CN207435019U - 一种制氢机排气及泄压系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种制氢机排气及泄压系统，包括重整室、原料箱、提纯系统；重整室分别连接原料箱、提纯系统；重整室与原料箱之间设有微型泵；重整室设有输送管路、泄压管路；输送管路连接提纯系统，将重整产生的富氢输送至提纯系统提纯；泄压管路设有泄压安全阀；提纯系统设有纯氢输送管路、尾气回热管路；纯氢输送管路设有纯氢排放阀；尾气回热管路设有尾气回热阀，通过尾气回热阀进入重整室的加热系统，供甲醇水汽化热及重整反应的热量；尾气回热管路分别连接重整室、尾气排放管路，尾气排放管路设有尾气排放阀。本实用新型提出的制氢机排气及泄压系统，保证重整室的压力和温度稳定，提高制氢机制氢效率，同时能有效延长设备使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于制氢设备技术领域，涉及一种制氢机，尤其涉及一种制氢机排气及泄压系统。
背景技术
环境污染、能源危机日益严峻，开发新能源成为解决该问题的有效途径。氢能高效、环保是公认的未来理想能源，正吸引着越来越多的研究人员投入到氢能的研究和开发之中。电化学和热化学是氢利用的两种方式，电化学在常温下释放能量，产物是水，几乎对环境无任何污染。
目前，主要的制氢技术包括化石燃料重整制氢、水电解制氢、太阳能制氢、生物质制氢等。众多可用于燃料重整的原料中，甲醇等低碳醇燃料来源广泛，可从生物质制取，价格低廉，制备工艺条件缓和，碳化污染小，是用于移动氢源的理想原料选择。
目前，甲醇重整制氢方式主要有三种方式：自热重整、部分氧化重整和蒸汽重整。甲醇水蒸汽自热重整是甲醇水、脱盐水混合经加热汽化后进度重整反应器在一定的温度、压力和催化剂条件下发生甲醇裂解和一氧化碳水汽转化反应，具有反应温度低、出口H2含量高且CO 含量少等特点。其反应原理如下：
甲醇分解：CH3OH→CO+2H2
水汽转化：H2O+CO→CO2+H2
甲醇重整制氢反应温度在220-250℃，是吸热反应。自热重整需要提纯后的尾气燃烧提供热量，因此必须提供稳定的燃烧热。当系统尾气过多的时候，重整温度会过高，导致重整气中CO含量升高、催化剂的活性和寿命下降。重整反应是在反应腔内进行即重整室，重整室是直接受火的承压设备，当重整压力过高时会对重整室产生损害。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的制氢机结构，以便克服现有制氢机结构存在的上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种制氢机排气及泄压系统，保证重整室的压力和温度稳定，提高制氢机制氢效率，同时能有效延长设备使用寿命。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种制氢机排气及泄压系统，所述系统包括：重整室、原料箱、提纯系统、纯氢排放阀、泄压安全阀、尾气回热阀、尾气排放阀；
所述重整室分别连接原料箱、提纯系统；重整室与原料箱之间设有微型泵，将原料箱内的甲醇水泵入重整室内汽化后进入催化剂层进行重整反应；
所述重整室设有输送管路、泄压管路；输送管路连接提纯系统，将重整产生的富氢输送至提纯系统提纯；泄压管路设有泄压安全阀；
所述提纯系统设有纯氢输送管路、尾气回热管路；所述纯氢输送管路设有纯氢排放阀，通过纯氢排放阀输送至氢燃料电池；所述尾气回热管路设有尾气回热阀，富氢尾气通过尾气回热阀进入重整室的加热系统，提供甲醇水汽化热及重整反应的热量；所述尾气回热管路分别连接重整室、尾气排放管路，尾气排放管路设有尾气排放阀；
所述重整室内设有压力传感器、温度传感器、控制电路，压力传感器用以感应重整室内的压强，温度传感器用以感应重整室内的温度；所述控制电路分别连接压力传感器、温度传感器、纯氢排放阀、泄压安全阀、尾气回热阀、尾气排放阀。
一种制氢机排气及泄压系统，所述系统包括：重整室、原料箱、提纯系统；
所述重整室分别连接原料箱、提纯系统；
所述重整室设有泄压管路、输送管路，泄压管路设有泄压安全阀，输送管路连接提纯系统；
所述提纯系统设有纯氢输送管路、尾气回热管路；所述纯氢输送管路设有纯氢排放阀，所述尾气回热管路设有尾气回热阀；所述尾气回热管路分别连接重整室、尾气排放管路，尾气排放管路设有尾气排放阀。
作为本实用新型的一种优选方案，所述重整室分别连接原料箱、提纯系统；重整室与原料箱之间设有微型泵，将原料箱内的甲醇水泵入重整室内汽化后进入催化剂层进行重整反应。
作为本实用新型的一种优选方案，所述纯氢输送管路通过纯氢排放阀输送至氢燃料电池；所述尾气回热管路内的富氢尾气通过尾气回热阀进入重整室的加热系统，提供甲醇水汽化热及重整反应的热量。
作为本实用新型的一种优选方案，所述重整室内设有压力传感器、温度传感器、控制电路，压力传感器用以感应重整室内的压强，温度传感器用以感应重整室内的温度；所述控制电路分别连接压力传感器、温度传感器、纯氢排放阀、泄压安全阀、尾气回热阀、尾气排放阀。
本实用新型微型泵将甲醇水泵入重整室内汽化，再进入催化剂层进行重整反应，产生重整富氢，重整富氢进入提纯系统。提纯系统分两路气体输出，一路是产品-高纯氢气，通过纯氢排放阀给燃料电池供气。一路是富氢尾气，通过尾气回热阀进入重整室的加热系统，提供甲醇水汽化热及重整反应的热量。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的制氢机排气及泄压系统，保证重整室的压力和温度稳定，提高制氢机制氢效率，同时能有效延长设备使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型制氢机排气及泄压系统的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本实用新型揭示了一种制氢机排气及泄压系统，所述系统包括：重整室1、原料箱2、提纯系统3、纯氢排放阀4、泄压安全阀5、尾气回热阀6、尾气排放阀7。
所述重整室1分别连接原料箱2、提纯系统3；重整室1与原料箱2之间设有微型泵，将原料箱2内的甲醇水泵入重整室内汽化后进入催化剂层进行重整反应。
所述重整室1设有输送管路、泄压管路；输送管路连接提纯系统3，将重整产生的富氢输送至提纯系统提纯；泄压管路设有泄压安全阀5。
所述提纯系统3设有纯氢输送管路、尾气回热管路；所述纯氢输送管路设有纯氢排放阀4，通过纯氢排放阀4输送至氢燃料电池；所述尾气回热管路设有尾气回热阀6，富氢尾气通过尾气回热阀6进入重整室的加热系统，提供甲醇水汽化热及重整反应的热量；所述尾气回热管路分别连接重整室1、尾气排放管路，尾气排放管路设有尾气排放阀7。
甲醇水蒸汽进入重整室后发生化学反应，生成富氢，与此同时系统压力升高。重整室设计最高使用压力为P1，当泵异常工作，进入重整室的甲醇水蒸汽会更多，导致系统压力升高，超出P1，影响设备的安全使用。因此本实用新型设计了一个安全泄压回路，当重整室的液压传感器探测压力超过P1时，泄压安全阀自动打开，避免系统超压，程序将系统自动切换至关机状态，并通过远程监控系统将数据回传至监控中心，通知维修人员现场检测故障原因。压力P1可以为15～18bar，如可以设定为15bar。
自热重整需要提纯后的尾气燃烧提供热量，当尾气过量，系统超过设定最高使用温度T1 时，尾气长闭阀打开，并且根据重整温度与T1的差值，自动控制排气时间，做到间隙性排气，避免重整室压力出现较大波动，同时降低重整室温度，延长系统使用寿命。温度T1可以为 290-310℃，如可以设定为310℃。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，泄压安全阀5连接有第一储存容器，尾气排放阀连接有第二储存容器；第一储存容器用于储存从重整室排放的原料蒸汽，第二储存容器用于储存排放的部分尾气。
原料蒸汽在第一储存容器内变为液体，可以供后续使用。第一储存容器与重整室之间设有输送泵及输送管路。或者，直接将从泄压安全阀5排出的原料输送至原料箱。
所述第二储存容器收集的尾气可以在温度低于设定温度T2(如290℃)时，输送至自热重整燃烧室，供后续制氢过程使用；第二储存容器与重整室之间设有输送管路及电磁阀。第二储存容器设有泄压阀，在压力达到设定值P2时(说明此时留存的尾气过多，P2可以为3bar、 5bar，也可以为其他压力，根据设定需要及容器的承受能力即可)，泄压排气。
综上所述，本实用新型提出的制氢机排气及泄压系统，保证重整室的压力和温度稳定，提高制氢机制氢效率，同时能有效延长设备使用寿命。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (5)
1.一种制氢机排气及泄压系统，其特征在于，所述系统包括：重整室(1)、原料箱(2)、提纯系统(3)、纯氢排放阀(4)、泄压安全阀(5)、尾气回热阀(6)、尾气排放阀(7)；
所述重整室(1)分别连接原料箱(2)、提纯系统(3)；重整室(1)与原料箱(2)之间设有微型泵，将原料箱(2)内的甲醇水泵入重整室内汽化后进入催化剂层进行重整反应；
所述重整室(1)设有输送管路、泄压管路；输送管路连接提纯系统(3)，将重整产生的富氢输送至提纯系统提纯；泄压管路设有泄压安全阀(5)；
所述提纯系统(3)设有纯氢输送管路、尾气回热管路；所述纯氢输送管路设有纯氢排放阀(4)，通过纯氢排放阀(4)输送至氢燃料电池；所述尾气回热管路设有尾气回热阀(6)，富氢尾气通过尾气回热阀(6)进入重整室的加热系统，提供甲醇水汽化热及重整反应的热量；所述尾气回热管路分别连接重整室(1)、尾气排放管路，尾气排放管路设有尾气排放阀(7)；
所述重整室内设有压力传感器、温度传感器、控制电路，压力传感器用以感应重整室内的压强，温度传感器用以感应重整室内的温度；所述控制电路分别连接压力传感器、温度传感器、纯氢排放阀(4)、泄压安全阀(5)、尾气回热阀(6)、尾气排放阀(7)。
2.一种制氢机排气及泄压系统，其特征在于，所述系统包括：重整室(1)、原料箱(2)、提纯系统(3)；
所述重整室(1)分别连接原料箱(2)、提纯系统(3)；
所述重整室(1)设有泄压管路、输送管路，泄压管路设有泄压安全阀(5)，输送管路连接提纯系统(3)；
所述提纯系统(3)设有纯氢输送管路、尾气回热管路；所述纯氢输送管路设有纯氢排放阀(4)，所述尾气回热管路设有尾气回热阀(6)；所述尾气回热管路分别连接重整室(1)、尾气排放管路，尾气排放管路设有尾气排放阀(7)。
3.根据权利要求2所述的制氢机排气及泄压系统，其特征在于：
所述重整室(1)分别连接原料箱(2)、提纯系统(3)；重整室(1)与原料箱(2)之间设有微型泵，将原料箱(2)内的甲醇水泵入重整室内汽化后进入催化剂层进行重整反应。
4.根据权利要求2所述的制氢机排气及泄压系统，其特征在于：
所述纯氢输送管路通过纯氢排放阀(4)输送至氢燃料电池；所述尾气回热管路内的富氢尾气通过尾气回热阀(6)进入重整室的加热系统，提供甲醇水汽化热及重整反应的热量。
5.根据权利要求2所述的制氢机排气及泄压系统，其特征在于：
所述重整室内设有压力传感器、温度传感器、控制电路，压力传感器用以感应重整室内的压强，温度传感器用以感应重整室内的温度；所述控制电路分别连接压力传感器、温度传感器、纯氢排放阀(4)、泄压安全阀(5)、尾气回热阀(6)、尾气排放阀(7)。
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