一种灵活的煤气制氢设备的制作方法

文档序号:15263000发布日期:2018-08-24 22:08阅读:140来源:国知局

本发明涉及制氢领域,具体涉及一种灵活的煤气制氢设备。



背景技术:

随着科技的发展,社会的进步,国家一直促进高科技的发展,煤气制氢技术是国家重点发展的对象,在传统的煤气制氢领域中,往往使用不完全燃烧产生的煤气与水蒸气进行反应,生成氢气及其他其他气体产物,传统的灵活的煤气制氢设备存在反应控制困难的问题且不能有效回收多余能量,此设备很大程度上解决了此问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种灵活的煤气制氢设备,能够克服现有技术的上述缺陷。

根据本发明,本发明设备的一种灵活的煤气制氢设备,包括固设于地面的箱体a,所述箱体a内设置有反应腔,所述反应腔左端壁内连通设置有向外延伸出外部空间的管道a,所述管道a上端面连通设置有阀门a,所述阀门a上端面连通设置有管道b,所述反应腔左端壁内固设有电热丝,所述反应腔左右端壁之间固设有过滤网,所述过滤网内固设有散发箱,所述散发箱与所述反应腔下端壁固定,所述散发箱内设置有开口朝下的散发腔,所述散发腔左右端壁连通设置有左右对称的开口,所述开口与所述反应腔连通,所述散发腔左右端壁之间可滑动的设置有推板,所述推板上端面固设有缓冲垫,所述推板上端面固设有贯穿所述缓冲垫且向上延伸的通杆,所述通杆可滑动的穿过所述散发腔上端壁并延伸出外部空间,所述箱体a上端面固设有固块,所述固块上端面固设有滑箱,所述滑箱内设置有开口朝左的齿轮腔,所述齿轮腔上端壁内固设有电机,所述电机的输出轴下端面固设有主动齿轮,所述齿轮腔左侧连通设置有位于所述滑箱内且上下贯穿的穿孔,所述穿孔左侧连通设置有位于所述滑箱内的回转腔,所述通杆贯穿所述穿孔且所述通杆外表面螺纹配合连接设置有从动齿轮,所述从动齿轮与所述回转腔上下端壁及所述齿轮腔上下端壁滚动配合连接,所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合,所述滑箱上端面固设有向上延伸的固杆,所述固杆左端面可滑动的设置有转块,所述通杆与所述转块固定,所述反应腔下方设置有位于所述箱体a内的燃烧腔,所述燃烧腔右端壁内连通设置有向右延伸出外部空间的管道c和管道e,所述管道c右端面连通设置有阀门b,所述阀门b右端面连通设置有连管,所述管道e右端面连通设置有阀门c,所述阀门c右端面连通设置有管道f,所述燃烧腔上端壁内连通设置有与所述散发腔连通的蒸汽管,所述蒸汽管下端面连通设置有位于所述燃烧腔内的蒸汽阀,所述蒸汽阀下端面连通设置有锥型吸块,所述锥型吸块下端面连通设置有蒸发箱,所述蒸发箱内设置有开口朝上的蒸发腔,所述蒸发腔和所述管道c连通,所述反应腔右侧设置有位于所述箱体a内的水热散发腔,所述水热散发腔上端壁内固设有防水垫,所述燃烧腔右端壁内连通设置有管道f,所述管道f上端面连通设置有阀门d,所述阀门d上端面连通设置有贯穿所述水热散发腔的散热管,所述散热管贯穿所述防水垫且延伸出外部空间,所述散热管上端面连通设置有阀门e,所述阀门e上端面连通设置管道h,所述水热散发腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道i和管道j,所述箱体a右侧设置有传热箱,所述传热箱内设置有传热腔,所述管道i向右伸入所述传热腔内且在所述传热腔内弯折并向左伸出外部空间,所述管道j右端面连通设置有将所述管道i连通的循环泵,所述传热腔右端壁内连通设置有向右延伸的管道k和管道m,所述管道k右端面连通设置有阀门f,所述阀门f右端面连通设置有管道l,所述传热箱右侧设置有散热箱,所述散热箱内设置有开口朝上的风腔,所述管道l伸入所述风腔内且所述管道l右端面连通设置有散热片,所述管道m伸入所述风腔内且所述散热片和管道m连通,所述风腔下端壁内连通设置有左右对称的进气管,所述进气管向下延伸出外部看空间且所述进气管下端面连通设置有空压机,所述反应腔左侧设置有位于所述箱体a内的储气腔,所述储气腔上端壁内连通设置有向上延伸的管道n,所述管道n上端面连通设置有阀门g,所述阀门g上端面连通设置有管道o,所述储气腔下端壁连通设置有向右延伸的管道p,向右延伸的所述管道p上端面连通设置有阀门i,所述阀门i上端面连通设置有伸入所述燃烧腔内的喷焰头,所述喷焰头与所述蒸发箱相对,所述管道p右侧连通设置有管道q,所述管道q右端面连通设置有阀门h,所述阀门h右端面连通设置有管道r,所述管道r与所述反应腔连通,所述箱体a左侧面顶部设置有照明装置。

进一步的技术方案,所述过滤网为格网式结构,作为阻挡结构,增加所述反应腔内气体分子的碰撞,从而增加了设备的工作效率。

进一步的技术方案,所述回转腔上下端壁与所述齿轮腔上下端壁及所述从动齿轮之间可滚动的设置有滚珠,使所述从动齿轮在所述回转腔、穿孔和齿轮腔内滚动,从而提高了设备的稳定性。

进一步的技术方案,所述循环泵为自吸式循环泵,将所述水热散发腔内的水液循环进行热交换,从而提高了设备的灵活性。

进一步的技术方案,所述散热片为网状分布,将所述散热片内的传热介质内的热量散发出来,从而提高了设备的传热效率。

进一步的技术方案,所述照明装置包括固定设置在所述箱体a左侧面的照明灯座,所述照明灯座顶部固定设置有照明灯,所述照明灯和电源电连接。

本发明的有益效果是:

由于本发明设备在初始状态时,所述电热丝、循环泵、喷焰头、空压机和电机处于停止工作状态,所述阀门a、蒸汽阀、阀门b、阀门c、阀门d、阀门e、阀门f、阀门h、阀门i和阀门g处于关闭状态,从而使个动作结构处于初始状态,有利于后续的维修与安装。

当设备运行时,所述阀门g打开,将所述储气腔内充满煤气,所述阀门i打开,使煤气由所述喷焰头向外喷出且点燃,所述阀门c打开,将空气由所述管道f、阀门c和管道e通入所述燃烧腔内维持煤气的燃烧,所述阀门b打开,将液态水由所述连管、阀门b和管道c通入所述蒸发腔内,所述蒸发腔内的液态水加热后形成高温水蒸气由所述锥型吸块、蒸汽阀和蒸汽管进入所述散发腔内,并由所述开口溢出到所述反应腔内,所述阀门h打开,将煤气通入所述反应腔内,所述电热丝根据所述反应腔内的温度调整进行间歇工作,使所述反应腔内的煤气与水蒸气反应,生产氢气等产物,并由所述过滤网向上扩散,所述阀门a打开,将氢气等气体由所述反应腔、管道a、阀门a和管道b通入收集装置,再进行进一步的提取,所述循环泵工作使所述水热散发腔内的水液进行循环,所述阀门d和阀门e打开,将所述燃烧腔内的高温气体由所述管道f、阀门d、散热管、阀门e和管道h通入外部空间回收装置,高温气体的热量由所述管道i带入所述传热腔内,所述传热腔内的传热介质加热后流入所述管道k内,所述阀门f打开,使传热介质进入所述管道l内,并在所述散热片内扩散,所述空压机工作,沿着所述进气管向所述风腔内吹风,将所述散热片散发的热量向上扩散,散发完热量的传热介质由所述管道m重新回到所述传热腔内,从而实现了利用煤气加热液态水生产水蒸气并且将液态水用于与煤气进行反应生产氢气,并且利用一系列结构实现了热量的高效回收,并利用在室内取暖。

当需要调节反应速度时,所述电机驱动所述主动齿轮转动,所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合,使所述从动齿轮在所述回转腔和齿轮腔内转动,由于所述通杆与所述从动齿轮螺纹配合连接,且所述转块与所述固杆滑动配合连接,则所述通杆产生上下移动,使所述推板进行上下移动,通过所述推板遮挡所述开口的开口程度,进而控制反应速度的调节,从而提高了设备的反应调节性。

当设备稳定运行时,所述阀门g打开,将更多的煤气由所述管道o、阀门g和管道n通入所述储气腔内,即可实现连续工作,从而提高了设备的连续工作性。

本发明设备结构简单,使用方便,此设备采用煤气燃烧产生高温蒸汽实现煤气与高温蒸汽产生氢气,并且采用可控制反应速度的结构实现了反应速度的调节,且在反应过程中利用液态水和传热介质实现了多余热量的回收,从而提高了设备的可靠性。

以上所述,仅为发明的具体实施方式,但发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在发明的保护范围之内。因此,发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种灵活的煤气制氢设备的整体结构示意图;

图2是图1中a的放大示意图;

图3是图1中b的放大示意图;

图4是图1中c-c方向的示意图;

图5是图1中d-d方向的示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1-5所示,本发明的一种灵活的煤气制氢设备,包括固设于地面的箱体a100,所述箱体a100内设置有反应腔111,所述反应腔111左端壁内连通设置有向外延伸出外部空间的管道a108,所述管道a108上端面连通设置有阀门a109,所述阀门a109上端面连通设置有管道b110,所述反应腔111左端壁内固设有电热丝200,所述反应腔111左右端壁之间固设有过滤网201,所述过滤网201内固设有散发箱203,所述散发箱203与所述反应腔111下端壁固定,所述散发箱203内设置有开口朝下的散发腔206,所述散发腔206左右端壁连通设置有左右对称的开口205,所述开口205与所述反应腔111连通,所述散发腔206左右端壁之间可滑动的设置有推板204,所述推板204上端面固设有缓冲垫202,所述推板204上端面固设有贯穿所述缓冲垫202且向上延伸的通杆,所述通杆可滑动的穿过所述散发腔206上端壁并延伸出外部空间,所述箱体a100上端面固设有固块300,所述固块300上端面固设有滑箱304,所述滑箱304内设置有开口朝左的齿轮腔301,所述齿轮腔301上端壁内固设有电机303,所述电机303的输出轴下端面固设有主动齿轮302,所述齿轮腔301左侧连通设置有位于所述滑箱304内且上下贯穿的穿孔307,所述穿孔307左侧连通设置有位于所述滑箱304内的回转腔305,所述通杆贯穿所述穿孔307且所述通杆外表面螺纹配合连接设置有从动齿轮306,所述从动齿轮306与所述回转腔305上下端壁及所述齿轮腔301上下端壁滚动配合连接,所述从动齿轮306与所述主动齿轮302啮合,所述滑箱304上端面固设有向上延伸的固杆113,所述固杆113左端面可滑动的设置有转块112,所述通杆与所述转块112固定,所述反应腔111下方设置有位于所述箱体a100内的燃烧腔145,所述燃烧腔145右端壁内连通设置有向右延伸出外部空间的管道c138和管道e144,所述管道c138右端面连通设置有阀门b139,所述阀门b139右端面连通设置有连管140,所述管道e144右端面连通设置有阀门c142,所述阀门c142右端面连通设置有管道f141,所述燃烧腔145上端壁内连通设置有与所述散发腔206连通的蒸汽管207,所述蒸汽管207下端面连通设置有位于所述燃烧腔145内的蒸汽阀208,所述蒸汽阀208下端面连通设置有锥型吸块143,所述锥型吸块143下端面连通设置有蒸发箱149,所述蒸发箱149内设置有开口朝上的蒸发腔137,所述蒸发腔137和所述管道c138连通,所述反应腔111右侧设置有位于所述箱体a100内的水热散发腔131,所述水热散发腔131上端壁内固设有防水垫116,所述燃烧腔145右端壁内连通设置有管道f136,所述管道f136上端面连通设置有阀门d135,所述阀门d135上端面连通设置有贯穿所述水热散发腔131的散热管134,所述散热管134贯穿所述防水垫116且延伸出外部空间,所述散热管134上端面连通设置有阀门e115,所述阀门e115上端面连通设置管道h114,所述水热散发腔131右端壁内连通设置有向右延伸的管道i117和管道j132,所述箱体a100右侧设置有传热箱118,所述传热箱118内设置有传热腔119,所述管道i117向右伸入所述传热腔119内且在所述传热腔119内弯折并向左伸出外部空间,所述管道j132右端面连通设置有将所述管道i117连通的循环泵133,所述传热腔119右端壁内连通设置有向右延伸的管道k120和管道m128,所述管道k120右端面连通设置有阀门f121,所述阀门f121右端面连通设置有管道l122,所述传热箱118右侧设置有散热箱125,所述散热箱125内设置有开口朝上的风腔123,所述管道l122伸入所述风腔123内且所述管道l122右端面连通设置有散热片124,所述管道m128伸入所述风腔123内且所述散热片124和管道m128连通,所述风腔123下端壁内连通设置有左右对称的进气管126,所述进气管126向下延伸出外部看空间且所述进气管126下端面连通设置有空压机127,所述反应腔111左侧设置有位于所述箱体a100内的储气腔104,所述储气腔104上端壁内连通设置有向上延伸的管道n105,所述管道n105上端面连通设置有阀门g106,所述阀门g106上端面连通设置有管道o107,所述储气腔104下端壁连通设置有向右延伸的管道p101,向右延伸的所述管道p101上端面连通设置有阀门i146,所述阀门i146上端面连通设置有伸入所述燃烧腔145内的喷焰头147,所述喷焰头147与所述蒸发箱149相对,所述管道p101右侧连通设置有管道q102,所述管道q102右端面连通设置有阀门h103,所述阀门h103右端面连通设置有管道r150,所述管道r150与所述反应腔111连通,所述箱体a100左侧面顶部设置有照明装置。

有益地,其中,所述过滤网201为格网式结构,作为阻挡结构,增加所述反应腔111内气体分子的碰撞,从而增加了设备的工作效率。

有益地,其中,所述回转腔305上下端壁与所述齿轮腔301上下端壁及所述从动齿轮306之间可滚动的设置有滚珠,使所述从动齿轮306在所述回转腔305、穿孔307和齿轮腔301内滚动,从而提高了设备的稳定性。

有益地,其中,所述循环泵133为自吸式循环泵,将所述水热散发腔131内的水液循环进行热交换,从而提高了设备的灵活性。

有益地,其中,所述散热片124为网状分布,将所述散热片124内的传热介质内的热量散发出来,从而提高了设备的传热效率。

有益地,其中,所述照明装置包括固定设置在所述箱体a100左侧面的照明灯座501,所述照明灯座501顶部固定设置有照明灯502,所述照明灯502和电源电连接,所述照明装置方便夜间作业。

本发明设备在初始状态时,所述电热丝200、循环泵133、喷焰头147、空压机127和电机303处于停止工作状态,所述阀门a109、蒸汽阀208、阀门b139、阀门c142、阀门d135、阀门e115、阀门f121、阀门h103、阀门i146和阀门g106处于关闭状态。

当设备运行时,所述阀门g106打开,将所述储气腔104内充满煤气,所述阀门i146打开,使煤气由所述喷焰头147向外喷出且点燃,所述阀门c142打开,将空气由所述管道f141、阀门c142和管道e144通入所述燃烧腔145内维持煤气的燃烧,所述阀门b139打开,将液态水由所述连管140、阀门b139和管道c138通入所述蒸发腔137内,所述蒸发腔137内的液态水加热后形成高温水蒸气由所述锥型吸块143、蒸汽阀208和蒸汽管207进入所述散发腔206内,并由所述开口205溢出到所述反应腔111内,所述阀门h103打开,将煤气通入所述反应腔111内,所述电热丝200根据所述反应腔111内的温度调整进行间歇工作,使所述反应腔111内的煤气与水蒸气反应,生产氢气等产物,并由所述过滤网201向上扩散,所述阀门a109打开,将氢气等气体由所述反应腔111、管道a108、阀门a109和管道b110通入收集装置,再进行进一步的提取,所述循环泵133工作使所述水热散发腔131内的水液进行循环,所述阀门d135和阀门e115打开,将所述燃烧腔145内的高温气体由所述管道f136、阀门d135、散热管134、阀门e115和管道h114通入外部空间回收装置,高温气体的热量由所述管道i117带入所述传热腔119内,所述传热腔119内的传热介质加热后流入所述管道k120内,所述阀门f121打开,使传热介质进入所述管道l122内,并在所述散热片124内扩散,所述空压机127工作,沿着所述进气管126向所述风腔123内吹风,将所述散热片124散发的热量向上扩散,散发完热量的传热介质由所述管道m128重新回到所述传热腔119内。

当需要调节反应速度时,所述电机303驱动所述主动齿轮302转动,所述主动齿轮302与所述从动齿轮306啮合,使所述从动齿轮306在所述回转腔305和齿轮腔301内转动,由于所述通杆与所述从动齿轮306螺纹配合连接,且所述转块112与所述固杆113滑动配合连接,则所述通杆产生上下移动,使所述推板204进行上下移动,通过所述推板204遮挡所述开口205的开口程度,进而控制反应速度的调节。

当设备稳定运行时,所述阀门g106打开,将更多的煤气由所述管道o107、阀门g106和管道n105通入所述储气腔104内,即可实现连续工作。

本发明的有益效果是:由于本发明设备在初始状态时,所述电热丝、循环泵、喷焰头、空压机和电机处于停止工作状态,所述阀门a、蒸汽阀、阀门b、阀门c、阀门d、阀门e、阀门f、阀门h、阀门i和阀门g处于关闭状态,从而使个动作结构处于初始状态,有利于后续的维修与安装。

当设备运行时,所述阀门g打开,将所述储气腔内充满煤气,所述阀门i打开,使煤气由所述喷焰头向外喷出且点燃,所述阀门c打开,将空气由所述管道f、阀门c和管道e通入所述燃烧腔内维持煤气的燃烧,所述阀门b打开,将液态水由所述连管、阀门b和管道c通入所述蒸发腔内,所述蒸发腔内的液态水加热后形成高温水蒸气由所述锥型吸块、蒸汽阀和蒸汽管进入所述散发腔内,并由所述开口溢出到所述反应腔内,所述阀门h打开,将煤气通入所述反应腔内,所述电热丝根据所述反应腔内的温度调整进行间歇工作,使所述反应腔内的煤气与水蒸气反应,生产氢气等产物,并由所述过滤网向上扩散,所述阀门a打开,将氢气等气体由所述反应腔、管道a、阀门a和管道b通入收集装置,再进行进一步的提取,所述循环泵工作使所述水热散发腔内的水液进行循环,所述阀门d和阀门e打开,将所述燃烧腔内的高温气体由所述管道f、阀门d、散热管、阀门e和管道h通入外部空间回收装置,高温气体的热量由所述管道i带入所述传热腔内,所述传热腔内的传热介质加热后流入所述管道k内,所述阀门f打开,使传热介质进入所述管道l内,并在所述散热片内扩散,所述空压机工作,沿着所述进气管向所述风腔内吹风,将所述散热片散发的热量向上扩散,散发完热量的传热介质由所述管道m重新回到所述传热腔内,从而实现了利用煤气加热液态水生产水蒸气并且将液态水用于与煤气进行反应生产氢气,并且利用一系列结构实现了热量的高效回收,并利用在室内取暖。

当需要调节反应速度时,所述电机驱动所述主动齿轮转动,所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合,使所述从动齿轮在所述回转腔和齿轮腔内转动,由于所述通杆与所述从动齿轮螺纹配合连接,且所述转块与所述固杆滑动配合连接,则所述通杆产生上下移动,使所述推板进行上下移动,通过所述推板遮挡所述开口的开口程度,进而控制反应速度的调节,从而提高了设备的反应调节性。

当设备稳定运行时,所述阀门g打开,将更多的煤气由所述管道o、阀门g和管道n通入所述储气腔内,即可实现连续工作,从而提高了设备的连续工作性。

本发明设备结构简单,使用方便,此设备采用煤气燃烧产生高温蒸汽实现煤气与高温蒸汽产生氢气,并且采用可控制反应速度的结构实现了反应速度的调节,且在反应过程中利用液态水和传热介质实现了多余热量的回收,从而提高了设备的可靠性。

以上所述,仅为发明的具体实施方式,但发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在发明的保护范围之内。因此,发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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