CN109368591B - 一种氢气的高效制取系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢气的高效制取系统，包括进料装置、气化反应装置、气固分离装置、余热回收装置、冷却装置及水蒸气发生装置，所述气化反应装置包括气化炉、开设于气化炉侧壁上的物料进口、设于气化炉内的物料放置机构、物料残渣运输机构、用于冷却残渣的冷却机构及密封收集机构，所述密封收集机构包括固连于运输管上的回收箱、设于回收箱侧壁上方的加水口及设于回收箱底部的排水口，所述回收箱和排灰口相连通，所述排水口和加水口均设有开关，本发明通过回收箱中的水可以达到密封的效果，通过运输机构运输到回收箱排除残渣时，不会有外部的空气进入，所以在排渣时不会影响气化炉工作，无需停止气化炉，加快了工作效率。

Description

一种氢气的高效制取系统

技术领域

本发明属于氢气制取技术领域，尤其是涉及一种氢气的高效制取系统。

背景技术

工业上制取氢气大多采用炭和高温水蒸气来制取，在制取过程中，需要排除木炭反应后剩余的残渣，现有的大多装置并不能在不影响制取氢气的同时排除残渣，需要停止气化炉工作，清理完毕后再次启动，不仅影响加工效率，还需要对气化炉重新加热，浪费能源。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可在加工同时排除残渣的氢气的高效制取系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种氢气的高效制取系统,包括进料装置、气化反应装置、气固分离装置、余热回收装置、冷却装置及水蒸气发生装置，所述气化反应装置包括气化炉、开设于气化炉侧壁上的物料进口、设于气化炉内的物料放置机构、物料残渣运输机构、用于冷却残渣的冷却机构及密封收集机构，所述密封收集机构包括固连于运输管上的回收箱、设于回收箱侧壁上方的加水口及设于回收箱底部的排水口，所述回收箱和排灰口相连通，所述排水口和加水口均设有开关；回收箱中的水可以达到密封的效果，通过运输机构运输到回收箱排除残渣时，不会有外部的空气进入，所以在排渣时不会影响气化炉工作，无需停止气化炉，加快了工作效率。

进一步，所述物料放置机构包括设于气化炉内的物料放置板、设于物料放置板下方的漏斗状的漏灰箱及设于漏灰箱底部的出灰口，所述物料放置板上均匀设有多个漏孔；设置漏孔可以防止为反应的木炭直接被排出，而漏灰箱设成漏斗状，可以更好的收集残渣。

进一步，所述运输机构包括与出回口相连通的运输管、设于运输管内的螺旋送料轴、套设于螺旋送料轴上的螺旋送料叶片、驱动螺旋送料轴转动的转动驱动件及设于运输管侧壁上的排灰口；通过螺旋送料轴可以驱动螺旋送料叶片转动，将残渣运输到回收箱进行回收，以免残渣堆积在漏灰箱内。

进一步，所述冷却机构包括水箱、第一连接管、第二连接管、设于运输管的管壁内的储水腔、设于运输管管壁上的进水口及设于运输管管壁上的出水口，所述第一连接管一端连通水箱，另一端连通进水口，所述第二连接管一端连接出水口，另一端连通水蒸气发生装置；通过管壁内流动的水，可以降低残渣的温度，以防残渣温度过高，直接运送到回收箱中发生水冲击，损坏设备，且冷却过残渣的水，温度升高，可直接运送到水蒸汽发生装置，减少生产水蒸气所需能量。

进一步，所述进料装置包括送料机构、物料分组机构、抽气机构及进料机构，所述进料机构包括用于收集物料的收集箱、与收集箱相连通的进料筒、设于进料筒内的驱动轴、固设于驱动轴上的螺旋叶片及驱动所述驱动轴转动的驱动件；通过抽气机构可以使进入到收集箱只有木炭，不含空气，则可以在加工发过程中通过旋转的螺旋叶片将木炭加入到气化反应装置，无需停止整个装置，大大加快了加工效率，且减少了能耗。

进一步，所述送料机构包括物料箱、对称设于物料箱两侧壁上的开口、设于开口处的开关组件、传送带、均匀设于传送带表面上的多个隔板及驱动传送带移动的第一驱动组件，所述传送带通过开口穿过物料箱，且传送带和物料箱底部接触；通过传送带和隔板的配合，可以将木炭从物料箱中带出，且隔板均匀设置，可以保证每次运输的木炭质量相差无几，无需称重，可直接通过传送带运送到下一装置，加快了运输效率。

进一步，所述开关组件包括转动连接于物料箱侧壁上的挡板、设于挡板上的限位板及第一弹性件，所述第一弹性件一端固连于物料箱侧壁上，另一端固连于挡板，所述挡板大小和开口相同；挡板在隔板通过开口之后，通过木炭的压力和第一弹性件的拉力，可实现自动关闭，以免木炭从开口处泄露出去，而设置限位板，可以防止挡板复位过度，向上翻转，保证开口可以完全闭合。

综上所述，回收箱中的水可以达到密封的效果，通过运输机构运输到回收箱排除残渣时，不会有外部的空气进入，所以在排渣时不会影响气化炉工作，无需停止气化炉，加快了工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明半剖结构示意图。

图3为图2的A处的放大图。

图4为图2的B处的放大图。

图5为本发明防堵部件的结构示意图。

图6为本发明气化反应装置的结构示意图。

图7为本发明气化反应装置的半剖示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-7所示，一种氢气的制取系统,包括进料装置1、气化反应装置2、气固分离装置3、冷却装置4、收集装置6及水蒸气发生装置5，所述进料装置包括送料机构、物料分组机构、抽气机构及进料机构，所述送料机构包括物料箱11、开口、传送带13、隔板14、第一驱动组件及开关组件，所述物料箱11用于储存木炭，所述开口对称开设于物料箱11两侧壁，用于供传送带13穿过。所述传送带 13选用常规的传送带，且传送带两侧固连有橡胶制成的防漏板18，所述隔板14均匀固定在传送带13外表面，数量优选8个，所述传送带13的驱动方式采用常规的驱动方式，通过电机和皮带驱动，电机选用常规伺服电机，通过PLC控制器控制电机，电机每次启动，驱动传送带移动行程为两个相邻隔板14之间的间距，通过传送带和隔板的配合，可以将木炭从物料箱中带出，且隔板均匀设置，可以保证每次运输的木炭质量相差无几，无需称重，可直接通过传送带运送到下一装置，加快了运输效率。

所述开关组件包括挡板15、限位板16及第一弹性件17，所述挡板15大小和开口相同，且通过合页可转动的连接于物料箱11侧壁，所述限位板16固定在挡板15外侧壁上，且相对于挡板15伸出一部分，所述第一弹性件17选用常规的弹簧，一端固定在物料箱11外壁，另一端固定在挡板15的外侧壁上，挡板在隔板通过开口之后，通过木炭的压力和第一弹性件的拉力，可实现自动关闭，以免木炭从开口处泄露出去，而设置限位板，可以防止挡板复位过度，向上翻转，保证开口可以完全闭合。

所述物料分组机构包括分料筒21、转动轴22、分组板23、进料口24、出料口25及第二驱动组件，所述分料筒21为上下均闭合的金属圆筒，所述转动轴22设于分料筒21内，其一端通过轴承转动连接于分料筒21底面，另一端穿过分料筒21顶面，所述分组板23优选4个，均匀固定在转动轴22上，将分料筒21内部分为4给空间，分组板23一侧固定在转动轴22上，其余3侧均与分料筒21内壁接触，所述进料口24开设于分料筒21侧壁上，用于接收传送带运输的木炭，且进料口24周围设有防护板26，防止木炭掉落到外部，所述出料口25与进料口24对称设置，第二驱动组件选用常规伺服电机(图中并未画出)通过PLC控制器控制，电机每次启动每次转动四分之一圆周就会停止工作，电机的输出端和转动轴22穿出的一端固连，通过分组板，可以将木炭均匀分为数份，便于后续加料，且分组板还可以起到密封作用，便于后续抽气。

所述抽气机构包括抽气口31、抽气盖32、抽气泵33、抽气管34 及过滤组件，所述抽气口31开设于分料筒21侧壁上，所述抽气盖32罩于抽气口31上方，且固定在分料筒21外壁，所述抽气管34一端连通抽气泵33，另一端设于抽气盖32内，所述抽气泵33选用常规的抽气泵，通过抽气泵可以将即将运输到收集箱的木炭中的空气抽离，以免加入木炭到气化反应装置时，会有空气进入，影响制取氢气的纯度。

所述过滤组件包括波纹管35、第一过滤网36、第二过滤网37及防堵部件，所述波纹管35选用常规的波纹管，其和抽气管34相连通，所述第一过滤网36选用细布，套设于波纹管35端部，用于隔离木炭屑，所述第二过滤网37选用常规的过滤网，设于第一过滤网36上方用于将块状的木炭隔离，所以通过第一过滤网和第二过滤网，可以将木炭块和木炭粉末隔离，以防在抽气过程中木炭进入到抽气管，影响抽气效率；所述防堵部件包括连接杆41、刷具42、凹槽、第二弹性件44、第三弹性件45及延伸部46，所述连接杆41数量优选4个，其一端固连于转动轴22上，另一端固定有刷具42，所述刷具42选用常规刷子，所述凹槽开设于抽气口31内壁，所述延伸部46对称设于第二过滤网37上，所述第二弹性件44选用常规的弹簧，一端固定在延伸部46上，另一端固定在凹槽上，所述第三弹性件45选用常规的弹簧，一端固定在延伸部46侧壁上，另一端固定在第一过滤网36 上，刷具在刷过滤网时，会带动第一过滤网晃动，而且通过设置第二弹性件和第三弹性件，可以加剧过滤网晃动，使得吸附在过滤网上的木炭脱落。

所述进料机构包括收集箱51、进料筒52、驱动轴53、螺旋叶片54及驱动件，所述收集箱51设置在出料口25下方，且与分料筒21 固连，所述进料筒52与收集箱51相连通，所述驱动轴53设于进料筒52，驱动轴53一端穿过收集箱51且与收集箱内壁转动连接，所述螺旋叶片54套设固定在驱动轴53上，所述驱动件选用常规的电机，其输出端和驱动轴固连。

所述气化反应装置2所述气化反应装置2包括气化炉61、物料进口、物料放置板66、漏灰箱67、物料残渣运输机构、冷却机构及密封收集机构，所述物料放置板66固定在气化炉61内，且物料放置板上均匀设有多个漏孔，设置漏孔可以防止为反应的木炭直接被排出，所述漏灰箱67固连于物料放置板上，且呈漏斗状，其底部开设有出灰口，而漏灰箱设成漏斗状，可以更好的收集残渣；所述物料运输机构包括运输管71、螺旋送料轴72、螺旋送料叶片73、驱动件721 及排灰口74，所述运输管71与出灰口相连通，所述螺旋送料轴72 设于运输管内部，其一端穿过输出管71端部，与运输管两端转动连接，所述螺旋送料叶片73固设于螺旋送料轴72上，驱动件721选用常规的电机，其输出端和螺旋送料轴72端部固连，所述排灰口74设于运输管内壁，通过螺旋送料轴可以驱动螺旋送料叶片转动，将残渣运输到回收箱进行回收，以免残渣堆积在漏灰箱内。

所述冷却机构包括水箱75、第一连接管76、第二连接管77及设于运输管71的管壁内的储水腔78，所述第一连接管76一端连通水箱75，另一端连通储水腔78，所述第二连接管77一端连通储水腔 78，另一端连通水蒸气发生装置5，通过管壁内流动的水，可以降低残渣的温度，以防残渣温度过高，直接运送到回收箱中发生水冲击，损坏设备，且冷却过残渣的水，温度升高，可直接运送到水蒸汽发生装置，减少生产水蒸气所需能量。

所述密封收集机构包括回收箱63、加水口64及排水口65，所述回收箱63内装有水，所述加水口64开设于回收箱63侧壁，用于向回收箱注水，且加水口处设有开关(图中为画出)，所述排水口65开设于回收箱63侧壁上，用于将污水排出，回收箱中的水可以达到密封的效果，通过运输机构运输到回收箱排除残渣时，不会有外部的空气进入，所以在排渣时不会影响气化炉工作，无需停止气化炉，加快了工作效率。

所述气固分离装置3选用常规的旋风分离器，用于将气体中的固体杂质去除，所述冷却装置4选用常规的冷凝器，用于将气体中的水蒸气液化去除，所述水蒸气发生装置5选用常规的水蒸气发生器，为气化炉供给水蒸气。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种氢气的高效制取系统 , 包括进料装置（1）、气化反应装置（2）、气固分离装置（3）、冷却装置（4）、水蒸气发生装置（5）及收集装置（6），其特征在于：所述气化反应装置（2）包括气化炉（61）、开设于气化炉（61）侧壁上的物料进口、设于气化炉（61）内的物料放置机构、物料残渣运输机构、用于冷却残渣的冷却机构及密封收集机构，所述密封收集机构包括回收箱（63）、设于回收箱（63）侧壁上方的加水口（64）及设于回收箱底部的排水口（65），所述排水口（65）和加水口（64）均设有开关；

所述进料装置（1）包括送料机构、物料分组机构、抽气机构及进料机构，所述进料机构包括用于收集物料的收集箱（51）、与收集箱（51）相连通的进料筒（52）、设于进料筒（52）内的驱动轴（53）、固设于驱动轴（53）上的螺旋叶片（54）及驱动所述驱动轴（53）转动的驱动件；

所述送料机构包括物料箱（11）、对称设于所述物料箱（11）两侧壁上的开口、设于开口处的开关组件、传送带（13）、均匀设于传送带（13）表面上的隔板（14）及驱动传送带（13）移动的第一驱动组件，所述传送带（13）通过开口穿过物料箱，且传送带（13）和物料箱（11）底部接触；

所述传送带两侧边对称设有防漏板（18），所述防漏板（18）由弹性材料制成；

所述抽气机构包括抽气口（31）、抽气盖（32）、抽气泵（33）、抽气管（34 ）及过滤组件，所述抽气口（31）开设于分料筒（21）侧壁上，所述抽气盖（32）罩于抽气口（31）上方，且固定在分料筒（21）外壁，所述抽气管（34）一端连通抽气泵（33），另一端设于抽气盖（32）内。

2.根据权利要求1所述的一种氢气的高效制取系统，其特征在于：所述物料放置机构包括设于气化炉（61）内的物料放置板（66）、设于物料放置板（66）下方的漏斗状的漏灰箱（67）及设于漏灰箱（67）底部的出灰口，所述物料放置板（66）上均匀设有多个漏孔。

3.根据权利要求1所述的一种氢气的高效制取系统，其特征在于：所述运输机构包括与出灰口相连通的运输管（71）、设于运输管（71）内的螺旋送料轴（72）、套设于螺旋送料轴（72）上的螺旋送料叶片（73）、驱动螺旋送料轴（72）转动的转动驱动件（721）及设于运输管侧壁上的排灰口（74）。

4.根据权利要求1所述的一种氢气的高效制取系统，其特征在于：所述冷却机构包括水箱（75）、第一连接管（76）、第二连接管（77）及设于运输管（71）的管壁内的储水腔（78），所述第一连接管（76）一端连通水箱（75），另一端连通储水腔（78），所述第二连接管（77）一端连通储水腔（78），另一端连通水蒸气发生装置（5）。

5.根据权利要求1所述的一种氢气的高效制取系统，其特征在于：所述开关组件包括转动连接于物料箱（11）侧壁上的挡板（15）、设于挡板（15）上的限位板（16）及第一弹性件（17），所述第一弹性件（17）一端固连于物料箱（11）侧壁上，另一端固连于挡板（15），所述挡板（15）大小和开口相同。

Images