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龙图腾网获悉四川天采科技有限责任公司申请的专利一种沼气制氢与碱性水电解制氢耦合的混动制氢系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117658073B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311669994.1，技术领域涉及：C01B3/34；该发明授权一种沼气制氢与碱性水电解制氢耦合的混动制氢系统是由钟雨明;汪兰海;陈运;刘兴龙;詹家聪;唐金财;蔡跃明设计研发完成，并于2023-12-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种沼气制氢与碱性水电解制氢耦合的混动制氢系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种沼气制氢与碱性水电解制氢耦合的一种混动制氢系统，其由能源原料模块、沼气转化BSMR制氢模块、碱性水电解ALK制氢模块与变压吸附PSA提氢模块组成，其特点是能够提供一种从以可再生生物质沼气与水为原料制取纯度大于等于99.99％的氢气过程中的能量传递、转化效率以及能量高效平衡、且可依据资源供应情况自动切换制氢模块化的一种BSMR沼气制氢与ALK水电解制氢高效耦合的混合制氢系统，利用沼气BSMR转化制氢副产蒸汽和ALK水电解制氢需要加热及副产氧气的优势，以及沼气直接发电作为ALK制氢备用的低成本优势，调控制氢原料结构和包括加氢站内与集中供氢模式，克服BSMR制氢与ALK制氢缺陷，将其转化为一种组合优势，实现制氢成本的降低。

本发明授权一种沼气制氢与碱性水电解制氢耦合的混动制氢系统在权利要求书中公布了：1.一种沼气制氢与碱性水电解制氢耦合的混动制氢系统，其特征在于，混动制氢系统是由能源原料模块、碱性水电解ALK制氢模块、沼气转化BSMR制氢模块、变压吸附PSA提氢模块，以及各模块之间管道、阀门、换热器所构成，其中，能源原料模块是对沼气原料气包括甲烷浓缩的预处理、沼气发电、工艺水与锅炉水及工艺蒸汽的处理，优化各原料组分与能量以适配下游模块要求，包括以浓缩甲烷作为原料气和由沼气或浓缩甲烷作为燃料气的BSMR制氢模块、以产生的含H2解吸气为补充燃料气的PSA提氢模块、产生纯氧气体的ALK制氢模块、加氢气体与脱盐水储罐模块、常温或加热器或换热器模块、常压或增压机模块、甲烷浓缩气脱硫及与工艺蒸汽及混合蒸汽的处理模块，沼气发电机或水电或其它电力供应模块，工艺水、锅炉水脱盐预处理及换热模块，以及模块内外的工艺原料、纯氧燃料、电力管网进出口管道与控制阀门；ALK制氢模块主要由一级或多级串联并联的碱性水电解槽、气液处理器、整流器、电加热器、控制系统、加水泵、碱箱、水箱，以及模块内外连接的电力、氢气H2、氧气O2气体管道与工艺热冷水管道及控制阀门组成；BSMR制氢模块主要包括脱硫后的甲烷浓缩气与水蒸气混合形成的混合蒸汽预热转化器、顶部设有燃烧室且下设对流段与辐射段SMR转化炉反应器、中高温变换反应器、气液分离器、换热器、汽包、废热锅炉，以及模块内外连接的混合蒸汽、预转化气、转化气、变换气、燃料气、PSA提氢解吸气气体管道与脱盐水、锅炉给水、蒸汽储罐、循环水管道、除氧器、输送与循环泵及控制阀门；PSA提氢模块由多个串联并联的吸附塔、解吸气缓冲罐，以及模块内外连接的电力、H2产品气解吸气、ALK制氢模块流出的H2、BSMR制氢模块流出的变换气气体管道，以及程序控制阀与调节阀组所构成，具体流程为， 1能源原料模块，来自厌氧发酵的沼气作为原料气，经鼓风机输入至干法或湿法的粗脱硫预净化工序，粗净化后的沼气经压缩机增压至0.6~1.0MPa进入由多个串联并联且装载有以碳分子筛为主的固定吸附剂床层的吸附塔组成的PSA甲烷浓缩系统，抽真空解吸产生的解吸气直接排放，从中产生的甲烷浓缩气，甲烷含量大于等于92%，再经加压至1.0~4.0MPa及预加热至250~380℃后进入加氢精脱硫，来自ALK制氢模块的H2作为加氢来源，脱硫后的净化甲烷浓缩气与来自BSMR制氢模块流出的作为工艺蒸汽的中低压蒸汽混合形成天然气水蒸气混合蒸汽，进入BSMR制氢模块，来自模块内的作为燃料气的粗净化沼气或净化甲烷浓缩气、ALK制氢模块的O2或界区外的空气，以及来自PSA提氢模块的解吸气为燃料气或补充燃料气进入BSMR制氢模块中的转化炉燃烧室进行燃烧反应，为BSMR转化炉反应器内的催化转化反应提供热量，同时，来自城市自来水或工业用水，一部分经过脱盐后并经脱盐水预热至70~90℃后，一部分脱盐水作为原料进入ALK制氢模块的水箱，一部分作为工艺水进入BSMR制氢模块的除氧器并经热水泵、蒸汽锅炉形成的脱盐水蒸汽及转化炉对流段而形成工艺蒸汽，作为能源原料模块的工艺蒸汽与净化甲烷浓缩气混合形成混合蒸汽再进入BSMR制氢模块，一部分经脱盐后的未经预热的脱盐水作为冷却水对BSMR制氢模块进行冷却，冷却后的冷却水返回作为工艺循环水循环使用，来自BSMR制氢模块及ALK制氢模块中的排空烟气经过冷热交换与气液分离，其中的水返回预处理，气体排放，来自沼气发电或城市电网或工业电网的电力，直接接入ALK制氢模块的控制系统，为其提供水电解制氢及电加热器开工或独立运行所需的电力，或采用现场发电设备或调峰电力，包括沼气直接发电、管网天然气发电、水电站、热电，为ALK制氢模块提供电力，其中，沼气直接发电为现场加氢站的小型化撬装制氢设备提供足够的电力； 2ALK制氢模块，来自能源原料模块的电力输入接通由变压器与控制柜组成的控制系统的同时，水箱碱箱的工艺水、碱液经碱液分离器行成的工艺水及碱液循环泵的工艺水流入电解槽，电解槽的操作温度为70~90℃，从电解槽阳极析出浓度为98.5~99.2%、压力为1.0~2.0MPa的O2进入储氧罐，并作为燃料气输出进入BSMR制氢模块，从电解槽阴极析出浓度为99.0~99.8%、压力为1.0~2.0MPa的H2经水气分离器脱除水后，一部分直接进入PSA提氢模块进行H2产品气的制备，一部分作为能源原料模块中的甲烷浓缩气加氢精脱硫的H2来源； 3BSMR制氢模块，来自能源原料模块的净化甲烷浓缩气与水蒸气混合蒸汽经对流式预热器预加热进入BSMR制氢模块的重整转化SMR列管式转化炉反应器进行重整转化反应，其中，转化炉或反应器列管内装填有镍镍基催化剂，混合蒸汽流经列管内催化床层进行转化反应，反应温度为700~950℃，反应压力为1.0~4.0MPa，转化反应生成的转化气，再经转化废锅换热后进入中高温变换反应器，反应温度为300~500℃，反应压力为1.0~4.0MPa，转化气经中高温变换反应后形成变换气，其组成为，70~85%H2、13~28%二氧化碳CO2、小于1%一氧化碳CO以及未反应完的甲烷CH4与其余微量碳氢化合物杂质，变换气经与锅炉给水、脱盐水换热后进入PSA提氢模块进行提氢，转化炉反应器反应所需的热量，是由能源原料模块的除原料气外的粗净化沼气或净化甲烷浓缩气作为燃料气，与来自ALK制氢模块流出的O2及来自PSA提氢模块的解吸气，或系统外的空气混合进入BSMR制氢模块进行燃烧反应，在转化炉顶部或下部或两侧的燃烧器进行燃烧反应所得到的流经列管外的高温烟气经辐射传热所获得，流出的高温烟气作为预热器热源、工艺水蒸气及转化废锅热源，并经换热降温及处理后作为烟气排放； 4PSA提氢模块，来自ALK制氢模块纯度为99.0~99.8%且经催化脱氧后的H2与来自BSMR制氢模块含H2浓度为70~85%的变换气分别或混合进入由至少3个及以上且装载有吸附剂的连接方式为串联或并联或串并联的复合床层吸附塔器、吸附塔器之间的管道、程序控制阀门与调节阀门组形成的变压吸附PSA系统，吸附压力为0.8~3.8MPa，吸附温度为20~80℃，吸附塔器交替切换进行包括吸附、均压、顺放、逆放、真空冲洗、终充步骤的吸附与解吸循环操作，从中获得纯度大于等于99.99%的H2产品气进入H2产品气罐，从中获得的解吸气进入缓冲罐后作为补充燃料气返回至BSMR制氢板块循环使用，由此，H2产品气的总收率大于等于85%。

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