CN213834531U - 一种新型甲醇裂解制氢装置 - Google Patents

Abstract

一种新型甲醇裂解制氢装置，包括原料液泵、热交换器、热裂解炉、冷却器、气液分离器；热交换器的第一介质进口与原料液泵的原料出口通过管道相连通，热交换器的第一介质出口与裂解炉胆的裂解进口通过管道相连通，热交换器的第二介质进口与裂解炉胆的裂解出口通过管道相连通，热交换器第二介质出口与冷却器的冷却进口通过管道相连通，冷却器的冷却出口与气液分离器的气液进口通过管道相连通，气液分离器的纯气出口连接纯气出口管道。本实用新型的设备投资只有传统设备投资的三分之一，大大降低了生产成本且占地体积小，节省了用地空间。

Description

一种新型甲醇裂解制氢装置

技术领域

本实用新型涉及制氢装置领域，具体涉及一种新型甲醇裂解制氢装置。

背景技术

氢气作为一种可再生新能源，具有热值高、清洁零排放等特点，在工业上有广泛的用途。氢气的制备方法有很多种，如电解水制氢、天然气制氢、轻烷蒸汽化制氢、煤蒸汽重整制氢和甲醇裂解制氢等。与其他几种制备方法相比，甲醇裂解制氢具有成本低、技术成熟、能耗低等特点。

传统的甲醇裂解制氢装置往往存在以下不足：

1、传统的甲醇裂解制氢装置体积大，包括换热器、汽化器、过热器、发应釜、冷却器以及水洗塔，占地面积可达几百平方米，设备投资大；

2、传统的甲醇裂解制氢装置为非集成撬装结构，需要在现场对设备进行拼装，对人员的要求高，人工成本高；

3、使用传统的甲醇裂解制氢装置时，需要先将甲醇和脱盐水按比例混合，由于加入脱盐水，裂解后的甲醇会带有二氧化碳，制成的氢气纯度低。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型提供一种新型甲醇裂解制氢装置，其目的在于解决传统装置设备投资高且体积庞大的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型甲醇裂解制氢装置，包括原料液泵、热交换器、热裂解炉、冷却器、气液分离器；所述原料液泵设有原料出口，所述热交换器上设有第一介质进口、第二介质进口、第一介质出口以及第二介质出口，所述热裂解炉包括裂解炉胆，所述裂解炉胆设有裂解进口以及裂解出口，所述冷却器设有冷却进口、冷却出口以及排污口，所述气液分离器设有气液进口以及纯气出口；所述热交换器的第一介质进口与所述原料液泵的原料出口通过管道相连通，所述热交换器的第一介质出口与所述裂解炉胆的裂解进口通过管道相连通，所述热交换器的第二介质进口与所述裂解炉胆的裂解出口通过管道相连通，所述热交换器第二介质出口与所述冷却器的冷却进口通过管道相连通，所述冷却器的冷却出口与所述气液分离器的气液进口通过管道相连通，所述气液分离器的纯气出口连接纯气出口管道。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述热交换器具有第一介质管路以及第二介质管路，所述第一介质进口与所述第一介质出口位于所述第一介质管路的两端，所述第二介质进口与所述第二介质出口位于所述第二介质管路的两端。所述热交换器通过第一介质管路与第二介质管路中不同介质的温度差从而实现热交换。

2．上述方案中，所述热裂解炉包括外壳及裂解炉胆，所述外壳具有一加热腔，裂解炉胆竖直设置在加热腔内，加热腔与外壳的内壁之间设有保温层，加热腔内对应于裂解炉胆横向上的两侧均插接有多个加热棒，多个加热棒在竖直方向上间隔排列，各加热棒的两端均穿过保温层并伸出至外壳的外部，加热棒与保温层及外壳之间可拆卸的配合，裂解炉胆可以为一个也可以为多个。

3．上述方案中，所述冷却器设有冷却水管道，所述冷却水管道一端设有冷却水入口，另一端设有冷却水出口，所述冷却器通过所述冷却水管道内的冷却水将进入到冷却器中的介质进行冷却。

4．上述方案中，所述原料液泵与所述热交换器相连通的管道上设有压力计，所述压力计用于测量甲醇原液位于上述管道内时的管道压力。

5．上述方案中，所述出口端连接有一流量计，所述流量计用于计量产生的氢气。

6．上述方案中，所述纯气出口管道上设有纯气阀，所述纯气阀用于控制纯气出口管道的通断以及纯气流量输出大小。

本实用新型相比于现有技术具有优点如下：

1、本实用新型采用热交换器、热裂解炉、冷却器以及气液分离器即可完成甲醇裂解制氢，新型的设备投资只有传统设备投资的三分之一，大大降低了生产成本；

2、本实用新型采用撬装式结构，无需专业人员到现在一个个组装，节约了用人成本；

3、本实用新型的装置占地体积小，解决了传统装置体积庞大的问题，节省了用地空间；

4、本实用新型的装置在使用时，无需在甲醇中加入脱盐水，制成的氢气中不含二氧化碳，纯度更高。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图。

以上附图中：1．原料液泵；2．热交换器；3．热裂解炉；4．冷却器；5．气液分离器；6．纯气出口管道；7．原料阀；8．压力计；9．流量计；10．纯气阀；31．裂解炉胆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

参见附图1所示，一种新型甲醇裂解制氢装置，包括原料液泵1、热交换器2、热裂解炉3、冷却器4、气液分离器5。

所述原料液泵1设有原料出口，所述热交换器2上设有第一介质进口、第二介质进口、第一介质出口以及第二介质出口，所述热裂解炉3包括裂解炉胆31，所述裂解炉胆31设有裂解进口以及裂解出口，所述冷却器4设有冷却进口、冷却出口以及排污口，所述气液分离器5设有气液进口以及纯气出口。

所述热交换器2的第一介质进口与所述原料液泵1的原料出口通过管道相连通，所述热交换器2的第一介质出口与所述裂解炉胆31的裂解进口通过管道相连通，所述热交换器2的第二介质进口与所述裂解炉胆31的裂解出口通过管道相连通，所述热交换器2第二介质出口与所述冷却器4的冷却进口通过管道相连通，所述冷却器4的冷却出口与所述气液分离器5的气液进口通过管道相连通，所述气液分离器5的纯气出口连接纯气出口管道6。

所述热交换器2具有第一介质管路以及第二介质管路，所述第一介质进口与所述第一介质出口分别位于所述第一介质管路的两端，所述第二介质进口与所述第二介质出口分别位于所述第二介质管路的两端。所述热交换器2通过第一介质管路与第二介质管路内不同介质的温度差从而实现热交换。

所述热裂解炉3包括外壳及裂解炉胆31，所述外壳具有一加热腔，裂解炉胆31竖直设置在加热腔内，加热腔与外壳的内壁之间设有保温层，加热腔内对应于裂解炉胆31横向上的两侧均插接有多个加热棒，多个加热棒在竖直方向上间隔排列，各加热棒的两端均穿过保温层并伸出至外壳的外部，加热棒与保温层及外壳之间可拆卸的配合，裂解炉胆31可以为一个也可以为多个，本实施例在此不对裂解炉胆31的数量作限定。

优选地，所述热裂解炉3的裂解炉胆31设有两个，两所述裂解炉胆31的裂解进口与所述热交换器2的第一介质出口通过管道并联相连通，两所述裂解炉胆31的裂解出口与所述热交换器2的第二介质进口通过管道并联相连通。

所述冷却器4设有冷却水管道，所述冷却水管道一端设有冷却水入口，另一端设有冷却水出口，所述冷却器4通过所述冷却水管道内的冷却水将进入到冷却器4中的介质进行冷却，所述冷却器4还设有排污口，本实施例中，所述排污口用于排去未分离的甲醇。

所述气液分离器5用于进一步的去除未分离的甲醇残液。

工作时，甲醇原液通过所述原料液泵1抽取，经过所述热交换器2的第一介质进口输送到所述热交换器2中的第一介质管路中，甲醇在所述热交换器2内进行热交换后，从所述热交换器2的第一介质出口输出并输送到所述热裂解炉3中的裂解炉胆31，所述裂解炉胆31内装有铜基催化剂，经过热交换的甲醇气在裂解炉胆31中于280度的反应温度下经铜基催化剂的作用下分解为氢气和一氧化碳混合气，分解后的混合气通过所述裂解炉胆31的裂解出口输出后经过所述热交换器2的第二介质入口输送到所述热交换器2的第二介质管路中，所述第一介质管路中的甲醇原液与所述第二介质管路中的混合气进行热交换后，所述混合气温度下降至100度以下，降温后的混合气经所述热交换器2的第二介质出口输出并输送至所述冷却器4中进行降温至常温，再经所述冷却器4的冷却出口输出并输送至所述气液分离器5中除去残余的甲醇，最终得到氢气。

优选地，所述原料液泵1与所述热交换器2相连通的管道上设有原料阀7，所述原料阀7用于控制该管道的通断以及甲醇原液流量输出大小，以此来控制甲醇原液输送。

优选地，所述原料液泵1与所述热交换器2相连通的管道上设有压力计8，所述压力计8用于测量甲醇原液位于上述管道内时的管道压力。

优选地，所述纯气出口管道6具有出口端，所述出口端连接有一流量计9，所述流量计9用于计量产生的氢气。

优选地，所述纯气出口管道6上设有纯气阀10，所述纯气阀10用于控制纯气出口管道6的通断以及氢气流量输出大小。

本实用新型相比于现有技术具有优点如下：

1、本实用新型采用热交换器、热裂解炉、冷却器以及气液分离器即可完成甲醇裂解制氢，新型的设备投资只有传统设备投资的三分之一，大大降低了生产成本；

2、本实用新型采用撬装式结构，无需专业人员到现在一个个组装，节约了用人成本；

3、本实用新型的装置占地体积小，解决了传统装置体积庞大的问题，节省了用地空间；

4、本实用新型的装置在使用时，无需在甲醇中加入脱盐水，制成的氢气中不含二氧化碳，纯度更高。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型甲醇裂解制氢装置，其特征在于：包括原料液泵（1）、热交换器（2）、热裂解炉（3）、冷却器（4）、气液分离器（5）；

所述原料液泵（1）设有原料出口，所述热交换器（2）上设有第一介质进口、第二介质进口、第一介质出口以及第二介质出口，所述热裂解炉（3）包括裂解炉胆（31），所述裂解炉胆（31）设有裂解进口以及裂解出口，所述冷却器（4）设有冷却进口、冷却出口以及排污口，所述气液分离器（5）设有气液进口以及纯气出口；

所述热交换器（2）的第一介质进口与所述原料液泵（1）的原料出口通过管道相连通，所述热交换器（2）的第一介质出口与所述裂解炉胆（31）的裂解进口通过管道相连通，所述热交换器（2）的第二介质进口与所述裂解炉胆（31）的裂解出口通过管道相连通，所述热交换器（2）第二介质出口与所述冷却器（4）的冷却进口通过管道相连通，所述冷却器（4）的冷却出口与所述气液分离器（5）的气液进口通过管道相连通，所述气液分离器（5）的纯气出口连接纯气出口管道（6）。

2.根据权利要求1所述的新型甲醇裂解制氢装置，其特征在于：所述热裂解炉（3）的裂解炉胆（31）设有两个，两所述裂解炉胆（31）的裂解进口与所述热交换器（2）的第一介质出口通过管道并联相连通，两所述裂解炉胆（31）的裂解出口与所述热交换器（2）的第二介质进口通过管道并联相连通。

3.根据权利要求1所述的新型甲醇裂解制氢装置，其特征在于：所述原料液泵（1）与所述热交换器（2）相连通的管道上设有原料阀（7）。

4.根据权利要求1所述的新型甲醇裂解制氢装置，其特征在于：所述原料液泵（1）与所述热交换器（2）相连通的管道上设有压力计（8）。

5.根据权利要求1所述的新型甲醇裂解制氢装置，其特征在于，所述纯气出口管道（6）具有出口端，所述出口端连接有一流量计（9）。

6.根据权利要求1所述的新型甲醇裂解制氢装置，其特征在于，所述纯气出口管道（6）上设有纯气阀（10）。

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