一种连续式秸秆超临界水制氢装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种连续式秸杆超临界水制氢装置，属于化学反应装置技术领域。
【背景技术】
[0002]农作物秸杆是粮食生产的主要副产物，它通常是指农作物在获取主要产物质后剩留下来的地上部分的茎叶或藤蔓，约占作物生物量的50%，主要是各种禾木科作物秸杆和豆科类作物秸杆，是一类极丰富的能直接利用的可再生纤维素资源。中国秸杆资源化技术呈现多元化发展，如秸杆还田、制有机肥料、秸杆气化及压块燃料、动物饲料、作造纸业和纺织业的原料及秸杆培养食用菌等等。但与西方某些国家相比还有相当大的差距，相当多的一部分农作物秸杆仍被弃置在田间地头和河沟，或者焚烧。充分合理有效地利用农作物秸杆天然资源，对当代农业的发展及环境保护，减少粮食及石油资源的使用，都具有重要的意义。
[0003]秸杆作为可再生能源，其主要成分为纤维素、半纤维素和木质素等，是富含碳、氢元素的主要资源之一。秸杆的可再生性，氢氧燃料电池的高效率和环境友好特征，使秸杆制氢技术逐渐成为人们关注的焦点。秸杆超临界水制氢技术作为一种极具潜力的新型、高效制氢技术，与传统制氢技术相比，秸杆超临界制氢技术具有环境友好、原料丰富及能量转化效率高等特点。
[0004]目前，秸杆超临界水制氢反应装置主要有间歇式和连续式两种。间歇式反应装置具有结构简单、不需要高压流体栗送样装置，具有较强的适应性，但不能连续生产，效率低，连续式反应装置虽可弥补间歇式反应装置的缺陷，并可实现连续化生产，但仍存在着温度较难均一的问题，为防止在较低温度下，原料生成更难以转化的中间产物，反应体系的快速升温通常是必需的。故此开发一种连续且高效的秸杆超临界水制氢装置是必要的。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种连续式秸杆超临界水制氢装置，以用于解决现有连续式反应装置中装置多、温度难均一且热利用率低的问题。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种连续式秸杆超临界水制氢装置，包括进料斗1、阀门I 2、阀门II 3、料腔II 4、活塞II 5、水腔II 6、送料装置7、阀门IV 8、阀门III 9、料腔I 10、活塞I 11、阀门V 12、阀门VII 13、水腔I 14、阀门VI 15、阀门VID 16、高压计量栗17、水箱18、集液罐19、反应环管20、预热管21、气液分离器22、提纯器23、集气罐24 ;
[0007]所述送料装置7由中间板分成上下两个相等且独立的空间，上空间由活塞I 11隔成料腔I 10和水腔I 14，下空间由活塞II 5隔成料腔II 4和水腔II 6 ;
[0008]进料斗1分别通过阀门I 2和阀门II 3接入料腔I 10和料腔II 4，料腔I 10和料腔II 4又分别通过阀门III 9和阀门IV 8接入预热管21，水箱18分别通过阀门V 12和阀门VI 15接入水腔I 14和水腔II 6，高压计量栗17 —端接水箱18，高压计量栗17另一端接入预热管21以及分别通过阀门VII 13和阀门VID 16接入水腔I 14和水腔II 6 ;
[0009]预热管21与反应环管20相连，预热管21的出口 28连接气液分离器22，气液分离器22分别连接提纯器23和集液罐19，提纯器23连接集气罐24。
[0010]所述预热管21由进口 25、预热内管26、预热外管27、出口 28组成，反应环管20形状为不规则环形，由环管内管29、加热丝30和保温层31组成；其中加热丝30均匀布置于环管内管29内，预热管21的预热内管26与环管内管29入口相连，环管内管29出口连接预热管21的进口 25。
[0011]本实用新型的工作原理是:
[0012]以下所述原料为秸杆原液和一定比例催化剂，装置启动前，所有阀门均处关闭状态，开始启动时，反应环管20中的加热丝30开始加热，打开阀门I 2和阀门II 3通过进料斗1将原料输入料腔I 10和料腔II 4，装好后，关闭阀门I 2和II 3，打开阀门VII13和阀门1119，启动高压计量栗17，将水直接栗入预热管21中，同时将水栗入水腔I 14推动活塞11向上，将料腔I 10中的原料压入预热管21中，当料腔I 10中的原料压完后，打开阀门IV 8和阀门VID 16，关闭阀门III9和阀门VII13，同时打开阀门I 2和阀门V 12，此时水被栗入水腔II 6推动活塞5将料腔II 4中的原料压入预热管21中，同时由进料斗1向料腔I 10装入原料，同时水腔I 14中的水压回水箱18中，如此反复切换送料实现连续反应；水和原料进入预热管21中的内管26预热后，进入反应环管20，在此快速升温进行反应，反应完后产物进入预热管26的外管27，用于加热预热管26的内管26中水和原料，热交换后的产物进入气液分离器22中进行分离，分离出来的液相物进入集液罐19中，分离出来的气相物进入提纯器23中提纯后，纯净的氢气进入集气罐24中收集。
[0013]本实用新型的有益效果是:该装置在一个送料装置中实现了切换连续送料，节省了设备；反应环管设计成环形是为了在将反应产物送回预热器时减少热量损失；环管内加热丝的均匀布置保证管内温度均一；预热管的设计使反应产物的热量得到回收利用，同时预热反应物能使其在反应时迅速达到所需温度；本装置具有结构简单、使用方便、热利用率高以及生产效率高等特点。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型预热管的结构示意图；
[0016]图3为本实用新型反应环管的结构示意图；
[0017]图中各标号:1-进料斗，2-阀门I，3-阀门II，4-料腔II，5-活塞II，6-水腔II，7-送料装置，8-阀门IV，9-阀门III，10-料腔I，11_活塞I，12-阀门V，13-阀门VII，14-水腔I，15-阀门VI，16-阀门厕，17-高压计量栗，18-水箱，19-集液罐，20-反应环管，21-预热管，22-气液分离器，23-提纯器，24-集气罐，25-进口，26-预热内管，27-预热外管，28-出口，29-环管内管，30-加热丝，31-保温层。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:如图1-3所示，一种连续式秸杆超临界水制氢装置，包括进料斗1、阀门I 2、