生总量出现偏差。“死体积”是目前测试行业中未得到很好解决的一个难题。传统方法采用减小传输通道容积的方法来降低“死体积”，但同时带来加工的困难和结构的复杂化。

本公司自研无死体积进样技术，在不影响传输通道设计的前提下，通过辅助进样实现全部流体进样完全、无残留。

该装置工艺流程由气体进料模块、液体进料模块、反应模块、产物分析模块、保温模块和控制系 统模块组成。

• 气体进料模块 

气体进料模块由两路气路(CH4、N2)组成。气体由减压阀减压后通过质量流量控制器对气体流量进 行控制并计量，质量流量控制器可通过软件校准，以实现对不同介质气体在线切换。各气路均设置气 体过滤器，阻止颗粒物进入后续管路造成仪表损伤及物料污染。气路后端设置单向阀，防止各路气体 串流。

该模块后段设置静态混合器，其内部由周期混合单元焊接组成，负责将气体和甲醇水汽化后蒸汽 均匀混合。本装置客户目标气体处理量为 2Nm3/h，因此可选择 SK-50/100、SV-5/100、SL-50/100 和 SX-25/100 四种型号的静态混合器。

• 液体进料模块

液体进料模块由一路水溶液组成。液体由恒流双柱塞泵进行精准进样，经过微通道汽化器液体进 行汽化，液体流量控制可通过注射器管径和泵软件校准，以实现不同流量下蒸汽浓度进行在线切换。

该模块后段设置静态混合器，其内部由周期混合单元焊接组成，负责将气体和甲醇水汽化后蒸汽 均匀混合。

• 水蒸气发生模块

使用双柱塞泵与蒸汽发生器 CEM3020 的组合实现 20ml/min 水蒸汽的发生并过热至 500 摄氏度以 上。

蒸发芯采用 SUS316L 不锈钢材质，整个装置中与水或水蒸气以及载气接触的零部件均需采用 SUS316L 不锈钢材质。蒸发模块采用微通道换热结构，内部结构死体积小，换热效率到达 90%以上。

• 气体预热模块

按照气体流量 30L/min，400℃温升至 700℃计算，计算需要的加热功率为 1.2KW，设计功率为 2.5KW。过热器采用硅碳棒作为加热器件，预热管采用 SUS310S 高温不锈钢材料，为强化换热内部将 填充陶瓷片。预热管长度 600mm 、内径 20mm 设计多路测温点。

• 反应模块

反应模块由一台甲烷水重整固定床反应管组成，内置催化剂格栅支撑内构件，反应管主体材料为 310S，内径 80mm，壁厚 4mm，两端为法兰加石墨密封圈。采用硅碳棒作为加热元件，最高操作温度 900℃ (该温度实际已显著高于催化剂最高工作温度和热冲击温度)，使用压力略高于大气压。反应管 的加热管式炉控制，在反应器轴向设置 K 型铠装多点测温热电偶，监测反应管上下段惰性填料和中间 催化剂床层多点温度。反应体系压强由减压阀、背压阀联合确定。反应管入口安装压力表和卸荷阀， 实时显示反应管压强，防止压强过高造成仪器损坏和安全事故。此外，设置压力变送器，能够将压力 信号输送至控制仪表及计算机，进行压力报警。

• 产物分析模块

甲烷催化燃烧产物主要为 H2、CO2、CO 还有为反应的 H2O，因此本装置需要产物冷却和气液分 离设备，需将产物物流至冷凝器,冷凝器采用盘管和冰水机进行降温，降温后再进入气液分离器，再经 干燥器进行干燥。

• WGS 发应模块

甲烷水蒸气重整产物中 CO 含量最高可以达到 8~9%，为避免长期使用过程中 CO 引发的积碳， 需配置 WGS 变换反应模块，将 CO 含量降低到 5%以下,接近 2%，WGS 反应模块为反应管和催化剂 组成，结构形式为圆筒型，反应前需要将气体温度降低到 300℃左右在进入 WGS 反应模块。

• 保温模块

本保温模块分布位置、方式及作用如下：(1)各路气氛气体至静态混合器入口；(2)甲烷水汽化蒸汽 出口至混合预热器入口；(3) 混合预热器出口至反应管；(5)流向变换模块至在线分析仪；以上部位需 包裹一定厚度的保温层或保温套，减少反应管/管路/接头/阀门的热损失，使接近绝热环境。混合预热 器外部设置电加热。

• 控制系统模块

装置控制系统为多元集成控制系统，增强了装置的稳定性，并能够灵活的定制各种扩展功能，以 实现装置的自动化程度更高要求：

适配信捷 PLC 模拟量控制和温度控制模拟，选用 10 寸威纶通触摸屏。

该装置设计采用同类装置标准化设计，用户操作门槛低，功能如下：

1）程序升温流程设置；

2）温度、压力等参数自整定；

3）联锁机制设置； 

4）装置报警记录；

5）实时曲线

• 100%甲烷和水汽化混合器，并且保证蒸汽流量波动小于 2%

• PLC加触摸屏，实时控制及数据采集分析，流量可调，温度可控

• 可通过RS485实现远程控制

• 配高压恒流双柱塞泵，精准控制进液流量

• 高效散热模组

• 高效的催化剂

• 系统耐压1Mpa以上

• 功率低 换热效率高 将有效功率充分利用

• 产氢稳定

• 高精准度

• 整套装置走向清晰，结构紧凑，方便操作和维修

• 运行安全稳定，测试性能可靠

• 可按客户实际要求进行定制
  

• 可集成，寿命长

• 氢能源汽车

• 清洁能源

• 重整催化剂评价

• 氢气循环泵

• 燃料电池质止膜等零件及材料评估

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