CN101172577A - 甲醇分解反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于甲醇分解制氢技术领域，筒体的上下两端分别密封固定上、下管箱，筒体壁上有管口c、d，筒体内均布换热管，换热管分别与上、下管箱相通，上、下管箱靠近换热管处分别固定有上、下催化剂床，上、下催化剂床内有催化剂，上管箱上有接口a，下管箱上有接口b、k；上述结构形成两个通道，第一通道为：接口→上催化剂床→换热管内腔→下催化剂床→接口b，第二通道为：管口c→筒体与换热管之间→管口d。本发明省掉了导热油炉或高压蒸汽发生器等供热系统，充分利用变压吸附含氢气30％~35％的尾气，通过无焰燃烧给甲醇分解供热，具有节能、环保、高效、投资和运行成本低的优点。
Description
技术领域
本发明属于甲醇分解制氢技术领域，是甲醇分解制氢设备中的重要部件之一。
背景技术
甲醇分解制氢设备以其设备造价低、运行成本低、启停迅速、操控简便等特点，广受用户欢迎。甲醇分解制氢设备一般包括甲醇分解制氢部分和变压吸附提纯氢气部分，甲醇分解反应器是甲醇分解制氢设备中的重要部件之一，甲醇和水蒸汽在催化剂作用下，在反应器中反应生成氢气和二氧化碳，经过冷却、洗涤，然后通过变压吸附进行氢气提纯，一般氢气的收率约80％左右，剩下含氢气20％左右的尾气放空。
通常的反应器为列管式换热器结构，管程一般装填催化剂，导热油经过壳程，甲醇分解反应所需的热量由导热油提供，导热油的温度由导热油炉通过燃煤、燃油或燃气来保证。也有的反应器壳程通过高压蒸汽来提供热量。
现有技术的缺点是：(1)成套设备需配备导热油炉或高压蒸汽发生器，占地面积大、投资高；(2)如采用燃煤、燃油油炉，存在环境污染；(3)变压吸附的尾气排空，得不到充分利用。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种甲醇分解反应器，它省掉了导热油炉或高压蒸汽发生器等供热系统，具有节能、环保、高效、投资和运行成本低的优点。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：筒体的上下两端分别密封固定上、下管箱，筒体壁上有管口c、d，筒体内均布换热管，换热管分别与上、下管箱相通，上、下管箱靠近换热管处分别固定有上、下催化剂床，上、下催化剂床内有催化剂，上管箱上有接口a，下管箱上有接口b、k；上述结构形成两个通道，第一通道为：接口→上催化剂床→换热管内腔→下催化剂床→接口b，第二通道为：管口c→筒体与换热管之间→管口d。
所述的第一通道为尾气加热通道，第二通道为甲醇分解通道。
所述的第一通道为甲醇分解通道，第二通道为尾气加热通道。
所述的加热通道尾气直接在内燃烧加热。
所述的加热通道内为高温热气，独立的尾气燃烧器通过管道与加热通道相通。
本发明省掉了导热油炉或高压蒸汽发生器等供热系统，充分利用变压吸附含氢气30％~35％的尾气，通过无焰燃烧给甲醇分解供热，具有节能、环保、高效、投资和运行成本低的优点。
具体实施方式
如图1所示，筒体6和换热管4之间为壳程，换热管4内部为管程，管程、上管箱3、下管箱7内装填甲醇分解催化剂2，壳程装填催化燃烧催化剂5，变压吸附尾气通过尾气进口c，在催化燃烧催化剂5中无焰燃烧，燃烧产生的热量供给管程甲醇分解使用，燃烧后的尾气通过尾气出口d排出。甲醇和水(水蒸汽)通过混合气进口a，经过混合气入口分布器1，均匀分散进入管程，吸收壳程燃烧提供的热量，在甲醇分解催化剂2中进行分解转化，产生的氢气和二氧化碳混合气由混合器出口分布器9收集，从混合气出口b进入下一工序。催化燃烧催化剂的装卸料通过催化燃烧催化剂装料口e和催化燃烧催化剂卸料口f。甲醇分解催化剂的装卸料通过混合气入口分布器1和甲醇分解催化剂卸料口k。
如图2所示，筒体6和换热管4之间为壳程，换热管4内部为管程，管程、上管箱3、下管箱7内装填催化燃烧催化剂5，壳程装填甲醇分解催化剂2，变压吸附尾气通过尾气进口c，经过混合气入口分布器1，在催化燃烧催化剂5中无焰燃烧，燃烧产生的热量供给壳程甲醇分解使用，燃烧后的尾气由混合器出口分布器9收集，通过尾气出口d排出。甲醇和水(水蒸汽)通过混合气进口a，均匀分散进入壳程，吸收管程燃烧提供的热量，在甲醇分解催化剂2中进行分解转化，产生的氢气和二氧化碳混合气从混合气出口b进入下一工序。催化燃烧催化剂的装卸料通过混合气入口分布器1和催化燃烧催化剂卸料口k。甲醇分解催化剂的装卸料通过甲醇分解催化剂装料口e和甲醇分解催化剂卸料口f。
如图3所示，筒体6和换热管4之间为壳程，换热管4内部为管程，管程、上管箱3、下管箱7内装填甲醇分解催化剂2，燃烧器容器10内装填催化燃烧催化剂5，变压吸附尾气通过尾气进口c，在催化燃烧催化剂5中无焰燃烧，燃烧产生的热量供给管程甲醇分解使用，燃烧后的尾气通过尾气出口d、尾气进口m、尾气出口n排出。甲醇和水(水蒸汽)通过混合气进口a，经过混合气入口分布器1，均匀分散进入管程，吸收燃烧提供的热量，在甲醇分解催化剂2中进行分解转化，产生的氢气和二氧化碳混合气由混合器出口分布器9收集，从混合气出口b进入下一工序。催化燃烧催化剂的装卸料通过催化燃烧催化剂装料口e和催化燃烧催化剂卸料口f。甲醇分解催化剂的装卸料通过混合气入口分布器1和甲醇分解催化剂卸料口k。
如图4所示，筒体6和换热管4之间为壳程，换热管4内部为管程，壳程装填甲醇分解催化剂2，燃烧器容器10内装填催化燃烧催化剂5，变压吸附尾气通过尾气进口c，在催化燃烧催化剂5中无焰燃烧，燃烧产生的热量供给甲醇分解使用，燃烧后的尾气经过尾气出口d、尾气入口m、混合器出口分布器9，由混合气入口分布器1收集，通过尾气出口n排出，进入下一工序。甲醇和水(水蒸汽)通过混合气进口a，均匀分散进入壳程，吸收燃烧提供的热量，在甲醇分解催化剂2中进行分解转化，产生的氢气和二氧化碳混合气从混合气出口b进入下一工序。催化燃烧催化剂的装卸料通过催化燃烧催化剂装料口e和催化燃烧催化剂卸料口f。甲醇分解催化剂的装卸料通过甲醇分解催化剂装料口h和甲醇分解催化剂卸料口k。
Claims (5)
1.一种甲醇分解反应器，其特征在于：筒体(6)的上下两端分别密封固定上、下管箱(3、7)，筒体(6)壁上有管口c、d，筒体(6)内均布换热管(4)，换热管(4)分别与上、下管箱(3、7)相通，上、下管箱(3、7)靠近换热管(4)处分别固定有上、下催化剂床(2、8)，上、下催化剂床(2、8)内有催化剂，上管箱(3)上有接口(a、d或n)，下管箱(7)上有接口(b、c或m，k)；上述结构形成两个通道，第一通道为：接口(a)→上催化剂床(2)→换热管(4)内腔→下催化剂床(8)→接口(b)，第二通道为：管口(c)→筒体(6)与换热管(4)之间→管口(d)。
2.根据权利要求1所述的醇分解反应器，其特征在于：所述的第一通道为尾气加热通道，第二通道为甲醇分解通道。
3.根据权利要求1所述的醇分解反应器，其特征在于：所述的第一通道为甲醇分解通道，第二通道为尾气加热通道。
4.根据权利要求2或3所述的醇分解反应器，其特征在于：所述的加热通道尾气直接在内燃烧加热。
5.根据权利要求2或3所述的醇分解反应器，其特征在于：所述的加热通道内为高温热气，独立的尾气燃烧器(10)通过管道与加热通道相通。
Priority Applications (1)
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