一種多功能甲醇裂解制氫設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種甲醇裂解制氫設(shè)備，由(1)甲醇泵、(2)柴油泵、(3)電磁閥、(4)噴嘴、(5)操作臺(tái)、(6)鼓風(fēng)機(jī)、(7)進(jìn)風(fēng)口、(8)甲醇裂解器、(9)空氣加熱器、(10)溫度傳感器、(11)氫氣冷卻器、(12)防爆安全罐、(13)離心泵、(14)冷卻水罐、(15)氣體取樣器等組成。本發(fā)明的設(shè)備模擬工業(yè)煙道與爐窯，利用工廠余熱廢熱將甲醇裂解成氫氣燃燒，提高了燃料的燃燒熱值，降低了廢氣排放。還可根據(jù)實(shí)際煙道的溫度高低狀況選擇安裝不同裂解管，可用于改造大小工業(yè)爐窯，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備應(yīng)用的普遍性。另外本發(fā)明的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，安全性高，能調(diào)節(jié)設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同溫度下的甲醇裂解，可用于甲醇裂解制氫數(shù)據(jù)采集和學(xué)術(shù)研究。
【專利說(shuō)明】一種多功能甲醇裂解制氫設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用工廠煙道廢熱裂解甲醇生產(chǎn)氫氣燃燒使用的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]化石燃料作為現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)基礎(chǔ)，在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中起到了支柱作用。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，能源的需求量持續(xù)增加，出現(xiàn)了化石能源短缺與環(huán)境污染等亟待解決的重大問(wèn)題，因此，尋求新的替代性新型能源是未來(lái)國(guó)家能源可持續(xù)發(fā)展的方向。
[0003]氫氣作為一種可再生新能源，具有熱值高、清潔零排放等特點(diǎn)，在工業(yè)上有廣泛的用途。氫氣的制備方法有很多種，如電解水制氫、天然氣制氫、輕烷蒸汽化制氫、煤蒸汽重整制氫和甲醇裂解制氫等。與其他幾種制備方法相比，甲醇裂解制氫具有成本低、技術(shù)成熟、能耗低等特點(diǎn)?，F(xiàn)甲醇裂解制氫設(shè)備多種多樣，但這些設(shè)備只能在比較窄的溫度范圍內(nèi)工作，并且目前還沒(méi)有安裝在工廠煙道利用廢熱裂解甲醇制氫的甲醇裂解設(shè)備。
[0004]本發(fā)明公開(kāi)了一種投資低、操作簡(jiǎn)單、安全性高、應(yīng)用廣泛的新型多功能甲醇裂解制氫設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的多功能甲醇裂解制氫設(shè)備，其特征在于設(shè)備主要由(I)甲醇泵、(2)柴油泵、⑶電磁閥、⑷噴嘴、(5)操作臺(tái)、(6)鼓風(fēng)機(jī)、(7)進(jìn)風(fēng)口、⑶甲醇裂解器、(9)空氣加熱器、(10)溫度傳感器、(11)空氣冷卻器、(12)防爆安全罐、(13)離心泵、(14)冷卻水罐、(15)氣體取樣器等組成。
[0006]本發(fā)明的多功能甲醇裂解制氫設(shè)備，可以分為兩個(gè)模擬工作階段，第一階段模擬工業(yè)煙道，利用工廠排放廢熱裂解甲醇制氫；第二階段模擬工業(yè)爐窯，爐窯內(nèi)燃燒甲醇裂解制得的氫氣。
[0007]第一階段，操作臺(tái)控制電磁閥和柴油泵，將一定量柴油經(jīng)過(guò)噴嘴噴入甲醇裂解器空腔內(nèi)，同時(shí)配比一定量由鼓風(fēng)機(jī)和進(jìn)風(fēng)口輸入的空氣，點(diǎn)火燃燒，使甲醇裂解器空腔內(nèi)燃燒至與實(shí)際煙道溫度相近，通過(guò)溫度傳感器反應(yīng)腔體內(nèi)溫度并調(diào)節(jié)風(fēng)速和油量維持溫度。甲醇泵可以通過(guò)操作臺(tái)控制電磁閥，經(jīng)由噴嘴進(jìn)入甲醇裂解器裂解管內(nèi)進(jìn)行裂解。運(yùn)用到實(shí)際工業(yè)過(guò)程中時(shí)，可以根據(jù)煙道溫度，更換多功能甲醇裂解器內(nèi)的裂解管進(jìn)行裂解反應(yīng)。
[0008]裂解得到的氫氣經(jīng)過(guò)冷卻系統(tǒng)冷卻后，通過(guò)氣體取樣器取樣化驗(yàn)，采集不同溫度下的裂解氣體成分。
[0009]第二階段，將制得的氫氣，配比一定量的空氣，通過(guò)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入甲醇裂解器的空腔內(nèi)，取代柴油進(jìn)行燃燒，相當(dāng)于模擬工業(yè)爐窯。由于氫氣的熱值高，能達(dá)到1300°C的高溫，并且燃燒后排放清潔，在工業(yè)上大有用途。另外燃燒后的煙氣可以通過(guò)煙?的檢測(cè)口進(jìn)行檢測(cè)。
[0010]該設(shè)備設(shè)計(jì)了如下防爆措施:氫氣冷卻系統(tǒng)采用水封，防止氣體倒吸回火。安全防爆罐罐口為鋁箔安全防爆口，側(cè)面安裝三通閥，三通閥外部為安全閥和單向閥，防止設(shè)備內(nèi)部壓力過(guò)大。整個(gè)設(shè)備內(nèi)壓略高于外壓，不會(huì)產(chǎn)生外部氣體入侵導(dǎo)致的爆炸事故。
[0011]本發(fā)明的多功能甲醇裂解制氫設(shè)備，投資低、操作簡(jiǎn)單、安全性高、應(yīng)用廣泛?？梢愿鶕?jù)該設(shè)備原理改造大小工業(yè)或民用燒煤、燒柴油鍋爐，不消耗額外能耗，利用了廢熱，產(chǎn)生了清潔高熱值的氫氣。經(jīng)濟(jì)效益顯著的同時(shí)，大大降低了環(huán)境污染。
[0012]除了工業(yè)用，該設(shè)備還可以應(yīng)用于甲醇裂解制氫的數(shù)據(jù)采集和學(xué)術(shù)研究。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]在附圖中，每個(gè)附圖都是示意性的
[0014]附圖1示出本發(fā)明多功能甲醇裂解制氫設(shè)備的整體原理結(jié)構(gòu)圖。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能甲醇裂解制氫設(shè)備，其特征在于設(shè)備主要由(I)甲醇泵、(2)柴油泵、(3)電磁閥、⑷噴嘴、(5)操作臺(tái)、(6)鼓風(fēng)機(jī)、(7)進(jìn)風(fēng)口、⑶甲醇裂解器、(9)空氣加熱器、(10)溫度傳感器、(11)空氣冷卻器、(12)防爆安全罐、(13)離心泵、(14)冷卻水罐、(15)氣體取樣器等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能甲醇裂解制氫設(shè)備，其特征在于柴油泵可以通過(guò)操作臺(tái)控制電磁閥，經(jīng)由噴嘴進(jìn)入甲醇裂解器空腔內(nèi)，甲醇泵可以通過(guò)操作臺(tái)控制電磁閥，經(jīng)由噴嘴進(jìn)入甲醇裂解器裂解管內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能甲醇裂解制氫設(shè)備，其特征在含有多功能甲醇裂解器。甲醇裂解器內(nèi)部安裝有特制裂解管，并且設(shè)計(jì)了含有催化劑與不含催化劑等不同類型的裂解管，根據(jù)不同使用條件，可以方便的拆卸，進(jìn)行更換安裝。多功能甲醇裂解器底部裝有兩個(gè)與操作臺(tái)相連的溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功能甲醇裂解器，其特征在于裂解器的上部是空氣加熱器，裂解器出口與氫氣冷卻器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣加熱器，其特征在于空氣加熱器與鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)口、甲醇裂解器組成空氣循環(huán)路徑?？諝饧訜崞魃喜颗c本設(shè)備煙囪相連，煙囪底部安裝有空吸管與排氣檢測(cè)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氣冷卻器，其特征在于氫氣冷卻器、安全防爆罐、離心泵和冷卻水罐組成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防爆罐，其特征在于罐口為鋁箔安全防爆口，側(cè)面安裝三通閥，外部為安全閥和單向閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣器，其特征在于取樣器與安全防爆罐相連，停止取樣時(shí)，取樣口還可與鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)口相連，將所得氣體配風(fēng)輸送至甲醇裂解器內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C01B3/22GK104310308SQ201410479628
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】金小強(qiáng), 吳云, 李昆靜 申請(qǐng)人:金景達(dá)(北京)環(huán)保熱力科技有限公司