CN212864131U - 一种免导热油的甲醇制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氢气制备技术领域，具体公开了一种免导热油的甲醇制氢装置，包括蓄热器、汽化过热盘管以及与蓄热器连通的光波管，蓄热器上设有出气口以及进气口，汽化过热盘管内设有气化管以及过热管，蓄热器的出气口与汽化过热盘管内的过热管连通，汽化过热盘管的气化管的进气口处连通有供液泵，汽化过热盘管的气化管出气口处连通有裂解器，裂解器上连通有缓冲罐，缓冲罐上连通有阻火器，阻火器的阻火端连通有氢燃烧器，氢燃烧器的热气扩散管上连通有功能管盘，功能管盘的另一端与蓄热器的进气口连通。

Description

一种免导热油的甲醇制氢装置

技术领域

本实用新型涉及氢气制备技术领域，具体公开了一种免导热油的甲醇制氢装置。

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：

CH_3OH→CO+2H2(1)；CH_3OH→CO+(1)+H2(2)；CH_3OH+H_2O→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后送入汽化塔进行汽化，汽化后的水甲醇蒸汽经过过热器过热后进入转化器，转化器内装有催化剂，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不锈钢电热偶加热的，从而使导热油受热面积不均匀，耗电量大,结圬，使用寿命短；3.需要建造压力容器，而容器中的列管施工复杂、工期长、费时费力；4.该压力容器壳程中通常要灌注大量导热油，并通过导热油来汽化进入换热裂管里添加剂中的混合气，直接汽化和裂解转化制氢，因此，提供了一种免导热油的甲醇制氢装置，以便解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决传统的制氢设备耗电量大的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案提供一种免导热油的甲醇制氢装置，包括蓄热器、汽化过热盘管以及与蓄热器连通的光波管，蓄热器上设有出气口以及进气口，汽化过热盘管内设有气化管以及过热管，蓄热器的出气口与汽化过热盘管内的过热管连通，汽化过热盘管的气化管的进气口处连通有供液泵，汽化过热盘管的气化管出气口处连通有裂解器；

裂解器上连通有缓冲罐，缓冲罐上连通有阻火器，阻火器的阻火端连通有氢燃烧器，氢燃烧器的热气扩散管上连通有功能管盘，功能管盘的另一端与蓄热器的进气口连通。

本基础方案的原理及效果在于：

1、首先利用光波管加热，在加热过程中，一部分热量投入引入生产空空间内进行生产工作，另一部分热量进入蓄热器，给蓄热器加热，这样的方式省去了离不开导热炉加热循环***的传统，省去了汽化罐与裂解罐，而是采用尾气余热盘管汽化裂解制氢，并且不用任何专业化工设计院进行逐个设计，便可生产使用。

2、当光波管将蓄热器加热到一定温度时，便可以关闭光波管电源，蓄热器开始将存储的热量给输送至汽化过热盘管的过热管内，汽化过热盘管的过热管内的热量通过热传递给汽化过热盘管的气化管，将甲醇和水的混合液送至汽化过热盘管的气化管内，甲醇和水的混合液便可受热气化。

3、被气化的甲醇和水的混合液然后随着后续的压力进入放有催化剂的裂解器，被气化的甲醇和水的混合液在裂解器内转成氢气，氢气通过源源不断的压力进入缓冲罐内，等待后续的使用。

4、储存在缓冲罐内的氢气通过阻火器进入氢燃烧器，氢燃烧器燃烧产生热量进入功能管盘，功能管盘便可开始取暖、烘干、蒸气、火耕等相关用户使用，同时为利用的热量竟然蓄热器内储存，便于接下来源源不断的为汽化过热盘管提供热源，以此来达到余热的循环利用。

与现有技术相比，本甲醇制氢装置避免了耗电量大的问题，利用氢能燃烧后的余热来汽化、过热裂解转化制氢，使甲醇和水的混合液制氢更加环保卫生、经济、节能，为工业甲醇制氢走出一条节能减排的环保道路，利用制氢装置自身产生的尾气温度循环制氢，从而满足各行各业对氢能源需求。

进一步，所述供液泵与汽化过热盘管之间设有用于保护汽化过热盘管的进气口阀门以及压力表。压力表可以检测到汽化的压力，保证运行安全。

进一步，所述供液泵为可由控制器控制流量的计量泵。可以根据使用要求，利用计量泵控制甲醇和水的混合液的用量，从而控制出氢量。

进一步，所述蓄热器内部设有蓄热器温度表，氢燃烧器上设有氢燃烧器温度表。氢燃烧器温度表开有蓄热器内的稳定，从而来调整燃烧器余热火力大小来控制蓄热器温度，同时控制汽化、过热、裂解制氢混合液后在蓄热器内循环。

进一步，所述汽化过热盘管与蓄热器之间、汽化过热盘管与裂解器之间、裂解器与缓冲罐之间、阻火器与氢燃烧之间、功能管盘与蓄热器之间均设有受控阀。受控阀方便控制整个装置的运行进程。

进一步，还包括PLC控制器，PLC控制器分别与进气口阀门、压力表、计量泵、蓄热器温度表、氢燃烧器温度表以及受控阀电连接。可以根据使用要求映入PLC控制器，实现自动化控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种免导热油的甲醇制氢装置的主视图；

图2为本实用新型实施例一种免导热油的甲醇制氢装置中汽化过热盘管的局部剖视图；

图3为本实用新型实施例一种免导热油的甲醇制氢装置的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：蓄热器1、光波管2、汽化过热盘管3、混合液进口阀门4、计量泵5、汽化盘管阀门6、压力表7、气进口阀门8、裂解器控制阀门9、裂解器10、氢气转出阀门11、缓冲管进口阀门12、缓冲罐13、安全阀门14、排污管15、排污阀门16、混合液出口阀门17、阻火器18、控制燃烧器阀门19、氢燃烧器20、功能管盘21、流通组件22、流量压力表23、流通组件阀门24、配电控制柜25、氢气出口阀门26、氢燃烧器温度表27、尾气出口烟囱28、蓄热器排污阀门29、蓄热器温度表30、气化管301、过热管302。

一种免导热油的甲醇制氢装置,实施例如图2所示汽化过热盘管3内设有气化管301以及过热管302，如图1和图3所示，汽化过热盘管3安装在蓄热器1上，蓄热器1上开有一个尾气出口烟囱28以及一个蓄热器排污阀门29，蓄热器1的出气口与汽化过热盘管3内的过热管302连通，计量泵5连通在汽化过热盘管3的气化管301的进气口处，计量泵5与汽化过热盘管3之间设有用于保护汽化过热盘管3的混合液进口阀门4以及压力表7，汽化过热盘管3的气化管301上还设有一个气进口阀门8，裂解器10连通在汽化过热盘管3的气化管301出气口处，裂解器10的出气端与缓冲罐13连通，缓冲罐13的出气端与阻火器18连通，缓冲罐13上还连通有一个用于排污的排污管15以及一个用于排出氢气与水的混合液的混合液出口阀门17，排污管15上设有一个排污阀门16，阻火器18的阻火端与氢燃烧器20连通，氢燃烧器20的热气扩散管上连通有功能管盘21，功能管盘21的另一端与蓄热器1的进气口连通，蓄热器1内部设有蓄热器温度表30，氢燃烧器20上设有氢燃烧器温度表27。

汽化过热盘管3与蓄热器1之间设有汽化盘管阀门6，汽化过热盘管3与裂解器10之间设有裂解器控制阀门9，裂解器10与缓冲罐13之间设有氢气转出阀门11以及缓冲罐进口阀门12，裂解器10与缓冲罐13之间还设有流通组件22以及流量压力表23，流通组件22包括水泵、油泵、风机，流通组件22上设置了对于的流通组件阀门24，缓冲罐13上设有用于泄压的安全阀门14，阻火器18与氢燃烧之间设有控制燃烧器阀门19，功能管盘21与蓄热器1之间均设有氢气出口阀门26，PLC控制器分别与混合液进口阀门4、汽化盘管阀门6、气进口阀门8、裂解器控制阀门9、氢气转出阀门11、缓冲管进口阀门12、安全阀门14、排污阀门16、混合液出口阀门17、控制燃烧器阀门19、流通组件22、流量压力表23、流通组件阀门24、氢气出口阀门26、压力表7、计量泵5、蓄热器温度表30以及氢燃烧器温度表27电连接，PLC控制器安装在一个配电控制柜25内。

投入使用时，将将本装置安装在指定位置，然后连通好各种送料管、出料管以及排污管15到，然后该领域技术人员将控制整个装置的程序录入PLC控制器，因为控制程序该技术领域技术人员简单可得又不属于本实用新型的保护客体，所以在此不做过多描述。

启动PLC控制面板，先启动光波管2加热升温至250℃，此时光波管2启动加热升温便可供各行各业用户需求工作，同时一部分余热进入蓄热器1内并给蓄热器1加热，当蓄热器1内温度升至250℃后，由PLC控制面板切断光波管2电源，光波管2停止工作。

蓄热器1开始将存储的热量给输送至汽化过热盘管3的过热管302内，汽化过热盘管3的过热管302内的热量通过热传递给汽化过热盘管3的气化管301，启动计量泵5，安装使用要求，有PLC控制器控制好计量泵5的输入量，此时便可将甲醇和水的混合液送至汽化过热盘管3的气化管301内，甲醇和水的混合液便可受热气化。

被气化的甲醇和水的混合液然后随着后续的压力进入放有催化剂的裂解器10，被气化的甲醇和水的混合液在裂解器10内转成氢气，氢气通过源源不断的压力进入缓冲罐13内，等待后续的使用。

储存在缓冲罐13内的氢气通过阻火器18进入氢燃烧器20，氢燃烧器20燃烧产生热量进入功能管盘21，功能管盘21便可开始取暖、烘干、蒸气、火耕等相关用户使用，同时为利用的热量竟然蓄热器1内储存，便于接下来源源不断的为汽化过热盘管3提供热源，以此来达到余热的循环利用。

本实用新型避免了耗电量大的问题，利用氢能燃烧后的余热来汽化、过热裂解转化制氢，使甲醇和水的混合液制氢更加环保卫生、经济、节能，为工业甲醇制氢走出一条节能减排的环保道路，利用制氢装置自身产生的尾气温度循环制氢，从而满足各行各业对氢能源需求。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种免导热油的甲醇制氢装置，其特征在于，包括蓄热器、汽化过热盘管以及与蓄热器连通的光波管，蓄热器上设有出气口以及进气口，汽化过热盘管内设有气化管以及过热管，蓄热器的出气口与汽化过热盘管内的过热管连通，汽化过热盘管的气化管的进气口处连通有供液泵，汽化过热盘管的气化管出气口处连通有裂解器；

裂解器上连通有缓冲罐，缓冲罐上连通有阻火器，阻火器的阻火端连通有氢燃烧器，氢燃烧器的热气扩散管上连通有功能管盘，功能管盘的另一端与蓄热器的进气口连通。

2.根据权利要求1所述的一种免导热油的甲醇制氢装置，其特征在于：所述供液泵与汽化过热盘管之间设有用于保护汽化过热盘管的进气口阀门以及压力表。

3.根据权利要求2或所述的一种免导热油的甲醇制氢装置，其特征在于：所述供液泵为可由控制器控制流量的计量泵。

4.根据权利要求3所述的一种免导热油的甲醇制氢装置，其特征在于：所述蓄热器内部设有蓄热器温度表，氢燃烧器上设有氢燃烧器温度表。

5.根据权利要求4所述的一种免导热油的甲醇制氢装置，其特征在于：所述汽化过热盘管与蓄热器之间、汽化过热盘管与裂解器之间、裂解器与缓冲罐之间、阻火器与氢燃烧之间、功能管盘与蓄热器之间均设有受控阀。

6.根据权利要求5所述的一种免导热油的甲醇制氢装置，其特征在于：还包括PLC控制器，PLC控制器分别与进气口阀门、压力表、计量泵、蓄热器温度表、氢燃烧器温度表以及受控阀电连接。

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