一种氢气制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种氢气制备装置，用于利用液态甲醇制备氢气，所述氢气制备装置包括：基壳；蒸发器，设于所述基壳内用于将引入所述基壳内的甲醇由液态转换为气态；催化床，设于所述基壳内并与所述蒸发器相连通，用于使气态甲醇发生催化反应生成重整气；提纯器，设于所述基壳内并与所述催化床相连通，用于从所述重整气中提纯出氢气；以及燃烧组件，设于所述基壳内，所述燃烧组件用于使引入基壳内的冷空气进行升温以为所述催化床及蒸发器供热从而保证甲醇的催化反应充分。本发明专利技术的氢气制备装置成本低廉并能够高效制备氢气。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气制备装置
本专利技术涉及化工领域，特别涉及一种氢气制备装置。
技术介绍
氢气在工业上的使用频率很高。现有技术中对于氢气的工业制备方法有多种：①电解法将水电解得到氢气和氧气。氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也生成副产物氢气。电解法能得到纯氢，但耗电量很高,每生产氢气1m3，耗电量达21.6～25.2MJ。②烃类裂解法此法得到的裂解气含大量氢气，氢气的含量视原料性质及裂解条件的不同而异。裂解气深冷分离得到纯度90％的氢气，可作为工业用氢，如作为石油化工中催化加氢的原料。③烃类蒸汽转化法烃类在高温和催化剂存在下，可与水蒸气作用制成含氢的合成气。为了从合成气中得到纯氢，可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体；也可采用膜分离得到纯氢；用金属钯吸附氢气，可分离出氢气体积达金属的1000倍。④炼厂气石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体，如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体，以及焦炉煤气(含氢45％～60％)经过深冷分离，可得到纯度较高的工业氢气。但是上述方法均需要较大的场地空间，设备的体积也较为庞大，应用并不是太方便。而且耗费成本较大，对于一些小型企业不受用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是，提供一种低成本并能够高效制备氢气的氢气制备装置。为了解决上述问题，本专利技术提供、一种氢气制备装置，用于利用液态甲醇制备氢气，所述氢气制备装置包括：基壳；蒸发器，设于所述基壳内用于将引入所述基壳内的甲醇由液态转换为气态；催化床，设于所述基壳内并与所述蒸发器相连通，用于使气态甲醇发生催化反应生成重整气；提纯器，设于所述基壳内并与所述催化床相连通，用于从所述重整气中提纯出氢气；以及燃烧组件，设于所述基壳内，所述燃烧组件用于使引入基壳内的冷空气进行升温以为所述催化床及蒸发器供热从而保证甲醇的催化反应充分。作为优选，所述燃烧组件包括堇青石燃烧器及燃烧棒；所述燃烧棒位于所述堇青石燃烧器的上方，液态甲醇自所述燃烧棒的出液口进入所述堇青石燃烧器内进行燃烧。作为优选，所述燃烧棒包括：加热体，其呈杆状；外壳体，其为一端封闭的管体并套于所述加热体外；及连接部，其设于所述加热体上并与所述外壳体的敞口端相连；其中，所述外壳体通过与所述连接部可拆卸式连接固定在所述加热体外，并同所述连接部配合形成封闭的储液腔，所述连接部上设有与所述储液腔相连通的进液口，沿所述外壳体的长度方向布置多个与所述储液腔连通的通孔，所述通孔形成所述出液口。作为优选，所述氢气制备装置还包括：风扇，设于所述基壳的进风口处以用于向基壳内引入冷空气；以及气体热交换器，所述气体热交换器具有至少两个换热通道，至少一个所述换热通道与所述提纯器相连通以用于接收由所述提纯器分离出的高温废气，至少一个所述换热通道与所述进风口相连通以用于接收冷空气；所述冷空气进入所述基壳内后依次经过所述气体热交换器、催化床、燃烧组件、蒸发器、提纯器、气体热交换器后排出所述基壳。作为优选，所述气体热交换器包括多个叠摞设置的换热单体，每个所述换热单体均包括相对设置的第一换热板、第二换热板和设置于所述第一换热板和第二换热板之间的隔热层，相邻的两个所述换热单体的所述第一换热板与所述第二换热板相贴合设置，且相邻的两个所述换热单体的所述第一换热板和第二换热板间设有隔热层；所述第一换热板上间隔设有多排或多列第一换热孔，所述第二换热板上位于同一排或同一列中两个相邻的所述第一换热孔间均设有第二换热孔，所述隔热层上开设有用于连通所述第一换热孔和第二换热孔的导气孔，同一换热单体上相邻的所述第一换热孔和第二换热孔均形成换热部，多个所述换热单体中相邻的所述换热部均相连通以形成多条贯穿所述热交换器且呈迂回状的换热通道。作为优选，所述提纯器包多个叠摞设置的提纯器单体和用于压紧固定多个所述提纯器单体的压紧装置，所述提纯器单体包括依次叠摞设置的第一流道板、第一网板、钯铜膜、第二网板和第二流道板；所述第一流道板及第二流道板彼此朝向的一侧均内凹以分别形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽内均设有多个导流板，以使所述第一凹槽内形成迂回的用于引入重整气并排出由所述钯铜膜分离出的废气的第一流道，所述第二凹槽内形成迂回的用于导出由所述钯铜膜分离出的氢气的第二流道；多个所述第一流道板的同一端设有均与所述第一凹槽相连通以分别形成重整气进口和废气出口的第一气孔和第二气孔；所述第二流道板远离所述重整气进口的一端设有与所述第二凹槽连通以用于形成氢气出口的第三气孔；所述第一流道板对应所述第三气孔处、第二流道板对应所述第一气孔和第二气孔处以及钯铜膜、第一网板和第二网板对应所述第一气孔、第二气孔和第三气孔处均开设有导气孔以在各板对应贴合时能够形成用于容置气体的腔室。作为优选，所述第一凹槽朝向所述第一气孔的一端设有第四气孔和第五气孔，所述第一流道板背离所述滤膜组件的一侧设有两组导气槽；其中一组导气槽位于所述第四气孔和第一气孔间并与所述第四气孔和第一气孔相连通，以使所述重整气能够依次通过所述第一气孔、导气槽和第四气孔进入所述第一流道；另一组导气槽位于所述第五气孔和第二气孔间并与其连通，以使所述废气能够依次通过所述第五气孔、导气槽和第二气孔流出所述第一流道，所述第一凹槽内位于所述第四气孔和第五气孔间还设有用于防止二者间产生对流的条形挡板；所述第二凹槽对应所述第二流道用于和所述第三气孔连通的一端处设有第六气孔，所述第二流道板背离所述滤膜组件的一侧设有两端分别与所述第三气孔和第六气孔相连通的导气槽，以使所述提纯气能够依次通过所述第六气孔、导气槽和第三气孔流出所述第二流道；所述压紧装置包括相对设置的两块压板及多根压紧螺栓，两块所述压板的外缘均伸出所述提纯器单体，多根所述压紧螺栓沿所述压板的外缘设置一圈，所述压板上对应所述第一气孔、第二气孔和第三气孔处均设有导气管。作为优选，所述氢气制备装置还包括设于所述基壳内的待机加热器，所述待机加热器用于在所述氢气制备装置启动时对其进行预热。作为优选，所述氢气制备装置还包括控制部，所述控制部包括：阀块，其包括用于对氢气制备装置进行泄压的系统泄压阀、用于调控燃烧组件运行状态的运行电磁阀、用于控制催化床温度的升温泄压阀、用于对所述甲醇罐内的气泡进行排除的排气泡电磁阀、用于控制氢气输出的氢气输出电磁阀以及用于对制备出的氢气进行泄压的氢气泄压阀；以及控制器，其用于控制各所述阀门以调节所述甲醇的流向，所述控制器同时控制所述待机加热器、设于容放液态甲醇的甲醇罐上的甲醇泵、风扇及燃烧组件的运行。作为优选，所述氢气制备装置还包括设于所述基壳内的尾气散热器和单向阀，由所述提纯器分离出的废气经过所述尾气散热器及单向阀流入所述燃烧组件中进行燃烧以用于提高所述基壳内的温度。本专利技术的氢气制备装置的有益效果在于，制备成本低廉，氢气出产效率较高，且有效利用了风能及在制备氢气时发生的化学反应的反应热和产生的废气来为蒸发器及催化床供热，大大降低了能源损耗。附图说明图1本专利技术的氢气制备装置的内部结构示意图(图中仅示出部分结构)。图2为本专利技术的氢气制备装置的工作原理图。图3为本专利技术的氢气制备装置中的燃烧棒的结构示意图。图4为本专利技术的氢气制备装置中的燃烧棒的结构剖视图。图5为本专利技术的氢气制备装置中的加热体的结构示意图。图6为本专利技术的氢气制备装置中的连接部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢气制备装置，用于利用液态甲醇制备氢气，其特征在于，所述氢气制备装置包括：基壳；蒸发器，设于所述基壳内用于将引入所述基壳内的甲醇由液态转换为气态；催化床，设于所述基壳内并与所述蒸发器相连通，用于使气态甲醇发生催化反应生成重整气；提纯器，设于所述基壳内并与所述催化床相连通，用于从所述重整气中提纯出氢气；以及燃烧组件，设于所述基壳内，所述燃烧组件用于使引入基壳内的冷空气进行升温以为所述催化床及蒸发器供热从而保证甲醇的催化反应充分。

【技术特征摘要】
1.一种氢气制备装置，用于利用液态甲醇制备氢气，其特征在于，所述氢气制备装置包括：基壳；蒸发器，设于所述基壳内用于将引入所述基壳内的甲醇由液态转换为气态；催化床，设于所述基壳内并与所述蒸发器相连通，用于使气态甲醇发生催化反应生成重整气；提纯器，设于所述基壳内并与所述催化床相连通，用于从所述重整气中提纯出氢气；以及燃烧组件，设于所述基壳内，所述燃烧组件用于使引入基壳内的冷空气进行升温以为所述催化床及蒸发器供热从而保证甲醇的催化反应充分。2.根据权利要求1所述的氢气制备装置，其特征在于，所述燃烧组件包括堇青石燃烧器及燃烧棒；所述燃烧棒位于所述堇青石燃烧器的上方，液态甲醇自所述燃烧棒的出液口进入所述堇青石燃烧器内进行燃烧。3.根据权利要求2所述的氢气制备装置，其特征在于，所述燃烧棒包括：加热体，其呈杆状；外壳体，其为一端封闭的管体并套于所述加热体外；及连接部，其设于所述加热体上并与所述外壳体的敞口端相连；其中，所述外壳体通过与所述连接部可拆卸式连接固定在所述加热体外，并同所述连接部配合形成封闭的储液腔，所述连接部上设有与所述储液腔相连通的进液口，沿所述外壳体的长度方向布置多个与所述储液腔连通的通孔，所述通孔形成所述出液口。4.根据权利要求1所述的氢气制备装置，其特征在于，所述氢气制备装置还包括：风扇，设于所述基壳的进风口处以用于向基壳内引入冷空气；以及气体热交换器，所述气体热交换器具有至少两个换热通道，至少一个所述换热通道与所述提纯器相连通以用于接收由所述提纯器分离出的高温废气，至少一个所述换热通道与所述进风口相连通以用于接收冷空气；所述冷空气进入所述基壳内后依次经过所述气体热交换器、催化床、燃烧组件、蒸发器、提纯器、气体热交换器后排出所述基壳。5.根据权利要求4所述的氢气制备装置，其特征在于，所述气体热交换器包括多个叠摞设置的换热单体，每个所述换热单体均包括相对设置的第一换热板、第二换热板和设置于所述第一换热板和第二换热板之间的隔热层，相邻的两个所述换热单体的所述第一换热板与所述第二换热板相贴合设置，且相邻的两个所述换热单体的所述第一换热板和第二换热板间设有隔热层；所述第一换热板上间隔设有多排或多列第一换热孔，所述第二换热板上位于同一排或同一列中两个相邻的所述第一换热孔间均设有第二换热孔，所述隔热层上开设有用于连通所述第一换热孔和第二换热孔的导气孔，同一换热单体上相邻的所述第一换热孔和第二换热孔均形成换热部，多个所述换热单体中相邻的所述换热部均相连通以形成多条贯穿所述热交换器且呈迂回状的换热通道。6.根据权利要求4所述的氢气制备装置，其特征在于，所述提纯器包多个叠摞设置的提纯器单体和用于压紧固定多个所述提纯器单体的压紧装置，所述提纯器单体包括依次叠摞设置的第一流道板、第一网板、钯铜膜、第二网板和第二流道板；所述第一流道板及第二流道板彼此朝向的一侧均内凹以分别形成第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀中华，彭伟，
申请(专利权)人：北京东方华氢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11