CN210885292U - 一种电磁感应加热制氢装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制氢设备领域，具体公开了一种电磁感应加热制氢装置，包括裂解转化管、第一管、第二管、电磁加热线圈；其中，第一管连通所述裂解转化管，以便通过第一管往所述裂解转化管内输送原料混合液；第二管连通所述裂解转化管，以导出所述裂解转化管内转化生成的氢气；电磁加热线圈，围绕于所述裂解转化管以及所述第一管之外，以便同时加热所述裂解转化管和第一管，使原料混合液在第一管内汽化，以及使所述汽化的原料在所述裂解转化管内反应生成氢气。与现有技术相比，本申请的结构紧凑，氢气转化效率较高。

Description

一种电磁感应加热制氢装置

技术领域

本实用新型涉及制氢设备技术领域，特别涉及一种电磁感应加热制氢装置。

背景技术

甲醇制氢是指将甲醇与水蒸气混合后在一定温度和压力条件下经过催化剂的作用，使得甲醇发生裂解反应并最终获得氢气和二氧化碳的过程。甲醇与水蒸气重整主要化学反应式如下：

CH₃OH→CO+2H₂ (1)；

H₂O+CO→CO₂+H₂ (2)；

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂ (3)；

工业中甲醇制氢的具体做法是将甲醇和脱盐水按一定比例混合，对水甲醇混合溶液加热获得水甲醇混合蒸汽，水甲醇混合蒸汽送到转化器内，转化器内具有催化剂，水甲醇蒸汽在转化器内经催化剂作用发生裂解反应而产生氢气和二氧化碳。现有技术中甲醇制氢设备的主要缺陷在于：1.设备整体庞大、复杂，造价高2.用于对过热器和转化器提供热源的导热油是使用不锈钢电热偶加热的，结构复杂，加热不均匀，转化效率低。

发明内容

本实用新型旨在解决，如何降低设备体积、提高转化效率的技术问题。

为此，本申请提供一种电磁感应加热制氢装置，包括：

裂解转化管；

第一管，连通裂解转化管，以便通过第一管往裂解转化管内输送原料混合液；

第二管，连通裂解转化管，以导出裂解转化管内转化生成的氢气；

电磁加热线圈，围绕于裂解转化管以及第一管之外，以便同时加热裂解转化管和第一管，使原料混合液在第一管内汽化，以及使汽化的原料在裂解转化管内反应生成氢气。

在一个实施例中，第一管围绕裂解转化管的外管壁螺旋设置。

其中，第一管的管壁抵接裂解转化管的管壁。

在一个实施例中，第二管的管壁设有具有进液口的夹层，夹层沿着第二管的延伸方向设置，夹层连通第一管，以便通过夹层往第一管内输送原料混合液。

其中，第一管连通于夹层的其中一个端部，进液口开设于夹层的另一个端部。

其中，第二管为双层管结构，夹层由第二管的外层管管壁与第二管的内层管管壁限定而成。

其中，包括混合液容器，混合液容器通过管道连通夹层的进液口。

其中，第二管呈S形。

其中，第一管设有计量泵。

其中，裂解转化管的进料端设有分气板，裂解转化管的内部两端设有不锈钢网，在两个不锈钢网之间限定出用于填充催化剂的空间。

与现有技术相比，本申请主要有以下的有益效果：

在本申请的技术方案中，电磁感应线圈围绕在裂解转化管以及第一管之外，通过电磁感应线圈同时对第一管以及裂解转化管加热，一方面可以使第一管的温度与裂解转化管的温度趋向一致，原料混合液在第一管内汽化，汽化后的原料在裂解管内发生化学反应，达到较好的转化效果，另一方面可以达到结构紧凑的效果，降低设备的体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

附图标记说明：10、裂解转化管；11、分气板；12、不锈钢网；13、温度计；14、压力表；20、第一管；21、计量泵；30、电磁加热线圈；40、第二管；41、安全阀门；43、排污管；50、氢气燃烧器；60、混合液容器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳。但是，本实用新型以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的。相反地，提供这些的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本申请提供一种电磁感应加热制氢装置，包括裂解转化管10、第一管20、第二管40、电磁加热线圈30，其中第一管20连通裂解转化管10，以便通过第一管20往裂解转化管10内输送原料混合液；第二管40连通裂解转化管10，以导出裂解转化管10内转化生成的氢气；电磁加热线圈30，围绕于裂解转化管10以及第一管20之外，以便同时加热裂解转化管10和第一管20，使原料混合液在第一管20内汽化，以及使汽化的原料在裂解转化管10内反应生成氢气。其中，原料混合液在第一管20内汽化后再进入裂解转化管10内，这样可以提高反应效率；电磁加热线圈30在第一管20以及裂解转化管10的侧壁上产生交变涡流，从而使第一管20及裂解转化管10的管壁产热，产热的温度在240℃至260℃。采用电磁加热线圈30同时对第一管20及裂解转化管10加热的方式，可以使第一管20的温度与裂解转化管10的温度趋向一致，原料混合液在第一管20内汽化，汽化后的原料在裂解管内发生化学反应，达到较好的转化效果，另一方面，第一管20及裂解转化管10穿设通过电磁加热线圈30，使整体结构紧凑，降低设备的体积，与传统的导热油加热的方式或电阻直接加热方式相比，本申请的结构更加简单，使用更加安全。在一个实施例中，第一管20连通裂解转化管10的其中一端，第二管40通过管道连通裂解转化管10的另一端，该管道设有开关阀门；汽化后的原料从裂解转化管10的一端进入，与裂解转化管10内的催化剂接触并发生化学反应，生成氢气，氢气从裂解转化管10的另一端导出到第二管40。从第二管40导出的氢气可以输送至氢气燃烧器50，燃烧使用，达到即制即用的效果，氢气也可以输送至储存装置储存起来。

在一个实施例中，第一管20围绕裂解转化管10的外管壁螺旋设置，这样可以增加第一管20的延伸长度以及增大被电磁加热线圈30加热的面积，因而获得较好的加热效果，从而获得较好的汽化效果。

其中，第一管20的管壁抵接裂解转化管10的管壁，这样可方便第一管20安装固定，且可以使结构更加紧凑。

在一个实施例中，第二管40的管壁设有具有进液口的夹层，夹层沿着第二管40的延伸方向设置，夹层连通第一管20，以便通过夹层往第一管20内输送原料混合液，在一个可行方案中，夹层通过管道连接第一管20，该管道设有开关阀门。温度较低的原料混合液从夹层的进液口进入夹层，然后通过夹层进入第一管20内，在此过程中，温度较低的原料混合液可以对夹层的侧壁进行冷却，进而对第二管40内的氢气进行降温，方便安全地使用或储存氢气；原料混合液吸热后升温到40℃至60℃，这样可以降低原料混合液升温至汽化温度所需的时间，节省能源，提高效率。

其中，第一管20连通于夹层的其中一个端部，进液口开设于夹层的另一个端部，原料混合液从夹层的一端流动到另一端，这样可以增加原料混合液在夹层内的流动时间，提高原料混合液与第二管40侧壁之间的热交换效率。

其中，第二管40为双层管结构，夹层由第二管40的外层管管壁与第二管40的内层管管壁限定而成。

其中，本申请的电磁感应加热制氢装置还包括混合液容器60，混合液容器60通过管道连通夹层的进液口，混合液容器60可以预先将甲醇与水混合，获得原料混合液，混合液容器60在压力装置作用下，将原料混合液压入夹层，或者使混合液容器60的高度高于第二管40的高度的高度，在重力作用下使原料混合液进入夹层。

其中，第二管40呈S形，这样可以对氢气起到缓冲降压作用，使氢气使用过程更加安全，还可以增加原料混合液在夹层内的流动时间，提高原料混合液与第二管40的热交换效率；在一个可行的实施例中，第二管40连通由安全阀门41，防止第二管40内气压过大而发生危险，第二管40与第一管20连接的一端连通有排污管43，用于排除第二管40内的污垢，第二管40的另一端通过管道连通氢气燃烧器50，并且在该管道上设有阻火器。

其中，第一管20设有计量泵21，用于控制原料混合液的流量，以便控制原料混合液添加速率，进而控制制氢速率；第一管20内还设有过滤器，以便过滤原料混合液中的杂质。

其中，裂解转化管10的进料端设有分气板11，分气板11为多孔的网格状的板材，汽化的原料混合液经过分气板11后，传输范围更广，方便与催化剂均匀接触，提高反应效率。裂解转化管10的内部两端设有不锈钢网12，在两个不锈钢网12之间限定出用于填充催化剂的空间，在不锈钢网12的作用下，可以防止催化剂被气流带出裂解转化管10；在一个实施例中，裂解转化管10设有温度计13、安全阀、压力表14，以便提高裂解转化管10的使用安全性能。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护幅度之内。

Claims (10)

1.一种电磁感应加热制氢装置，其特征在于，包括：

裂解转化管；

第一管，连通所述裂解转化管，以便通过第一管往所述裂解转化管内输送原料混合液；

第二管，连通所述裂解转化管，以导出所述裂解转化管内转化生成的氢气；

电磁加热线圈，围绕于所述裂解转化管以及所述第一管之外，以便同时加热所述裂解转化管和第一管，使原料混合液在第一管内汽化，以及使所述汽化的原料在所述裂解转化管内反应生成氢气。

2.如权利要求1所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第一管围绕所述裂解转化管的外管壁螺旋设置。

3.如权利要求2所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第一管的管壁抵接所述裂解转化管的管壁。

4.如权利要求1所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第二管的管壁设有具有进液口的夹层，夹层沿着所述第二管的延伸方向设置，所述夹层连通所述第一管，以便通过所述夹层往所述第一管内输送原料混合液。

5.如权利要求4所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第一管连通于所述夹层的其中一个端部，所述进液口开设于所述夹层的另一个端部。

6.如权利要求5所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第二管为双层管结构，所述夹层由所述第二管的外层管管壁与所述第二管的内层管管壁限定而成。

7.如权利要求6所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，包括混合液容器，所述混合液容器通过管道连通所述夹层的进液口。

8.如权利要求1-7任一所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第二管呈S形。

9.如权利要求8所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述第一管设有计量泵。

10.如权利要求9所述的电磁感应加热制氢装置，其特征在于，所述裂解转化管的进料端设有分气板，所述裂解转化管的内部两端设有不锈钢网，在两个所述不锈钢网之间限定出用于填充催化剂的空间。

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