用于甲醇水制氢的内炉加热装置的制作方法

1.本实用新型涉及甲醇水制氢技术领域，具体涉及一种用于甲醇水制氢的内炉加热装置。


背景技术：

2.随着碳达峰、碳中和目标的提出，新能源的发展已被推上风口浪尖。当前，氢能作为新能源的发展方向之一，具有燃烧性能好、热值高、洁净环保等优势。以氢能源汽车为例，其利用氢气作为燃料电池的阳极燃料，能够将化学能直接转化成电能，然后为汽车提供动能。
3.制氢的方式有很多，其中包括甲醇水重整制氢，甲醇水重整制氢的工艺过程为：甲醇水送入气化室，加热装置对气化室加热，甲醇水在气化室内受热气化后进入重整室，然后在重整室内制备出含氢的重整气体，最后通过提纯即可制备出氢气。
4.传统加热装置主要以电加热方式为主，即：应用电阻丝缠绕加热，该过程首先是锂电储能，再通过储能电池放电加热，这样电能几次转化损耗极大，用电加热裂解甲醇制氢发电的功率减少35％，即100千瓦的燃料电池只有65千瓦用于做功(暂不计算燃料电池的转化率)，能量损失较多，所以成本较高。
5.另一方面，为防备气化室在高温下被氧化产生氧化物进入重整系统产生堵塞，所以电加热不能直接全面长时间对汽化系统进行加热，需要间断地通电加热，从而导致电加热速度慢，气化时间延长。
6.另一方面，由于电阻丝缠绕加热是局部加热，对整个系统(封闭腔室)热能传递速度慢，加热效率低，导致冷启动时间特长，出氢速度慢，目前甲醇水制氢冷启动都在6-10小时之间，关闭时间在4-8小时不等，对于汽车氢能应用价值较低。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型提供一种用于甲醇水制氢的内炉加热装置，用以解决甲醇水重整制氢中加热装置所存在的上述问题。
8.能够显著改善甲醇水制氢系统的加热效率。
9.为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：
10.一种用于甲醇水制氢的内炉加热装置，其关键在于：包括基体，所述基体上设有均为环形结构的燃烧管和燃料暂存腔室，所述燃烧管位于燃料暂存腔室所围成的区域内，所述燃烧管的上端分布有喷火孔，所述燃料暂存腔室与燃烧管之间连接有四根供液管，所述供液管一端连接在燃料暂存腔室内侧侧壁，另一端连接在燃烧管内侧侧壁，所述供液管中部位于燃烧管上方，四根所述供液管在基体水平方向的投影呈“井”字型结构。
11.作为优选：所述燃烧管和燃料暂存腔室的轴心线重合。
12.作为优选：所述供液管为耐高温金属管。
13.作为优选：所述燃料暂存腔室的上端高于燃烧管的上端，所述供液管倾斜设置在
燃烧管与燃料暂存腔室之间。
14.作为优选：所述燃料暂存腔室的外侧分布有连接件。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、将内炉加热装置布置在气化室下方后，能够以燃烧方式对甲醇重整制氢系统提供加热，比传统的电加热效率更高、冷启动时间更短、出氢更快。
17.2、由于供液管跨过燃烧管的上方，加热装置点燃启动后，燃烧管向上喷出的火焰可对供液管内部的液体燃料进行预热，以提高燃料的燃烧效率，从而提升制氢系统的加热效率，减少系统启动时间。
18.3、燃料暂存腔室环绕在燃烧管周向，也可以起到预热液体燃料的作用。
19.4、四根供液管形成井字形编织结构，使得内炉加热装置具有更可靠的结构强度，从而保证甲醇水制氢系统应用于车辆时，具有更好的抗颠簸性能。
附图说明
20.图1为甲醇水制氢系统中加热装置的俯视图；
21.图2为内炉加热装置俯视视角下的局部结构示意图；
22.图3为图1所示的加热装置在甲醇气化室下方的剖视图。
具体实施方式
23.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
24.如图1和2所示，一种用于甲醇水制氢的内炉加热装置，内炉加热装置包括基体1，基体1上设有燃烧管2和燃料暂存腔室3，燃烧管2和燃料暂存腔室3均为环形结构，燃烧管2位于燃料暂存腔室3所围成的区域内，且燃烧管2与燃料暂存腔室3之间构成同心圆结构布局。
25.燃料暂存腔室3与燃烧管2之间通过供液管4连通，供液管4一端连接在燃料暂存腔室3内侧侧壁，另一端连接在燃烧管2内侧侧壁，供液管4中部位于燃烧管2上方，燃烧管2的上端分布有喷火孔2a。
26.再如图3所示，内炉加热装置工作时，液体燃料从外部进入燃料暂存腔室3，然后通过供液管4输送至燃烧管2内，在喷火孔2a将燃料点燃后，火焰从喷火孔2a向上喷出，即可对上方的甲醇气化室6加热。由于供液管4部分横跨于燃烧管2上方，所以向上喷出的火焰能够对供液管4内部的液体燃料预热，从而提升燃料的燃烧热效率，进而使得加热装置上方的甲醇气化室6升温更快，达到快速气化的目的，进而缩短制氢系统的冷启动时间。
27.在本实施例中，燃烧管2优选采用耐高温金属管，共计四根，四根供液管4在基体1水平方向的投影呈“井”字型结构，如此布局，能够形成一种编织结构，将燃烧管2和燃料暂存腔室3连接为一个整体，使得内炉加热装置具有更可靠的结构强度，从而保证甲醇水制氢系统应用于车辆即时制氢时，具有更好的抗颠簸性能。
28.再如图1所示，燃料暂存腔室3的外侧分布有连接件5，通过连接件5可以在内炉加热装置外围延伸安装外炉加热装置，从而进一步提升甲醇水制氢系统的加热效率。
29.再如图3所示，燃料暂存腔室3的上端高于燃烧管2的上端，如此设计，有助于将供液管4倾斜地安装在燃烧管2内侧与燃料暂存腔室3内侧之间，从而保证供液管4能够横跨于
燃烧管2上方，具有结构设计合理、安装方便的技术优势。
30.在本实施中，内炉加热装置液体燃料的引燃方式可以采用电子火花塞引燃，该结构为现有成熟技术，此处不再赘述。
31.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于甲醇水制氢的内炉加热装置，其特征在于：包括基体(1)，所述基体(1)上设有均为环形结构的燃烧管(2)和燃料暂存腔室(3)，所述燃烧管(2)位于燃料暂存腔室(3)所围成的区域内，所述燃烧管(2)的上端分布有喷火孔(2a)，所述燃料暂存腔室(3)与燃烧管(2)之间连接有四根供液管(4)，所述供液管(4)一端连接在燃料暂存腔室(3)内侧侧壁，另一端连接在燃烧管(2)内侧侧壁，所述供液管(4)中部位于燃烧管(2)上方，四根所述供液管(4)在基体(1)水平方向的投影呈“井”字型结构。2.根据权利要求1所述的用于甲醇水制氢的内炉加热装置，其特征在于：所述燃烧管(2)和燃料暂存腔室(3)的轴心线重合。3.根据权利要求1所述的用于甲醇水制氢的内炉加热装置，其特征在于：所述供液管(4)为耐高温金属管。4.根据权利要求1所述的用于甲醇水制氢的内炉加热装置，其特征在于：所述燃料暂存腔室(3)的上端高于燃烧管(2)的上端，所述供液管(4)倾斜设置在燃烧管(2)与燃料暂存腔室(3)之间。5.根据权利要求1所述的用于甲醇水制氢的内炉加热装置，其特征在于：所述燃料暂存腔室(3)的外侧分布有连接件(5)。

技术总结
本实用新型公开了一种用于甲醇水制氢的内炉加热装置，包括基体，所述基体上设有均为环形结构的燃烧管和燃料暂存腔室，所述燃烧管位于燃料暂存腔室所围成的区域内，所述燃烧管的上端分布有喷火孔，所述燃料暂存腔室与燃烧管之间连接有四根供液管，所述供液管一端连接在燃料暂存腔室内侧侧壁，另一端连接在燃烧管内侧侧壁，所述供液管中部位于燃烧管上方，四根所述供液管在基体水平方向的投影呈“井”字型结构。本实用新型的有益效果是：具有加热效率高、燃烧热值高、结构强度高的技术优势。结构强度高的技术优势。结构强度高的技术优势。


技术研发人员：张洋
受保护的技术使用者：恩利氢能科技（重庆）有限公司
技术研发日：2022.02.10
技术公布日：2022/6/24