本发明专利技术提供了一种煤成气脱碳制氢装置，其在原有的炉体上进行改进，将反应托盘设置为盛放催化剂的U型结构，并使得高温气体经U型结构的两支臂直接流入U型结构的U型槽内，由于U型槽的容积远小于反应筒体与U型槽之间的容积，所以导致高温气体在U型槽扩散后能够充分的接触催化剂，并迅速与催化剂产生相应的反应，避免了高温气体进入反应筒体与U型槽之间后，先充满空间、再逐步向下移动至催化剂导致高温气体不能进入后直接与催化剂相接触的问题，并且由于接触催化剂后会发生脱碳膨胀现象，所以向下流动的气体与催化剂上表面接触后发生膨胀，将导致向下流动的气体不能充分与催化剂的相接触，会产生催化剂无法充分反应问题，降低了氢气转化率。氢气转化率。氢气转化率。
【技术实现步骤摘要】
一种煤成气脱碳制氢装置
[0001]本专利技术涉及脱碳制氢
，特别涉及一种煤成气脱碳制氢装置。
技术介绍
[0002]现有技术制氢的方法主要有电解水法、光解水法、碳及碳氢化合物重整制合成气法和催化裂解法等，随着天然气的大量开发利用，为生产炭黑和氢气提供了一种清洁生产原料，例如中国专利(ZL89104111)提供了一种以天然气为燃料，富氧气体做助燃剂的炭黑生产方法，该方法改善了炉温的稳定性，保证供热，但没有很好地解决炭黑的产率和品质的问题，而且不能同时生产高纯氢气。中国专利(ZL03152797.3)公开了一种富含甲烷气在高温炭体系中裂解重整制合成气的方法，甲烷在非完全气化的高温炭体系中(1150℃～1350℃)裂解重整制合成气CO和H2；中国专利(ZL01118721.2)提供了一种微波激励甲烷转化制氢的工艺。这些方法存在耗能高、反应不彻底，而且排放大量的温室气体CO2等问题，同时需要经过一氧化碳变换，二氧化碳脱除以及甲烷化等多个后续工序方能得到纯度较高的氢气，生产周期长，且不能同时生产出高品质炭黑；
[0003]现有技术中还有利用甲烷裂解、收集炭黑完成纯化制氢的方法，例如申请号为201010160179.9的一种甲烷高温裂解联产炭黑及高纯氢气的方法，以热值为1300
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1500kcal/Nm3的低热值燃气为燃料，以含甲烷气体为原料，采取控量供氧助燃低热值燃气充分燃烧，反应炉蓄热并排除余气
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甲烷裂解交替工作模式，营造甲烷无氧高温裂解反应环境，具体包括助燃气体调节，反应炉蓄热、排除余气，甲烷裂解，收集炭黑，纯化制氢工序；其通过裂解反应炉的多级组联即可实现生产量的扩增和连续高效生产；然而由于其炉体在通入高温甲烷无氧气体时，接触催化剂后会发生脱碳膨胀现象，导致气体无法与催化剂充分接触，进而产生催化剂升温不及时的问题，从而限制产氢转化率的提高。
技术实现思路
[0004]本专利技术所提供的煤成气脱碳制氢装置，其基于高温气体在催化剂放置区域内进入的基础上实现了高温气体直接与催化剂相接触的技术目的。
[0005]本专利技术提供了一种煤成气脱碳制氢装置，包括反应筒体以及置于所述反应筒体内的反应托盘，所述反应托盘包括具有开口朝上U型槽的U型托盘，所述U型槽的两支臂端部均向外延伸有支撑臂，所述支撑臂与所述反应筒体相连接；所述U型槽的开口侧为高温反应区，另一侧为高温进气区，所述U型槽的槽底铺设有待催化剂薄层，两所述支臂上均布有次进气口，所述反应筒体位于所述高温进气区内的侧壁上开设有主进气口，所述反应筒体位于所述高温反应区内的侧壁上开设有出气口；所述高温进气区包括与所述槽底相对应第一进气区和分别与所述支臂相对应的第二进气区，所述第一进气区与所述第二进气区相连通。
[0006]优选的，所述反应筒体的内壁上设置有搭接板，所述支撑臂置于所述搭接板上。
[0007]优选的，所述支撑臂和所述搭接板上设置有公母咬合结构，所述公母咬合结构包
括咬合连接的凸起部和凹陷部。
[0008]优选的，所述支撑臂的端部与所述反应筒体的内壁紧密贴合连接。
[0009]优选的，所述支撑臂上开设有所述次进气口。
[0010]优选的，所述支撑臂与所述支臂之间的夹角为直角。
[0011]优选的，所述支臂与所述槽底之间的连接处为圆弧结构，所述次进气口位于所述圆弧结构的上方。
[0012]优选的，所述支臂与所述槽底之间的连接处为倒角结构，所述次进气口位于所述倒角结构的上方。
[0013]优选的，所述主进气口位于所述第一进气区的中部。
[0014]优选的，所述高温进气区的容积小于高温反应区的容积。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术中在原有的炉体上进行改进，将反应托盘设置为盛放催化剂的U型结构，并使得高温气体经U型结构的两支臂直接流入U型结构的U型槽内，由于U型槽的容积远小于反应筒体与U型槽之间的容积，所以这就导致高温气体在U型槽扩散后能够充分的接触催化剂，并迅速与催化剂产生相应的反应，避免了现有技术中高温气体进入反应筒体与U型槽之间后，先充满空间、再逐步向下移动至催化剂导致高温气体不能进入后直接与催化剂相接触的问题，并且由于接触催化剂后会发生脱碳膨胀现象，所以向下流动的气体与催化剂上表面接触后发生膨胀，将导致向下流动的气体不能充分与催化剂的相接触，这样会产生催化剂无法充分反应问题，降低了氢气转化率；
[0017]进一步的，还采用在反应筒体位于高温进气区内的侧壁上开设有主进气口的方式，使得高温气体先与U型槽的槽底外壁相解除，对槽底外壁进行预热，也就是对催化剂进行预热，有利于促进催化剂的升温，进而提高反应效率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
[0019]图1为现有技术进出气示意图；
[0020]图2为煤成气脱碳制氢装置的结构示意图(一)；
[0021]图3为煤成气脱碳制氢装置的结构示意图(二)；
[0022]图4为煤成气脱碳制氢装置的结构示意图(三)；
[0023]其中，反应筒体1、U型槽3、支臂4、支撑臂5、槽底6、高温反应区7、高温进气区8、次进气口9、主进气口10、出气口11、搭接板12、倒角结构13、圆弧结构14、导热翅片15。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。
[0025]在专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，仅是为了便于描述专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在专利技术中的具体含义。
[0027]如图2
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4所示，本专利技术提供了一种煤成气脱碳制氢装置，包括用于制氢的反应筒体1，该反应筒体1上布置有制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤成气脱碳制氢装置，其特征在于，包括反应筒体以及置于所述反应筒体内的反应托盘，所述反应托盘包括具有开口朝上U型槽的U型托盘，所述U型槽的两支臂端部均向外延伸有支撑臂，所述支撑臂与所述反应筒体相连接；所述U型槽的开口侧为高温反应区，另一侧为高温进气区，所述U型槽的槽底铺设有待催化剂薄层，两所述支臂上均布有次进气口，所述反应筒体位于所述高温进气区内的侧壁上开设有主进气口，所述反应筒体位于所述高温反应区内的侧壁上开设有出气口；所述高温进气区包括与所述槽底相对应第一进气区和分别与所述支臂相对应的第二进气区，所述第一进气区与所述第二进气区相连通。2.根据权利要求1所述的煤成气脱碳制氢装置，其特征在于，所述反应筒体的内壁上设置有搭接板，所述支撑臂置于所述搭接板上。3.根据权利要求2所述的煤成气脱碳制氢装置，其特征在于，所述支撑臂和所述搭接板上设置有公母咬合结构，所述公母咬合结构包括咬...
【专利技术属性】
技术研发人员：仪泽，
申请(专利权)人：青岛海通新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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