一种高热值燃气及其制备方法与实施设备技术

本发明专利技术涉及一种高热值燃气及其制备方法与实施设备，实施设备包括控制系统、水离子电解系统、碳氢化合重整系统，控制系统用于对时间、压力、温度、物料供给进行数据采集并进行自动管理，实施设备具有安全可靠、实施容易、控制方便的优点；所制备的高热值燃气不含硫S和氮N成分，热值可达11000～51000大卡(Kcal/m3)，相对常规燃料而言，节能和经济性均能节省50％以上，具有清洁环保、热值高的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种高热值燃气及其制备方法与实施设备，实施设备包括控制系统、水离子电解系统、碳氢化合重整系统，控制系统用于对时间、压力、温度、物料供给进行数据采集并进行自动管理，实施设备具有安全可靠、实施容易、控制方便的优点；所制备的高热值燃气不含硫S和氮N成分，热值可达11000～51000大卡(Kcal/m3)，相对常规燃料而言，节能和经济性均能节省50％以上，具有清洁环保、热值高的特点。【专利说明】一种高热值燃气及其制备方法与实施设备
本专利技术涉及一种气体燃料的制备设备及其方法和制备得到的高热值燃气，尤其是 涉及一种利用制备设备电解水产生质子水合物和氢氧根离子的混合物，再与烃烷进行重整 后产生的高热值燃气。
技术介绍
随着经济的发展，世界各国的耗油量呈逐年攀升态势，据不完全统计，目前我国年 耗油量已超过4. 5亿吨。巨大的燃油消耗不仅对日益枯竭的石油能源形成巨大压力，同时 燃油消耗所产生的浮炭、碳氢化合物（HC)、一氧化碳（CO)、氮氧化物（NOx)、二氧化硫（S02) 等是环境污染的根源，严重影响着人们的生活质量和生命健康。 基于节能和环保等多方面的要求，许多国家都在积极研究改善燃油燃烧的新技 术，并投入大量人力物力探寻新型替代能源，其中研究最多的是通过在燃油中加入各种化 学物质以提高燃油品质，使其燃烧充分，减少尾气排放，但效果并不理想，无法达到根治目 的；世界各国关注和开发最主要的可再生能源是氢能，目前全球每年实际使用氢气量已接 近亿吨。一次性化石能源的快速减少和造成环境的严重污染，使原料丰富和清洁环保的氢 能越来越受到重视。 目前，氢的生产制备方法主要有①由化石能源资源制氢；②生物质制氢和微生物 制氢；③水分解制氢等，但因高额的成本和复杂的技术要求限制了氢能源的广泛应用，以 电分解水制氢为例：可以用电能将水直接裂解为氢和氧，当安装了正负极的电解槽通入低 压直流电时，正极上就会产生氧气，负极上会产生氢气，且纯水中加入适量的NaCl、KOH等 电解质时，在理想状态下以I. 47V的电压通过电解质水溶液，水分解成氢和氧的效率可达 90%以上，但生产Ikg的氢气约需要50?58KWH的电能，可见利用电解水制氢的成本比较 高，从经济角度考虑与其他燃料相比没有成本优势。 同时，由于氢气是一种极易挥发、燃烧、爆炸的物质，不安全因素也是限制其应用 的主要问题，实验表明，①在空气中氢气的燃烧极限很宽，按体积比氢气含量达到4%? 70%就可燃烧，与汽油的燃烧极限1. 3%?7. 6%相比要宽的多；②点燃氢气最小能量只需 要0. 005mcal，而且氢气燃烧时的火焰没有颜色不易发现；③高压氢气和低温液态氢很容 易泄露，对储存要求较高。 由此可见，氢能在低成本生产、安全储存运输等技术方面目前还存在诸多问题，但 氢能具有突出的优点：一是清洁环保；二是生产原料广泛，可以摆脱对于石化能源的依赖， 所以，如何安全高效的制备、储运和应用氢能已成为世界各国技术人员急待攻关的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高热值燃气，以及其制备方法和实施设备，本专利技术一种 高热值燃气具有安全可靠、清洁环保、热值高的优点。 本专利技术制备高热值燃气的实施设备，包括控制系统、水离子电解系统、碳氢化合重 整系统，所述控制系统用于对时间、压力、温度、物料供给进行数据采集并进行自动管理，水 离子电解系统与碳氢化合重整系统连通。 水离子电解系统包括水离子电解装置、气液分离装置、过滤装置、热交换装置、压 力平衡分配装置；水离子电解装置设有进料口、第一连通口和第二连通口，气液分离装置设 有第三连通口、第四连通口和第五连通口，压力平衡分配装置设有第六连通口和出料口；水 离子电解装置与气液分离装置通过第一连通口和第三连通口使用管道连通，水离子电解装 置和气液分离装置分别通过第二连通口和第四连通口使用管道与过滤装置连通，气液分离 装置与压力平衡分配装置通过第五连通口和第六连通口使用管道连通，热交换装置与气液 分离装置连通，出料口用于和碳氢化合重整系统连通。 热交换装置用于与气液分离装置中的液体部分进行热交换，将液体温度控制 在-10°?+50°之间；气液分离装置中的液体经过滤装置除去杂质后回流到水离子电解 装置继续电离；气态离子物被输送到压力平衡分配装置，压力平衡分配装置对气态离子物 的气体输送压、微量水分子分离等的参数进行点检，并将点检合格的气态离子物输送到碳 氢化合重整系统。 水离子电解装置包括外壳和设置于外壳内腔中的电解主体，外壳由左侧壁、右侧 壁和设置于左侧壁与右侧壁之间的筒状周壁组成，左侧壁、右侧壁与筒状周壁由绝缘材料 制成，左侧壁的右面镶嵌有第一电极板，右侧壁的左面镶嵌有第二电极板，第一电极板和第 二电极板上分别设有用于与直流电源连接的接线柱；进料口和第二连通口设置在左侧壁 上，第一连通口设置在右侧壁上，电解主体由1?1000付电解单元付组成，电解单元付是由 第三电极板和第四电极板组合构成的电容，左侧壁、第三电极板、第四电极板和右侧壁彼此 之间均设有隔离垫圈，第三电极板和第四电极板的周向边缘与筒状周壁的内侧贴合，第三 电极板和第四电极板的中心分别设有第一通孔，第一通孔用于通过穿入绝缘棒将第三电极 板和第四电极板固定，第三电极板和第四电极板上还分别设有至少一个第二通孔。优选地， 电解主体由10?500付电解单元付组成，第一电极板和第二电极板上的第二通孔分别沿第 一电极板和第二电极板的周向均匀设置四个，第一电极板上的第二通孔与相邻位置的第二 电极板上的第二通孔的相位差角度为45°时。 碳氢化合重整系统包括重整反应罐、第一重整微发生器、第二重整微发生器，重整 反应罐设有罐体，罐体的内腔中设有重整触媒液nl和增溶固化填充层，增溶固化填充层至 少设置两层并由固定在罐体内腔壁的支承架支承，罐体上设有出气口，；第一重整微发生器 设有第一进口、第二进口和第一出口，第二重整微发生器设有第三进口、第四进口和第二出 口，第一重整微发生器的第二进口和第一出口分别与罐体的内腔连通，第二重整微发生器 的第四进口和第二出口也分别与罐体的内腔连通，第二进口和第四进口与罐体内腔连通的 位置设在最下层的增溶固化填充层的上部，第一出口和第二出口与罐体内腔的连通位置设 在最下层的增溶固化填充层下部，第二进口和第四进口与罐体内腔连通的管路上分别设有 流量控制泵，第一进口与水离子电解装置中的压力平衡分配装置上的出料口连通，用于向 第一重整微发生器中通入水离子电解系统获得的气态离子物，第三进口用于向第二重整微 发生器中通入重整催化剂n2 ;罐体上还设有安全控制阀、温度控制表、压力控制表，用于对 罐体内腔中的压强、温度进行检测并控制。 第一重整微发生器和第二重整微发生器结构相同，第一重整微发生器和第二重整 微发生器包括壳体和设置于壳体内腔中的1?30组重整微发生器组件，重整微发生器组 件由左盖、右盖和设置于左盖与右盖之间的组件盘组合构成，左盖、右盖和组件盘均为圆盘 状，左盖和右盖直径相等且大于组件盘的直径，左盖与右盖的中心分别设有贯通孔，壳体上 设有用于调整左盖和右盖相对同轴转动的装置；左盖的右侧面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高热值燃气的设备，其特征在于：包括控制系统、水离子电解系统、碳氢化合重整系统，所述控制系统用于对时间、压力、温度、物料供给进行数据采集并进行自动管理，水离子电解系统与碳氢化合重整系统连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光华，刘力生，王文杰，
申请(专利权)人：朱光华，刘力生，王文杰，
类型：发明
国别省市：北京;11