CN110683512A - 配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，所述的物料输入机构包括：设置在壳体顶部的混合头，混合头内中空形成混合空腔，混合空腔的顶部连接有第一气体输入管，混合空腔的两端分别连接有混合输入管和混合输出管，混合输入管内设置有喷出管，喷出管的结构包括：喷出管本体，喷出管本体的两端分别为喷出管头部和喷出管尾部，喷出管头部伸入至混合空腔内，喷出管尾部与混合输入管相固定，水蒸气管道伸入至喷出管本体中；混合输出管与物料供应管相连接，物料供应管伸入至集成型重整制氢装置的反应物料腔室中。本发明的优点是：结构简单巧妙体积小，混合反应物料的均匀性大大提高，从而大大提高反应效率。
Description
技术领域
本发明涉及重整制氢设备技术领域。
背景技术
环境污染与非可再生的化石燃料的不断消耗，是全球关注的焦点。发展清洁、高效、可持续的新能源已成为大家的共识。氢能，因其具有燃烧热值高、燃烧产物水不会对环境造成污染等优点，已经成为被市场认可的清洁能源。
由于天然气资源探明储量的不断增加、以及天然气制氢的技术优势，天然气制氢已经成为当今较为主要制氢方法之一。天然气重整制氢工艺主要包括以下步骤：一、蒸汽重整反应：该反应中，原料甲烷与水蒸气在蒸汽重整反应催化剂的条件下反应制得一次重整气，一次重整气中主要包含氢气和一氧化碳，该步骤中需要吸收大量的热量，温度通常需要维持在800℃～1000℃。二、水汽转移催化反应：该反应中，一次重整气中的一氧化碳与水在水汽转移催化剂的条件下反应，从而去除一次重整气中的一氧化碳制得二次重整气。该反应需要将温度控制在300℃～350℃。三、选择性甲烷化反应：该反应中，在选择性甲烷化反应催化剂的条件下，二次重整气中的一氧化碳进一步反应去除，从而制得纯化的氢气。
目前的重整制氢设备都是比较庞大。为了将氢能源进一步推广，我公司研发了集成型重整制氢装置，该集成型重整制氢装置的体积大大减小，极其适合在安装空间有限的场景下使用，尤其适合家用。为此，我公司研发了配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构。
发明内容
本发明的目的是：提供一种配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其体积小，能高效输送重整制氢所需的反应原料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，所述的集成型重整制氢装置的反应室的结构包括：设置在封闭壳体内的外筒，外筒内设置有内筒，内、外筒之间的夹层形成反应室，反应室顶部封闭，反应室的底部形成反应物料腔室，反应物料腔室上方的反应室内由下往上依次分隔成若干反应区；所述的物料输入机构包括：设置在壳体顶部的混合头，混合头内中空形成混合空腔，混合空腔的顶部连接有第一气体输入管，混合空腔的两端分别连接有混合输入管和混合输出管，混合输入管内设置有喷出管，喷出管的结构包括：喷出管本体，喷出管本体的两端分别为喷出管头部和喷出管尾部，喷出管头部伸入至混合空腔内，喷出管尾部与混合输入管相固定，水蒸气管道通过喷出管尾部伸入至喷出管本体中；所述的混合输出管与物料供应管相连接，物料供应管的出料端从壳体顶部向下伸入至反应物料腔室中。
进一步地，前述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其中，水蒸气管道的内径以及喷出管头部的内径都小于喷出管本体的内径。
更进一步地，前述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其中，混合输出管包括过渡管段和输出管段，过渡管段与混合空腔相连通，输出管段的内径顺着物料输出方向逐渐变大。
更进一步地，前述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其中，喷出管头部的外壁呈顺着物料喷出方向直径逐渐变小的锥形。
进一步地，前述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其中，每个反应区均由孔板分隔而成。
进一步地，前述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其中，反应物料腔室上方的反应室内由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区。
进一步地，前述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其中，喷出管尾部设置有挡圈，挡圈卡挡在混合输入管的外端部。
本发明的优点是：一、结构简单巧妙，体积小，能很好的为重整制氢反应提供所需的反应原料。二、反应原料气体在在混合腔中混合后进入反应物料腔室，反应物料在混合腔中混合后，在反应物料腔室进一步混合，多次混合使得反应物料混合后的均匀性大大提高，这能有效提高反应效率。
附图说明
图1是本发明所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构的安装结构示意图。
图2是图1中物料供应管在集成型重整制氢装置内的结构示意图。
图3是图1中混合头的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3所示，配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，所述的集成型重整制氢装置的反应室的结构包括：设置在封闭壳体10内的外筒1，外筒1内设置有内筒2，内、外筒之间的夹层形成反应室3，反应室3顶部封闭，反应室3的底部形成反应物料腔室31，反应物料腔室31上方的反应室3内由下往上依次分隔成若干反应区。本实施例中，反应物料腔室31上方的反应室3由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区32、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区33、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区34。每个反应区均由孔板9分隔而成。孔板9既形成了分隔，又能保持各反应区的连通，从而使得进入至反应物料腔室31内的气态的反应物料能向上运动进入至重整反应区32内进行反应，重整反应区32内反应产生的气体能向上进入至水汽转移反应区33进一步反应，水汽转移反应区33内反应后的气体再进入选择性甲烷化反应区34内进一步反应，选择性甲烷化反应区34内反应后的气体能经过孔板向外输出。重整制氢反应所需的反应物料可以是甲烷气体和水蒸气。
所述的物料输入机构包括：设置在壳体10顶部的混合头4，混合头4内中空形成混合空腔41，混合空腔41的顶部连接有第一气体输入管5，混合空腔41的两端分别连接有混合输入管42和混合输出管43，混合输入管42内设置有喷出管6，喷出管6的结构包括：喷出管本体61，喷出管本体61的两端分别为喷出管头部62和喷出管尾部63，喷出管头部62伸入至混合空腔41内，喷出管头部62的外壁呈顺着物料喷出方向直径逐渐变小的锥形。
喷出管尾部63与混合输入管42相固定，具体地，喷出管尾部63设置有挡圈631，挡圈631卡挡在混合输入管42的外端部。
水蒸气管道7通过喷出管尾部63伸入至喷出管本体61中。水蒸气管道7的内径以及喷出管头部62的内径都小于喷出管本体61的内径。混合输出管43包括过渡管段431和输出管段432，过渡管段431与混合空腔41相连通，输出管段432的内径顺着物料输出方向逐渐变大，这能有效提高混合物料的输出效率。所述的混合输出管43与物料供应管8相连接，即输出管段432与物料供应管8连通。物料供应管8的出料端从壳体10顶部向下伸入至反应物料腔室31中。
具体的工作原理如下：参加反应的甲烷气体经第一气体输入管5进入至混合空腔41中，参加反应的水蒸气经水蒸气管道7进入喷出管6中，喷出管6中的水蒸气依次经喷出管尾部63、喷出管本体61、喷出管头部62后喷出至混合空腔41中。所述的水蒸气可以是外供的也可以是集成型重整制氢装置自行产生的。甲烷气体与水蒸气在混合空腔41得到混合，混合气体从混合空腔41依次经过渡管段431、输出管段432进入至物料供应管8中。物料供应管8中混合气体向下运动进入至反应物料腔室31中。反应物料腔室31中的反应物料经孔板9向上运动至重整反应区32内进行反应。重整反应区32内反应后的气体向上运动进入水汽转移反应区33进一步反应，水汽转移反应区33内反应后的气体进入选择性甲烷化反应区34内进一步反应，选择性甲烷化反应区34内反应后的气体则是纯净的氢气，氢气向外输出。
本发明的优点在于：一、结构简单巧妙，体积小，能很好的为重整制氢反应提供所需的反应原料。二、反应原料气体在在混合空腔41中混合后进入反应物料腔室31，混合后的反应物料在反应物料腔室31进一步混合，多次混合使得反应物料混合后的均匀性大大提高，这能有效提高反应效率。
Claims (7)
1.配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，所述的集成型重整制氢装置的反应室的结构包括：设置在封闭壳体内的外筒，外筒内设置有内筒，内、外筒之间的夹层形成反应室，反应室顶部封闭，反应室的底部形成反应物料腔室，反应物料腔室上方的反应室内由下往上依次分隔成若干反应区；其特征在于：所述的物料输入机构包括：设置在壳体顶部的混合头，混合头内中空形成混合空腔，混合空腔的顶部连接有第一气体输入管，混合空腔的两端分别连接有混合输入管和混合输出管，混合输入管内设置有喷出管，喷出管的结构包括：喷出管本体，喷出管本体的两端分别为喷出管头部和喷出管尾部，喷出管头部伸入至混合空腔内，喷出管尾部与混合输入管相固定，水蒸气管道通过喷出管尾部伸入至喷出管本体中；所述的混合输出管与物料供应管相连接，物料供应管的出料端从壳体顶部向下伸入至反应物料腔室中。
2.根据权利要求1所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其特征在于：水蒸气管道的内径以及喷出管头部的内径都小于喷出管本体的内径。
3.根据权利要求2所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其特征在于：混合输出管包括过渡管段和输出管段，过渡管段与混合空腔相连通，输出管段的内径顺着物料输出方向逐渐变大。
4.根据权利要求2所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其特征在于：喷出管头部的外壁呈顺着物料喷出方向直径逐渐变小的锥形。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其特征在于：每个反应区均由孔板分隔而成。
6.根据权利要求5所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其特征在于：反应物料腔室上方的反应室内由下往上依次分隔成放置重整反应催化剂的重整反应区、放置水汽转移反应催化剂的水汽转移反应区、放置选择性甲烷化反应催化剂的选择性甲烷化反应区。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的配套于集成型重整制氢装置的反应物料输入机构，其特征在于：喷出管尾部设置有挡圈，挡圈卡挡在混合输入管的外端部。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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