甲醇制氢压力平衡体系制造技术

本实用新型专利技术公开了一种甲醇制氢压力平衡体系，包括依次连通的汽化器、重整分离模块和中心燃烧器，所述汽化器的气体出口连接所述重整分离模块的气体进口，所述重整分离模块设有氢气出口和尾气出口，其中所述氢气出口连接有第一管道，该第一管道将氢气送入储氢模块，所述尾气出口连接有第二管道，该第二管道将尾气送至所述中心燃烧器的燃料进口，为所述汽化器和重整分离模块加热，所述尾气出口还连接有第三管道，该第三管道连通尾气燃烧器，该第三管道上设置有控制阀门。当尾气流量过大导致中心燃烧器内燃烧加剧时，开启第三管道上的控制阀门，使部分尾气沿第三管道进入尾气燃烧器，降低中心燃烧器功率，维持内部压力平衡。维持内部压力平衡。维持内部压力平衡。

【技术实现步骤摘要】
甲醇制氢压力平衡体系


[0001]本技术属于制氢
，具体涉及一种甲醇制氢压力平衡体系。

技术介绍

[0002]氢气在石油化工、电子工业、冶金工业以及有机合成等多种领域应用广泛，更高效环保的制取氢气成为了当下的重点，甲醇蒸汽重整工艺代替电解水工艺，是当下工业制氢的常用方法。甲醇蒸汽在一定的温度、压力条件下通过催化剂发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，再将氢气和二氧化碳分离，得到高纯氢气。
[0003]为了实现环保高效的目的，目前常用的方式是在分离氢气之后将二氧化碳等尾气收集到燃烧器中作为燃料，为甲醇水的汽化过程和裂解过程提供热能，例如专利文献CN112678770A，公开了一种采用PSA尾气催化燃烧供热的甲醇、水制氢装置，包括催化燃烧室，尾气经过缓冲罐增压后进入催化燃烧室燃烧，汽化过热器设置在催化燃烧室中，尾气燃烧释放的热能直接用于汽化过热器。但由于尾气进入催化燃烧室的流量不可控，当尾气流量过大时，会使燃烧加剧，催化燃烧室内压力增大，反应系统内部温度过高，导致系统内部压力失衡，影响制氢效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种甲醇制氢压力平衡体系。
[0005]为实现上述目的，本技术技术方案如下：
[0006]一种甲醇制氢压力平衡体系，包括依次连通的汽化器、重整分离模块和中心燃烧器，所述汽化器的气体出口连接所述重整分离模块的气体进口，所述重整分离模块设有氢气出口和尾气出口，其中所述氢气出口连接有第一管道，该第一管道将氢气送入储氢模块，所述尾气出口连接有第二管道，该第二管道将尾气送至所述中心燃烧器的燃料进口，所述中心燃烧器用于为所述汽化器和重整分离模块加热，其特征在于：
[0007]所述尾气出口还连接有第三管道，该第三管道连通尾气燃烧器，该第三管道上设置有控制阀门。
[0008]采用以上结构，在输送尾气的第二管道上增设了第三管道，当尾气流量过大导致中心燃烧器内燃烧剧烈时，可以开启第三管道上的控制阀门，将部分尾气输送至第三管道进入尾气燃烧器内燃烧，减少进入中心燃烧器的尾气量，降低中心燃烧器功率，维持系统内压力平衡。
[0009]作为优选，所述第二管道上也设有一个所述控制阀门，可以直接控制尾气进入中心燃烧器的流量。
[0010]作为优选，所述的一种甲醇制氢压力平衡体系还包括自动控制模块和传感器，所述传感器安装在所述汽化器气体出口至所述中心燃烧器燃料进口之间的物料流道上，所述传感器的检测信号输出端连接所述自动控制模块的信号输入端，所述自动控制模块的指令信号输出端连接所述控制阀门的动作信号输入端，从而调节所述控制阀门开度，以保持管
道内压力平衡。
[0011]采用以上结构，自动控制模块、传感器和控制阀门组成自动控制系统，在电脑设定数值，当传感器传输到自动控制模块的数据信号超过设定值时，自动控制模块发出指令调节控制阀门开度，使管道内压力保持平衡。
[0012]作为优选，所述传感器至少设有一个，所述传感器包括压力传感器，采用压力传感器可直接采集汽化器气体出口至中心燃烧器燃料进口之间的物料流道上不同位置的压力信号，并传输到自动控制模块。
[0013]作为优选，所述传感器安装在所述中心燃烧器的燃料进口处，便于监测中心燃烧器前端的压力值。
[0014]作为优选，所述传感器安装在所述汽化器气体出口与所述重整分离模块气体进口之间的管道上，便于监测汽化器气体出口处的压力值。
[0015]作为优选，所述传感器安装在所述重整分离模块内部，便于监测甲醇水蒸气进行重整反应时内部的压力值。
[0016]作为优选，所述第二通道上设有冷凝装置，所述冷凝装置安装在所述第二通道与所述第三管道连接处前端，所述冷凝装置内设置有用于热交换的高温流体通道和冷却液通道，高温流体通道和冷却液通道内的流向相反；
[0017]所述重整分离模块内生成的尾气进入所述第二管道，通过所述冷凝装置的高温流体通道冷凝后再进入所述中心燃烧器或尾气燃烧器。
[0018]采用以上结构，尾气经过冷凝装置将气体中的水分液化后再进入中心燃烧器或尾气燃烧器，增加燃烧效率，同时气体在冷凝装置中降温，起到降压作用。
[0019]作为优选，在所述高温流体通道内设置有所述传感器，所述传感器靠近所述高温流体通道的出口，该传感器为温度传感器。
[0020]采用以上结构，便于监测冷凝后的水温度，了解冷凝效果。
[0021]有益效果：
[0022]采用以上技术方案的一种甲醇制氢压力平衡体系，在输送尾气的第二管道上增设了第三管道，当尾气流量过大导致中心燃烧器内燃烧剧烈时，可以开启第三管道上的控制阀门，将部分尾气输送至第三管道进入尾气燃烧器内燃烧，减少进入中心燃烧器的尾气量，降低中心燃烧器内功率，维持系统内压力平衡。
附图说明
[0023]图1为实施例1甲醇制氢压力平衡体系的结构示意图；
[0024]图2为实施例2甲醇制氢压力平衡体系的结构示意图；
[0025]图3为实施例3甲醇制氢压力平衡体系的结构示意图；
[0026]图4为实施例4甲醇制氢压力平衡体系的结构示意图；
[0027]图5为冷凝装置的结构示意图；
[0028]图6为图5中I处的局部放大图。
具体实施方式
[0029]以下结合实施例和附图对本技术作进一步说明。
[0030]如图1所示的一种甲醇制氢压力平衡体系，包括依次连通的汽化器、重整分离模块2和中心燃烧器3，所述汽化器1的气体出口连接所述重整分离模块2的气体进口，所述重整分离模块2设有氢气出口和尾气出口，其中所述氢气出口连接有第一管道2a，该第一管道2a将氢气送入储氢模块，所述尾气出口连接有第二管道2b，该第二管道2b将尾气送至所述中心燃烧器3的燃料进口，所述中心燃烧器3用于为所述汽化器1和重整分离模块2加热。其中所述重整分离模块2为甲醇水蒸汽提供反应和分离场所，包括重整装置和分离装置，甲醇水经过所述汽化器1成为甲醇水蒸汽，进入重整装置发生裂解反应，生成氢气和CO2、CO、H2O、甲烷等尾气，再进入分离装置，具体地，所述分离装置采用钯膜材料，对氢具有独特的溶解性和扩散能力，生成的氢气透过钯膜从氢气出口进入所述第一管道2a，尾气则从尾气出口进入所述第二管道2b。
[0031]所述尾气出口还连接有第三管道2c，该第三管道2c连通尾气燃烧器4，该第三管道2c上设置有控制阀门6，所述第二管道2b上也设有一个所述控制阀门6。
[0032]在实施例1中，当进入所述中心燃烧器3的尾气流量过大，导致中心燃烧器3内燃烧剧烈，管道内压力急速上升时，可以手动调整所述第二管道2b上的控制阀门6开度，即直接调节进入所述中心燃烧器3的尾气流量，来减缓中心燃烧器3内燃烧程度，降低压力；当仅调整所述第二管道2b上的控制阀门6无法使管道内压力降至设计压力时，手动打开所述第三管道2c上的控制阀门6，将部分尾气沿所述第三管道2c通入尾气燃烧器4中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制氢压力平衡体系，包括依次连通的汽化器(1)、重整分离模块(2)和中心燃烧器(3)，所述汽化器(1)的气体出口连接所述重整分离模块(2)的气体进口，所述重整分离模块(2)设有氢气出口和尾气出口，其中所述氢气出口连接有第一管道(2a)，该第一管道(2a)将氢气送入储氢模块，所述尾气出口连接有第二管道(2b)，该第二管道(2b)将尾气送至所述中心燃烧器(3)的燃料进口，所述中心燃烧器(3)用于为所述汽化器(1)和重整分离模块(2)加热，其特征在于：所述尾气出口还连接有第三管道(2c)，该第三管道(2c)连通尾气燃烧器(4)，该第三管道(2c)上设置有控制阀门(6)。2.根据权利要求1所述的甲醇制氢压力平衡体系，其特征在于：所述第二管道(2b)上也设有一个所述控制阀门(6)。3.根据权利要求1或2所述的甲醇制氢压力平衡体系，其特征在于：还包括自动控制模块和传感器(5)，所述传感器(5)安装在所述汽化器(1)气体出口至所述中心燃烧器(3)燃料进口之间的物料流道上，所述传感器(5)的检测信号输出端连接所述自动控制模块的信号输入端，所述自动控制模块的指令信号输出端连接所述控制阀门(6)的动作信号输入端，从而调节所述控制阀门(6)开度，以保持管道内压力平衡。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，
申请(专利权)人：恩利氢能科技重庆有限公司，
类型：新型
国别省市：