CN205275201U - 一种烟气循环自热式甲醇制氢机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制氢机，具体涉及一种烟气循环自热式甲醇制氢机，该系统中燃烧室(7)内安装有燃烧器(6)，所述烟气回流室(5)连接有空气预热器(10)、空气入口管(12)和空气出口管(13)，燃烧室(7)连接有燃料管(14)，空气经过空气入口管(12)在空气预热器(10)预热后从空气出口管(13)进入到燃烧室(7)和燃料混合燃烧，所述对流室(8)内安装有汽化器(2)和过热器(3)等特征。本实用新型的作用是：取掉了现有技术中体积庞大的导热油系统，减少了占地和投资，减少了运行成本费用；烟气循环自热系统与制氢机距离较近，输送热量损失小，能耗低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制氢机，具体涉及一种烟气循环自热式甲醇制氢机。
背景技术
甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂的作用发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：
CH3OH→CO+2H2(1)
H2O+CO→CO2+H2(2)
CH3OH+H2O→CO2+3H2(3)。
重整反应生成的H2和CO2，再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离，得到高纯氢气。
上述反应是吸热反应，反应过程所需的热量通常由导热油系统供热，所以每套甲醇制氢机都要配套导热油供热系统给制氢机提供热量。由于导热油系统比较庞大复杂，属于明火设备，与制氢机的距离要求，且导热油系统占地和投资较大，加上有些供热系统是烧煤等，废气、废渣、废液的排放会造成环境污染。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种烟气循环自热式甲醇制氢机，解决现有的甲醇制氢机所用的供热系统过于庞大，导致使用成本较大，并且存在安全隐患和废气污染的问题。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种烟气循环自热式甲醇制氢机，包括脱盐水供应系统、甲醇供应系统和烟气循环自热系统，以及用于甲醇与脱盐水反应的转化器，所述烟气循环自热系统包括从转化器依次连接循环风机、烟气回流室、燃烧室和对流室，所述对流室回接至转化器，其中燃烧室内安装有燃烧器，所述烟气回流室连接有空气预热器、空气入口管和空气出口管，燃烧室连接有燃料管，空气经过空气入口管在空气预热器预热后从空气出口管进入到燃烧室和燃料混合燃烧，所述对流室内安装有汽化器和过热器，所述脱盐水供应系统和甲醇供应系统提供的脱盐水和甲醇混合后，从原料液入口管依次进入汽化器和过热器加热后再进入转化器反应，汽化器和过热器之间通过连接管依次连接，过热器经过原料输送管输送至转化器。
进一步的，所述汽化器由连接原料液入口管的下集气管、连接连接管的上集气管，以及设置于下集气管和上集气管之间的第一光管或翅片管构成。
进一步的，所述转化器包括转化管和烟气筒，所述烟气筒上设有烟气出口和烟气入口，所述转化管的两端分别连接甲醇、水入口和甲醇、水出口，其中所述烟气出口和甲醇、水入口同侧，烟气入口和甲醇、水出口同侧。
进一步的，所述空气预热器由预热空气入口、预热空气出口、预热管、第二光管或翅片管和扰流板构成，所述预热空气入口和预热空气出口均设置在预热管的同一侧，所述第二光管或翅片管通过扰流板弯折安装在预热管内，并且第二光管或翅片管的首尾分别连接预热空气入口和预热空气出口，所述预热管上还设置有多余烟气入口和多余烟气出口，所述多余烟气入口和预热空气入口、预热空气出口同一侧，所述多余烟气出口设置在另一侧。
进一步的，所述转化器到循环风机的管道上安装有第一烟气放空阀，所述烟气回流室和燃烧室之间设置有第二烟气控制阀。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1，取掉了现有技术中体积庞大的导热油系统，减少了占地和投资，减少了运行成本费用。
2，烟气循环自热系统与制氢机距离较近，输送热量损失小，能耗低。
3，减少了废液、废渣、废气的排放。
4，回收了烟气中的余热，并且汽化热、过热器、转化器采用特殊的结构，增加了换热效率。
5，可以根据生产负荷，容易调整烟气的温度，升温速度快，启动方便。
附图说明
图1为本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的烟气循环自热系统连接示意图。
图2为本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的汽化器结构示意图。
图3为本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的转化器结构示意图。
图4为本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的空气预热器结构示意图。
图中：1-转化器，2-汽化器，3-过热器，4-循环风机，5-烟气回流室，6-燃烧器，7-燃烧室，8-对流室，9-第一烟气放空阀，10-空气预热器，11-第二烟气控制阀，12-空气入口管，13-空气出口管，14-燃料管，15-原料液入口管，16-连接管，17-原料输送管，18-转化器出口，21-下集气管，22-上集气管，23-第一光管或翅片管，31-转化管，32-烟气筒，33-烟气出口，34-烟气入口，35-甲醇、水入口，36-甲醇、水出口，101-预热空气入口，102-预热空气出口，103-预热管，104-第二光管或翅片管，105-扰流板，106-多余烟气入口，107-多余烟气出口。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的一个实施例：一种烟气循环自热式甲醇制氢机，包括脱盐水供应系统、甲醇供应系统和上述各实施例所述的烟气循环自热系统，以及用于甲醇与脱盐水反应的转化器1，其特征在于：所述烟气循环自热系统包括从转化器1依次连接循环风机4、烟气回流室5、燃烧室7和对流室8，所述对流室8回接至转化器1，其中燃烧室7内安装有燃烧器6，所述烟气回流室5连接有空气预热器10、空气入口管12和空气出口管13，燃烧室7连接有燃料管14，空气经过空气入口管12在空气预热器10预热后从空气出口管13进入到燃烧室7和燃料混合燃烧，所述对流室8内安装有汽化器2和过热器3，所述脱盐水供应系统和甲醇供应系统提供的脱盐水和甲醇混合后，从原料液入口管15依次进入汽化器2和过热器3加热后再进入转化器1反应，汽化器2和过热器3之间通过连接管16依次连接，过热器3经过原料输送管17输送至转化器1。
图2示出了本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的一个实施例，所述汽化器2由连接原料液入口管15的下集气管21、连接连接管16的上集气管22，以及设置于下集气管21和上集气管22之间的第一光管或翅片管23构成。
图3示出了本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的另一个实施例，所述转化器3包括转化管31和烟气筒32，所述烟气筒32上设有烟气出口33和烟气入口34，所述转化管31的两端分别连接甲醇、水入口35和甲醇、水出口36，其中所述烟气出口33和甲醇、水入口35同侧，烟气入口34和甲醇、水出口36同侧。
图4示出了本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的另一个实施例，所述空气预热器10由预热空气入口101、预热空气出口102、预热管103、第二光管或翅片管104和扰流板105构成，所述预热空气入口101和预热空气出口102均设置在预热管103的同一侧，所述第二光管或翅片管104通过扰流板105弯折安装在预热管103内，并且第二光管或翅片管104的首尾分别连接预热空气入口101和预热空气出口102，所述预热管103上还设置有多余烟气入口106和多余烟气出口107，所述多余烟气入口106和预热空气入口101、预热空气出口102同一侧，所述多余烟气出口107设置在另一侧。
图1还示出了本实用新型一种烟气循环自热式甲醇制氢机的一个优选实施例，所述转化器1到循环风机4的管道上安装有第一烟气放空阀9，所述烟气回流室5和燃烧室7之间设置有第二烟气控制阀11。
本实用新型的烟气循环过程如下：
循环风机4将转化器1加热回流的烟气鼓入烟气回流室5，通过烟气分配与燃烧室7中由燃烧器6产生的高温烟气充分混合后，进入对流室8加热汽化器2和过热器3，然后再烟气再通过转化器1壳程加热转化器1。烟气的回流量通过第一烟气控制阀调节，多余的烟气通过第二烟气放空阀11进入空气预热器10与待进燃烧器6的空气进行换热后放空。
传统的转化器采用固定管板式换热器，管材走甲醇和水通过换热发生反应，壳程走导热油加热甲醇和水。而在本实用新型中，转化器也是固定管板式换热器，但没有壳程，只有管程，壳程置于烟气筒中，通过强制对流传热与转化器的管束进行换热，此结构简单，造价低，换热效率高。
传统的汽化器、过热器采用U形管壳式换热器，结构复杂，造价高。此制氢机汽化器、过热器不同于传统的结构，采用上、下集管，中间通过光管或带翅片的换热管进行连接集管进行换热，此结构设备简单，造价低，置于对流室中，通过与烟气进行热交换进行强制换热，热效率高。
将排放的烟气进入空气预热器与进燃烧器的空气进行换热后去放空，可进一步降低排烟的温度，也有效的利用了热量，降低能耗，此结构采用光管或带翅片的管束进行换热，设备结构加工简单，造价低。
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (5)
1.一种烟气循环自热式甲醇制氢机，包括脱盐水供应系统、甲醇供应系统和烟气循环自热系统，以及用于甲醇与脱盐水反应的转化器(1)，其特征在于：所述烟气循环自热系统包括从转化器(1)依次连接循环风机(4)、烟气回流室(5)、燃烧室(7)和对流室(8)，所述对流室(8)回接至转化器(1)，其中燃烧室(7)内安装有燃烧器(6)，所述烟气回流室(5)连接有空气预热器(10)、空气入口管(12)和空气出口管(13)，燃烧室(7)连接有燃料管(14)，空气经过空气入口管(12)在空气预热器(10)预热后从空气出口管(13)进入到燃烧室(7)和燃料混合燃烧，所述对流室(8)内安装有汽化器(2)和过热器(3)，所述脱盐水供应系统和甲醇供应系统提供的脱盐水和甲醇混合后，从原料液入口管(15)依次进入汽化器(2)和过热器(3)加热后再进入转化器(1)反应，汽化器(2)和过热器(3)之间通过连接管(16)依次连接，过热器(3)经过原料输送管(17)输送至转化器(1)。
2.根据权利要求1所述的一种烟气循环自热式甲醇制氢机，其特征在于：所述汽化器(2)由连接原料液入口管(15)的下集气管(21)、连接连接管(16)的上集气管(22)，以及设置于下集气管(21)和上集气管(22)之间的第一光管或翅片管(23)构成。
3.根据权利要求1所述的一种烟气循环自热式甲醇制氢机，其特征在于：所述过热器(3)包括转化管(31)和烟气筒(32)，所述烟气筒(32)上设有烟气出口(33)和烟气入口(34)，所述转化管(31)的两端分别连接甲醇、水入口(35)和甲醇、水出口(36)，其中所述烟气出口(33)和甲醇、水入口(35)同侧，烟气入口(34)和甲醇、水出口(36)同侧。
4.根据权利要求1所述的一种烟气循环自热式甲醇制氢机，其特征在于：所述空气预热器(10)由预热空气入口(101)、预热空气出口(102)、预热管(103)、第二光管或翅片管(104)和扰流板(105)构成，所述预热空气入口(101)和预热空气出口(102)均设置在预热管(103)的同一侧，所述第二光管或翅片管(104)通过扰流板(105)弯折安装在预热管(103)内，并且第二光管或翅片管(104)的首尾分别连接预热空气入口(101)和预热空气出口(102)，所述预热管(103)上还设置有多余烟气入口(106)和多余烟气出口(107)，所述多余烟气入口(106)和预热空气入口(101)、预热空气出口(102)同一侧，所述多余烟气出口(107)设置在另一侧。
5.根据权利要求1所述的一种烟气循环自热式甲醇制氢机，其特征在于：所述转化器(1)到循环风机(4)的管道上安装有第一烟气放空阀(9)，所述烟气回流室(5)和燃烧室(7)之间设置有第二烟气控制阀(11)。
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| CN115465836A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-13 | 福建永荣科技有限公司 | 一种新型甲醇制氢工艺 |
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