集成型重整制氢装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种集成型重整制氢装置，包括：封闭的外壳，外壳内设置有外筒，外筒内设置有内筒，内、外筒之间的夹层形成反应室，反应室顶部封闭，反应室由下往上依次分隔成重整反应区、水汽转移反应区、选择性甲烷化反应区；内筒中设置有进气通道、排气通道和燃烧器，燃烧器的结构包括：点火装置和燃烧筒，燃烧筒的顶部封闭、底端敞口，燃烧筒的顶部与进气通道相连通，燃烧筒设置在重整反应区对应位置处的内筒中，燃烧筒的外壁与重整反应区对应位置处的内筒的内壁之间形成热辐射通道，热辐射通道的上端与排气通道连通。本实用新型专利技术的优点是：燃烧、反应、进气、排气结构集成于一体，体积大大减小，从而为氢气作为洁净能源的推广提供了更好的载体。

Integrated reforming hydrogen plant

【技术实现步骤摘要】
集成型重整制氢装置
本技术涉及重整制氢设备

技术介绍
环境污染与非可再生的化石燃料的不断消耗，是全球关注的焦点。发展清洁、高效、可持续的新能源已成为大家的共识。氢能，因其具有燃烧热值高、燃烧产物水不会对环境造成污染等优点，已经成为被市场认可的清洁能源。由于天然气资源探明储量的不断增加、以及天然气制氢的技术优势，天然气制氢已经成为当今较为主要制氢方法之一。天然气重整制氢工艺主要包括以下步骤：一、蒸汽重整反应：该反应中，原料甲烷与水蒸气在蒸汽重整反应催化剂的条件下反应制得一次重整气，一次重整气中主要包含氢气和一氧化碳，该步骤中需要吸收大量的热量，温度通常需要维持在800℃～1000℃。二、水汽转移催化反应：该反应中，一次重整气中的一氧化碳与水在水汽转移催化剂的条件下反应，从而去除一次重整气中的一氧化碳制得二次重整气。该反应需要将温度控制在300℃～350℃。三、选择性甲烷化反应：该反应中，在选择性甲烷化反应催化剂的条件下，二次重整气中的一氧化碳进一步反应去除，从而制得纯化的氢气。目前的重整制氢设备都是比较庞大。为了将氢能源进一步推广，我公司研发了集成型重整制氢装置，该集成型重整制氢装置的体积大大减小，极其适合在安装空间有限的场景下使用，尤其适合家用。
技术实现思路
本技术的目的是：提供一种集成型重整制氢装置，其体积大大减小，能有效节约安装空间。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：集成型重整制氢装置，包括：封闭的外壳，外壳内设置有外筒，外筒内设置有内筒，内、外筒之间的夹层形成反应室，反应室顶部封闭，反应室由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区；内筒中设置有进气通道、排气通道和燃烧器，燃烧器的结构包括：点火装置和燃烧筒，燃烧筒的顶部封闭、底端敞口，燃烧筒的顶部与进气通道相连通，用于燃烧的气体通过进气通道进入燃烧筒内，燃烧筒设置在重整反应区对应位置处的内筒中，燃烧筒的外壁与重整反应区对应位置处的内筒的内壁之间形成热辐射通道，热辐射通道的上端与排气通道连通，燃烧筒内燃烧后产生的气体经热辐射通道从排气通道中向外排出。进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，热辐射通道区域的内筒的内壁上间隔设置有若干向里凹进的热辐射导向槽，每个热辐射导向槽均沿内筒的高度方向设置。进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，外壳与外筒之间填充有保温隔热材料。更进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，保温隔热材料为二氧化硅。进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，进气通道和排气通道的结构包括：三个由外及里依次套设的第一套筒、第二套筒、第三套筒、第四套筒，四个套筒均顶端封闭、下端开口，第一套筒与内筒之间夹层的顶部密封，第一套筒与第二套筒之间的夹层形成排气通道，排气通道的下端与热辐射通道的顶端连通；第二套筒与第三套筒之间的夹层形成第一进气通道，第三套筒与第四套筒之间的夹层形成第二进气通道，第一进气通道、第二进气通道均与烟气腔室相连通，烟气腔室的结构包括：封板，封板固定于第四套筒内壁的底部，燃烧筒的顶部外边缘与第二套筒的内壁之间密封，燃烧筒的顶部开设有若干布风口，封板与燃烧筒的顶部之间形成烟气腔室。再进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，第一套筒的顶部设置有排气管、第二套筒的顶部设置有第一进气管、第三套筒的顶部设置有第二进气管。进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，反应室顶部的内筒和外筒通过第一法兰密封固定，第一法兰上设置有氢气出口。进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，重整反应区的顶部、水汽转移反应区的顶部和底部以及选择性甲烷化反应区的顶部和底部均通过孔板分隔。进一步地，前述的集成型重整制氢装置，其中，所述的点火装置包括点火电极，点火电极的点火端从壳体外穿设通过每个套筒的顶部后向下伸入至燃烧筒内的上端部。本技术的优点是：一、将燃烧、反应、进气、排气结构集成于一体，制氢设备总的高度在1米以内，体积大大减小，从而为氢气作为洁净能源的推广提供了更好的载体。二、热辐射通道区域的内筒内壁的热辐射导向槽，有效增加热辐射面积，从而大大提高热传递效率，同时对热量进行引导，使得热量的传递更加均匀。三、内筒、外筒套设形成反应室，由外及里依次套设的第一套筒、第二套筒、第三套筒、第四套筒，形成排气通道、第一进气通道和第二进气通道，此反应室、进气以及排气的结构均紧凑、巧妙、合理。附图说明图1是本技术所述的集成型重整制氢装置的结构示意图。图2是图1中进气通道、排气通道以及燃烧器的结构示意图。图3是图1中热辐射通道区域内筒内壁上的热辐射导向槽的布置结构示意图。具体实施方式下面结合附图和优选实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1、图2、图3所示，集成型重整制氢装置，包括：封闭的外壳1，外壳1内设置有外筒2，本实施例中外壳1与外筒2之间填充有保温隔热材料，所述的保温隔热材料主要采用二氧化硅。保温隔热材料形成保温隔热层102，保温隔热层102能有效防止壳体1内部与壳体1的外部进行热交换。外筒2内设置有内筒3，内筒3和外筒2之间的夹层形成反应室4，反应室4顶部封闭，具体地，反应室4顶部的内筒3和外筒2通过法兰40密封固定，法兰40上设置有氢气出口。氢气出口的位置可以根据实际情况设置，氢气出口通过接管连通至壳体1外，从而将氢气向外输出。反应室4由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区41、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区42、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区43。本实施例中，重整反应区41的顶部、水汽转移反应区42的顶部和底部以及选择性甲烷化反应区43的顶部和底部均通过孔板分隔，具体地重整反应区41顶部的第一孔板411，水汽转移反应区42底部的第二孔板421，水汽转移反应区42的顶部与选择性甲烷化反应区43的底部的孔板共用，为第三孔板422；选择性甲烷化反应区43顶部的孔板为第四孔板431。采用孔板将反应室4进行区域分隔，这使得重整反应区41反应产生的气体能进入水汽转移反应区42中反应、水汽转移反应区42中反应生成的气体能进入选择性甲烷化反应区43中反应，最后生成的氢气能通过第四孔板431向外排出。内筒3中设置有进气通道、排气通道和燃烧器6。所述的燃烧器6的结构包括：点火装置61和燃烧筒62。所述的点火装置61包括点火电极611，点火电极611的点火端从壳体1外穿设通过每个套筒的顶部后向下伸入至燃烧筒62内的上端部。燃烧筒62的顶部封闭、底端敞口，燃烧筒62的顶部与进气通道相连通，用于燃烧的气体通过进气通道进入燃烧筒62内，燃烧筒62设置在与重整反应区41对应位置处的内筒3中，燃烧筒62的外壁与重整反应区41对应位置处的内筒3的内壁之间形成热辐射通道11，热辐射通道11的上端与排气通道连通，燃烧筒52内燃烧后产生的气体经热辐射通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.集成型重整制氢装置，包括：封闭的外壳，其特征在于：外壳内设置有外筒，外筒内设置有内筒，内、外筒之间的夹层形成反应室，反应室顶部封闭，反应室由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区；内筒中设置有进气通道、排气通道和燃烧器，燃烧器的结构包括：点火装置和燃烧筒，燃烧筒的顶部封闭、底端敞口，燃烧筒的顶部与进气通道相连通，用于燃烧的气体通过进气通道进入燃烧筒内，燃烧筒设置在重整反应区对应位置处的内筒中，燃烧筒的外壁与重整反应区对应位置处的内筒的内壁之间形成热辐射通道，热辐射通道的上端与排气通道连通，燃烧筒内燃烧后产生的气体经热辐射通道从排气通道中向外排出。/n

【技术特征摘要】
1.集成型重整制氢装置，包括：封闭的外壳，其特征在于：外壳内设置有外筒，外筒内设置有内筒，内、外筒之间的夹层形成反应室，反应室顶部封闭，反应室由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区；内筒中设置有进气通道、排气通道和燃烧器，燃烧器的结构包括：点火装置和燃烧筒，燃烧筒的顶部封闭、底端敞口，燃烧筒的顶部与进气通道相连通，用于燃烧的气体通过进气通道进入燃烧筒内，燃烧筒设置在重整反应区对应位置处的内筒中，燃烧筒的外壁与重整反应区对应位置处的内筒的内壁之间形成热辐射通道，热辐射通道的上端与排气通道连通，燃烧筒内燃烧后产生的气体经热辐射通道从排气通道中向外排出。


2.根据权利要求1所述的集成型重整制氢装置，其特征在于：热辐射通道区域的内筒的内壁上间隔设置有若干向里凹进的热辐射导向槽，每个热辐射导向槽均沿内筒的高度方向设置。


3.根据权利要求1或2所述的集成型重整制氢装置，其特征在于：外壳与外筒之间填充有保温隔热材料。


4.根据权利要求3所述的集成型重整制氢装置，其特征在于：保温隔热材料为二氧化硅。


5.根据权利要求1或2所述的集成型重整制氢装置，其特征在于：进气通道和排气通道的结构包括：由外及里依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐健，丁桓展，王学圣，苏红艳，何春辉，赵亚丽，王朝，
申请(专利权)人：张家港氢云新能源研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32