一种甲醇气化清洁燃烧环保节能装置的制作方法

文档序号:15336513发布日期:2018-09-04 21:38阅读:203来源:国知局

本实用新型属于供热供暖设备技术领域,涉及一种甲醇气化清洁燃烧环保节能装置。



背景技术:

氢气燃烧后产物为水,可以作为一种环保高效燃料。甲醇重整制氢是采用甲醇和水加热汽化后在催化剂作用下分解、转化制取氢气的一种方法,与其它制氢方法相比具有投资成本低、运行费用少、反应条件温和等优点。

目前,甲醇重整制氢的装置通常是将甲醇、水混合气化的加热系统与催化反应制氢设备的加热系统分开,这样不仅装置设备复杂,装置制造成本高,而且造成能源浪费;同时,甲醇重整制氢的反应罐不可拆卸,这样造成检修和清洗不便,长时间使用会阻塞设备,造成设备的损坏。



技术实现要素:

本实用新型提出一种甲醇气化清洁燃烧环保节能装置,解决了上述问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的:

一种甲醇气化清洁燃烧环保节能装置,包括:

热载体设备,所述热载体设备上的热载体出口一与热载体分配缸上的分配缸进口连接,所述热载体分配缸上设置有若干个分配缸出口,所述分配缸出口与气化反应罐上部的热载体进口二、热交换器上的换热外管进口均连接,所述气化反应罐下部的热载体出口二、所述热交换器上的换热外管出口均通过循环泵与热载体设备下部的热载体进口一连接,

所述气化反应罐包括壳体,所述壳体顶部设置有可拆式上封头,底部设置有可拆式下封头,一侧上部设置有所述热载体进口二,一侧下部设置有所述热载体出口二,所述壳体内部由上到下依次设置有上滤网、上孔板、下孔板、下滤网,所述上孔板与所述下孔板之间设置有若干个反应列管,所述反应列管内部设置有用于放置催化剂的腔体,

所述可拆式上封头上的进气口通过第一阀门与热交换器上的换热内管出口连接,所述热交换器上的换热内管进口与液体存储罐连接,所述可拆式下封头上的出气口通过第二阀门与冷交换器的换冷内管进口连接,所述冷交换器的换冷内管出口与储气罐的储气罐进口连接,所述冷交换器外管与冷却循环机连接,所述储气罐的储气罐出口通过调节阀门与燃烧机连接。

作为进一步技术方案,所述可拆式上封头与所述上滤网之间设置有第一气体汇集室,所述可拆式下封头与所述下滤网之间设置有第二气体汇集室,所述可拆式下封头内壁上设置有液体收集槽,所述液体收集槽上设置有液体排放阀门,所述壳体(303)、所述可拆式上封头(304)、所述可拆式下封头(305)外壁均设置有保温层(320)。

作为进一步技术方案,所述冷交换器包括所述冷交换器外管,所述冷交换器外管两端分别设置有第一内管孔板和第二内管孔板,所述第一内管孔板与所述第二内管孔板之间设置有气体混匀室,所述第一内管孔板与所述气体混匀室之间设置有若干个第一冷交换器内管,所述第二内管孔板与所述气体混匀室之间设置有若干个第二冷交换器内管,所述第一内管孔板上设置有第一封盖,所述第二内管孔板上设置有第二封盖,所述第一封盖上设置有换冷内管进口,所述第二封盖上设置有换冷内管出口。

作为进一步技术方案,所述可拆式上封头、所述可拆式下封头均通过螺栓、螺母、密封垫与所述壳体连接。

作为进一步技术方案,所述热载体设备内部设置有加热器,上部设置有安全阀,所述热载体出口一上设置有杂质过滤网,所述热载体分配缸顶部设置有第一压力表和第一温度计。

作为进一步技术方案,所述储气罐出口通过管道与所述燃烧机连接,所述管道上设置有所述调节阀门、第二温度计、第二压力表

本实用新型使用原理及有益效果为:

1.本实用新型中,导热油作为热载体在热载体设备中被加热后通过分配缸进口输送至热载体分配缸内,热载体分配缸根据需要将导热油分配成若干部分由若干个分配缸出口送出,其中一部分导热油通过热载体进口二进入气化反应罐的壳体内,用于对反应列管进行加热,然后在循环泵作用下通过热载体出口二流出回到热载体设备内,实现导热油对反应列管加热和导热油自身的循环;还有一部分导热油通过换热外管进口进入热交换器外管中,用于对热交换器内管的加热,然后在循环泵作用下通过换热外管出口流出回到热载体设备内,实现导热油对热交换器内管加热和导热油自身的循环;本实用新型中采用一个热载体设备、一个热载体分配缸、一个循环泵同时实现了反应列管中反应气体的加热反应和热交换器内管中甲醇和水的加热气化,不仅简化装置结构,节省装置成本,而且充分利用导热油热量,节能降耗。

2.本实用新型中,液体存储罐中存储的甲醇和水混合液通过换热内管进口进入热交换器内管,并被导热油加热气化为甲醇和水的混合气体,甲醇和水的气化物通过进气口进入反应列管中,然后与催化剂接触同时在高温导热油加热下发生反应制得高温的以氢气为主要成分的清洁可燃气体,产生的高温清洁可燃气体通过出气口、换冷内管进口进入冷交换器中冷却,然后降温后的清洁可燃气体通过换冷内管出口进入储气罐中储存,当需要时储气罐通过调节阀门向燃烧机提供清洁可燃气体;这样的装置结构简单,实现高效方便制备、供应清洁可燃气体燃料,实现燃烧机清洁燃烧环保和节能。

3.本实用新型中,第一气体汇集室用于甲醇和水的混合气体进入第一气体汇集室后进一步充分混合,然后进入反应列管进行充分完全地反应;上滤网的设置能有效防止催化剂漏出,以及杂质进入,避免堵塞板孔,污染装置,有利于反应稳定和高效地进行;可拆式上封头外壁上保温层的设置可有效防止甲醇和水的混合气体在第一气体汇集室凝结,有利于延长催化剂使用寿命和反应顺利进行;第二气体汇集室一方面用于新生成氢气的汇集,另一方面用于残留未反应的水和凝结水汇集于液体收集槽中,并在反应结束后通过液体排放阀门排出,有效防止清洁燃气带水和装置中液体的残留,影响下次反应进行,损坏装置。

4.本实用新型中,高温清洁燃气由换冷内管进口首先进入若干第一冷交换器内管中进行冷却,然后再进入气体混匀室中进行充分混合后进入若干个第二冷交换器内管中冷却,在气体混匀室中充分混匀有效避免了不同冷交换器内管中燃气冷却不均匀现象,冷却更充分、更均匀,提高了冷却的效率。

5.本实用新型中可拆式上封头、可拆式下封头均通过螺栓、螺母、密封垫与壳体连接,便于工作人员对装置进行拆卸检修、清洗,根据需要更换上滤网、下滤网、反应列管以及催化剂,提高工作效率,延长装置使用寿命。

6.本实用新型中,安全阀的设置保证热载体设备存储热载体的安全;加热器用于热载体的加热,保证热载体达到后面反应所需的温度并可自动调节,第一压力表和第一温度计的设置有利于工作人员随时观察热载体分配缸中的压力和热载体的温度,便于及时观察和操作调整,避免事故发生。

7.本实用新型中,热稳定性导热油在使用过程中由于加热系统的局部过热,易发生热裂解反应,生成易挥发及较低闪点的低聚物,低聚物间发生聚合反应生成不熔不溶的高聚物,不仅阻碍油品的流动,阻塞管路,同时会造成管道局部过热变形爆裂的可能,因此杂质过滤网的设置主要用于导热油中杂质的过滤,保证导热油的按设定的安全流速循环使用,减少管道阻塞,减少事故发生,延长装置的使用寿命。

8.本实用新型中,储气罐与燃烧机之间设置有调节阀门、第二温度计、第二压力表,保证储气罐向燃烧机供应清洁燃气燃料的安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图;

图2为本实用新型中冷交换器结构示意图;

图中:1-热载体设备,101-热载体出口一,102-热载体进口一,103-加热器, 104-安全阀,105-杂质过滤网,2-热载体分配缸,201-分配缸进口,202-分配缸出口,203-第一压力表,204-第一温度计,3-气化反应罐,301-热载体进口二,302- 热载体出口二,303-壳体,304-可拆式上封头,305-可拆式下封头,306-上滤网,307-上孔板,308-下孔板,309-下滤网,310-反应列管,311-进气口,312-第一阀门,313-出气口,314-第二阀门,315-第一气体汇集室,316-第二气体汇集室, 317-液体收集槽,318-液体排放阀门,319-腔体,320-保温层,4-热交换器,401- 换热外管进口,402-换热外管出口,403-换热内管出口,404-换热内管进口,5- 循环泵,6-液体存储罐,7-冷交换器,701-换冷内管进口,702-换冷内管出口, 703-冷交换器外管,704-第一内管孔板,705-第二内管孔板,706-气体混匀室, 707-第一冷交换器内管,708-第二冷交换器内管,709-第一封盖,710-第二封盖, 8-储气罐,801-储气罐进口,802-储气罐出口,803-调节阀门,804-第二温度计, 805-第二压力表,9-冷却循环机,10-燃烧机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1和2所示,本实用新型提出的一种甲醇气化清洁燃烧环保节能装置,包括:

热载体设备1,热载体设备1上的热载体出口一101与热载体分配缸2上的分配缸进口201连接,热载体分配缸2上设置有若干个分配缸出口202,分配缸出口202与气化反应罐3上部的热载体进口二301、热交换器4上的换热外管进口401均连接,气化反应罐3下部的热载体出口二302、热交换器4上的换热外管出口402均通过循环泵5与热载体设备1下部的热载体进口一102连接,

气化反应罐3包括壳体303,壳体303顶部设置有可拆式上封头304,底部设置有可拆式下封头305,一侧上部设置有热载体进口二301,一侧下部设置有热载体出口二302,壳体303内部由上到下依次设置有上滤网306、上孔板307、下孔板308、下滤网309,上孔板307与下孔板308之间设置有若干个反应列管 310,所述反应列管310内部设置有用于放置催化剂的腔体319,

可拆式上封头304上的进气口311通过第一阀门312与热交换器4上的换热内管出口403连接,热交换器4上的换热内管进口404与液体存储罐6连接,可拆式下封头305上的出气口313通过第二阀门314与冷交换器7的换冷内管进口701连接,冷交换器7的换冷内管出口702与储气罐8的储气罐进口801 连接,冷交换器外管703与冷却循环机9连接,储气罐8的储气罐出口802通过调节阀门803与燃烧机10连接。

本实用新型中,导热油作为热载体在热载体设备1中被加热后通过分配缸进口201输送至热载体分配缸2内,热载体分配缸2根据需要将导热油分配成若干部分由若干个分配缸出口202送出,其中一部分导热油通过热载体进口二 301进入气化反应罐3的壳体303内,用于对反应列管310进行加热,然后在循环泵5作用下通过热载体出口二302流出回到热载体设备1内,实现导热油对反应列管310加热和导热油自身的循环;还有一部分导热油通过换热外管进口 401进入热交换器4外管中,用于对热交换器4内管的加热,然后在循环泵5作用下通过换热外管出口402流出回到热载体设备1内,实现导热油对热交换器4 内管加热和导热油自身的循环;本实用新型中采用一个热载体设备1、一个热载体分配缸2、一个循环泵5同时实现了反应列管310中反应气体的加热反应和热交换器4内管中甲醇和水的加热气化,不仅简化装置结构,节省装置成本,而且充分利用导热油热量,节能降耗。

本实用新型中,液体存储罐6中存储的甲醇和水混合液通过换热内管进口 402进入热交换器4内管,并被导热油加热气化为甲醇和水的混合气体,甲醇和水的气化物通过进气口311进入反应列管310中,然后与催化剂接触同时在较高温导热油加热下发生反应制得高温以氢气为主要成分的清洁可燃气体,产生的高温清洁可燃气体通过出气口313、换冷内管进口701进入冷交换器7中冷却,然后降温后的清洁可燃气体通过换冷内管出口702进入储气罐8中储存,当需要时储气罐8通过调节阀门803向燃烧机10提供清洁可燃气体;这样的装置结构简单,实现高效方便制备、供应清洁可燃气体的燃料,实现燃烧机10清洁燃烧环保和节能。

进一步,可拆式上封头304与上滤网306之间设置有第一气体汇集室315,可拆式下封头305与下滤网309之间设置有第二气体汇集室316,可拆式下封头305内壁上设置有液体收集槽317,液体收集槽317上设置有液体排放阀门318,所述壳体303、所述可拆式上封头304、所述可拆式下封头305外壁均设置有保温层320。

本实用新型中,第一气体汇集室315用于甲醇和水的混合气体进入第一气体汇集室315后进一步充分混合,然后进入反应列管310进行充分完全地反应;上滤网306的设置能有效防止催化剂漏出,以及杂质进入,避免堵塞板孔,污染装置,有利于反应稳定和高效地进行;可拆式上封头304外壁上保温层的设置可有效防止甲醇和水的混合气体在第一气体汇集室315凝结,有利于延长催化剂使用寿命和反应顺利进行;第二气体汇集室316一方面用于新生成清洁燃气的汇集,另一方面用于残留未反应的水和凝结水汇集于液体收集槽317中,并在反应结束后通过液体排放阀门318排出,有效防止清洁燃气带水和装置中液体的残留,影响下次反应进行,损坏装置。

进一步,冷交换器7包括冷交换器外管703,冷交换器外管703两端分别设置有第一内管孔板704和第二内管孔板705,第一内管孔板704与第二内管孔板 705之间设置有气体混匀室706,第一内管孔板704与气体混匀室706之间设置有若干个第一冷交换器内管707,第二内管孔板705与气体混匀室706之间设置有若干个第二冷交换器内管708,第一内管孔板704上设置有第一封盖709,第二内管孔板705上设置有第二封盖710,第一封盖709上设置有换冷内管进口 701,第二封盖上设置有换冷内管出口702。

本实用新型中,高温清洁燃气由换冷内管进口701首先进入若干第一冷交换器内管707中进行冷却,然后进入气体混匀室706中进行充分混合后进入若干个第二冷交换器内管708中冷却,在气体混匀室706中充分混匀有效避免了不同冷交换器内管中燃气冷却不均匀现象,冷却更充分、更均匀,提高冷却的效率。

进一步,,可拆式上封头304、可拆式下封头305均通过螺栓、螺母、密封垫与壳体303连接。

本实用新型中可拆式上封头304、可拆式下封头305均通过螺栓、螺母、密封垫与壳体303连接,便于工作人员对装置进行拆卸检修、清洗,根据需要更换上滤网306、下滤网309、反应列管310以及催化剂,提高工作效率,延长装置使用寿命。

进一步,热载体设备1内部设置有加热器103,上部设置有安全阀104,热载体出口一101上设置有杂质过滤网105,热载体分配缸2顶部设置有第一压力表203和第一温度计204。

本实用新型中,安全阀104的设置保证热载体设备1存储热载体的安全;加热器103用于热载体的加热,保证热载体达到后面反应所需的温度并可自动调节,第一压力表203和第一温度计204的设置有利于工作人员随时观察热载体分配缸2中的压力和热载体的温度,便于及时观察和操作调整,避免事故发生。

本实用新型中,热稳定性导热油在使用过程中由于加热系统的局部过热,易发生热裂解反应,生成易挥发及较低闪点的低聚物,低聚物间发生聚合反应生成不熔不溶的高聚物,不仅阻碍油品的流动,阻塞管路,同时会造成管道局部过热变形爆裂的可能,因此杂质过滤网105的设置主要用于导热油中杂质的过滤,保证导热油按设定的安全流速循环使用,减少管道阻塞,减少事故发生,延长装置的使用寿命。

进一步,储气罐出口802通过管道与燃烧机10连接,管道上设置有调节阀门803、第二温度计804、第二压力表805。

本实用新型中,储气罐8与燃烧机10之间设置有调节阀门803、第二温度计804、第二压力表805,保证储气罐8向燃烧机10供应清洁燃气燃料的安全。

本实用新型中,可以根据需要增加气化反应罐3的数量,例如当气化反应罐3数量为两个时,其中一个气化反应罐3的进气口311与液体存储罐6连接,出气口313与另一气化反应罐3的进气口311连接,另一气化反应罐3的出气口313与冷交换器7连接。增加气化反应罐3的数量有利于实现甲醇和水在反应列管中充分反应,提高甲醇和水的利用率以及产气率,节省原料成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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