CN113620239B - 重整反应装置及制氢机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了重整反应装置及制氢机,包括制备筒,所述制备筒内固定安装有底板、隔板、顶板,所述制备筒与底板之间固定安装有伺服电机,且伺服电机与底板之间安装有搅拌机构,所述制备筒上固定安装有进料管,且进料管位于底板与隔板之间,所述隔板与顶板之间安装有导热机构,所述隔板上通过两个上气管安装有两个导气机构。优点在于:能够使甲醇水溶液与催化剂之间充分接触,并使其均匀受热,从而可增加氢气的制备效率,且采用多级过滤提纯的方式能够将氢气内的杂质进行彻底的去除,使制得的氢气纯度更高。
Description
技术领域
本发明涉及氢气制备的技术领域,尤其涉及重整反应装置及制氢机。
背景技术
氢能是一种清洁、环保的新型能源,现有工业中进行氢气的制备时,通常是采用甲醇水为主要原料,通过重整反应(强吸热反应)在制氢机中进行制备,以此来得到高纯度的氢气;
现有的制氢机使用时仍存在以下不足:
1、现有设备在对甲醇水进行加热时,无法使甲醇水快速、均匀的受热,且无法使甲醇水与催化剂之间充分的接触,氢气的产生效率较低,具有一定的局限性;
2、甲醇水在催化加热后产生的氢气中附带有较多的杂质,现有设备通常是采用单层过滤的方式进行杂质的去除,而此种方式无法将杂质彻底的去除,制得的氢气中仍附带有杂质,使得收集的氢气纯度不够;
因此亟需设计重整反应装置及制氢机来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题,而提出的重整反应装置及制氢机。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
重整反应装置及制氢机,包括制备筒,所述制备筒内固定安装有底板、隔板、顶板,所述制备筒与底板之间固定安装有伺服电机,且伺服电机与底板之间安装有搅拌机构,所述制备筒上固定安装有进料管,且进料管位于底板与隔板之间,所述隔板与顶板之间安装有导热机构,所述隔板上通过两个上气管安装有两个导气机构;
所述隔板与顶板之间固定安装有细滤盘,所述顶板上通过伸缩传导管固定安装有提纯盒,所述提纯盒内固定安装有滤膜,所述提纯盒的下部固定安装有多个单向导气管,所述提纯盒与顶板之间安装有往复机构,所述制备筒上固定安装有出气管,且出气管位于顶板的上部。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述搅拌机构包括固定安装在伺服电机驱动端上的转杆,所述转杆上固定安装有多个搅拌杆,且每个搅拌杆上均开设有多个搅拌孔,每个所述搅拌杆上均固定安装有弧形擦板,且每个弧形擦板均与制备筒的内壁相贴合,每个所述搅拌杆上均固定安装有两个加热板。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述导热机构包括固定安装在隔板下部的吸热盘,所述吸热盘与顶板之间固定安装有多个导热杆,每个所述导热杆的上部均固定安装有散热球。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述导气机构包括固定安装在上气管内的固定盘,且固定盘上开设有连通孔,所述连通孔内滑动安装有阻隔盘,且阻隔盘与连通孔的内壁之间固定安装有两个压缩弹簧,所述上气管内固定安装有粗滤板,且粗滤板位于固定盘的下部,所述阻隔盘与固定盘之间安装有密封结构。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述密封结构包括固定安装在固定盘上的密封盘,且密封盘与连通孔相卡合,所述密封盘上固定安装有磁板一,所述固定盘上固定安装有磁板二,且磁板一与磁板二上相靠近的一侧磁极相反。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述往复机构包括固定安装在顶板下部的连接板,所述连接板上固定安装有减速电机,所述减速电机上通过转辊转动安装有不完全齿轮,所述顶板上通过滑动结构安装有升降齿杆,且升降齿杆的下端固定安装有提纯盒上,且升降齿杆与不完全齿轮相配合,所述提纯盒与顶板之间固定安装有多个复位弹簧。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述滑动结构包括固定安装在顶板上的连接杆,且连接杆上固定安装有梯形滑块,所述升降齿杆上开设有梯形滑槽,且梯形滑块卡合安装在梯形滑槽内。
在上述的重整反应装置及制氢机中,所述制备筒内固定安装在吸附盘,且吸附盘位于顶板与制备筒的顶壁之间,所述吸附盘上开设有多个螺旋吸附孔。
与现有的技术相比,本发明优点在于:
1:通过设置伺服电机与搅拌杆,伺服电机转动即会带动搅拌杆转动,搅拌杆转动即会带动甲醇水溶液与催化剂在制备筒内旋转,从而使甲醇水可与催化剂之间充分接触与反应。
2:通过设置加热板,加热板设置在搅拌杆上,可随搅拌杆的转动而转动,即可在对甲醇水搅拌的同时对其进行加热,使其受热更为均匀,氢气制备的效率更高。
3:通过设置粗滤板、细滤盘与滤膜,粗滤板、细滤盘与滤膜均可对氢气进行过滤,从而可依次将氢气中附带的大颗粒杂质、小颗粒杂质与微小杂质进行去除,从而可将氢气中的杂质进行较为彻底的去除,使得制得的氢气纯度较高。
4:通过设置上气管,上气管内部设置的导气机构能够控制其连通状态,可使氢气在底板与隔板之间堆积,从而增加底板与隔板之间的气压,即通过加压来促进氢气的制备效率。
5:通过设置导热机构,导热机构内的吸热盘能够将氢气制备时所产生的多余热量进行吸收,并会通过多个导热杆与散热球的配合将热量传导至隔板与顶板之间、顶板与制备筒之间进行预热,即可对热量进行充分利用,不会造成浪费。
综上所述,本发明能够使甲醇水溶液与催化剂之间充分接触,并使其均匀受热,从而可增加氢气的制备效率,且采用多级过滤提纯的方式能够将氢气内的杂质进行彻底的去除,使制得的氢气纯度更高。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明提出的重整反应装置及制氢机的结构示意图;
图2为图1的剖视图;
图3为图2中伺服电机、隔板与二者之间部分连接结构的放大图;
图4为图3中搅拌杆与其上连接结构的放大图;
图5为图2中吸热盘与其上安装结构的示意详图;
图6为图2中提纯盒与其上部分连接结构的放大图;
图7为图6中连接板与其上部分连接结构的放大图;
图8为图3中上气管的内部结构示意详图。
图中:1制备筒、2进料管、3出气管、4伺服电机、5底板、6隔板、7细滤盘、8提纯盒、9顶板、10转杆、11搅拌杆、12加热板、13弧形擦板、14上气管、15吸热盘、16搅拌孔、17导热杆、18散热球、19单向导气管、20滤膜、21伸缩传导管、22连接板、23减速电机、24转辊、25不完全齿轮、26升降齿杆、27固定盘、28连通孔、29阻隔盘、30压缩弹簧、31粗滤板、32密封盘。
具体实施方式
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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
参照图1-4,重整反应装置及制氢机,包括制备筒1,制备筒1内固定安装有底板5、隔板6、顶板9,制备筒1与底板5之间固定安装有伺服电机4,且伺服电机4与底板5之间安装有搅拌机构,制备筒1上固定安装有进料管2,且进料管2位于底板5与隔板6之间;
上述值得注意的有以下几点:
1、搅拌机构包括固定安装在伺服电机4驱动端上的转杆10,转杆10上固定安装有多个搅拌杆11,且每个搅拌杆11上均开设有多个搅拌孔16,甲醇水溶液与催化剂通过进料管2进入底板5与隔板6之间,此时伺服电机4即会启动带动转杆10与其上的多个搅拌杆11进行转动,搅拌杆11转动即会带动甲醇水溶液与催化剂在制备筒1内旋转,从而使甲醇水可与催化剂之间充分接触与反应。
2、每个搅拌杆11上均固定安装有弧形擦板13,且每个弧形擦板13均与制备筒1的内壁相贴合,当搅拌杆11转动时,弧形擦板13会在制备筒1内壁上摩擦旋转,从而可将附着在制备筒1内壁上的甲醇水溶液与催化剂刮除,可避免浪费与反应不充分现象的发生。
3、每个搅拌杆11上均固定安装有两个加热板12,加热板12可随搅拌杆11的转动而转动,即可在对甲醇水搅拌的同时对其进行加热,使其受热更为均匀,氢气制备的效率更高。
参照图2、图5、图8,隔板6与顶板9之间安装有导热机构,隔板6上通过两个上气管14安装有两个导气机构;
上述值得注意的有以下几点:
1、导热机构包括固定安装在隔板6下部的吸热盘15,吸热盘15与顶板9之间固定安装有多个导热杆17,每个导热杆17的上部均固定安装有散热球18,吸热盘15能够将氢气制备时所产生的多余热量进行吸收,并会通过多个导热杆17与散热球18的配合将热量传导至隔板6与顶板9之间、顶板9与制备筒1之间进行预热,即可对热量进行充分利用,不会造成浪费。
2、导气机构包括固定安装在上气管14内的固定盘27,且固定盘27上开设有连通孔28,连通孔28内滑动安装有阻隔盘29,且阻隔盘29与连通孔28的内壁之间固定安装有两个压缩弹簧30,在进行氢气的制备时,所产生的氢气会在底板5与隔板6之间堆积,当氢气逐渐堆积时,会增加底板5与隔板6之间的气压,即通过加压的方式进一步加快氢气制备的效率;
当氢气逐渐制备增多时,所产生的压力大于压缩弹簧30的弹力时,此时氢气即会将阻隔盘29顶起,使上气管14与连通孔28处于连通状态,此时氢气即会通过上气管14进入隔板6的上部,当氢气减少时,压缩弹簧30受力减小即会将阻隔盘29拉回原位,将连通孔28封闭,即可再次进行氢气的加压制备。
3、阻隔盘29与固定盘27之间安装有密封结构,密封结构包括固定安装在固定盘27上的密封盘32,且密封盘32与连通孔28相卡合,密封盘32上固定安装有磁板一,固定盘27上固定安装有磁板二,且磁板一与磁板二上相靠近的一侧磁极相反,当阻隔盘29位于连通孔28内时,此时密封盘32即会将连通孔28进行封堵,使氢气不会发生泄漏,且此时磁板一与磁板二相吸,即可进一步增加密封盘32密封的紧密性。
4、上气管14内固定安装有粗滤板31,且粗滤板31位于固定盘27的下部,当氢气通过上气管14时,会先与粗滤板31相接触,此时粗滤板31即会对氢气进行初步过滤,将氢气中大颗粒的杂质进行滤除。
参照图2、图6-7,隔板6与顶板9之间固定安装有细滤盘7,顶板9上通过伸缩传导管21固定安装有提纯盒8,提纯盒8的下部固定安装有多个单向导气管19,提纯盒8与顶板9之间安装有往复机构,制备筒1上固定安装有出气管3,且出气管3位于顶板9的上部;
上述值得注意的有以下几点:
1、通过上气管14后的氢气会与细滤盘7相接触,此时细滤盘7即会对氢气进行二次过滤,即可将氢气中的小颗粒杂质进行去除。
2、往复机构包括固定安装在顶板9下部的连接板22,连接板22上固定安装有减速电机23,减速电机23上通过转辊24转动安装有不完全齿轮25,顶板9上通过滑动结构安装有升降齿杆26,且升降齿杆26的下端固定安装有提纯盒8上,且升降齿杆26与不完全齿轮25相配合,提纯盒8与顶板9之间固定安装有多个复位弹簧,减速电机23转动会带动不完全齿轮25转动,不完全齿轮25转动即会与升降齿杆26交替啮合;
当不完全齿轮25转动至与升降齿杆26啮合时,即会带动升降齿杆26上升,从而会拉动提纯盒8上升并会压缩多个复位弹簧,当不完全齿轮25转动至不与升降齿杆26相啮合时,此时多个复位弹簧不受压力即会自动伸长复位,从而会推动提纯盒8快速下降,提纯盒8快速下降时即会对隔板6与顶板9之间的氢气进行加压,使其通过多个单向导气管19进入提纯盒8内,减速电机23继续工作即会重复上述操作,使提纯盒8进行往复升降,从而可将隔板6与顶板9之间的氢气反复压入提纯盒8内进行传导与提纯。
3、滑动结构包括固定安装在顶板9上的连接杆,且连接杆上固定安装有梯形滑块,升降齿杆26上开设有梯形滑槽,且梯形滑块卡合安装在梯形滑槽内,滑动结构用于使升降齿杆26只可进行上下往复滑动,而不会发生倾斜与偏移。
4、提纯盒8内固定安装有滤膜20,当氢气进入提纯盒8内,即会与滤膜20相挤压挤出,此时滤膜20即会对氢气进行再次过滤提纯,即可将氢气内的微小杂质进行滤除。
5、制备筒1内固定安装在吸附盘,且吸附盘位于顶板9与制备筒1的顶壁之间,吸附盘上开设有多个螺旋吸附孔,进入提纯盒8内的氢气在过滤后会通过伸缩传导管21进入顶板9的上部,并会与吸附盘相接触,此时吸附盘即会对氢气进行吸附提纯,从而可将氢气内的杂质进行彻底吸除,滤除后的高纯度氢气即会通过出气管3排出。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种制氢机,包括制备筒(1),其特征在于,所述制备筒(1)内固定安装有底板(5)、隔板(6)、顶板(9),所述制备筒(1)与底板(5)之间固定安装有伺服电机(4),且伺服电机(4)与底板(5)之间安装有搅拌机构,所述制备筒(1)上固定安装有进料管(2),且进料管(2)位于底板(5)与隔板(6)之间,所述隔板(6)与顶板(9)之间安装有导热机构,所述隔板(6)上通过两个上气管(14)安装有两个导气机构;
所述隔板(6)与顶板(9)之间固定安装有细滤盘(7),所述顶板(9)上通过伸缩传导管(21)固定安装有提纯盒(8),所述提纯盒(8)内固定安装有滤膜(20),所述提纯盒(8)的下部固定安装有多个单向导气管(19),所述提纯盒(8)与顶板(9)之间安装有往复机构,所述制备筒(1)上固定安装有出气管(3),且出气管(3)位于顶板(9)的上部;通过上气管(14)后的氢气会与细滤盘(7)相接触,此时细滤盘(7)即会对氢气进行二次过滤,即可将氢气中的小颗粒杂质进行去除;所述搅拌机构包括固定安装在伺服电机(4)驱动端上的转杆(10),所述转杆(10)上固定安装有多个搅拌杆(11),且每个搅拌杆(11)上均开设有多个搅拌孔(16),每个所述搅拌杆(11)上均固定安装有弧形擦板(13),且每个弧形擦板(13)均与制备筒(1)的内壁相贴合,每个所述搅拌杆(11)上均固定安装有两个加热板(12);所述导热机构包括固定安装在隔板(6)下部的吸热盘(15),所述吸热盘(15)与顶板(9)之间固定安装有多个导热杆(17),每个所述导热杆(17)的上部均固定安装有散热球(18);所述导气机构包括固定安装在上气管(14)内的固定盘(27),且固定盘(27)上开设有连通孔(28),所述连通孔(28)内滑动安装有阻隔盘(29),且阻隔盘(29)与连通孔(28)的内壁之间固定安装有两个压缩弹簧(30),所述上气管(14)内固定安装有粗滤板(31),且粗滤板(31)位于固定盘(27)的下部,所述阻隔盘(29)与固定盘(27)之间安装有密封结构;粗滤板(31)即会对氢气进行初步过滤,将氢气中大颗粒的杂质进行滤除;所述密封结构包括固定安装在固定盘(27)上的密封盘(32),且密封盘(32)与连通孔(28)相卡合,所述密封盘(32)上固定安装有磁板一,所述固定盘(27)上固定安装有磁板二,且磁板一与磁板二上相靠近的一侧磁极相反;所述往复机构包括固定安装在顶板(9)下部的连接板(22),所述连接板(22)上固定安装有减速电机(23),所述减速电机(23)上通过转辊(24)转动安装有不完全齿轮(25),所述顶板(9)上通过滑动结构安装有升降齿杆(26),滑动结构用于使升降齿杆(26)只可进行上下往复滑动,而不会发生倾斜与偏移;且升降齿杆(26)的下端固定安装有提纯盒(8),且升降齿杆(26)与不完全齿轮(25)相配合,所述提纯盒(8)与顶板(9)之间固定安装有多个复位弹簧;不完全齿轮(25)转动至与升降齿杆(26)啮合时,即会带动升降齿杆(26)上升,从而会拉动提纯盒(8)上升并会压缩多个复位弹簧,不完全齿轮(25)转动至不与升降齿杆(26)相啮合时,此时多个复位弹簧不受压力即会自动伸长复位,从而会推动提纯盒(8)快速下降,提纯盒(8)快速下降时即会对隔板(6)与顶板(9)之间的氢气进行加压,使其通过多个单向导气管(19)进入提纯盒(8)内。
2.根据权利要求1所述的一种制氢机,其特征在于,所述滑动结构包括固定安装在顶板(9)上的连接杆,且连接杆上固定安装有梯形滑块,所述升降齿杆(26)上开设有梯形滑槽,且梯形滑块卡合安装在梯形滑槽内。
3.根据权利要求1所述的一种制氢机,其特征在于,所述制备筒(1)内固定安装有吸附盘,且吸附盘位于顶板(9)与制备筒(1)的顶壁之间,所述吸附盘上开设有多个螺旋吸附孔。
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