一种即时制氢快速加热体系制造技术

本发明专利技术公开了一种即时制氢快速加热体系，包括加热室，该加热室内设有燃烧加热装置，该燃烧加热装置上方设置有汽化器

【技术实现步骤摘要】
一种即时制氢快速加热体系


[0001]本专利技术涉及甲醇制氢
，具体涉及一种即时制氢快速加热体系
。

技术介绍

[0002]氢能是一种清洁可再生的二次能源，但当前受限于氢气的存储运输难题，氢气的利用并不广泛
。
科技界认为，由于甲醇是富含氢气的载体并且易于储存运输，甲醇与水重整即时制氢是一种将甲醇转化为氢能加以利用的方式
。
甲醇水重整制氢的技术核心一般包括汽化
、
催化裂解和氢气分离等几个步骤
。
目前已经有一些试验性项目在进行研究，但整个样机系统体积庞大
、
冷启动慢
、
效率低，远不能满足使用要求
。
其中，整个系统冷启动慢的主要原因在于，由于整个反应过程需要在较高的温度下进行，因此初期将整个系统的温度升高到设计温度，需要消耗较多热量
。
公布号为
CN111056533A
的专利文献公开了一种快速启动的甲醇水重整制氢系统及方法，通过将甲醇水储存容器中的甲醇水原料经管道送至启动器的甲醇水定量汽化器，在电加热器的作用下加热汽化，然后进入重整器重整反应，再进入纯化器进行氢气分离，氢气通过热交换器对低温醇水进行加热回收余热，含氢余气则通入燃烧室作为燃料燃烧，为整个重整器进行加热
。
这种制氢系统的冷启动阶段极大地依赖于电加热器的加热效率，因此整个系统功率难以做大，并且启动阶段还需要消耗外部储能电能
。
本申请的专利技术人针对现有技术制氢系统的不足进行研究，改进了系统设计，以期实现快速启动
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种即时制氢快速加热体系，以汽化器流出的甲醇水或混合蒸汽作为燃料对反应模块进行加热，以实现反应模块的快速升温，使整个系统快速冷启动，进入制氢状态时间大大减少
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
[0005]一种即时制氢快速加热体系，其关键在于，包括加热室，该加热室内设有燃烧加热装置，该燃烧加热装置上方设置有汽化器
、
重整器和氢气分离器模块，所述汽化器上设置有汽体出口和气液出口，其中所述汽体出口连接所述重整器和氢气分离器模块的进气口，所述气液出口通过醇汽燃料阀连接所述燃烧加热装置的燃料进口；
[0006]所述燃烧加热装置用于加热所述汽化器和重整器和氢气分离器模块
。
[0007]作为优选，上述加热室底部设有空气入口，所述加热室上部侧壁设有排气口
。
[0008]作为优选，上述汽化器包括汽化部和预热部，其中所述预热部包括预热管，该预热管以盘旋线方式弯曲延伸，从而形成整体呈空心柱状的预热部，所述预热管所围绕的空间区域用于容纳燃烧加热装置；
[0009]所述汽化部包括汽化管，该汽化管弯曲设置在所述汽化部上端，该汽化管位于所述燃烧加热装置正上方，该汽化管的液体进口与所述预热管的液体出口连接
。
[0010]作为优选，上述汽化管以其一端为中心向外呈渐开线弯曲延伸，从而形成所述汽
化部，所述汽化管的内端形成所述汽化部的气体出口，所述汽化管的外端形成所述汽化部的液体进口；
[0011]所述汽化管的管心线位于同一水平面内
。
[0012]作为优选，上述汽化管以螺旋渐开线方式弯曲延伸
。
[0013]作为优选，上述汽化部的气体出口处设置有醇汽分配器，该醇汽分配器位于所述汽化部上方，该醇汽分配器上有两个出口，分别形成所述汽化器的汽体出口和汽液出口；
[0014]所述醇汽分配器的汽体出口处设置有气体导通阀，该气体导通阀仅允许气体流入所述重整器和氢气分离器模块
。
[0015]作为优选，上述燃烧加热装置包括加热炉，该加热炉包括燃烧管和燃料暂存腔室，所述燃烧管上表面开设有喷火孔；
[0016]所述燃烧管与燃料暂存腔室之间连接有供液管，所述供液管的一端与所述燃料暂存腔室连通，另一端与所述燃烧管连通；
[0017]所述供液管至少部分经过所述燃烧管正上方
。
[0018]作为优选，上述燃烧管和燃料暂存腔室均呈环状结构，二者同心设置，所述燃烧管上端面分布有所述喷火孔；
[0019]所述燃料暂存腔室上端高于所述燃烧管上端面，所述供液管倾斜设置，其上端连接所述燃料暂存腔室上部，其下端连接所述燃烧管
。
[0020]作为优选，上述加热炉还包括储液槽，该储液槽上方设有所述燃烧管和燃料暂存腔室，所述储液槽用于盛接自所述喷火孔溢出的液体燃料
。
[0021]作为优选，上述醇汽燃料阀上设置有控制流道；
[0022]所述加热系统还包括醇气混合器，该醇气混合器设置有第一进气口和第二进气口，其中第一进气口连接所述醇汽燃料阀的控制流道的出口，其中第二进气口用于连接另一燃料供应装置
。
[0023]本专利技术的有益效果是：在制氢系统冷启动的初始阶段，甲醇水作为初始燃料送入燃烧加热装置，释放的热量对汽化器加热，汽化器内被加热的甲醇水或其混合蒸汽再度通入燃烧加热装置，燃料自身的热量和燃烧化学能释放，起到循环加热效果，这一燃烧状态加快了甲醇水或其混合蒸汽的消耗和整个系统的热量积累，有助于加热室快速升温，系统快速进入制氢状态，与现有的电加热或油浴加热方式相比，极大地缩短冷启动时间，并摆脱对外部能源的依赖或降低依赖度
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的结构示意图；
[0025]图2为汽化器的结构示意图；
[0026]图3为图2中
A
‑
A
剖视图；
[0027]图4为气体导通阀的结构示意图；
[0028]图5为程控阀总成的结构示意图；
[0029]图6为燃烧加热装置的结构示意图
。
具体实施方式
[0030]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明
。
[0031]如图1所示，一种即时制氢快速加热体系，包括加热室，该加热室内设有燃烧加热装置
800
，该燃烧加热装置
800
上方设置有汽化器
200
和重整分离模块，所述汽化器
200
上设置有汽体出口和气液出口，其中所述汽体出口连接所述重整分离模块的进气口，所述气液出口通过醇汽燃料阀
760
连接所述燃烧加热装置
800
的燃料进口
。
所述燃烧加热装置
800
用于加热所述汽化器
200
和重整分离模块
。
[0032]在燃烧加热装置
800
处，由于火焰温度较高，可达
800℃
以上，甲醇在高温下可以自然裂解产生氢气，而氢气的热值较甲醇热值更高，并且氢气密度较小更易上升，因此可以使燃烧火焰温度进一步升高并使火焰上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种即时制氢快速加热体系，其特征在于：包括加热室，该加热室内设有燃烧加热装置
(800)
，该燃烧加热装置
(800)
上方设置有汽化器
(200)、
重整分离模块，所述汽化器
(200)
上设置有汽体出口和气液出口，其中所述汽体出口连接所述重整分离模块的进气口，所述气液出口通过醇汽燃料阀
(760)
连接所述燃烧加热装置
(800)
的燃料进口；所述燃烧加热装置
(800)
用于加热所述汽化器
(200)
和重整分离模块
。2.
根据权利要求1所述的一种即时制氢快速加热体系，其特征在于：所述加热室底部设有空气入口，所述加热室上部侧壁设有排气口
。3.
根据权利要求1所述的一种即时制氢快速加热体系，其特征在于：所述汽化器
(200)
包括汽化部
(220)
和预热部
(210)
，其中所述预热部
(210)
包括预热管，该预热管以盘旋线方式弯曲延伸，从而形成整体呈空心柱状的预热部
(210)
，所述预热管所围绕的空间区域用于容纳所述燃烧加热装置
(800)
；所述汽化部
(220)
包括汽化管，该汽化管弯曲设置在所述汽化部
(220)
上端，该汽化管位于所述燃烧加热装置
(800)
正上方，该汽化管的液体进口与所述预热管的液体出口连接
。4.
根据权利要求3所述的一种即时制氢快速加热体系，其特征在于：所述汽化管以其一端为中心向外呈渐开线弯曲延伸，从而形成所述汽化部
(220)
，所述汽化管的内端形成所述汽化部
(220)
的气体出口，所述汽化管的外端形成所述汽化部
(220)
的液体进口；所述汽化管的管心线位于同一水平面内
。5.
根据权利要求4所述的一种即时制氢快速加热体系，其特征...

【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：发明
国别省市：