甲醇制氢用脱盐水处理设备的制作方法

本实用新型属于甲醇制氢技术领域，具体涉及一种甲醇制氢用脱盐水处理设备。

背景技术：

甲醇水蒸气重整反应是目前环保型燃料电池电动汽车的理想氢源，该工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳的转化气。

脱盐水是甲醇水蒸气重整反应的主要原料之一，脱盐水需要对原料水作脱盐处理后获得。目前的脱盐水处理设备一般都是采用反渗透、过滤、电化学方法等手段除去原料水中的盐分。倘若单独采用蒸馏手段制备脱盐水，一次蒸馏脱盐不彻底，需要进行多次蒸馏，步骤繁琐；倘若单独采用反渗透技术脱盐，则反渗透膜的压力过大，极易发生堵塞，使用寿命较短。

专利号为CN201621131690.5的中国实用新型专利公开了一种太阳能电渗析饮用水处理装置，该太阳能电渗析饮用水处理装置包括：依次连接的原水泵、多介质过滤器、精密过滤器、电渗析单元、废水排出口和储罐，太阳能板与电渗析单元电气连接，其中，原水泵用于提升井水；多介质过滤器用于过滤井水中的大颗粒物质；精密过滤器用于去除浊度1度以上的细小微粒；电渗析单元用于对来水脱盐。这种脱盐水处理设备结构复杂，对原料水的处理过程过于繁琐，处理成本偏高。

技术实现要素：

本申请的发明目的是提供一种结构简单、处理步骤简单、脱盐效率高且反渗透膜压力小的甲醇制氢用脱盐水处理设备。

为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：

一种甲醇制氢用脱盐水处理设备，包括：

原料水箱；

用于对所述的原料水箱进行加热以使原料水蒸发的加热单元；

与所述的原料水箱相连通的蒸汽输出管道；

用于使所述的蒸汽输出管道内的蒸汽液化的冷却单元；

与所述的蒸汽输出管道的蒸馏水输出端相连的反渗透单元；

与所述的反渗透单元相连的脱盐水箱。

本申请的甲醇制氢用脱盐水处理设备结构简单，采用蒸馏和反渗透结合的手段制备脱盐水，其中，先经过一次蒸馏除去原料水中大部分的盐分，然后再采用反渗透单元除去剩余的少量盐分，不仅脱盐效率高，而且大大降低了反渗透单元的处理压力，延长了反渗透膜的使用寿命。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的加热单元包括设置在原料水箱外周的电热板，所述的电热板外周砌设有隔热墙。隔热墙能够将电热板产生的热量锁定在原料水箱外围，提高电热板的加热效率。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的原料水箱的顶部开设有与蒸汽输出管道相连的蒸汽出口。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的蒸汽出口处安装有蒸汽阀。蒸汽阀能够防止原料水箱中沸腾的原料水冲入蒸汽输出管道中。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的冷却单元包括：

包裹在蒸汽输出管道外周的液氮制冷器；

与液氮制冷器的制冷剂入口相连的液氮罐；

分别与液氮制冷器的制冷剂出口、液氮罐相连的压缩冷凝机。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的液氮制冷器的制冷剂入口处于蒸汽输出管道的蒸汽输入端，所述的液氮制冷器的制冷剂出口处于蒸汽输出管道的蒸馏水输出端。如何能够提高液氮制冷器的制冷效率。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的蒸汽输出管道的蒸馏水输出端和反渗透单元之间安装有单向阀。单向阀能够防止反渗透单元中的蒸馏水回流至蒸汽输出管道中。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的反渗透单元包括内设空腔的壳体，壳体内设有将空腔分隔为进水腔和出水腔的反渗透膜，所述的进水腔与蒸汽输出管道的蒸馏水输出端相连通，所述的壳体上设有与出水腔相连通的脱盐水出口。

在上述的甲醇制氢用脱盐水处理设备中，所述的进水腔的内壁上滑动密封地安装有加圧板，该加圧板与反渗透膜平行设置，所述的加圧板背向反渗透膜的一侧带有加压杆，该加压杆延伸至壳体外侧且与气缸相连，所述的加压杆与壳体滑动密封配合。由于本申请的反渗透膜的工作压力较低，因此可以采用气缸驱动加圧板以使进水腔内的蒸馏水快速通过反渗透膜而不会对反渗透膜造成太大影响。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本申请的甲醇制氢用脱盐水处理设备结构简单，采用蒸馏和反渗透结合的手段制备脱盐水，其中，先经过一次蒸馏除去原料水中大部分的盐分，然后再采用反渗透单元除去剩余的少量盐分，不仅脱盐效率高，而且大大降低了反渗透单元的处理压力，延长了反渗透膜的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种甲醇制氢用脱盐水处理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例一种甲醇制氢用脱盐水处理设备，包括原料水箱1，原料水箱1的外周安装有用于对原料水箱1进行加热以使原料水蒸发的电热板2；原料水箱1的顶部开设有蒸汽出口，蒸汽出口处连通有蒸汽输出管道3，并且，为了提高电热板2的加热效率、防止烫伤，本实施例在原料水箱1和蒸汽输出管道3的起始端外周均砌设有隔热墙4。

为了防止原料水箱1中沸腾的原料水冲入蒸汽输出管道3中，本实施例在蒸汽出口或蒸汽输出管道3的起始端安装有蒸汽阀5，蒸汽阀5仅允许蒸汽通过。

蒸汽输出管道3延伸至液氮制冷器6内，液氮制冷器6包裹在蒸汽输出管道3外周，液氮制冷器6的制冷剂入口与液氮罐7相连，从而液氮罐7能够向液氮制冷器6的空腔中充入液氮，以使蒸汽输出管道3内的水蒸气液化；制冷剂入口是处于蒸汽输出管道3的蒸汽输入端的，以提高液氮制冷器6的制冷效率。在水蒸气液化的同时，液氮制冷器6内的液氮也发生气化，气态的液氮通过液氮制冷器6的制冷剂出口进入压缩冷凝机8中，再次转化为液氮，存入液氮罐7中，再次使用。

液化获得的蒸馏水进入反渗透单元进行反渗透处理。本实施例的反渗透单元包括内设空腔的壳体9，壳体9内设有将空腔分隔为进水腔10和出水腔11的反渗透膜12，进水腔10与蒸汽输出管道3的蒸馏水输出端相连通，且进水腔10与蒸汽输出管道3的蒸馏水输出端之间安装有单向阀13；进水腔10的内壁上滑动密封地安装有加圧板14，该加圧板14与反渗透膜12平行设置，加圧板14背向反渗透膜12的一侧带有加压杆15，该加压杆15延伸至壳体9外侧且与气缸(图中未示出)相连，加压杆15与壳体9滑动密封配合。

气缸驱动加圧板14对进水腔10中的蒸馏水加压使其快速通过反渗透膜12进入出水腔11，壳体9上设有与出水腔11相连通的脱盐水出口，从而出水腔11中的脱盐水能够经脱盐水出口进入脱盐水箱16中储存，备用。