余热回收式醇水多级加热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种余热回收式醇水多级加热系统，包括醇水供应装置

【技术实现步骤摘要】
余热回收式醇水多级加热系统


[0001]本专利技术涉及甲醇制氢
，具体涉及余热回收式醇水多级加热系统
。

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，改进了整个系统的设计，以期实现不依赖外部电能的快速启动
。
在改进的系统中，通过余热回收尽可能提高系统整体热利用率
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种余热回收式醇水多级加热系统，通过余热回收提高系统热量利用率，并实现低温甲醇水的快速升温汽化
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
[0005]一种余热回收式醇水多级加热系统，包括醇水供应装置
、
汽化器
、
重整分离模块，所述醇水供应装置的醇水出口与所述汽化器的醇水进口连接，所述汽化器的汽体出口连接所述重整分离模块的进气口，其关键在于，
[0006]所述醇水供应装置与所述汽化器之间还设置有至少一个预热装置，所述预热装置内设有用于热交换的高温流体通道和冷却液通道；
[0007]所述高温流体通道入口连接所述重整分离模块的出气口或
/
和所述汽化器的汽体出口，所述冷却液通道的冷却液进口连接所述醇水出口，所述冷却液通道的冷却液出口连接所述汽化器的醇水进口；
[0008]所述预热装置包括程控阀总成和尾气处理装置中的至少一个
。
[0009]在一种实施方式中，上述预热装置还包括氢气降温装置；
[0010]所述重整分离模块的出气口有两个，分别为氢气出口和尾气出口，其中所述氢气出口连接所述氢气降温装置的高温流体通道入口，所述尾气出口连接所述尾气处理装置的高温流体通道入口
。
[0011]在一种实施方式中，上述程控阀总成的冷却液出口或
/
和尾气处理装置的冷却液出口连接所述氢气降温装置的冷却液进口，所述氢气降温装置的冷却液出口再连接所述汽化器的醇水进口
。
[0012]在一种实施方式中，上述程控阀总成包括至少一个程控阀，所述程控阀包括阀体，该阀体内开设有控制流道，该控制流道上设置有用于控制所述程控阀开闭的阀芯，该控制流道形成所述高温流体通道；
[0013]所述程控阀上还开设有阀体冷却流道，该阀体冷却流道与所述控制流道分隔开，该阀体冷却流道经过所述阀芯，该阀体冷却流道形成所述冷却液通道
。
[0014]在一种实施方式中，上述程控阀总成包括醇水总阀
、
汽化器供液阀；
[0015]所述醇水供应装置的醇水出口通过所述醇水总阀连接所述尾气处理装置的冷却液进口；
[0016]所述氢气降温装置的冷却液出口连接所述汽化器供液阀的控制流道进口，所述汽化器供液阀的控制流道出口连接所述汽化器的醇水进口
。
[0017]在一种实施方式中，上述程控阀总成还包括尾气燃料阀，该尾气燃料阀的控制流道进口连接所述尾气处理装置的高温流体通道出口
。
[0018]在一种实施方式中，上述程控阀总成还包括尾气外排阀，该尾气外排阀的控制流道进口连接所述尾气燃料阀的控制流道进口
。
[0019]在一种实施方式中，上述程控阀总成还包括醇汽燃料阀，该醇汽燃料阀的控制流道进口连接所述汽化器的汽体出口
。
[0020]在一种实施方式中，上述醇水出口通过冷却液分配器连接所有所述程控阀的阀体冷却流道的进液口，所有所述程控阀的阀体冷却流道的出液口通过冷却液汇流器连接所述氢气降温装置的冷却液进口
。
[0021]在一种实施方式中，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；
[0022]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，该汽化管的液体进口与所述预热管的液体出口连接；
[0023]所述预热管所围绕的空间区域用于容纳燃烧加热装置，该燃烧加热装置通过高温气体加热所述汽化部并预热所述预热部
。
[0024]本专利技术的有益效果是：通过对制氢系统产生的高温气体进行余热回收，提高系统热量利用率，并将回收的热量用于低温甲醇水的预热，实现能量叠加，使甲醇水快速升温汽化
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的结构示意图；
[0026]图2为程控阀的结构示意图，图中实心箭头示意阀体冷却流道内冷却液流向，空心箭头示意控制流道内的流体流向；
[0027]图3为程控阀阀芯的结构示意图；
[0028]图4为尾气处理装置的结构示意图；
[0029]图5为图4中
m
部放大图；
[0030]图6为汽化器的结构示意图；
[0031]图7为图6中
A
‑
A
剖视图
。
具体实施方式
[0032]本专利技术中，涉及物料流动的装置或模块之间的连接关系，均指以管道连接在相应的接口之间
。
[0033]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明
。
[0034]如图1所示，一种余热回收式醇水多级加热系统，包括醇水供应装置
100、
汽化器
200、
重整分离模块，所述醇水供应装置
100
的醇水出口与所述汽化器
200
的醇水进口连接，所述汽化器
200
的汽体出口连接所述重整分离模块的进气口
。
具体来说，重整分离模块包括重整器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种余热回收式醇水多级加热系统，包括醇水供应装置
(100)、
汽化器
(200)、
重整分离模块，所述醇水供应装置
(100)
的醇水出口与所述汽化器
(200)
的醇水进口连接，所述汽化器
(200)
的汽体出口连接所述重整分离模块的进气口，其特征在于：所述醇水供应装置
(100)
与所述汽化器
(200)
之间还设置有至少一个预热装置，所述预热装置内设有用于热交换的高温流体通道和冷却液通道；所述高温流体通道入口连接所述重整分离模块的出气口或
/
和所述汽化器
(200)
的汽体出口，所述冷却液通道的冷却液进口连接所述醇水出口，所述冷却液通道的冷却液出口连接所述汽化器
(200)
的醇水进口；所述预热装置包括程控阀总成
(700)
和尾气处理装置
(500)
中的至少一个
。2.
根据权利要求1所述的余热回收式醇水多级加热系统，其特征在于：所述预热装置还包括氢气降温装置
(600)
；所述重整分离模块的出气口有两个，分别为氢气出口和尾气出口，其中所述氢气出口连接所述氢气降温装置
(600)
的高温流体通道入口，所述尾气出口连接所述尾气处理装置
(500)
的高温流体通道入口
。3.
根据权利要求1或2所述的余热回收式醇水多级加热系统，其特征在于：所述程控阀总成
(700)
的冷却液出口或
/
和尾气处理装置
(500)
的冷却液出口连接所述氢气降温装置
(600)
的冷却液进口，所述氢气降温装置
(600)
的冷却液出口再连接所述汽化器
(200)
的醇水进口
。4.
根据权利要求1或2所述的余热回收式醇水多级加热系统，其特征在于：所述程控阀总成
(700)
包括至少一个程控阀，所述程控阀包括阀体
(702)
，该阀体
(702)
内开设有控制流道
(703)
，该控制流道
(703)
上设置有用于控制所述程控阀开闭的阀芯
(701)
，该控制流道
(703)
形成所述高温流体通道；所述程控阀上还开设有阀体冷却流道
(704)
，该阀体冷却流道
(704)
与所述控制流道
(703)
分隔开，该阀体冷却流道
(704)
经过所述阀芯
(701)
，该阀体冷却流道
(704)
形成所述冷却液通道
。5.
根据权利要求4所述的余热回收式醇水多级加热系统，其特征在于：所述程控阀总成
(700)
包括醇水总阀
(710)、
汽化器供液阀
(770)
；所述醇水供应装置
(100)
的醇水出口通过所述醇水总阀
(710)
连接所述尾气处理装置
(500)
的冷却液进口；所述氢气降温装置
(600)
的冷却液出口连接所述汽化器供液阀
(770)
的控制流道
(703)
进口，所述汽化器供液阀
(770)
的控制流道
(703)

【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：