CN215161002U - 一种低碳醇高温裂解制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低碳醇高温裂解制氢系统，属于氢气生产技术领域。该制氢系统包括高温裂解制氢子系统、分离净化子系统、变压吸附子系统，所述高温裂解制氢子系统、分离净化子系统、变压吸附子系统依次连接；所述高温裂解制氢子系统包括有原料混合模块、换热模块、转化模块，所述原料混合模块、换热模块、转化模块依次连接。本实用新型保证产品质量的前提下，同时能保证产品氢气的收率，能够制取99.99％的氢气；本实用新型中能够实现热能的高效利用，节省生产成本，提高经济效益。
Description
技术领域
本实用新型属于氢气生产技术领域，特别涉及一种低碳醇高温裂解制氢系统。
背景技术
随着人们环保意识的增强，清洁能源的使用也越来越普通，氢能源作为一种高效、清洁、可持续发展的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注，以氢燃料电池汽车为主的交通领域是氢能利用的重要方向之一。
现有的制氢工艺主要包括电解水制氢、矿物燃料制氢、生物质制氢，以及其他合成氢物质制氢。其中，矿物燃料制氢由于原料来源广泛、成本低、产氢量高，是主要的制氢方法。但是现有的矿物燃料制氢工艺很难同时保障氢气产量与质量，且制氢装置大都存在反应产生的热能不合理利用等情况。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的首要目的在于提供一种低碳醇高温裂解制氢系统，该制氢系统能够同时保障氢气的产量与质量；
本实用新型的另一个目的在于提供一种低碳醇高温裂解制氢系统，该制氢系统能够实现热能的高效利用，节省生产成本，提高经济效益；
本实用新型的最后一个目的是提供一种低碳醇高温裂解制氢系统，该制氢系统装置结构简单、设计成本低，便于使用和推广。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型提供一种低碳醇高温裂解制氢系统，该制氢系统包括：
高温裂解制氢子系统，用于高温裂解制取氢气；
分离净化子系统，用于反应物的分离净化；
变压吸附子系统，用于反应物中氢气的提纯；
所述高温裂解制氢子系统、分离净化子系统、变压吸附子系统依次连接。
进一步地，所述高温裂解制氢子系统包括有原料混合模块、换热模块、转化模块，所述原料混合模块、换热模块、转化模块依次连接。
进一步地，所述原料混合模块包括有低碳醇储罐、脱盐水储罐、混合罐，所述低碳醇储罐、脱盐水储罐均与混合罐连接。
进一步地，所述换热模块包括有第一换热器、汽化过热器，所述第一换热器与汽化过热器连接，且汽化过热器与转化模块连接。混合料在第一换热器、汽化过热器中换热完成后，进入转化模块中进行高温裂解转化反应。
进一步地，所述混合罐、转化模块均与第一换热器连接，并在第一换热器内进行第一次热交换，实现原料的预热以及反应物的初步冷却。
进一步地，所述换热模块还包括有导热油热炉，所述导热油热炉与汽化过热器连接。导热油热炉为原料在汽化过热器中完成汽化和过热提供热源。
进一步地，所述导热油热炉与变压吸附子系统连接。变压吸附子系统将变压吸附过程中收集的解吸气杂质转移到导热油热炉进行烧热加热导热油，为汽化过热器提高热源。
进一步地，所述转化模块包括有转化反应器，所述第一换热器、汽化过热器均与转化反应器连接。汽化过热后的原料经反应器反应后，进入第一换热器进行第一次热交换，实现原料的预热以及反应物的初步冷却。
进一步地，所述分离净化子系统包括有冷却模块、分离净化模块，所述冷却模块与分离净化模块连接，
进一步地，所述冷却模块与第一换热器连接，所述分离净化模块与变压吸附子系统连接。反应物经第一换热器初步冷却后进入到冷却模块进行冷去，冷却完成后进入分离净化模块进行洗涤和气液分离，然后进入变压吸附子系统进行提纯。
进一步地，所述分离净化模块与混合罐连接。反应物在分离净化模块中洗涤出来的低碳醇水溶液回至原料液混合罐中循环使用。
进一步地，所述冷却模块包括有冷凝器，所述分离净化模块包括有分离净化器，所述冷凝器与分离净化器连接。
进一步地，所述分离净化器包括有洗涤塔和气液分离罐，所述洗涤塔和气液分离罐连接。
进一步地，本制氢系统的制氢工艺流程为：
1、原料混合与预热：原理脱盐水储罐中的脱盐水与低碳醇储罐中的低碳醇按1：1的重量比导入混合罐中混合后，经原料液计量泵加压，进入第一换热器中，与来自反应器的反应气进行第一次热交换；
2、汽化过热：完成第一次热交换后的原料混合液随即进入汽化过热器，在汽化过热器中与导热油热炉提供的导热油进行第二次热交换完成汽化和过热；
3、高温裂解转化反应：原料蒸汽温度达到催化转化温度后进入转化反应器内，同时完成催化裂解和转化反应，生成的高温裂解气，并将高温裂解气导入第一换热器中被原料液初步冷却；
4、分离净化：第一换热器中初步冷却后的高温裂解气，再经冷凝器冷却，然后进入分离净化器进行洗涤与气液分离，除去雾沫，并将洗涤出来的低碳醇水溶液回至原料液罐中循环使用；
5、变压吸附(PSA)提纯：气液分离后的高温裂解气从气液分离罐的顶部进入PSA提纯工段进行提纯，并将PSA提纯工段收集的解吸气杂质导入导热油热炉进行燃烧，为汽化过热提供热量。
本实用新型的优势在于：相比于现有技术：
首先，本实用新型采用变压吸附(PSA)对高温裂解气进行提纯，保证产品质量的前提下，同时能保证产品氢气的收率；
其次，本实用新型中的变压吸附收集的解吸气进入导热油换热炉燃烧为导热油加热，导热油换热炉中高温导热油出口管分别连接汽化过热器，为原料提供汽化过热的热能，同时，转化反应后的高温裂解气反应后进入第一换热器预热原料，能够实现热能的高效利用，节省生产成本，提高经济效益；
最后，本实用新型的装置结构简单、设计成本低，便于使用和推广。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构框图；
图2是本实用新型的管路结构图；
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
参见图1-2所示，本实用新型提供一种低碳醇高温裂解制氢系统，该制氢系统包括：
高温裂解制氢子系统，用于高温裂解制取氢气；
分离净化子系统，用于反应物的分离净化；
变压吸附子系统，用于反应物中氢气的提纯；
所述高温裂解制氢子系统、分离净化子系统、变压吸附子系统依次连接。
所述高温裂解制氢子系包括有原料混合模块、换热模块、转化模块，所述原料混合模块、换热模块、转化模块依次连接。
所述原料混合模块包括有低碳醇储罐、脱盐水储罐2、混合罐3，所述低碳醇储罐、脱盐水储罐2均与混合罐3连接。在本实用新型中，所用低碳醇为甲醇，所述低碳醇储罐为甲醇储罐1。
所述换热模块包括有第一换热器4、第二换热器5、汽化过热器5，所述第一换热器4与汽化过热器5连接，且汽化过热器5与转化模块连接。混合料在第一换热器4、汽化过热器5中换热完成后，进入转化模块中进行高温裂解转化反应。
所述混合罐3、转化模块均与第一换热器4连接，并在第一换热器4内进行第一次热交换，实现原料的预热以及反应物的初步冷却。
所述换热模块还包括有导热油热炉(图未示)，所述导热油热炉与汽化过热器5连接。导热油热炉为原料在汽化过热器5中完成汽化和过热提供热源。
所述导热油热炉与变压吸附子系统(图未示)连接。变压吸附子系统将变压吸附过程中收集的解吸气杂质转移到导热油热炉进行烧热加热导热油，为汽化过热器5提高热源。
所述转化模块包括有转化反应器6，所述第一换热器4、汽化过热器5均与转化反应器6连接。汽化过热后的原料经反应器反应后，进入第一换热器4进行第一次热交换，实现原料的预热以及反应物的初步冷却。
所述分离净化子系统包括有冷却模块、分离净化模块，所述冷却模块与分离净化模块连接，
所述冷却模块与第一换热器4连接，所述分离净化模块与变压吸附子系统连接。反应物经第一换热器4初步冷却后进入到冷却模块进行冷去，冷却完成后进入分离净化模块进行洗涤和气液分离，然后进入变压吸附子系统进行提纯。
所述分离净化模块与混合罐3连接。反应物在分离净化模块中洗涤出来的低碳醇水溶液回至原料液混合罐3中循环使用。
所述冷却模块包括有冷凝器7，所述分离净化模块包括有分离净化器，所述冷凝器7与分离净化器连接。
所述分离净化器8包括有洗涤塔(图未示)和气液分离罐(图未示)，所述洗涤塔和气液分离罐连接。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，该制氢系统包括高温裂解制氢子系统、分离净化子系统、变压吸附子系统，所述高温裂解制氢子系统、分离净化子系统、变压吸附子系统依次连接；
所述高温裂解制氢子系统包括有原料混合模块、换热模块、转化模块，所述原料混合模块、换热模块、转化模块依次连接。
2.如权利要求1所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述原料混合模块包括有低碳醇储罐、脱盐水储罐、混合罐，所述低碳醇储罐、脱盐水储罐均与混合罐连接。
3.如权利要求2所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述换热模块包括有第一换热器、汽化过热器，所述第一换热器与汽化过热器连接，且汽化过热器与转化模块连接。
4.如权利要求3所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述混合罐、转化模块均与第一换热器连接，并在第一换热器内进行第一次热交换，实现原料的预热以及反应物的初步冷却。
5.如权利要求3所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述换热模块还包括有导热油热炉，所述导热油热炉与汽化过热器连接，且所述导热油热炉与变压吸附子系统连接。
6.如权利要求3所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述转化模块包括有转化反应器，所述第一换热器、汽化过热器均与转化反应器连接。
7.如权利要求3所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述分离净化子系统包括有冷却模块、分离净化模块，所述冷却模块与分离净化模块连接。
8.如权利要求7所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述冷却模块与第一换热器连接，所述分离净化模块与变压吸附子系统连接。
9.如权利要求7所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述分离净化模块与混合罐连接。
10.如权利要求7所述的一种低碳醇高温裂解制氢系统，其特征在于，所述冷却模块包括有冷凝器，所述分离净化模块包括有分离净化器，所述冷凝器与分离净化器连接。
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| CN202121093142.9U Active CN215161002U (zh) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 一种低碳醇高温裂解制氢系统 |
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2021
- 2021-05-20 CN CN202121093142.9U patent/CN215161002U/zh active Active
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