一种制氢系统的换热器技术方案

一种制氢系统的换热器，涉及甲醇制氢领域，包括交换水管和水泵，其中，所述交换水管包括预热管、降温管和连通管，所述预热管包括原料管和水环管，所述水环管包覆于所述原料管表面，所述降温管包覆于压缩机表面，所述连通管连接所述预热管、所述降温管和所述水泵，可对甲醇制氢系统中的热量进行传递和转移，提升能量利用率。量利用率。量利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢系统的换热器


[0001]本技术涉及甲醇制氢领域，具体涉及一种制氢系统的换热器。

技术介绍

[0002]对煤炭过多的使用会产生较多的环境不友好型气体，严重的还会直接影响气候和生态环境，所以，全世界各国都期待能改变传统能源结构，实现可持续发展。中国作为最大的发展中国家和最有发展潜力的大国，也在能源结构方面积极寻求突破，中央经济工作会议和十四五规划指出，2030年碳排放达峰，2060年实现碳中和，为了实现碳中和目标，大力推广氢能源势在必行。现阶段，甲醇水制氢是应用最广的方式，通过甲醇水制氢得到能够直接使用的氢能源是当下社会的关注重点，与此同时，如何完善和优化现阶段的甲醇水制氢装置也是当下的热点。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种制氢系统的换热器，可对甲醇制氢系统中的热量进行传递和转移，提升能量利用率。
[0004]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制氢系统的换热器，包括交换水管和水泵，其中，所述交换水管包括预热管、降温管和连通管，所述预热管包括原料管和水环管，所述水环管包覆于所述原料管表面，所述降温管包覆于压缩机表面，所述连通管连接所述预热管、所述降温管和所述水泵。
[0005]作为优选，所述原料管上有增加与热水接触面积的热水槽。
[0006]作为优选，所述热水槽为自所述原料管的外表面向内凹陷且延伸方向与所述原料管一致的凹条槽。
[0007]作为优选，所述热水槽在所述原料管的表面呈圆周间隔分布且相对于所述原料管的中轴线中心对称。
[0008]作为优选，在所述原料管表面还有扩散加热槽，所述扩散加热槽为自所述热水槽的两侧壁面向外倾斜延伸的凹陷槽。
[0009]作为优选，在所述原料管表面还有连通槽道，所述连通槽道为连通相邻的所述热水槽的倾斜直条凹槽。
[0010]作为优选，所述热水槽上还有流入阔口，所述流入阔口为自所述热水槽的迎水侧端口处壁面向两侧倾斜发散延伸的扩口槽。
[0011]作为优选，在所述原料管中还有引导内部流体混合流动的弯转导片。
[0012]作为优选，所述弯转导片为沿着所述原料管的内壁面弯曲延展的凸起条板。
[0013]综上所述，本技术具有如下有益效果。
[0014]1、换热器可解决压缩机工作时的升温问题，还可以对制氢原料进行升温，起到能量循环利用，极大地节省了能源消耗。
[0015]2、热水槽可以提升原料管表面流经热水的接触面积，可以更好地加热原料管中流
体。
[0016]3、连通槽道可实现相邻热水槽内热水的交换，还可以通过对热水槽内水流进行冲击来提升水环管和热水槽中热水的交换。
[0017]4、弯转导片可引导原料管中流体流动，主要加强甲醇、水的混合与此同时均衡原料管内液体的受热。
附图说明
[0018]为了更清楚的说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0019]图1为换热器整体结构示意图。
[0020]图2为预热管结构示意图。
[0021]图3为原料管结构示意图。
[0022]图4为原料管外表面平铺示意图。
[0023]图中：31、预热管，32、降温管，33、原料管，34、水环管，35、热水槽，36、扩散加热槽，37、连通槽道，38、流入阔口，310、水泵。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
[0025]实施例一
[0026]如图1至图4所示，一种制氢系统的换热器，包括交换水管和水泵310，交换水管外接注水管和出水管，注水管和出水管分别带有阀门，可实现交换水管的注水和出水，即换新水，其中，交换水管包括预热管31、降温管32和连通管，预热管31包括原料管33和水环管34，水环管34包覆于原料管33表面，降温管32包覆于压缩机表面，连通管连接预热管31、降温管32和水泵310，形成一个水循环结构。水泵310两侧连接连通管，可实现预热管31和降温管32内水的循环流动，这样，流经降温管32的水由于受压缩机表面热量传递而升温，随后流动至预热管31内，具体地，热水流入水环管34内，对原料管33中的制氢原料进行升温，制氢原料为甲醇和水，流经原料管33后的高温制氢原料流入制氢反应器中进行反应，而完成热交换后的水环管34内的热水温度降度，再由水泵310抽送至降温管32中吸收压缩机热量。如此循环，即可解决压缩机工作时的升温问题，还可以对制氢原料进行升温，起到能量循环利用，极大地节省了能源消耗。
[0027]原料管33上有增加与热水接触面积的热水槽35。提升原料管33表面流经热水的接触面积，可以更好地加热原料管33中流体。
[0028]热水槽35为自原料管33的外表面向内凹陷且延伸方向与原料管33一致的凹条槽。
[0029]热水槽35在原料管33的表面呈圆周间隔分布且相对于原料管33的中轴线中心对称。中心对称设计的热水槽35可以均衡加热原料管33中的流体，均衡受热的流体具备更加稳定的流速。
[0030]在原料管33表面还有扩散加热槽36，扩散加热槽36为自热水槽35的两侧壁面向外
倾斜延伸的凹陷槽。通过扩散加热槽36可增强对原料管33表明的升温，尤其是热水槽35未能流经的面积。
[0031]在原料管33表面还有连通槽道37，连通槽道37为连通相邻的热水槽35的倾斜直条凹槽。连通槽道37可实现相邻热水槽35内热水的交换，还可以通过对热水槽35内水流进行冲击来提升水环管34和热水槽35中热水的交换。
[0032]热水槽35上还有流入阔口38，流入阔口38为自热水槽35的迎水侧端口处壁面向两侧倾斜发散延伸的扩口槽。流入阔口38设置于原料管33的迎水侧端口处，即连通管将流经压缩机后的热水的迎接方向，从而有利于流经压缩机后的热水从流入阔口38处向热水槽35中涌入，不仅可以提升流入热水槽35的初始流量，还可以对热水槽35内水流造成冲击，改变热水槽35内水流的流速，增强热水的交换。
[0033]在原料管33中还有引导内部流体混合流动的弯转导片。
[0034]弯转导片为沿着原料管33的内壁面弯曲延展的凸起条板。弯转导片可圆周间隔设置，弯转导片可引导原料管33中流体流动，主要加强甲醇、水的混合与此同时均衡原料管33内液体的受热。
[0035]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对技术的限制。
[0036]当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢系统的换热器，包括交换水管和水泵(310)，其特征在于，所述交换水管包括预热管(31)、降温管(32)和连通管，所述预热管(31)包括原料管(33)和水环管(34)，所述水环管(34)包覆于所述原料管(33)表面，所述降温管(32)包覆于压缩机表面，所述连通管连接所述预热管(31)、所述降温管(32)和所述水泵(310)。2.根据权利要求1所述的一种制氢系统的换热器，其特征在于，所述原料管(33)上有增加与热水接触面积的热水槽(35)。3.根据权利要求2所述的一种制氢系统的换热器，其特征在于，所述热水槽(35)为自所述原料管(33)的外表面向内凹陷且延伸方向与所述原料管(33)一致的凹条槽。4.根据权利要求3所述的一种制氢系统的换热器，其特征在于，所述热水槽(35)在所述原料管(33)的表面呈圆周间隔分布且相对于所述原料管(33)的中轴线中心对称。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文昭，
申请(专利权)人：浙江索科特氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：