一种制造氢混合燃气的方法及实施该方法的热裂解反应器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种制造氢混合燃气的方法及热裂解反应器，该方法包括：1)设置一个内装有热裂解室的金属壳体，热裂解室内填充陶瓷颗粒，热裂解室一侧连接汽化管，汽化管连接装有水和乙醇的液体储存箱，液体储存箱内的乙醇体积浓度为40—80％，热裂解室另一侧连接氢混合然气输出管道；2)对热裂解反应器加热至250℃以上；3)将液体储存箱内的液体送入汽化管反应，产生的混合蒸汽进入热裂解室；4)热裂解室内反应生成的氢混合燃气输出金属壳体外面。本发明方法能生产出对环境无污染、价格低、清洁的可再生的氢混合燃气，使含水乙醇转化为氢混合燃气的效率大幅提高，氢混合气中氢气的含量达67％，最高可达72％，特别适宜于在低气压条件下进行热裂解化学反应。
【专利说明】一种制造氢混合燃气的方法及实施该方法的热裂解反应器
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合燃气制备的【技术领域】，特别是一种利用水和乙醇制造氢混合燃气的方法及实施该方法的热裂解反应器。
【背景技术】
[0002]目前，利用生物质乙醇和水为原料制取氢混合燃气的方法主要有化学催化法、生物酶解法、等离子体重整法等。但上述三种方法所需要的反应条件复杂、反应设备较为复杂庞大，转换效率不高、产量低、很难在实际中应用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种利用水和乙醇制造氢混合燃气的方法，该方法能生产出对环境无污染、价格低、清洁的可再生的氢混合燃气，并且制造工艺简洁实用、装置轻便小巧，运行稳定可靠且动态响应快、原料转化率高、连续产量高、可直接应用于各种工业窑炉和各种发动机上，并且提供一种为实现该方法而专门设计的热裂解反应器。
[0004]本发明以如下技术方案解决上述技术问题:
[0005]本发明一种制造氢混合燃气的方法，它的操作步骤包括；
[0006]I)设置一个内装有热裂解室的金属壳体，金属壳体与加热装置连接，热裂解室内填充陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒由氧化铜、三氧化二铁、氧化铝按等分混合制成直径为0.5-1厘米的颗粒状，再对颗粒加热至1000°C保持30分钟烧结形成陶瓷颗粒；热裂解室的一侧连接汽化管，汽化管经液体输送装置连接装有水和乙醇的液体储存箱，液体储存箱内的乙醇体积浓度为40— 80%，热裂解室的另一侧连接氢混合然气输出管道；
[0007]2)通过加热装置将金属壳体内的温度加热至250°C以上，最好是250°C~800°C ；
[0008]3)将液体储存箱内的液体经液体输送装置输送入汽化管进行热汽化处理，反应产生的混合蒸汽进入热裂解室；
[0009]4)热裂解室内反应生成的氢混合燃气经氢混合然气输出管道输送出金属壳体外面。
[0010]实施上述制造氢混合燃气的热裂解反应器，它包括一个内装有热裂解室的带保温层金属壳体，所述热裂解室内填充有由氧化铜、三氧化二铁、氧化铝按等分混合制成直径为
0.5-1厘米的陶瓷颗粒，热裂解室一侧连接螺旋状汽化管，螺旋状汽化管另一端伸出金属壳体后与液体输送装置连接，液体输送装置的另一端与装有水和乙醇的液体储存箱连接，热裂解室的另一侧连接伸出金属壳体的氢混合然气输出管道；所述金属壳体上安装有对金属壳体内的螺旋状汽化管及热裂解室加热的加热装置。
[0011]所述金属壳体上安装有热电偶，热电偶与湿度显示器连接，以监控金属壳体内的温度情况。
[0012]所述螺旋状汽化管的截面为圆形，其内部安装有至少三根导热金属丝，以进一步加快螺旋状汽化管内的液体汽化速度。[0013]金属壳体的左右两侧分别设有连接口，靠近热裂解室一侧的连接口与发动机排气口相连接，另一侧的连接口与消声器相连接，实现利用发动机的余热对金属壳体内的螺旋状汽化管及热裂解室进行加热。
[0014]本发明具有如下有益效果:
[0015]I)节省资源使用，对环境无污染、价格低、可再生、实现能源的再生循环利用。
[0016]2)只需对热裂解反应器加热到250度以上，然后导入水和乙醇的混合液，水和乙醇的混合液在不锈钢螺旋状汽化管内汽化后进入热裂解室进行化学反应，再从氢混合燃气输出管道输出混合燃气；
[0017]3)可以把一个连接口与发动机排气口相连接，另一连接口与消声器相连接，利用发动机的余热对热裂反应器进行加热。不仅工艺极为简单实用，流程稳定可靠，而且具有响应速度快，可控制性好，连续产量高的特点，所制得的氢混合气可直接作为现有发动机和各种工业窑炉的燃料，从而解决石化燃料对环境污染的难题。
[0018]4)本发明设备结构简单、体积轻巧，所有乙醇蒸汽均能够通过热裂解室进行反应，使含水乙醇转化为氢混合燃气的效率大幅提高，氢混合气中氢气的含量达67%，最高可达72%，有效克服了催化重整制氢装置体积大，响应速度慢、催化剂容易中毒以及电晕放电、介质阻挡放电、针一板电极放电等现有技术中电离强度不高，乙醇重整效率低下，产量低的不足，特别适宜于在 低气压条件下进行热裂解化学反应。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是实施本发明方法采用的热裂解反应器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0021]本发明方法首先对液体储存箱内体积浓度为40— 80%的乙醇溶液进行热汽化处理，然后将所形成的乙醇蒸汽同步导入装满陶瓷颗粒的热裂解室中进行反应，从该裂解室中输出的即为氢混合燃气。
[0022]为实现上述方法专门设计的热裂解反应器包括一个内装有热裂解室4的带保温层金属壳体11，所述热裂解室4内填充有由氧化铜、三氧化二铁、氧化铝按等分混合制成直径为0.5-1厘米的陶瓷颗粒，热裂解室4 一侧连接不锈钢螺旋状汽化管12，螺旋状汽化管12另一端伸出金属壳体后与液体输送装置2的出口端连接，液体输送装置2的另一端与装有水和乙醇的液体储存箱I连接，热裂解室4的另一侧连接伸出金属壳体11外的氢混合然气输出管道5 ;加热装置8与金属外壳11连接，金属壳体11上安装有热电偶6，热电偶6经导线与温度显示器7相连接，热电偶6另一端插进金属壳体11内腔。
[0023]所述金属壳体11的左右两侧分别设有连接口 9和连接口 10，靠近热裂解室一侧的连接口 9与发动机排气口相连接，另一侧的连接口 10与消声器相连接，实现利用发动机的余热对金属壳体内的螺旋状汽化管及热裂解室进行加热。
[0024]所述螺旋状汽化管12的截面为圆形，其内部安装有3~10根导热金属丝3，以进一步加快螺旋状汽化管内的液体汽化速度。所述导热金属丝直径为0.5-1.0 mm，其成份为铁、铝、铜、镍、铬金属丝中一种或几种组合。[0025]本发明中所述的陶瓷颗粒由氧化铜、三氧化二铁、氧化铝按重量份为1:1:1混合制成直径为0.5-1厘米的颗粒状，再对颗粒加热至1000°C保持30分钟烧结形成陶瓷颗粒。
[0026]本发明方法实施过程如下:
[0027]先用加热装置8对金属壳体11内部进行加热，当温度显示器7显示金属壳体11内的温度达到250 V时，液体储存箱I中的水和乙醇混合液通过液体输送装置2输送到内置有金属导热丝3的螺旋状汽化管12，在汽化管内形成的水和乙醇混合蒸汽进入热裂解室4，在热裂解室4内的反应式如下:
[0028]CH3CH20H+2H20 = 5H2+C0+C02,
[0029]CH3CH2OH = C0+CH4+H2
[0030]在热裂解室4内产生的氢混合燃气从氢混合然气输出管道5导出。
[0031]以下是本发明方法的实施例:
[0032]实例1:
[0033]利用电加热装置对金属壳体内部进行加热，当金属壳体11内的温度达到450°C时，液体输送装置以每小时6升的速度分别把乙醇体积浓度为40^^60^^80%的混合溶液输送至汽化管，从氢混合然气输出管道5导出的氢混合燃气的组分如下表:
[0034]
【权利要求】
1.一种制造氢混合燃气的方法，其特征在于，它的操作步骤包括； 1)设置一个内装有热裂解室的金属壳体，金属壳体与加热装置连接，热裂解室内填充陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒由氧化铜、三氧化二铁、氧化铝按等分混合制成直径为0.5-1厘米的颗粒状，再对颗粒加热至1000°C保持30分钟烧结形成陶瓷颗粒；热裂解室的一侧连接汽化管，汽化管经液体输送装置连接装有水和乙醇的液体储存箱，液体储存箱内的乙醇体积浓度为40— 80%，热裂解室的另一侧连接氢混合然气输出管道； 2)通过加热装置将金属壳体内的温度加热至250°C以上； 3)将液体储存箱内的液体经液体输送装置输送入汽化管进行热汽化处理，产生的混合蒸汽进入热裂解室； 4)热裂解室内反应生成的氢混合燃气经氢混合然气输出管道输送出金属壳体外面。
2.根据权利要求1所述制造氢混合燃气的方法，其特征在于，所述步骤2)中，将金属壳体内的温度加热至250°C~800°C。
3.—种制造氢混合燃气的热裂解反应器，其特征在于，它包括一个内装有热裂解室的带保温层金属壳体，所述热裂解室内填充有由氧化铜、三氧化二铁、氧化铝按等分混合制成直径为0.5~I厘米的陶瓷颗粒，热裂解室一侧连接螺旋状汽化管，螺旋状汽化管另一端伸出金属壳体后与液体输送装置连接，液体输送装置的另一端与装有水和乙醇的液体储存箱连接，热裂解室的另一侧连接伸出金属壳体的氢混合然气输出管道；所述金属壳体上安装有对金属壳体内的螺旋状汽化管及热裂解室加热的加热装置。
4.根据权利要求3所述制造氢混合燃气的热裂解反应器，其特征在于，所述金属壳体上安装有热电偶，热电偶与湿度显示器连接，以监控金属壳体内的温度情况。
5.根据权利要求3或4所述制造氢混合燃气的热裂解反应器，其特征在于，所述螺旋状汽化管 的截面为圆形，其内部安装有至少三根导热金属丝，以进一步加快螺旋状汽化管内的液体汽化速度。
6.根据权利要求3或4所述制造氢混合燃气的热裂解反应器，其特征在于，金属壳体的左右两侧分别设有连接口，靠近热裂解室一侧的连接口与发动机排气口相连接，另一侧的连接口与消声器相连接，实现利用发动机的余热对金属壳体内的螺旋状汽化管及热裂解室进行加热。
【文档编号】C01B3/32GK103922281SQ201410201057
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】陈照生 申请人:陈照生