氢氧分离炉制造技术

本发明专利技术提供一种氢氧分离炉，从上至下依次包括煤仓、煤炭干馏室，反应腔室、排灰部分和进气部分，所述煤仓和煤炭干馏室之间还设置空气清除仓，所述煤仓的底部设置进料口，空气清除仓的底部设置落料口，所述进料口和落料口分别通过双钟密封装置密封；所述空气清除仓的顶部开设水蒸汽入口，底部开设空气排出口，所述煤炭干馏室和反应腔室通过隔板隔开。本发明专利技术解决水蒸气在高温条件下热分解后的氢氧混合气体无法在高温条件下进行分离的难题，从而达到高效、低成本工业化制氢的目的。

【技术实现步骤摘要】
氢氧分离炉
本专利技术属于清洁能源
，具体地说，是关于工业化制氢装置中的一种关键设备-氢氧分离炉。
技术介绍
氢能是公认的清洁能源，作为零碳能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，它具有其他能源望尘莫及的优点。(一)氢气燃烧后的产物是水，不污染环境，更不会产生二氧化碳，造成温室效应。(二)氢气燃烧时的启动、停止，燃烧强度的控制都极为方便，避免了化石能源(如煤)生火、留火时的热损失，大大地节约了能源。(三)最重要的是，氢气不仅是一种优质的燃烧燃料，而且还是一种优质的电化学原料，它除在化学工业有广泛的用途之外，还可以在燃料电池里直接转化成电能或动力能，不必先把能量转变成热能，避免了热能转化成电能或动力能时产生的热损失，成倍地提高了能量转换效率。据1995年7月出版的上海高中化学教科书中悉知，我国90年代利用燃料电池将氢气转化为电能，其能量转换率就高达75％，而我国现在火力发电厂，400克标煤(2800大卡)发一度电(860大卡)的能量转换率仅为30.7&，原子能发电厂发电，其能量转换率就更低了。中国工程院院士，中国工程院副院长，承担国家“973”项目的首席科学家谢克昌，在2015年3月出版的“煤化工概论”第25页中明确指出“要发展化石能源低碳化利用技术，最为关键的问题，是廉价氢的制备技术开发。”。然而，由于水蒸气在高温条件下，热分解后的氢氧混合气体，又无法在高温条件下进行分离，注：所以，洁净高效低成本的工业化制氢装备至今都没有研发成功。因此，研发一种氢氧分离炉是解决水蒸气在高温条件下热分解后的氢氧混合气体无法在高温条件下进行分离的难题，从而达到高效、低成本工业化制氢的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氢氧分离炉，能够及时将制备得到的氢气和氧气混合物中的氧气分离，从而达到高效、低成本工业化制氢的目的。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种氢氧分离炉，从上至下依次包括煤仓、煤炭干馏室，反应腔室、排灰部分和进气部分，所述煤仓和煤炭干馏室之间还设置空气清除仓，所述煤仓的底部设置进料口，空气清除仓的底部设置落料口，所述进料口和落料口分别通过双钟密封装置密封；所述空气清除仓的顶部一侧开设水蒸汽入口，底部一侧开设空气排出口，所述煤炭干馏室和反应腔室通过隔板隔开。根据本专利技术，所述煤炭干馏室上部的炉墙上安装有一圈环形的第一气流导向板，所述第一气流导向板与炉墙之间形成第一气流导向槽，在所述第一气流导向槽处的炉墙上开设焦炉煤气出口，所述第一气流导向板上开设若干个第一气体通孔。根据本专利技术，所述反应腔室上部的炉墙上安装有一圈环形的第二气流导向板，所述第二气流导向板与炉墙之间形成第二气流导向槽，在所述第二气流导向槽处的炉墙上开设一氧化碳-二氧化碳-氢气混合气出口，所述第二气流导向板上开设若干个第二气体通孔。根据本专利技术，所述排灰部分包括设置于反应腔室下端外部的灰盘和设置于灰盘底部的蝎轮转盘，所述蝎轮转盘由驱动总程驱动，带动灰盘转动；所述进气部分包括混合进气管道和进气主管，所述混合进气管道的一端连接制氢装置，另一端连接进气主管，所述进气主管的顶部安装炉栅，底部水封，所述炉栅位于反应腔室的底部。根据本专利技术，所述空气排出口连接空气出口管道，所述空气出口管道穿过炉墙并沿着炉墙向下连接至混合进气管道。根据本专利技术，所述空气出口管道上连接一支管，所述支管和空气出口管道上分别设置切断阀。根据本专利技术，所述隔板上开设若干个下料孔，所述下料孔的底部安装下料管。根据本专利技术，所述一氧化碳-二氧化碳-氢气混合气出口连接混合气出口管道，所述混合出气管道上安装有排气阀门及废气检测机构。根据本专利技术，所述反应腔室及煤炭干馏室内分别设置温度检测器和压力检测器，所述煤炭干馏室内设置物料检测器。根据本专利技术，所述氢氧分离炉通过DCS控制。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益技术效果：本专利技术的氢氧分离炉，能够及时将制氢装置制得的氢气和氧气混合物中的氧气分离，得到氢气、一氧化碳为主的混合物气体进一步通过分离装置分离，从而极大地提高了氢气的分离效率和产率。附图说明图1为本专利技术的氢氧分离炉的结构示意图。图中：1-煤仓、2-煤炭干馏室、3-反应腔室、4-排灰部分、5-进气部分、6-空气清除仓、7-双钟密封装置、8-隔板、9-下料管、10-炉栅、11-进料口、21-第一气流导向板、22-第一气流导向槽、23-焦炉煤气出口、24-第一气体通孔、31-第二气流导向板、32-第二气流导向槽、33-一氧化碳-二氧化碳-氢气混合气出口、34-第二气体通孔、35-混合出气管道、41-灰盘、42-蝎轮转盘、43-落灰管、44-驱动总程、50-支耳、51-混合进气管道、52-进气主管、53-垫子、61-落料口、62-水蒸汽入口、63-空气排出口、64-空气出口管道、65-支管、81-下料孔、20-第二层框架、30-第一层框架、40-水封槽。具体实施方式下面结合附图，以具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。经过近二十年的研发，通过间接法的方式解决了水蒸气在高温条件下热分解后的氢氧混合气体又无法在高温条件下进行分离的难题，成功的研发出了间接式氢氧分离炉。注：所谓间接式氢氧分离炉就是将在高温条件下无法分离的高温氢气、氧气混合气体从进气主管进入分离炉，氧气与煤团在高温下反应并转化为一氧化碳或二氧化碳，从而实现氢氧分离的目的。为实现上述目的，本专利技术采用如下具体方案。如图1所示，本专利技术的氢氧分离炉，从上至下依次包括煤仓1、煤炭干馏室2，反应腔室3、排灰部分4和进气部分5，所述煤仓1和煤炭干馏室2之间还设置空气清除仓6，所述煤仓1的底部设置进料口11，空气清除仓6的底部设置落料口61，所述进料口11和落料口61分别通过双钟密封装置7密封；所述空气清除仓6的顶部一侧开设水蒸汽入口62，底部一侧开设空气排出口63，所述煤炭干馏室2和反应腔室3通过隔板8隔开。本专利技术，通过双钟密封装置密封实现煤炭的进料和空气的密封，氢氧分离炉开启时或反应过程中加入煤炭后，空气清除仓内会存在大量空气，如果被带入煤炭干馏室，则空气中的氧气就会与干馏时蒸馏出来的焦炉煤气混合成爆炸性混合气体，不利于焦炉煤气的安全。通过从空气清除仓的顶部一侧的水蒸汽入口通入水蒸汽，密度较小的水蒸气集中在空气清除仓的顶部，将密度较大的空气挤压下降至底部，并从空气排出口排出。根据本专利技术，所述煤炭干馏室2上部的炉墙上安装有一圈环形的第一气流导向板21，所述第一气流导向板21与炉墙之间形成第一气流导向槽22，在所述第一气流导向槽22处的炉墙上开设焦炉煤气出口23，所述第一气流导向板21上对称开设若干个第一气体通孔24，煤炭干馏室内干馏得到的焦炉煤气(主要是甲烷)向上从第一气体通孔24进入第一气流导向槽22，沿着第一气流导向槽22环绕一圈，从焦炉煤气出口23排出。根据本专利技术，所述反应腔室3上部的炉墙上安装有一圈环形的第二气流导向板31，所述第二气流导向板31与炉墙之间形成第二气流导向槽32，在所述第二气流导向槽32处的炉墙上开设一氧化碳-二氧化碳-氢气混合气出口33，所述第二气流导向板31上对称开设若干个第二气体通孔34，反应腔室3顶部得到的一氧化碳-氢气混合气向上从第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢氧分离炉，从上至下依次包括煤仓、煤炭干馏室，反应腔室、排灰部分和进气部分，其特征在于，所述煤仓和煤炭干馏室之间还设置空气清除仓，所述煤仓的底部设置进料口，空气清除仓的底部设置落料口，所述进料口和落料口分别通过双钟密封装置密封；所述空气清除仓的顶部一侧开设水蒸汽入口，底部一侧开设空气排出口，所述煤炭干馏室和反应腔室通过隔板隔开。

【技术特征摘要】
1.一种氢氧分离炉，从上至下依次包括煤仓、煤炭干馏室，反应腔室、排灰部分和进气部分，其特征在于，所述煤仓和煤炭干馏室之间还设置空气清除仓，所述煤仓的底部设置进料口，空气清除仓的底部设置落料口，所述进料口和落料口分别通过双钟密封装置密封；所述空气清除仓的顶部一侧开设水蒸汽入口，底部一侧开设空气排出口，所述煤炭干馏室和反应腔室通过隔板隔开。2.根据权利要求1所述的氢氧分离炉，其特征在于，所述煤炭干馏室上部的炉墙上安装有一圈环形的第一气流导向板，所述第一气流导向板与炉墙之间形成第一气流导向槽，在所述第一气流导向槽处的炉墙上开设焦炉煤气出口，所述第一气流导向板上开设若干个第一气体通孔。3.根据权利要求1所述的氢氧分离炉，其特征在于，所述反应腔室上部的炉墙上安装有一圈环形的第二气流导向板，所述第二气流导向板与炉墙之间形成第二气流导向槽，在所述第二气流导向槽处的炉墙上开设一氧化碳-二氧化碳-氢气混合气出口，所述第二气流导向板上开设若干个第二气体通孔。4.根据权利要求1所述的氢氧分离炉，其特征在于，所述排灰部分包括设置于反应腔室下端外部的灰盘和设置于灰盘底部的蝎轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，刘建华，
申请(专利权)人：刘辉，
类型：发明
国别省市：上海,31