一种撬块式制氢转化炉的制作方法

1.本实用新型涉及天然气制氢设备领域，尤其涉及一种撬块式制氢转化炉。


背景技术：

2.随着国内外科技的发展，我国在天然气制氢方面取得了一定的发展成果。天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、co变换和氢气提纯四大单元组成：
3.(1)原料气处理单元：主要是天然气的脱硫，采用mno和zno脱硫剂脱去h2s和so2；原料气的处理量较大，因此在压缩原料气时，常选择较大的离心式压缩机。
4.(2)蒸汽转化单元：以水蒸气为氧化剂，在镍催化剂的作用下将烃类物质转化，得到制取氢气的转化气；转化炉的型式、结构各有特点，上、下集气管的结构、热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。虽然对流段换热器的设置不同，但在蒸汽转化单元都采用了高温转化以及相对较低水碳比的工艺操作参数设置，有利于转化深度的提高，从而节约原料消耗。
5.(3)co变换单元：转化炉送来的原料气含一定量的co，变换的作用是使 co在催化剂存在的条件下，与水蒸气反应而生成co2和h2；按照变换温度分，变换工艺可分为高温变换和中低温变换；近年来，由于注重对资源的节约，在变换单元的工艺设置上，开始采用co高温变换加中低温变换的两段变换工艺设置，以降低原料的消耗。
6.(4)氢气提纯单元：各制氢公司在工艺中已采用能耗较低的变压吸附 (psa)净化分离系统代替了能耗高的脱碳净化系统和甲烷化工序，实现节能和简化流程的目标，产出达到要求纯度的氢气。
7.但还存在着一定的问题，例如：
8.(1)传统的制氢转化炉制燃料成本高，直接制约了天然气制氢的发展。
9.(2)余热收集再利用不高，在制氢过程中烟道出口温度过高，导致很多热量浪费，烟道气出口温度仍然很高，浪费了大量热能。
10.(3)制氢需要高温反应，需要昂贵的设备，否则不能满足制氢需求，同时还需要大量的燃料气，让企业的制氢成本大增。
11.因此，小型制氢装置需要一种撬块式制氢转化炉结构来降低成本，以实现提高经济效益的目的。


技术实现要素：

12.本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种撬块式制氢转化炉。
13.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
14.提供一种撬块式制氢转化炉，包括：换热组件、呈方形的炉体、转化组件、若干燃烧组件以及烟道箱；
15.所述炉体的顶部开设有若干第一通孔以及若干第二通孔；所述燃烧组件贯穿所述第一通孔，并与所述炉体可拆卸连接；所述转化组件包括：若干贯穿所述第二通孔并与所述
炉体可拆卸连接的转化管、若干与所述转化管顶端密封连接的上集气支管、若干与所述转化管顶部侧壁密封连接的下集气支管、分别与若干所述上集气支管密封连接的上集气管以及分别与若干所述下集气支管密封连接的下集气管；
16.所述炉体的底部开设有通槽；所述烟道箱设于所述通槽内，并与所述炉体固定连接；所述烟道箱的侧壁上开设有若干烟气进口；所述烟道箱的端部设有烟气出口；所述换热组件套设于所述烟道箱内，并与所述烟道箱可拆卸连接，且所述换热组件远离所述烟气出口的一端延伸至所述炉体外。
17.优选地，所述燃烧组件设于所述炉体顶部的中心位置，所述燃烧组件以及所述转化管的数量按照生产规模确定；所述转化管可排成一排或两排，围绕所述燃烧组件均匀布置，保证能够受热均匀且反应充分即可。
18.优选地，所述烟道箱远离所述烟气出口的一端设有盖板，所述换热组件与所述盖板可拆卸连接。
19.更优选地，所述盖板上开设有两个第三通孔。
20.更优选地，所述换热组件远离所述烟气出口的一端开设有进气口以及出气口，且所述进气口以及所述出气口分别贯穿两个所述第三通孔。
21.优选地，所述转化管内设有催化剂。
22.优选地，所述转化管的底端至少低于所述烟道箱顶端所在的平面。
23.优选地，所述转化管与所述炉体的连接处设有密封组件。
24.优选地，所述上集气管的端部设有混合原料气进口。
25.优选地，所述下集气管的端部设有转化气出口。
26.更优选地，混合原料气进口与转化气出口位于不同的方位上。
27.本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
28.本实用新型的撬块式制氢转化炉结构适用于小型制氢装置，能够将天然气制氢集成撬块化；换热组件使得原料混合气能提前预热，极大地提高了装置的热能利用率；换热组件使得外部换热器的换热面积减小，换热器的尺寸缩小，保温需求减少，既减少了整个装置的占地面积，也减少了设备投资成本；在转化管内进行的热传递，可以利用辐射传递热能量，管内传热比管外传热具有更好的传热效果。
附图说明
29.图1为撬块式制氢转化炉结构的主视剖面结构示意图；
30.图2为撬块式制氢转化炉结构的侧视剖面结构示意图
31.图中的附图标记包括：
32.换热组件1；炉体2；转化管3；混合原料气进口4；转化气出口5；燃烧组件6；烟道箱7；烟气出口8；上集气管9；下集气管10。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提
下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
36.实施例
37.如图1-2所示，本实施例提供一种撬块式制氢转化炉，包括：换热组件1、呈方形的炉体2、转化组件、若干燃烧组件6以及烟道箱7；
38.所述炉体2的顶部开设有若干第一通孔以及若干第二通孔；所述燃烧组件6 贯穿所述第一通孔，并与所述炉体2可拆卸连接；所述转化组件包括：若干贯穿所述第二通孔并与所述炉体2可拆卸连接的转化管3、若干与所述转化管3顶端密封连接的上集气支管、若干与所述转化管3顶部侧壁密封连接的下集气支管、分别与若干所述上集气支管密封连接的上集气管9以及分别与若干所述下集气支管密封连接的下集气管10；所述转化管3内设有催化剂；所述转化管3与所述炉体2的连接处设有密封组件；所述上集气管9的端部设有混合原料气进口4；所述下集气管10的端部设有转化气出口5；所述混合原料气进口4与所述转化气出口5位于不同的方位上；
39.所述炉体2的底部开设有通槽；所述烟道箱7设于所述通槽内，并与所述炉体2固定连接；所述转化管3的底端至少低于所述烟道箱7顶端所在的平面；所述烟道箱7的侧壁上开设有若干烟气进口；所述烟道箱7的端部设有烟气出口8；所述烟道箱7远离所述烟气出口8的一端设有盖板，所述换热组件1与所述盖板可拆卸连接；所述盖板上开设有两个第三通孔；所述换热组件1套设于所述烟道箱7内，并与所述烟道箱7可拆卸连接，所述换热组件1远离所述烟气出口8的一端设有进气口以及出气口，且所述进气口以及所述出气口分别贯穿所述第三通孔并延伸至所述炉体2外。
40.使用时，混合原料气经炉体顶端的混合原料气进口进入转化管，燃烧组件的热能传递到转化管，使得混合原料气在转化管内进行充分反应并生成转化气，转化气再经过炉体顶部的转化气出口到下一部分的反应区；燃烧组件产生的烟气经烟道箱侧壁上的烟气进口进入到烟道箱内，对换热组件内的气体进行加热，使得烟气余热得到充分利用；拆开烟道箱两端的盖板即可将换热组件抽出烟道箱，便于换热组件的后期维修；燃烧组件的数量按照生产规模确定，转化管可根据生产规模设置多个，排成一排或两排，围绕燃烧器均匀布置，以保证能够受热均匀，反应充分。
41.综上所述，本实用新型的撬块式制氢转化炉结构适用于小型制氢装置，能够将天然气制氢集成撬块化；换热组件使得原料混合气能提前预热，极大地提高了装置的热能利用率；换热组件使得外部换热器的换热面积减小，换热器的尺寸缩小，保温需求减少，既减少了整个装置的占地面积，也减少了设备投资成本；在转化管内进行的热传递，可以利用辐射传递热能量，管内传热比管外传热具有更好的传热效果。
42.以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。