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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天然气水蒸气二段换热式复合转化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：CN116715198B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12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：202310634255.2，技术领域涉及：C01B3/48；该发明授权一种天然气水蒸气二段换热式复合转化制氢系统是由钟娅玲;牟树荣;陈运;汪兰海;钟雨明;蔡跃明设计研发完成，并于2023-05-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种天然气水蒸气二段换热式复合转化制氢系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种天然气水蒸气二段换热式复合转化制氢系统，是由预处理模块、换热转化模块、重整转化模块、变换反应模块与变压吸附PSA提氢模块组成，其目的是为解决天然气水蒸气转化制氢系统中现有技术突出的转化工段复杂、换热转化效率受限、传热转化深度受限、与其余制氢提氢工段耦合协同作用小，以及仍然存在烟气排放等问题，能量梯级利用、高甲烷转化深度、系统能量自给平衡以及减少烟气排放的紧凑与高效前提下，完全替代SMR的辐射燃烧重整转化过程，使得制氢系统中各个模块之间的热量耦合更加合理、灵活与紧密，制氢系统热效率高达92～98％、H2收率高达90％以上，且系统便于撬装小型化，适合于加氢站内制氢。

本发明授权一种天然气水蒸气二段换热式复合转化制氢系统在权利要求书中公布了：1.一种天然气水蒸气二段换热式复合转化制氢系统，其特征在于，所述制氢系统是由预处理模块、换热转化模块、重整转化模块、变换反应模块与PSA提氢模块组成，其中， 预处理模块，其包括：物料输送管道、输送泵和或增压机、预热单元及加氢脱硫单元，天然气全部作为原料气进入预处理模块的预热单元，预处理模块接收天然气原料气并使天然气原料气经过蒸汽至加氢脱硫所需的反应温度后进入加氢脱硫单元，形成净化天然气，净化天然气与一定比例的水蒸气混合后形成混合蒸汽，混合蒸汽进入下游的换热转化模块，其中，加氢脱硫单元的氢气来自下游的PSA提氢模块，脱硫深度需满足下游对流预转化、换热转化、重整转化及变换反应模块的各种催化剂进行催化转化或变换反应的规格要求； 换热转化模块，其包括对流预转化单元与换热转化单元，换热转化模块接收混合蒸汽和来自下游重整转化模块的高温重整转化气，其中混合蒸汽进入对流预转化单元的列管内并与来自换热转化单元且流经对流预转化单元的列管外的合并转化气进行对流传热而获得预转化反应所需的热量，使得混合蒸汽脱除了其中对下游进行换热转化及重整转化有害的C5以上组分且所述混合蒸汽中的部分净化天然气中的主要成分甲烷及C5以下的轻烃组分与所述混合蒸汽中的水蒸气发生预转化反应形成预转化气，预转化气一部分流出换热转化模块而进入下游的重整转化模块，一部分作为原料进入换热转化单元并流经装载有重整转化催化剂的列管内进行换热转化反应形成换热转化气，换热转化反应所需的热量来自于与列管外流经的高温重整转化气的对流传热，换热转化反应的温度为780~900℃，从换热转化单元列管内流出的换热转化气一部分与经换热转化单元对流传热而降温的重整转化气混合形成合并转化气，合并转化气进入对流预转化单元并与进入对流预转化单元的混合蒸汽进行对流传热，使得混合蒸汽在对流预转化单元进行预转化的温度为450~650℃，合并转化气经对流预转化单元对流传热后降温至150~350℃后形成最终转化气进入下游的变换反应模块，从换热转化单元内流出的换热转化气一部分与经对流预转化单元对流传热后降温的最终转化气混合进入下游的变换反应模块，换热转化气分成两部分的比例取决于下游变换反应模块所采用的中高温或中低温变换反应所需的反应温度，以及混合蒸汽中所含C5以上组分含量与对应的对流预转化所需的温度； 重整转化模块，其包括氢氧燃烧重整转化单元，氢氧燃烧重整转化单元包括重整转化列管反应器及列管反应器上部的氢氧燃烧反应室，重整转化模块接收预转化气、富氧气、来自下游PSA提氢模块的含氢解吸气2、调节重整转化模块水碳比和氢碳比的水蒸气与来自下游PSA提氢模块的含二氧化碳解吸气1，重整转化模块形成的高温重整转化气直接流入上游换热转化单元，通入的富氧气在氢氧燃烧反应室内与预转化气和含氢解吸气2发生氢氧燃烧反应，产生巨大的燃烧反应热，所产生的燃烧反应热由参与重整转化反应气体直接带入重整转化单元内装载有重整转化催化剂的列管内进行重整转化，重整转化温度达到850~990℃，甲烷转化率为99~100%，经重整转化反应流出的高温重整转化气直接流入上游的换热转化模块中的换热转化单元进行对流传热，为换热转化提供换热转化所需的热量； 变换反应模块，其布置成接收来自换热转化模块的最终转化气并进行变换反应而输出变换气，其作用是将最终转化气中的一氧化碳与水蒸气在装载有中高温或中低温变换反应催化剂的变换反应床层反应进而形成以氢气和二氧化碳为主要成分的变换气，变换气一部分返回至换热转化模块进行调节换热转化模块流出的换热转化气氢碳比，一部分进入下游PSA提氢模块，变换反应模块所需的热量直接由来自上游换热转化模块的最终转化气带入，并且通过调节换热转化模块中的两股换热转化气的分配比例来适应变换反应模块中不同变换反应催化剂对应的变换反应工艺； PSA提氢模块，其包括PSA脱碳单元和PSA提纯单元。

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