CN201376896Y - 汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置 - Google Patents

汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置，该装置由发动机产生的高温废气经废气排气主管(21)排出，同时部分热能通过高温反应釜(34)、导热介质(15)和裂解管(35)，加热雾状甲醇(32)和催化剂(12)，使雾状甲醇(32)转化成高温甲醇气体，再由催化剂(12)转化成氢气，经甲醇滤网(14)、氢气缓冲室(5)、氢气引出管(4)送到发动机进气管，被发动机活塞产生的负压吸入汽缸，与缸体内部的汽油混合燃烧。

Description

汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置
技术领域
本实用新型涉及一种汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置。
背景技术
氢气是未来的工业和民用燃料。由于氢气的成本与储存等问题，得不到普及，限制了氢气的应用。工业使用氢气来源有很多途径，包括电解水制氢，天然气高温裂解制氢，煤蒸汽重整制氢，甲醇重整转化制氢。甲醇转化制氢成本低，技术成熟，转化率高，产气量大，原料来源广阔。其方法是以甲醇水溶液为主要原料，经预热汽化后，在专用高温催化剂床层转化成主要含氢气的转化气，该转化气再经变压吸附技术提纯后，得到纯度为99.99％的产品氢气。其中变压吸附前主要成分为75％的氢气、24％二氧化碳、1％一氧化碳。高纯度氢气可用于生产单晶硅的燃料、燃料电池燃料、氢氧焊机焊接气体、火箭发射助推剂的液态氢燃料、合成氨生产原料气。甲醇转化裂解温度为280-420℃。甲醇工业制氢技术已经成熟，国产生产线厂家很多。浙江绍兴三鑫石化股份有限公司一次开车成功，达到合同规定要求，满足用户加氢生产需要。其中，产品氢气的纯度达到99.999％以上，氢气的回收率超过92％。淮安嘉诚化工有限公司2000Nm3/hr的制氢工程和辽宁灯塔北方化工有限公司4500Nm3/hr的制氢改造工程等。
发明内容
本实用新型提供一种成本低廉，高效节能，性能稳定，低污染，安全方便的汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置。把工业成熟的甲醇制氢工艺技术应用到汽车领域。原理是利用汽车排气余热，经催化剂裂解，使甲醇蒸汽转化生成以氢气为主的裂解气，送入发动机汽缸，与汽油混合燃烧，作为汽车发动机的辅助燃料，达到节能减排目的。克服汽车发动机排气温度不稳定，甲醇转化制氢装置低温或高温时转换率低，催化剂失效等缺点，使转换温度按需求设定，转换装置稳定运行，提高制氢转换效率。
本实用新型汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置，其由甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、导热介质容器(3)、氢气引出管(4)、氢气缓冲室(5)、废气进气管(6)、废气旁路管(7)、废气进气主管(8)、法兰盘(9)、氢气滤网(10)、上密封板(11)、催化剂(12)、传感器(13)、甲醇滤网(14)、导热介质(15)、记忆弹簧(16)、移动推杆(17)、甲醇汽化室(18)、排气管外壳(19)、挡板连杆(20)、废气排气主管(21)、挡板主轴(22)、废气挡板(23)、传感器引线(24)、电源(25)、电源引线(26)、电子控制器(27)、甲醇喷嘴引线(28)、甲醇泵引线(29)、甲醇泵(30)、甲醇喷嘴(31)、雾状甲醇(32)、下密封板(33)、高温反应釜(34)、裂解管(35)、甲醇连接管(36)组成。
本实用新型汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置，使发动机排气管排出的高温废气，经法兰盘(9)、废气进气主管(8)、废气进气管(6)、排气管外壳(19)、废气排气主管(21)排出，同时部分热能通过高温反应釜(34)、导热介质(15)、裂解管(35)加热雾状甲醇(32)、催化剂(12)，使转化成气态的高温甲醇气体经催化剂(12)转化成以氢气为主的混合气，经甲醇滤网(14)、氢气缓冲室(5)、氢气引出管(4)送到发动机进气管，被发动机活塞产生的负压吸入汽缸，与缸体内部的汽油混合燃烧，增加热能，节约汽油，提高发动机动力。
有益效果：1本汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置工作时，由废气进气管(6)、废气旁路管(7)、排气管外壳(19)、废气排气主管(21)、挡板主轴(22)、废气挡板(23)、记忆弹簧(16)、移动推杆(17)组成的废气排气闭环系统，按要求排气，使导热介质(15)、催化剂(12)、裂解管(35)恒温运行，克服由于发动机排气温度不稳定，造成转化制氢装置无法正常工作，使整套转换装置恒温运行，提高制氢效率。
有益效果：2.汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置所使用的传感器(13)，用于控制甲醇泵的运转，待转化制氢装置温度达到要求时开始供应甲醇，使甲醇得到合理应用。
有益效果：3汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置所使用的甲醇水溶液(2)汽化后，高温水蒸气与一氧化碳重整生成部分氢气，减少发动机排出的一氧化碳，提高发动机动力。
有益效果：4.汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置所使用的记忆弹簧(16)、移动推杆(17)、挡板连杆(20)、挡板主轴(22)、废气挡板(23)组成的恒温闭环装置，使甲醇分解装置恒温运行。
有益效果：5.汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置在发动机低温启动时，由于高温废气直接加热反应釜，缩短低温不制氢时间。
附图说明：
图1为本实用新型的内部结构示意图；
图2为图1中部横截面示意图；
图中标记为：甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、导热介质容器(3)、氢气引出管(4)、氢气缓冲室(5)、废气进气管(6)、废气旁路管(7)、废气进气主管(8)、法兰盘(9)、氢气滤网(10)、上密封板(11)、催化剂(12)、传感器(13)、甲醇滤网(14)、导热介质(15)、记忆弹簧(16)、移动推杆(17)、甲醇汽化室(18)、排气管外壳(19)、挡板连杆(20)、废气排气主管(21)、挡板主轴(22)、废气挡板(23)、传感器引线(24)、电源(25)、电源引线(26)、电子控制器(27)、甲醇喷嘴引线(28)、甲醇泵引线(29)、甲醇泵(30)、甲醇喷嘴(31)、雾状甲醇(32)、下密封板(33)、高温反应釜(34)、裂解管(35)、甲醇连接管(36)。
具体实施方式：
如图1、图2所示一种汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置。其由甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、导热介质容器(3)、氢气引出管(4)、氢气缓冲室(5)、废气进气管(6)、废气旁路管(7)、废气进气主管(8)、法兰盘(9)、氢气滤网(10)、上密封板(11)、催化剂(12)、传感器(13)、甲醇滤网(14)、导热介质(15)、记忆弹簧(16)、移动推杆(17)、甲醇汽化室(18)、排气管外壳(19)、挡板连杆(20)、废气排气主管(21)、挡板主轴(22)、废气挡板(23)、传感器引线(24)、电源(25)、电源引线(26)、电子控制器(27)、甲醇喷嘴引线(28)、甲醇泵引线(29)、甲醇泵(30)、甲醇喷嘴(31)、雾状甲醇(32)、下密封板(33)、高温反应釜(34)、裂解管(35)、甲醇连接管(36)组成。其中甲醇连接管(36)与甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、甲醇喷嘴(31)、甲醇泵(30)连接；甲醇泵(30)与甲醇泵引线(29)连接；甲醇喷嘴(31)与甲醇喷嘴引线(28)连接；传感器(13)与传感器引线(24)连接；电源(25)与电源引线(26)连接；电子控制器(27)与甲醇泵引线(29)、甲醇喷嘴引线(28)、电源引线(26)、传感器引线(24)连接；裂解管(35)与上密封板(11)、催化剂(12)、下密封板(33)、氢气滤网(10)、甲醇滤网(14)连接；高温反应釜(34)与上密封板(11)、下密封板(33)、导热介质容器(3)、氢气引出管(4)、氢气缓冲室(5)、传感器(13)、记忆弹簧(16)连接；挡板连杆(20)与挡板主轴(22)、废气挡板(23)、移动推杆(17)连接；导热介质(15)置于高温反应釜(34)腔内；排气管外壳(19)与废气进气主管(8)、废气旁路管(7)、废气进气管(6)、废气排气主管(21)连接；挡板主轴(22)与废气挡板(23)、废气旁路管(7)挡板连杆(20)连接。其中，发动机排气管排出的高温废气，经法兰盘(9)、废气进气主管(8)、排气管外壳(19)、废气排气主管(21)排出。同时部分热能通过高温反应釜(34)、导热介质(15)、裂解管(35)加热催化剂(12)和雾状甲醇(32)，使转化成气态的甲醇经过催化剂转化成以氢气为主的多组分混合气，经过氢气滤网(10)、氢气缓冲室(5)、氢气输出管(4)送到发动机进气管，被发动机活塞产生的负压吸入汽缸，与缸体内部的汽油混合燃烧，增加热能，节约汽油，提高发动机动力。

Claims (1)

  1. 一种汽车用甲醇蒸汽重整转化制氢装置，其由甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、导热介质容器(3)、氢气引出管(4)、氢气缓冲室(5)、废气进气管(6)、废气旁路管(7)、废气进气主管(8)、法兰盘(9)、氢气滤网(10)、上密封板(11)、催化剂(12)、传感器(13)、甲醇滤网(14)、导热介质(15)、记忆弹簧(16)、移动推杆(17)、甲醇汽化室(18)、排气管外壳(19)、挡板连杆(20)、废气排气主管(21)、挡板主轴(22)、废气挡板(23)、传感器引线(24)、电源(25)、电源引线(26)、电子控制器(27)、甲醇喷嘴引线(28)、甲醇泵引线(29)、甲醇泵(30)、甲醇喷嘴(31)、雾状甲醇(32)、下密封板(33)、高温反应釜(34)、裂解管(35)、甲醇连接管(36)组成；其中甲醇连接管(36)与甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、甲醇喷嘴(31)、甲醇泵(30)连接，甲醇泵(30)与甲醇泵引线(29)连接，甲醇喷嘴(31)与甲醇喷嘴引线(28)连接，传感器(13)与传感器引线(24)连接，电源(25)与电源引线(26)连接，电子控制器(27)与甲醇泵引线(29)、甲醇喷嘴引线(28)、电源引线(26)、传感器引线(24)连接，裂解管(35)与上密封板(11)、催化剂(12)、下密封板(33)、氢气滤网(10)、甲醇滤网(14)连接，高温反应釜(34)与上密封板(11)、下密封板(33)、导热介质容器(3)、氢气引出管(4)、氢气缓冲室(5)、传感器(13)、记忆弹簧(16)连接，挡板连杆(20)与挡板主轴(22)、废气挡板(23)、移动推杆(17)连接，导热介质(15)置于密闭高温反应釜(34)腔内，排气管外壳(19)与废气进气主管(8)、废气旁路管(7)、废气进气管(6)、废气排气主管(21)连接，挡板主轴(22)与挡板连杆(20)、废气挡板(23)、废气旁路管(7)连接。
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