一种小型式制氢转化炉的制作方法

本申请涉及制氢的，尤其是涉及一种小型式制氢转化炉。

背景技术：

1、制氢转化炉是以烃类物质为原料并采用蒸汽转化法生产氢气的设备。蒸汽转化过程是伴有传热、传质、动量传递以及复杂化学反应的综合过程，要求传热与反应相适应。

2、如公开号为cn208038035u的中国实用新型专利公开了一种制氢转化炉，包括炉体和设于炉体下部的燃烧器，该炉体一侧设有余热回收箱，余热回收箱上端通过烟气管与炉体上端连通。余热回收箱的内部设置有螺旋管，余热回收箱的顶部连接有进水管，余热回收箱的底部连接有出水管，螺旋管的顶端与进水管连接，螺旋管的底端与出水管连接。

3、烟气管外表面缠绕有呈螺旋状的原料气预热管，炉体内部设有呈螺旋状的转化炉管，转化炉管内部设有催化剂，该转化炉管上端穿过炉体上表面与原料气预热管连通。燃烧器对转化炉内进行加热，之后烟气进入到余热回收箱对螺旋管内的水进行加热，从而对烟气的余热进行二次利用。

4、余热回收箱设置在转化炉的一侧，此制氢设备较大，结构分散，很难做到撬装运输。

技术实现思路

1、为了使制氢设备结构紧凑，占地小，本申请提供一种小型式制氢转化炉。

2、本申请提供的一种小型式制氢转化炉采用如下的技术方案：

3、一种小型制氢转化炉，包括转化炉本体，所述转化炉本体内设置有转化管，所述转化管的两端分别从所述转化炉本体的顶端和底端伸出，所述转化炉本体的内底壁上安装有隔热支撑层，所述转化炉本体的内顶壁和内侧壁上均安装有隔热保温层，所述隔热支撑层的上方设置有隔墙，所述隔墙的顶部与顶端的所述隔热保温层接触，所述隔墙将转化炉本体内部分隔成辐射室和对流室，所述转化管位于所述辐射室内，所述转化炉本体顶部安装有多个对所述辐射室内部进行加热的燃烧器，所述隔墙的底部开设有多个烟道孔，所述对流室内设置有对流炉管。

4、通过采用上述技术方案，制氢转化炉工作时，燃烧器对辐射室进行加热，混合原料气从转化管的顶部进入，在转化管内加热并催化反应后，从转化管的底部排出，燃烧器燃烧产生的烟气从辐射室的顶部流向辐射室的底部，烟气从隔墙底部的烟道孔进入到对流室内，烟气从对流室的底部流向对流室的顶部，利用烟气的余热对对流炉管进行加热，对流炉管内为转化炉需要的原料物质，从而提高了余热的利用率。通过将对流室集成到转化炉本体的炉膛中，大大减小了转化炉整体的占地面积，使其整体结构非常紧凑，燃烧热量利用率高。

5、可选的，所述隔热保温层包括耐火纤维模块和陶瓷纤维毯，所述耐火纤维模块和所述陶瓷纤维毯上均设置有保温钉，所属耐火纤维模块和所述陶瓷纤维毯均通过保温钉与所述转化炉本体的内壁固定。

6、通过采用上述技术方案，转化炉本体的内侧壁与内顶壁均安装耐火纤维模块和陶瓷纤维毯，能最大限度的隔绝热量，保证转化炉本体内部的温度。

7、可选的，所述隔热支撑层从下到上依次包括浇注料、纤维毡和耐火砖。

8、通过采用上述技术方案，转化炉本体内底壁上采用耐火砖+纤维毡+浇注料结构形式，在隔绝热量的同时，保留一定的强度用来支撑上方的隔墙。

9、可选的，所述对流炉管包括预热段、过热蒸汽段和蒸发段，所述预热段、所述过热蒸汽段和所述蒸发段均为螺旋形盘管，所述转化管的顶部固定有进气管，所述预热段的出口与进气管连接，混合原料气从所述预热段进口进入到所述预热段，经过所述预热段加热后从所述预热段的出口进入到进气管中。

10、通过采用上述技术方案，在对流室内部，烟气对预热段、过热蒸汽段和蒸发段进行加热，预热段对混合原料气进行加热，过热蒸汽段对蒸汽进行加热，蒸发段对除盐水进行加热，提高了烟气的利用率。

11、可选的，所述转化炉本体的顶端固定有环形的排烟道，所述排烟道与所述对流室连通，所述排烟道的上方固定有环形管，所述环形管的侧壁上固定有出烟管。

12、通过采用上述技术方案，将排烟道、燃烧器和转化管的混合原料气入口均设置在转化炉本体的顶部，使得大部分操作和对外设备连接集中在此处，便于安装和操作，有利用拆装及实用。

13、可选的，所述转化炉本体呈圆柱形，所述转化炉本体的直径为2m，转化炉整体高度为2.5m。

14、通过采用上述技术方案，转化炉本体采用圆柱形，并且整体大小控制在2m×2m×2.5m的空间内，减小了转化炉的占地面积，完全满足集装箱撬装运输的要求。

15、可选的，所述转化管的底部固定有连接板，所述连接板与所述转化炉本体底部之间设置有固定组件，所述固定组件将所述转化管与所述转化炉本体底部进行固定。

16、通过采用上述技术方案，转化管工作时，转化管会产生热胀冷缩的效应，将转化管的底部固定，转化管在高温的状态下可以自由向上膨胀，减小了转化管损坏的可能性。

17、可选的，所述固定组件包括第一固定块、第二固定块和连接杆，所述第一固定块固定在所述转化炉本体的底部，所述第二固定块固定在所述连接板的顶部，所述连接杆的一端固定有第一连接块，所述连接杆的另一端固定有第二连接块，所述第一固定块上开设有供所述第一连接块插接的第一连接孔，所述第二固定块上开设有供所述第二连接块插接配合的第二连接孔

18、通过采用上述技术方案，对转化管的底部进行安装时，将第一连接块插入到第一固定块上的第一连接孔中，将第二连接块插入到第二固定块上的第二连接孔中，便于将转化管进行固定。

19、可选的，所述固定组件包括固定在转化炉本体底部的套管，所述套管与所述转化管套接，所述套管的底部固定有第一环板，所述转化管的外壁上固定有第二环板，所述第一环板对所述第二环板进行支撑，所述转化管的底部固定有第一法兰盘，所述转化管的下方设置有出气管，所述出气管的顶部固定有与所述第一法兰盘进行连接的第二法兰盘，所述第二法兰盘上设置有第二螺栓，所述第二螺栓贯穿所述第二法兰盘并与所述第二法兰盘螺纹连接，所述第二螺栓抵紧所述第一环板。

20、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

21、1.通过将对流室集成到转化炉本体的炉膛中，大大减小了转化炉整体的占地面积，使其整体结构非常紧凑，燃烧热量利用率高；

22、2.转化炉本体内底壁上采用耐火砖+纤维毡+浇注料结构形式，在隔绝热量的同时，保留一定的强度用来支撑上方的隔墙；

23、3.转化炉本体采用圆柱形，并且整体大小控制在2m×2m×2.5m的空间内，减小了转化炉的占地面积，完全满足集装箱撬装运输的要求。

技术特征：

1.一种小型制氢转化炉，其特征在于：包括转化炉本体（1），所述转化炉本体（1）内设置有转化管（2），所述转化管（2）的两端分别从所述转化炉本体（1）的顶端和底端伸出，所述转化炉本体（1）的内底壁上安装有隔热支撑层（4），所述转化炉本体（1）的内顶壁和内侧壁上均安装有隔热保温层（5），所述隔热支撑层（4）的上方设置有隔墙（3），所述隔墙（3）的顶部与顶端的所述隔热保温层（5）接触，所述隔墙（3）将转化炉本体（1）内部分隔成辐射室（13）和对流室（14），所述转化管（2）位于所述辐射室（13）内，所述转化炉本体（1）顶部安装有多个对所述辐射室（13）内部进行加热的燃烧器（6），所述隔墙（3）的底部开设有多个烟道孔（31），所述对流室（14）内设置有对流炉管（7）。

2.根据权利要求1所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述隔热保温层（5）包括耐火纤维模块（51）和陶瓷纤维毯（52），所述耐火纤维模块（51）和所述陶瓷纤维毯（52）上均设置有保温钉，所属耐火纤维模块（51）和所述陶瓷纤维毯（52）均通过保温钉与所述转化炉本体（1）的内壁固定。

3.根据权利要求1或2所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述隔热支撑层（4）从下到上依次包括浇注料（41）、纤维毡（42）和耐火砖（43）。

4.根据权利要求1所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述对流炉管（7）包括预热段（71）、过热蒸汽段（72）和蒸发段（73），所述预热段（71）、所述过热蒸汽段（72）和所述蒸发段（73）均为螺旋形盘管，所述转化管（2）的顶部固定有进气管（21），所述预热段（71）的出口端与进气管（21）连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述转化炉本体（1）的顶端固定有环形的排烟道（15），所述排烟道（15）与所述对流室（14）连通，所述排烟道（15）的上方固定有环形管（151），所述环形管（151）的侧壁上固定有出烟管（152）。

6.根据权利要求5所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述转化炉本体（1）呈圆柱形，所述转化炉本体（1）的直径为2m，转化炉整体高度为2.5m。

7.根据权利要求1所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述转化管（2）的底部固定有连接板（23），所述连接板（23）与所述转化炉本体（1）底部之间设置有固定组件（8），所述固定组件（8）将所述转化管（2）与所述转化炉本体（1）底部进行固定。

8.根据权利要求7所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述固定组件（8）包括第一固定块（81）、第二固定块（82）和连接杆（83），所述第一固定块（81）固定在所述转化炉本体（1）的底部，所述第二固定块（82）固定在所述连接板（23）的顶部，所述连接杆（83）的一端固定有第一连接块（831），所述连接杆（83）的另一端固定有第二连接块（832），所述第一固定块（81）上开设有供所述第一连接块（831）插接的第一连接孔（811），所述第二固定块（82）上开设有供所述第二连接块（832）插接配合的第二连接孔（821）。

9.根据权利要求7所述的一种小型制氢转化炉，其特征在于：所述固定组件（8）包括固定在转化炉本体（1）底部的套管（84），所述套管（84）与所述转化管（2）套接，所述套管（84）的底部固定有第一环板（841），所述转化管（2）的外壁上固定有第二环板（85），所述第一环板（841）对所述第二环板（85）进行支撑，所述转化管（2）的底部固定有第一法兰盘（86），所述转化管（2）的下方设置有出气管（22），所述出气管（22）的顶部固定有与所述第一法兰盘（86）进行连接的第二法兰盘（87），所述第二法兰盘（87）上设置有第二螺栓（863），所述第二螺栓（863）贯穿所述第二法兰盘（87）并与所述第二法兰盘（87）螺纹连接，所述第二螺栓（863）抵紧所述第一环板（841）。

技术总结
本申请涉及一种小型制氢转化炉，属于制氢的技术领域，其包括转化炉本体，所述转化炉本体内设置有转化管，所述转化管的两端分别从所述转化炉本体的顶端和底端伸出，所述转化炉本体的内底壁上安装有隔热支撑层，所述转化炉本体的内顶壁和内侧壁上均安装有隔热保温层，所述隔热支撑层的上方设置有隔墙，所述隔墙的顶部与顶端的所述隔热保温层接触，所述隔墙将转化炉本体内部分隔成辐射室和对流室，所述转化管位于所述辐射室内，所述转化炉本体顶部安装有多个对所述辐射室内部进行加热的燃烧器，所述隔墙的底部开设有多个烟道孔，所述对流室内设置有对流炉管。本申请具有使制氢设备结构紧凑，占地小的效果。

技术研发人员：孟庆炜,周渊博,李涛,杨国柱
受保护的技术使用者：北京和荣工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16