CN208038035U - 一种制氢转化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制氢转化炉，包括炉体和设于炉体下部的燃烧器，该炉体一侧设有余热回收箱，余热回收箱上端通过烟气管与炉体上端连通，该余热回收箱侧壁的上、下部分别设有进水管和出水管，且余热回收箱内部设有螺旋管，螺旋管上端与进水管连接，下端与出水管连接，出水管上安装有阀门。烟气管外表面缠绕有呈螺旋状的原料气预热管，炉体内部设有呈螺旋状的转化炉管，转化炉管内部设有催化剂，该转化炉管上端穿过炉体上表面与原料气预热管连通。本实用新型能够对烟气的余热进行二次利用，从而提高了资源利用率，降低了生产成本；本实用新型中的催化剂能够与原料气充分接触，从而提高催化效果，提高制氢效果。

Description

一种制氢转化炉

技术领域

本实用新型属于氢气制备技术领域，具体是一种制氢转化炉。

背景技术

转化炉设备是一种将原料气转化为产品气的转化设备，其中制氢转化炉设备为转化炉设备中常用的一类；制氢转化炉设备主要包括转化炉本体、转化炉管、燃烧器等部件，转化炉本体是制氢转化炉设备的转化反应的反应器。现有的制氢转化炉主要存在以下问题：

1、无法对烟气的余热二次利用，造成能源浪费；

2、转化过程中催化剂和原料气接触不充分，催化效果下降，生产的氢气浓度降低；

3、无法监控转化后氢气的浓度是否达标，且无法在氢气浓度不达标的情况下进行自动控制从而提高氢气浓度。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种制氢转化炉。该转化炉的能对烟气中的余热充分利用，并提高氢气的浓度，从而节约能源、提高效率。

本实用新型采用的技术方案是：一种制氢转化炉，包括炉体和设于炉体下部的燃烧器，所述炉体底部设有氢气出口，该炉体一侧设有余热回收箱，所述余热回收箱上端通过烟气管与炉体上端连通，所述余热回收箱下端设有烟气出口，该余热回收箱侧壁的上、下部分别设有进水管和出水管，且余热回收箱内部设有螺旋管，所述螺旋管上端与进水管连接，下端与出水管连接，所述出水管上安装有阀门。

所述烟气管外表面缠绕有呈螺旋状的原料气预热管，所述炉体内部设有呈螺旋状的转化炉管，所述转化炉管内部设有催化剂，该转化炉管上端穿过炉体上表面与原料气预热管连通，下端与氢气出口连通。

上述制氢转化炉的工作方式为：燃烧器燃烧后在炉体内部产生高温烟气。原料气从原料气进气口、原料气预热管进入转化炉管，在转化炉管内部受热并与催化剂反映产生氢气，转化炉管呈螺旋状使得原料气的流通路径更长使原料气与催化剂充分反映。而烟气从炉体内部流入烟气管通过热传导对原料气进行预热，使其在后面的反映效果更好；然后烟气进入余热回收箱对螺旋管水进行加热，加热后的水通过阀门放出可用于日常生活、饮用等。

作为优选，所述余热回收箱内壁与螺旋管之间设有阻流板，所述阻流板向上倾斜设置，该阻流板一端固连在余热回收箱内壁上，另一端向螺旋管延伸并与螺旋管保持间隙。则烟气在进入余热回收箱后，大部分的烟气被阻流板阻挡，从而增加烟气停留时间，使得烟气与螺旋管之间充分换热，提高换热效率。

作为优选，所述阻流板均布在余热回收箱内表面。

作为优选，所述氢气出口上安装有甲醇浓度传感器，所述原料气预热管一端安装有原料气进气泵，所述炉体一侧设有控制器，所述控制器分别与甲醇浓度传感器、原料气进气泵信号连接。甲醇浓度传感器实时监控氢气中甲醇的浓度，并将浓度值实时传输到控制器进行比较，若大于设定值；控制器就控制原料气进气泵的流速降低，延长原料气与催化剂之间的反应时间，控制氢气中的甲醇浓度到合格范围内。

作为优选，所述催化剂沿着转化炉管内壁等间隔分布。等间隔分布的催化剂与原料气在转化炉管内充分接触，其反映效果更快、更好。

作为优选，所述炉体的外表面包覆有保温层。保温层对炉体进行保温，防止热量散失。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型能够对烟气的余热进行二次利用，从而提高了资源利用率，降低了生产成本。

2、本实用新型中的催化剂能够与原料气充分接触，从而提高催化效果，提高制氢效果。

3、本实用新型能够实时监控产出氢气的浓度，并在氢气浓度不足时进行调整，从而保证产出氢气的质量。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1的工作原理示意图；

图3为实施例2的结构示意图；

图4为实施例3的结构示意图；

图5为实施例4的结构示意图；

附图标记：1炉体，2燃烧器，3氢气出口，4余热回收箱，5烟气管，6烟气出口，7进水管，8出水管，9螺旋管，10阀门，11原料气预热管，12转化炉管，13筛网，14阻流板，15甲醇浓度传感器，16原料气进气泵，17控制器，18空气进气口，19原料气进气口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1：

如图1所示的一种制氢转化炉，包括炉体1和设于炉体1下部的燃烧器2，炉体1下部设有氢气出口3，该炉体1的右侧设有余热回收箱4，余热回收箱4上端通过烟气管5与炉体1上端连通。余热回收箱4下端面设有烟气出口6，该余热回收箱4右侧壁的上、下部分别设有进水管7和出水管8，且余热回收箱4内部设有螺旋管9，螺旋管9上端与进水管7连接，下端与出水管8连接，出水管8上安装有阀门10；

烟气管5的外表面缠绕有呈螺旋状的原料气预热管11，炉体1的内部设有呈螺旋状的转化炉管12，转化炉管12内部设有催化剂，该转化炉管12上端穿过炉体1上表面与原料气预热管11的左端连通，下端与氢气出口3连通。原料气预热管11的右端为原料气进气口19。

如图2所示，上述制氢转化炉的工作方式为：空气从空气进气口18进入燃烧器2，燃烧器2燃烧后在炉体1内部产生高温烟气。原料气从原料气进气口19、原料气预热管11进入转化炉管12，在转化炉管12内部受热并与催化剂反映产生氢气从氢气出口3通出。转化炉管12呈螺旋状，其管路在炉体1内部的更长，使得原料气的流通路径更长，其吸收的热量更多且更加均匀，从而使原料气与催化剂充分反映。而烟气从炉体1内部流入烟气管5，首先通过热传导将热量传输到缠绕在烟气管5上的原料气预热管11内，从而对原料气预热管11内的原料气进行预热，使其在后面的反映效果更佳；然后烟气进入余热回收箱4，烟气将热量传输至螺旋管9内部对螺旋管9内部的水进行加热，加热后的水通过阀门10放出可用于日常生活、饮用等。

实施例2：

如图3所示，实施例2在实施例1的基础上进行改进，余热回收箱4为圆柱形，在余热回收箱4内壁与螺旋管9之间均布有5个阻流板14，每个阻流板14向上倾斜设置，阻流板14一端固连在余热回收箱4的内壁上，另一端向螺旋管9延伸并与螺旋管9保持间隙。则烟气在进入余热回收箱4后，大部分的烟气被阻流板14阻挡，小部分的烟气从间隙中流过，从而增加烟气在余热回收箱4内的停留时间，使得烟气与螺旋管9之间充分换热，提高换热效率的同时尽可能吸收烟气内的热量。

实施例2其余结构和工作原理同实施例1。

实施例3：

如图4所示，实施例3在实施例2的基础上进行改进，实施例3中的原料气为甲醇。在氢气出口3上安装有甲醇浓度传感器15(甲醇浓度传感器15可采用专利申请号为CN201120564724.0或CN201010565709.8的专利中公开的甲醇浓度传感器)，在原料气预热管11右端原料气进气口19上安装有原料气进气泵16，在炉体1左侧设有控制器17，控制器17分别与甲醇浓度传感器15、原料气进气泵16信号连接。则甲醇浓度传感器15实时监控氢气中甲醇的浓度，并将浓度值实时传输到控制器17进行比较，若大于设定值；控制器17就控制原料气进气泵16的流速降低，从而延长原料气与催化剂之间的反应时间，控制氢气中的甲醇浓度到合格范围内。

实施例3其余结构和工作原理同实施例2。

实施例4：

如图5所示，实施例4在实施例1的基础上进行改进，在转化炉管12内部沿管道流通方向设有等间隔分布的筛网13，在每个筛网13上均设置有一层催化剂层(催化剂层高度小于筛网13与筛网13之间的距离)，则原料气在转化炉管12内与催化剂充分接触，其反映效果更快、更好。

实施例4其余结构和工作原理同实施例1。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种制氢转化炉，包括炉体和设于炉体下部的燃烧器，其特征在于：所述炉体底部设有氢气出口，该炉体一侧设有余热回收箱，所述余热回收箱上端通过烟气管与炉体上端连通，所述余热回收箱下端设有烟气出口，该余热回收箱侧壁的上、下部分别设有进水管和出水管，且余热回收箱内部设有螺旋管，所述螺旋管上端与进水管连接，下端与出水管连接，所述出水管上安装有阀门；

所述烟气管外表面缠绕有呈螺旋状的原料气预热管，所述炉体内部设有呈螺旋状的转化炉管，所述转化炉管内部设有催化剂，该转化炉管上端穿过炉体上表面与原料气预热管连通，下端与氢气出口连通。

2.根据权利要求1所述的一种制氢转化炉，其特征在于：所述余热回收箱内壁与螺旋管之间设有阻流板，所述阻流板向上倾斜设置，该阻流板一端固连在余热回收箱内壁上，另一端向螺旋管延伸并与螺旋管保持间隙。

3.根据权利要求2所述的一种制氢转化炉，其特征在于：所述阻流板均布在余热回收箱内表面。

4.根据权利要求1所述的一种制氢转化炉，其特征在于：所述氢气出口上安装有甲醇浓度传感器，所述原料气预热管一端安装有原料气进气泵，所述炉体一侧设有控制器，所述控制器分别与甲醇浓度传感器、原料气进气泵信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种制氢转化炉，其特征在于：所述催化剂沿着转化炉管内壁等间隔分布。

6.根据权利要求1所述的一种制氢转化炉，其特征在于：所述炉体的外表面包覆有保温层。