CN208200372U - 一种甲醇制氢的生产联线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇制氢的生产联线，属于氢气制备技术领域，旨在提供一种降低环境污染的甲醇制氢生产联线，以解决现有技术中通过烧煤加热造成环境污染的问题，其技术方案要点是包括通过第一管路依次连接的混合桶、换热器、过热器、反应器，通过第二管路依次连接的换热器、冷却塔、洗涤塔、汽水分离器、变压吸附提纯装置，过热器的下方设有供热装置，供热装置包括导热油系统、供料系统，导热油系统包括导热油加热装置；供料系统包括料罐、进料泵、氧化器和空气泵，氧化器上设有导热进气管路；料罐上设有可燃气体管路。本实用新型适用于导热油加热装置，具有降低环境污染的效果。

Description

一种甲醇制氢的生产联线

技术领域

本实用新型涉及氢气制备技术，特别涉及一种甲醇制氢的生产联线。

背景技术

现有技术中甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔，汽化后的水甲醇蒸汽经过热器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应，产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳，经换热、冷却冷凝后进入水洗吸收塔，塔底收集未转化完的甲醇和水供循环使用，塔顶气送变压吸附装置提纯。

目前制取热量的装置多为煤炭，通过在锅炉等设备中直接燃烧煤炭或甲醇等燃料产生热量，这种加热装置存在煤炭燃烧不完全，产热效率低，耗能高，同时煤炭不完全燃烧状态下易产生烟尘、一氧化碳等有害物质，对环境造成污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种甲醇制氢的生产联线，具有降低环境污染的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种甲醇制氢的生产联线，包括通过第一管路依次连接的混合桶、换热器、过热器、反应器，通过第二管路依次连接的换热器、冷却塔、洗涤塔、汽水分离器、变压吸附提纯装置，所述过热器的下方设有供热装置，所述供热装置包括导热油加热装置、供料系统；

所述供料系统包括料罐、进料泵、氧化器和空气泵，所述料罐和氧化器通过进料泵连接，所述空气泵进气口与氧化器连接，所述氧化器通过导热进气管路与导热油加热装置连接；

所述变压吸附提纯装置通过可燃气体管路与料罐连接。

通过采用上述技术方案，甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入过热器，经过热器过热后进入反应器，在催化剂床层进行催化裂解和变换反应，产出的氢气、二氧化碳以及少量的一氧化碳、甲醇和水进进入到冷却塔，经过冷却冷凝后进入洗涤塔中，洗涤后的气体通过汽水分离器分离净化，汽水分离器将气体送变压吸附提纯装置，除氢气以外的杂质被吸附下来，即得到产品氢气，还有部分的解吸气从可燃气体管路进入到料罐，通过进料泵进入到氧化器中。同时，空气泵将含氧空气输送至氧化器中，氧化器中的混合气体作为导热油加热装置的燃料进行燃烧，供热较稳定，在实现二氧化碳减排的同时，提高燃烧的稳定性和热利用效率，并且混合气体无明火，可防爆。

进一步的，所述过热器、反应器、导热油加热装置之间设置有第一循环回路，第一循环回路上设置有第一阀门和第一循环泵。

通过采用上述技术方案，甲醇和脱盐水在过热器加热汽化后进入到反应器中，在催化剂床层进行催化裂解和变换反应后，少量的氢气、二氧化碳以及一氧化碳通过第一循环回路进入到加热系统中，作为加热装置的燃料进行燃烧，降低了环境污染。

进一步的，所述导热进气管路靠近导热油加热装置的一端设有控制阀。

通过采用上述技术方案，控制阀控制氧化器中和第一循环回路中的共同进入导热油加热装置的气体量。

进一步的，所述反应器与换热器之间设有第二循环回路，第二循环回路上设有第二阀门和第二循环泵。

通过采用上述技术方案，反应器中的气体通过转化反应产生热量，产生的热量通过第二循环回路进入到换热器中，给换热器提供热量，对换热器中的甲醇和脱盐水进行预加热，节约了能源。

进一步的，所述变压吸附提纯装置包括五个吸附塔，每个所述吸附塔内均设有吸附剂。

通过采用上述技术方案，吸附剂能够吸附汽水分离后的二氧化碳和一氧化碳，提高氢气的纯度。五个吸附塔共同作用，提高了氢气的量。

进一步的，每个所述吸附塔的下方均设有真空泵，所述真空泵通过真空管与吸附塔连接。

通过采用上述技术方案，当吸附剂上的二氧化碳和一氧化碳越积越多时，氢气不易从吸附剂中排出，降低了甲醇制氢效率。因此，通过真空泵利用负压将吸附在吸附剂上的二氧化碳和一氧化碳抽出，延长吸附剂的使用率，提高工作效率。

进一步的，所述洗涤塔外侧壁上设有供水管，所述洗涤塔内设有环形喷管，所述供水管与环形喷管连接，所述环形喷管朝向洗涤塔内侧壁的一侧环绕设置有若干喷淋嘴；

所述洗涤塔的顶部沿其轴线对称设置有升降组件，所述升降组件包括驱动电机、绕线筒、牵引绳和定滑轮，所述驱动电机和绕线筒均固定于洗涤塔的顶部，所述绕线筒与驱动电机的转子同轴固定，所述绕线筒的轴线与定滑轮的轴线平行设置；

所述牵引绳的一端与绕线筒固定，另一端与环形喷管固定。

通过采用上述技术方案，利用升降组件对环形喷管的高度进行调节，并通过喷淋嘴对气体喷淋，从而使得洗涤塔内的二氧化碳充分溶解与水中，提高氢气的纯度。

进一步的，所述洗涤塔的内壁周向上设有清洁毛刷，所述清洁毛刷位于环形喷管的行程上，且清洁毛刷的刷毛与喷淋嘴相接触。

通过采用上述技术方案，当环形喷管在上下移动的过程中，清洁毛刷上的刷毛与喷淋嘴接触，并随着环形喷管的上下移动使得刷毛对喷淋嘴上的杂质进行清洁，降低喷淋嘴被堵塞。

进一步的，所述洗涤塔的下方与汽水分离器的下方通过第四管路连接，所述混合桶与第四管路之间设有第三循环回路，第三循环回路上设有第三阀门和第三循环泵。

通过采用上述技术方案，洗涤塔内的二氧化碳溶解与水中并排出到第四管路上，汽水分离器将洗涤后的气体从上方排出，为转化完的水和甲醇从底部流出，洗涤塔与汽水分离器中的水和甲醇从第三循环回路进入到混合桶中循环利用，减少了浪费，节约了资源。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.采用了导热油系统、供料系统，从而提高燃烧的稳定性和热利用效率，节能无污染；

2.采用了第一循环回路，从而降低了环境污染；

3.采用了升降组件，从而产生使得洗涤塔内的二氧化碳充分溶解与水中，提高氢气的纯度；

4．采用了第三循环回路，从而减少了水源浪费，节约了资源。

附图说明

图1是本实施例中用于体现甲醇制氢的生产联线示意图；

图2是本实施例中用于体现环形喷管、驱动电机、绕线筒、定滑轮之间的连接关系示意图。

图中，1、混合桶；11、第一管路；2、换热器；21、第二管路；22、第三管路；23、第二阀门；24、第二循环泵；3、过热器；31、第一阀门；32、第一循环泵；4、反应器；5、冷却塔；6、洗涤塔；61、供水管；62、环形喷管；621、喷淋嘴；63、驱动电机；64、绕线筒；65、牵引绳；66、定滑轮；67、清洁毛刷；7、汽水分离器；71、第四管路；72、第三阀门；73、第三循环泵；8、吸附塔；81、真空泵；811、真空管；82、可燃气体管路；9、导热油加热装置；91、导热进气管路；92、控制阀；10、供料系统；101、料罐；102、进料泵；103、氧化器；104、空气泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种甲醇制氢的生产联线，如图1所示，包括通过第一管路11依次连接的混合桶1、换热器2、过热器3、反应器4，通过第二管路21依次连接的换热器2、冷却塔5、洗涤塔6、汽水分离器7、变压吸附提纯装置。过热器3的下方设有供热装置。甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器2预热后送入过热器3，经过热器3过热后进入反应器4，在催化剂床层进行催化裂解和变换反应，产出的氢气、二氧化碳以及少量的一氧化碳、甲醇和水进进入到冷却塔5，经过冷却冷凝后进入洗涤塔6中，洗涤后的气体通过汽水分离器7分离净化，汽水分离器7将气体送变压吸附提纯装置，除氢气以外的杂质被吸附下来，即得到产品氢气。

如图1所示，变压吸附提纯装置包括五个吸附塔8，且每个吸附塔8内均设有吸附剂。吸附剂能够吸附汽水分离后的二氧化碳和一氧化碳，提高氢气的纯度。五个吸附塔8共同作用，提高了氢气的产量。

如图1所示，每个吸附塔8的下方均设有真空泵81，真空泵81通过真空管82与吸附塔8连接。真空泵81利用负压的原理将吸附在吸附剂上的二氧化碳和一氧化碳抽出，降低吸附剂堵塞，提高了氢气排放率。

如图1所示，供热装置包括导热油加热装置9和供料系统10。

如图1所示，供料系统10包括料罐101、进料泵102、氧化器103和空气泵104，料罐101和氧化器103通过进料泵102连接，且进料泵102进口与料罐101连接，出口与氧化器103连接。空气泵104进气口与氧化器103连接，空气泵104将含氧空气输送至氧化器103中，氧化器103与导热油加热装置9通过导热进气管路91连接。变压吸附提纯装置通过可燃气体管路82与料罐101连接。变压吸附提纯装置中部分的解吸气从可燃气体管路82进入到料罐101中，通过进料泵102进入到氧化器103中，空气泵104将含氧空气输送至氧化器103中，混合后的气体作为供加热装置燃烧的燃料，在减少了二氧化碳的排放的同时，提高了燃烧的稳定性和热利用效率。

如图1所示，过热器3、反应器4、导热油加热装置9之间设置有第一循环回路，第一循环回路上设置有第一阀门31和第一循环泵32。

如图1所示，导热进气管路91靠近导热油加热装置9的一端设有控制阀92。控制阀92同时控制第一循环回路和导热进气管路91中进入加热装置中的气体的量。

如图1所示，反应器4与换热器2之间设有第二循环回路，第二循环回路上设有第二阀门23和第二循环泵24。反应器4中的气体通过转化反应产生热量，产生的热量通过第二循环回路进入到换热器2中，给换热器2提供热量，对换热器2中的甲醇和脱盐水进行预加热，节约了能源。

如图1所示，洗涤塔6的下方与汽水分离器7的下方通过第四管路71连接，且混合桶1与第四管路71之间设有第三循环回路，第三循环回路上设有第三阀门72和第三循环泵73。洗涤塔6内的二氧化碳溶解于水中从塔下方排出，汽水分离器7中未转化完的甲醇和水从塔下方排出，洗涤塔6和汽水分离器7中排出的水和甲醇通过第三循环回路流入到混合桶1中继续使用，节约了资源。

如图2所示，为了减少洗涤塔6中的二氧化碳，在洗涤塔6外侧壁上设有供水管61，洗涤塔6内设有与供水管61连接的环形喷管62，环形喷管62朝向洗涤塔6内侧壁的一侧周向上设有若干喷淋嘴621。盘洗涤塔6的顶部沿其轴线对称设置有升降组件。升降组件包括分别固定在洗涤塔6顶部的驱动电机63和定滑轮66、与驱动电机63的转子同轴固定的绕线筒64、一端与绕线筒64固定，另一端与环形喷管62固定的牵引绳65。绕线筒64的轴线与定滑轮66的轴线平行设置。牵引绳65绕过定滑轮66垂直穿入洗涤塔6内。

如图2所示，洗涤塔6的内壁周向上设有清洁毛刷67，清洁毛刷67位于环形喷管62的行程上，且清洁毛刷67的刷毛与喷淋嘴621相接触。环形喷管62上下移动的过程中，清洁毛刷67上的刷毛与喷淋嘴621接触，并对喷淋嘴621上的杂质进行清洁，降低喷淋嘴621被堵塞。

具体实施过程：甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器2预热后送入过热器3，经过热器3过热后进入反应器4，在催化剂床层进行催化裂解和变换反应，产出的氢气、二氧化碳以及少量的一氧化碳、甲醇和水进进入到冷却塔5，经过冷却冷凝后进入洗涤塔6中，洗涤后的气体通过汽水分离器7分离净化，汽水分离器7将气体送变压吸附提纯装置，吸附剂将除氢气以外的杂质吸附下来，制出的纯氢气进行收集。

吸附塔8中还有部分的解吸气进入到氧化器103中与氧气混合后作为燃料供加热装置使用，减少二氧化碳排放，降低环境污染。

第一循环回路将转化反应后的气体的热量继续供给加热装置使用，降低了环境污染。

第二循环回路将转化反应后的气体供给换热器2使用，节能减排。

第三循环回路将洗涤塔6内和汽水分离器7中排出的水和甲醇循环供给混合桶1中使用，节约了资源。

洗涤塔6内的环形喷管62在驱动电机63和绕线筒64的作用下上下移动，从而使得洗涤塔6内的二氧化碳充分溶解于水中，提高氢气的纯度。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种甲醇制氢的生产联线，包括通过第一管路(11)依次连接的混合桶(1)、换热器(2)、过热器(3)、反应器(4)，通过第二管路(21)依次连接的换热器(2)、冷却塔(5)、洗涤塔(6)、汽水分离器(7)、变压吸附提纯装置，所述过热器(3)的下方设有供热装置，其特征是：所述供热装置包括导热油加热装置(9)、供料系统(10)；

所述供料系统(10)包括料罐(101)、进料泵(102)、氧化器(103)和空气泵(104)，所述料罐(101)和氧化器(103)通过进料泵(102)连接，所述空气泵(104)进气口与氧化器(103)连接，所述氧化器(103)通过导热进气管路(91)与导热油加热装置(9)连接；

所述变压吸附提纯装置通过可燃气体管路(82)与料罐(101)连接。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述过热器(3)、反应器(4)、导热油加热装置(9)之间设置有第一循环回路，第一循环回路上设置有第一阀门(31)和第一循环泵(32)。

3.根据权利要求2所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述导热进气管路(91)靠近导热油加热装置(9)的一端设有控制阀(92)。

4.根据权利要求3所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述反应器(4)与换热器(2)之间设有第二循环回路，第二循环回路上设有第二阀门(23)和第二循环泵(24)。

5.根据权利要求4所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述变压吸附提纯装置包括五个吸附塔(8)，每个所述吸附塔(8)内设有吸附剂。

6.根据权利要求5所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：每个所述吸附塔(8)的下方均设有真空泵(81)，所述真空泵(81)通过真空管(811)与吸附塔(8)连接。

7.根据权利要求4所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述洗涤塔(6)外侧壁上设有供水管(61)，所述洗涤塔(6)内设有环形喷管(62)，所述供水管(61)与环形喷管(62)连接，所述环形喷管(62)朝向洗涤塔(6)内侧壁的一侧环绕设置有若干喷淋嘴(621)；

所述洗涤塔(6)的顶部沿其轴线对称设置有升降组件，所述升降组件包括驱动电机(63)、绕线筒(64)、牵引绳(65)和定滑轮(66)，所述驱动电机(63)和绕线筒(64)均固定于洗涤塔(6)的顶部，所述绕线筒(64)与驱动电机(63)的转子同轴固定，所述绕线筒(64)的轴线与定滑轮(66)的轴线平行设置；

所述牵引绳(65)的一端与绕线筒(64)固定，另一端与环形喷管(62)固定。

8.根据权利要求7所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述洗涤塔(6)的内壁周向上设有清洁毛刷(67)，所述清洁毛刷(67)位于环形喷管(62)的行程上，且清洁毛刷(67)的刷毛与喷淋嘴(621)相接触。

9.根据权利要求7所述的一种甲醇制氢的生产联线，其特征是：所述洗涤塔(6)的下方与汽水分离器(7)的下方通过第四管路(71)连接，所述混合桶(1)与第四管路(71)之间设有第三循环回路，第三循环回路上设有第三阀门(72)和第三循环泵(73)。