重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，包括炉膛、热辐射导流筒和反应釜，热辐射导流筒外的反应釜内部形成第一区域反应室，热辐射导流筒上方的高温废气筒体外的重整气输送通道与第一区域反应室的底部连通，重整气输送通道的上方设置有废气流道，废气流道中的第二区域反应室将废气流道分隔成底部连通的内、外侧废气流道，外侧废气流道的顶部设置出口，内侧废气流道顶部的进口与高温废气筒体连通；废气流道与高温废气筒体之间形成与重整气输送通道连通的重整气旁通通道；内侧废气流道中、废气流道的外壁以及高温废气筒体的外壁上都设置有换热管。本实用新型专利技术的优点在于：热利用效率高，制氢成本有效降低。制氢成本有效降低。制氢成本有效降低。

【技术实现步骤摘要】
重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构


[0001]本技术涉及重整制氢装置
，具体涉及热能利用机构。

技术介绍

[0002]制氢装置最广泛的工艺是轻烃水蒸气转化法。其转化过程为：首先，甲烷与水蒸气在500℃至1000℃左右的高温以及催化剂条件下发生反应，生成氢气及一氧化碳，也即重整反应，然后大量一氧化碳再经过水煤气变换反应进一步生成氢气和二氧化碳，最后少量的一氧化碳经过甲烷化催化剂后被还原成甲烷和水。主要反应过程如下：
[0003]重整反应属于吸热反应：CH4+H2O
→
CO+3H2△
H
298
=206kJ/mol；
[0004]低温变换属于放热反应：CO+H2O
→
CO2+H2△
H
298
=
‑
36kJ/mol；
[0005]选择性甲烷化反应属于放热反应：CO+3H2→
CH4+H2O
△
H
298
=
‑
206kJ/mol；
[0006]目前，制氢装置通过燃料燃烧供热为重整反应提供足够的热能，为重整反应提供了大量热能后的燃烧产生的废气的温度仍然很高，传统的制氢装置对该部分废气的热能的利用率低下。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是：提供一种重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其对高温废气以及反应产生的热能利用充分，有效降低热能损失，从而大大降低制氢成本。
[0008]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，包括用于燃烧的炉膛，炉膛设置在热辐射导流筒中，热辐射导流筒设置在反应釜内，热辐射导流筒外的反应釜内部形成第一区域反应室，炉膛的下端与热辐射导流筒相连通，炉膛的外壁与热辐射导流筒的内侧壁之间形成用于将热量传导至第一区域反应室内的热辐射导流通道，热辐射导流筒的上端设置有高温废气筒体，高温废气筒体与热辐射导流通道顶部的热辐射导流通道出口连通，高温废气筒体外环绕设置有重整气输送通道和废气流道，所述的重整气输送通道位于反应釜的上方、并与第一区域反应室出口连通，所述的废气流道位于重整气输送通道的上方，废气流道中设置有用于进行CO变换反应以及选择性甲烷化反应的第二区域反应室，第二区域反应室顶部设置有第二区域反应室出口，第二区域反应室将废气流道由里向外分隔成内侧废气流道和外侧废气流道，内侧废气流道和外侧废气流道的底部相连通，内侧废气流道的顶部设置有内侧废气进口，外侧废气流道的顶部设置有外侧废气出口，所述的内侧废气进口与高温废气筒体出口相连通；废气流道内侧壁与高温废气筒体外侧壁之间形成重整气旁通通道，所述的重整气旁通通道与重整气输送通道相连通；重整气输送通道出口与第二区域反应室的底部连通；
[0009]废气流道的外壁上设置有第一换热管，内侧废气流道中设置有第二换热管，重整气输送通道中设置有第三换热管，重整气旁通通道中的废气流道的外壁上设置有第四换热管。
[0010]进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，第一换热管、
第二换热管、第三换热管、第四换热管中的换热介质均为去离子水，第一换热管、第二换热管、第三换热管、第四换热管依次相连通。
[0011]更进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，第一换热管的进口位于废气流道外壁的上端部位置，第一换热管在废气流道的下端部位置与第二换热管相连通，第二换热管沿着内侧废气流道由下向上螺旋缠绕至内侧废气流道的上端部后再向下连通至第三换热管，第三换热管在重整气旁通通道的底部与第四换热管连通，第四换热管输出过饱和蒸气。
[0012]更进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，第二区域反应室出口连接有出口氢气冷却器，出口氢气冷却器为管壳式冷却器，出口氢气冷却器的冷却介质进口与去离子水输入管相连接，出口氢气冷却器的冷却介质出口与第一换热管的进口相连通。
[0013]进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，第一区域反应室出口位于第一区域反应室顶部。
[0014]进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，高温废气筒体出口设置在高温废气筒体的顶部。
[0015]进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，热辐射导流筒的内壁上设置有若干凸出于热辐射导流筒内壁的内部散热鳍片，热辐射导流筒的外壁上设置有若干凸出于热辐射导流筒外壁的外部散热鳍片。
[0016]进一步地，前述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其中，高温废气筒体中穿设有燃料输送管和助燃物料输送管，燃料输送管用于输送工炉膛燃烧用的燃料气体，助燃物料输送管用于输送供炉膛燃烧用的助燃物料气体。
[0017]本技术的优点在于：一、在第一区域反应室、以及重整气输送通道的上方设置有废气流道，第二区域反应室设置在废气流道中，并将废气流道分隔成内侧废气流道和外侧废气流道，内侧废气流道和外侧废气流道的底部之间相连通，这样从高温废气筒体排出的废气则会在废气流道中迂回运动，这大大延长了废气在制氢装置中的通行路径，从而使得废气在迂回运动中充分释放热能；废气流道的外壁上设置有第一换热管，内侧废气流道中设置有第二换热管，重整气输送通道中设置有第三换热管，重整气旁通通道中的高温废气筒体的外壁上设置有第四换热管，换热管将废气在迂回运动中释放热能充分吸收，从而使得制氢装置中反应以及燃烧产生的热能得到充分利用。二、进一步地，所有换热管连通，且换热介质为去离子水，第四换热管产生过饱和蒸气，即可用作重整反应的反应原料，这大大节约了制氢成本。三、第一换热管、第二换热管，第三换热管、第四换热管的设置，使得进入第二区域反应室内的反应物料的温度以及第二区域反应室内反应的温度更加可控，通过实时控制换热管内换热介质的流量、流速等参数，以实现实时调节进入第二区域反应室内的反应物料的温度以及第二区域反应室内反应温度的目的，从而确保第二区域反应室内的反应可靠稳定地进行，氢气的纯度和品质则能大大提高。四、结构紧凑巧妙，有效节约了制氢装置宽度方向的体积。
附图说明
[0018]图1是本是技术所述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构的结构示意
图。
[0019]图2是图1中热辐射导流筒的剖视结构示意图。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]如图1、图2所示，重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，包括用于燃烧的炉膛1，炉膛1设置在热辐射导流筒2中，热辐射导流筒2设置在反应釜3内。热辐射导流筒2外的反应釜3内部形成第一区域反应室31。炉膛1的下端与热辐射导流筒2相连通，炉膛1的外壁与热辐射导流筒2的内侧壁之间形成用于将热量传导至第一区域反应室31内的热辐射导流通道21。本实施例中热辐射导流筒2的内壁上设置有若干凸出于热辐射导流筒2内壁的内部散热鳍片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，包括用于燃烧的炉膛，炉膛设置在热辐射导流筒中，热辐射导流筒设置在反应釜内，热辐射导流筒外的反应釜内部形成第一区域反应室，炉膛的下端与热辐射导流筒相连通，炉膛的外壁与热辐射导流筒的内侧壁之间形成用于将热量传导至第一区域反应室内的热辐射导流通道，其特征在于：热辐射导流筒的上端设置有高温废气筒体，高温废气筒体与热辐射导流通道顶部的热辐射导流通道出口连通，高温废气筒体外环绕设置有重整气输送通道和废气流道，所述的重整气输送通道位于反应釜的上方、并与第一区域反应室出口连通，所述的废气流道位于重整气输送通道的上方，废气流道中设置有用于进行CO变换反应以及选择性甲烷化反应的第二区域反应室，第二区域反应室顶部设置有第二区域反应室出口，第二区域反应室将废气流道由里向外分隔成内侧废气流道和外侧废气流道，内侧废气流道和外侧废气流道的底部相连通，内侧废气流道的顶部设置有内侧废气进口，外侧废气流道的顶部设置有外侧废气出口，所述的内侧废气进口与高温废气筒体出口相连通；废气流道内侧壁与高温废气筒体外侧壁之间形成重整气旁通通道，所述的重整气旁通通道与重整气输送通道相连通；重整气输送通道出口与第二区域反应室的底部连通；废气流道的外壁上设置有第一换热管，内侧废气流道中设置有第二换热管，重整气输送通道中设置有第三换热管，重整气旁通通道中的废气流道的外壁上设置有第四换热管。2.根据权利要求1所述的重整制氢装置中的迂回烟道式热利用机构，其特征在于：第一换热管、第二换热管、第三换热管、第四换热管中的换热介质均...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢宇峰，徐阳，吕青青，陈梅芳，赵一帆，
申请(专利权)人：江苏铧德氢能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：