CN115007085B - 制氢装置中的气体分布器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了制氢装置中的气体分布器，包括：内设有助燃气体分布腔室、燃料气体分布腔室、点火气体分布腔室的分布器本体，助燃气体分布腔室和燃料气体分布腔室之间由曲线形状的分隔板隔挡，分布器本体的顶部设置有助燃气体进口、燃料气体进口、点火气体进口以及点火器安装孔；分布器本体的底部设置有点火气体出口以及若干助燃气体输出孔、若干燃料气体输出孔，助燃气体输出孔和燃料气体输出孔分别位于分隔板的两侧。本发明的优点是：大大简化了制氢装置中的气体管路的结构，有效缩小了制氢装置的体积。

Description

制氢装置中的气体分布器
技术领域
本发明涉及重整制氢装置技术领域。
背景技术
为了广泛推广氢能，制氢装置的小型化、集成化是一种趋势。目前的重整制氢装置的制氢过程中主要涉及三步反应，首先是甲烷气体与水蒸气在800℃左右的高温以及催化剂条件下进行重整制氢催化反应，第一步反应产生的重整气体依次进行第二步低温变换催化反应，然后再进行第三步的选择性甲烷化催化反应。第一步反应中800℃的高温需要通过燃烧机构燃烧提供。因此重整制氢装置中的燃烧机构需要引入燃料气体、助燃气体，还要设置点火器，并引入点火气体，同时还要考虑燃烧后产生的大量高温废气需要输散。目前重整制氢装置中供燃烧的气体管路复杂，极不利于重整制氢装置的小型化。
发明内容
本发明的目的是：提供一种制氢装置中的气体分布器，其集成有多个气体分布腔室从而能简化制氢装置中燃烧机构的气体管路，进而减小整个制氢装置的体积。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：制氢装置中的气体分布器，包括：分布器本体，分布器本体中设置有相互独立的助燃气体分布腔室、燃料气体分布腔室、点火气体分布腔室，助燃气体分布腔室和燃料气体分布腔室之间由分隔板隔挡，分布器本体的顶部设置有助燃气体进口、燃料气体进口、点火气体进口以及点火器安装孔；助燃气体进口与助燃气体分布腔室连通，燃料气体进口与燃料气体分布腔室连通，点火气体进口以及点火器安装孔都分别与点火气体分布腔室连通；分布器本体的底部设置有若干与助燃气体分布腔室相连通的助燃气体输出孔、若干与燃料气体分布腔室相连通的燃料气体输出孔，所述的分隔板呈曲线形状，助燃气体输出孔和燃料气体输出孔分别位于曲线形状的分隔板的两侧；分布器本体的底部还设置有点火气体出口，所述的点火器安装孔通过点火气体分布腔室与点火气体出口竖直上下贯通。
进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，分布器本体包括上、下固定设置的分布盘和分布盘底座，分布盘的底部设置有向上凹陷的助燃气体分布凹槽、燃料气体分布凹槽以及点火气体分布凹槽，助燃气体分布凹槽与燃料气体分布凹槽之间共用一侧槽板；所述的助燃气体输出孔、燃料气体输出孔、以及点火气体出口都开设在分布盘底座上；分布盘和分布盘底座之间设置有密封垫，密封垫使得分布盘和分布盘底座之间密封，密封垫上开设有若干密封垫通孔，密封垫通孔与分布盘底座上的所有孔洞一一对应，从而使得分布盘和分布盘底座之间密封且助燃气体分布凹槽与助燃气体输出孔相连通、燃料气体分布凹槽与燃料气体输出孔相连通、点火气体分布凹槽与点火气体出口相连通，分布盘上的助燃气体分布凹槽、燃料气体分布凹槽、点火气体分布凹槽与分布盘底座之间分别形成助燃气体分布腔室、燃料气体分布腔室以及点火气体分布腔室；助燃气体分布凹槽与燃料气体分布凹槽之间共用的槽板形成助燃气体分布腔室与燃料气体分布腔室之间的分隔板。
更进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，所有助燃气体输出孔以及所有燃料气体输出孔都位于同一圆周。
更进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，助燃气体输出孔与燃料气体输出孔间隔着设置。
更进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，分布盘和分布盘底座之间采用法兰机构固定连接。
进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，所述的燃料气体分布腔室位于助燃气体分布腔室的外侧。
更进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，位于助燃气体分布腔室内侧的分布器本体上开设有若干废气通孔，每个废气通孔上、下贯穿于分布盘和分布盘底座设置。
更进一步地，前述的制氢装置中的气体分布器，其中，所述的点火气体分布腔室位于助燃气体分布腔室内侧的分布器本体的中间区域，点火器安装孔以及点火气体出口同轴心、且分别位于分布盘和分布盘底座的中心位置。
本发明的优点是：一、气体分布器集成有助燃气体分布腔室、燃料气体分布腔室、点火气体分布腔室，用于燃烧供热的燃料气体、助燃气体以及点火用的点火气体就能通过该气体分布器的三个分布腔室分别输送至制氢装置中的燃烧机构；用于点火的点火器也通过气体分布器上的点火器安装孔与点火气体出口穿设安装；因此气体分布器的设置大大简化了制氢装置中燃烧机构中气体的管路结构以及点火器的安装结构，从而能有效缩小了制氢装置的体积，使得重整装置的结构更加紧凑。二、助燃气体分布腔室与燃料气体分布腔室之间采用曲线形状的分隔板进行分隔，大大方便了燃料气体输出孔和所有助燃气体输出孔的布置，为燃料气体输出孔和所有助燃气体输出孔的布置提够了相应的空间，从而能有效缩小制氢装置的体积；在曲线形状的分隔板的设置下，使得所有燃料气体输出孔和所有助燃气体输出孔都在同一圆周上，这使得与燃料气体输出孔连接的输送燃料气体的输送管以及与助燃气体输出孔连接的用于输送助燃气体的输送管也都位于同一圆周，从而进一步有效缩小制氢装置的体积，也就使得制氢装置的结构进一步更加紧凑。三、燃料气体输出孔和助燃气体输出孔间隔着设置，这使得输送燃料气体的输送管与输送助燃气体的输送管间隔设置，这能加速燃料气体与助燃气体的混合，从而能提高燃料气体的燃烧效率。
附图说明
图1是本发明所述的制氢装置中的气体分布器的结构示意图。
图2是图1中A-A剖视方向的结构示意图。
图3是图2中B-B剖视方向的结构示意图。
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，制氢装置中的气体分布器，包括：分布器本体10，分布器本体10中设置有相互独立的助燃气体分布腔室1、燃料气体分布腔室2、点火气体分布腔室3，助燃气体分布腔室1和燃料气体分布腔室2之间由分隔板1011隔挡。本实施例中所述的燃料气体分布腔室2位于助燃气体分布腔室1的外侧。
分布器本体10的顶部设置有助燃气体进口11、燃料气体进口21、点火气体进口31以及点火器安装孔4。
助燃气体进口11与助燃气体分布腔室1连通，燃料气体进口21与燃料气体分布腔室2连通，点火气体进口31以及点火器安装孔4都分别与点火气体分布腔室3连通。分布器本体10的底部设置有若干与助燃气体分布腔室1相连通的助燃气体输出孔12、若干与燃料气体分布腔室2相连通的燃料气体输出孔22。所述的分隔板1011呈曲线形状，燃料气体输出孔22和助燃气体输出孔12分别位于曲线形状的分隔板1011的内外两侧，本实施例中所有燃料气体输出孔22和所有助燃气体输出孔12都在同一圆周上。分隔板1011的曲线形状只要满足能将所有燃料气体输出孔22和所有助燃气体输出孔12分隔并使得它们在同一圆周上即可。同一圆周上的燃料气体输出孔22和助燃气体输出孔12间隔着设置。所述的间隔是指：燃料气体输出孔22和助燃气体输出孔12一个间隔着一个设置、或一个间隔着多个设置，或多个间隔着多个设置，间隔的方式可以根据实际需要确定。图2中显示的一隔一设置方式，只是示意。
分布器本体10的底部还设置有点火气体出口32，所述的点火器安装孔4通过点火气体分布腔室3与点火气体出口32上下竖直贯通，这样点火器41则能竖直穿设通过点火器安装孔4、点火气体分布腔室3以及点火气体出口32进行安装。
为了便于加工制作以及安装，本实施例中分布器本体10包括上、下固定设置的分布盘101和分布盘底座102，分布盘101的底部设置有向上凹陷的助燃气体分布凹槽100、燃料气体分布凹槽200以及点火气体分布凹槽300，助燃气体分布凹槽100与燃料气体分布凹槽200之间共用一侧槽板。所述的燃料气体输出孔22、助燃气体输出孔12、以及点火气体出口32都开设在分布盘底座102上。分布盘101和分布盘底座102之间设置有密封垫5，密封垫5使得分布盘101和分布盘底座102之间密封，密封垫5上开设有若干密封垫通孔，每个密封垫通孔与分布盘底座102上孔洞一一对应，从而使得助燃气体分布凹槽100与助燃气体输出孔12连通、燃料气体分布凹槽200与燃料气体输出孔22连通、以及点火气体分布凹槽300与点火气体出口32连通，分布盘101上的助燃气体分布凹槽100与分布盘底座102之间形成助燃气体分布腔室1，分布盘101上的燃料气体分布凹槽200与分布盘底座102之间形成燃料气体分布腔室2，分布盘101上的点火气体分布凹槽300与分布盘底座102之间形成点火气体分布腔室3。助燃气体分布凹槽100与燃料气体分布凹槽200之间共用的槽板形成助燃气体分布腔室1与燃料气体分布腔室2之间的分隔板1011。
为了方便安装并便于后期的维护清理，本实施例中，所述的分布盘101和分布盘底座102之间采用法兰机构固定连接。分布盘101和分布盘底座102上开设法兰孔，分布盘101和分布盘底座102上的法兰孔之间采用螺栓锁紧固定。
本实施例中，位于助燃气体分布腔室1内侧的分布器本体10上开设有若干废气通孔6，每个废气通孔6上、下贯穿于分布盘101和分布盘底座102设置。废气通孔6的数量可以根据实际需要设置。制氢装置中燃烧的废气可以通过废气通孔6进行疏散排出。
本实施例中，所述的点火气体分布腔室3位于助燃气体分布腔室1内侧的分布器本体10的中间区域，点火器安装孔4与点火气体出口32同轴心、且分别位于分布盘101和分布盘底座102的中心位置。
本发明所述的制氢装置中的气体分布器的优点在于：一、气体分布器集成有助燃气体分布腔室1、燃料气体分布腔室2、点火气体分布腔室3，用于燃烧供热的燃料气体、助燃气体以及点火用的点火气体就能通过该气体分布器的三个分布腔室分别输送至制氢装置中的燃烧区域；用于点火的点火器41也通过气体分布器上的点火器安装孔4与点火气体出口32穿设安装；因此气体分布器的设置大大简化了制氢装置燃烧机构中的气体管路结构以及点火器的安装结构，从而能有效缩小了制氢装置的体积。二、助燃气体分布腔室1与燃料气体分布腔室2之间采用曲线形状的分隔板1011进行分隔，从而为燃料气体输出孔22和所有助燃气体输出孔12的设置提供更多空间和余量；进一步地，所有燃料气体输出孔22和所有助燃气体输出孔12可以都在同一圆周上，从而使得与燃料气体输出孔22连接的输送燃料气体的输送管以及与助燃气体输出孔连接的用于输送助燃气体的输送管也都位于同一圆周，这样就能进一步有效缩小制氢装置的体积。三、燃料气体输出孔22和助燃气体输出孔12间隔着设置，这使得输送燃料气体的输送管与输送助燃气体的输送管间隔设置，这能加速燃料气体与助燃气体的混合，从而能提高燃料气体的燃烧效率。四、此外，还开设了废气通孔6，制氢装置中燃烧产生的废气可以通过废气通孔进行及时排放。

Claims (7)

1.制氢装置中的气体分布器，包括：分布器本体，其特征在于：分布器本体中设置有相互独立的助燃气体分布腔室、燃料气体分布腔室、点火气体分布腔室，助燃气体分布腔室和燃料气体分布腔室之间由分隔板隔挡，分布器本体的顶部设置有助燃气体进口、燃料气体进口、点火气体进口以及点火器安装孔；助燃气体进口与助燃气体分布腔室连通，燃料气体进口与燃料气体分布腔室连通，点火气体进口以及点火器安装孔都分别与点火气体分布腔室连通；分布器本体的底部设置有若干与助燃气体分布腔室相连通的助燃气体输出孔、若干与燃料气体分布腔室相连通的燃料气体输出孔，所述的分隔板呈曲线形状，助燃气体输出孔和燃料气体输出孔分别位于曲线形状的分隔板的两侧；分布器本体的底部还设置有点火气体出口，所述的点火器安装孔通过点火气体分布腔室与点火气体出口竖直上下贯通；分布器本体包括上、下固定设置的分布盘和分布盘底座，分布盘的底部设置有向上凹陷的助燃气体分布凹槽、燃料气体分布凹槽以及点火气体分布凹槽，助燃气体分布凹槽与燃料气体分布凹槽之间共用一侧槽板；所述的助燃气体输出孔、燃料气体输出孔、以及点火气体出口都开设在分布盘底座上；分布盘和分布盘底座之间设置有密封垫，密封垫使得分布盘和分布盘底座之间密封，密封垫上开设有若干密封垫通孔，密封垫通孔与分布盘底座上的所有孔洞一一对应，从而使得分布盘和分布盘底座之间密封且助燃气体分布凹槽与助燃气体输出孔相连通、燃料气体分布凹槽与燃料气体输出孔相连通、点火气体分布凹槽与点火气体出口相连通，分布盘上的助燃气体分布凹槽、燃料气体分布凹槽、点火气体分布凹槽与分布盘底座之间分别形成助燃气体分布腔室、燃料气体分布腔室以及点火气体分布腔室；助燃气体分布凹槽与燃料气体分布凹槽之间共用的槽板形成助燃气体分布腔室与燃料气体分布腔室之间的分隔板。
2.根据权利要求1所述的制氢装置中的气体分布器，其特征在于：所有助燃气体输出孔以及所有燃料气体输出孔都位于同一圆周。
3.权利要求2所述的制氢装置中的气体分布器，其特征在于：助燃气体输出孔与燃料气体输出孔间隔着设置。
4.权利要求1或2或3所述的制氢装置中的气体分布器，其特征在于：分布盘和分布盘底座之间采用法兰机构固定连接。
5.权利要求1或2或3所述的制氢装置中的气体分布器，其特征在于：所述的燃料气体分布腔室位于助燃气体分布腔室的外侧。
6.权利要求5所述的制氢装置中的气体分布器，其特征在于：位于助燃气体分布腔室内侧的分布器本体上开设有若干废气通孔，每个废气通孔上、下贯穿于分布盘和分布盘底座设置。
7.权利要求5所述的制氢装置中的气体分布器，其特征在于：所述的点火气体分布腔室位于助燃气体分布腔室内侧的分布器本体的中间区域，点火器安装孔以及点火气体出口同轴心、且分别位于分布盘和分布盘底座的中心位置。
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