CN215725332U - 一种甲醇制氢用换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇制氢用换热器，包括换热外壳，所述换热外壳内部设有甲醇换热仓，所述甲醇换热仓一端设有甲醇进口，所述甲醇换热仓另一端设有甲醇出口，所述甲醇换热仓一侧设有机械仓，所述机械仓远离所述甲醇换热仓的一端设有氢气换热仓，所述氢气换热仓一端设有氢气进口，所述氢气换热仓另一端设有氢气出口，所述机械仓内部设有换热机构，该装置相比传统换热器，换热效率更高，能够通过操控面板精准控制换热过程，便于工作人员操控。

Description

一种甲醇制氢用换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器领域，具体来说，涉及一种甲醇制氢用换热器。

背景技术

甲醇制氢是为减少化工生产中的能耗和降低成本，以替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺，利用先进的甲醇蒸气重整──变压吸附技术制取纯氢和富含CO₂的混合气体，经过进一步的后处理，可同时得到氢气和二氧化碳气。

在甲醇制氢过程中，转化气中除氢气外还含一定量的二氧化碳，此时氢气温度较高，传统的做法是直接将氢气与二氧化碳进行冷却后在进行其后的反应，但这种方式会使氢气及二氧化碳中大量的热能浪费，后来出现了一种新的方式，通过设置一个气体换热器，将制氢原料中的甲醇与高温的氢气进行换热，一方面能够冷却氢气，另一方面能够对甲醇原料进行预热，这种方式能够将余热进行利用，提高了利用效率，降低了成本。

但传统的做法换热效率低，无法有效预热甲醇或对氢气降温，且现有技术无法监测控制温度。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种甲醇制氢用换热器，用于解决上述中出现的问题。

(二)技术方案

本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种甲醇制氢用换热器，包括换热外壳，所述换热外壳内部设有甲醇换热仓，所述甲醇换热仓一端设有甲醇进口，所述甲醇换热仓另一端设有甲醇出口，所述甲醇换热仓一侧设有机械仓，所述机械仓远离所述甲醇换热仓的一端设有氢气换热仓，所述氢气换热仓一端设有氢气进口，所述氢气换热仓另一端设有氢气出口，所述机械仓内部设有换热机构。

进一步的，所述换热机构包括空气压缩机、加热管、膨胀阀、制冷管，所述空气压缩机一端设有加热管，所述加热管远离所述空气压缩机的一端设有膨胀阀，所述膨胀阀一端设有制冷管，所述制冷管另一端与所述空气压缩机连接。

进一步的，所述加热管包括物料进口、物料出口、加热进口、加热出口、加热外管、导流管、物料端，所述物料进口一端设有物料端，所述物料端一端等距设有导流管，所述导流管外围设有加热外管，所述加热外管一端侧面设有加热进口，所述加热进口一侧设有加热出口，所述加热出口一侧设有物料出口，所述物料端有两个，分别置于所述物料进口一端和所述物料出口一端。

进一步的，所述加热管与所述制冷管结构相同。

进一步的，所述换热外壳内部设有智能监控机构，所述智能监控机构包括PLC控制器、温度传感器、压力传感器、操控面板，所述机械仓内部设有PLC控制器，所述加热管与所述制冷管内部设置有温度传感器，所述温度传感器一端设有压力传感器，所述换热外壳一端设有操控面板。

进一步的，所述加热管置于所述甲醇换热仓内部，所述制冷管置于所述氢气换热仓内部，所述空气压缩机与所述膨胀阀均置于所述机械仓内部。

进一步的，所述甲醇换热仓、机械仓、氢气换热仓内部均设有保温层。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种甲醇制氢用换热器，具备以下有益效果：

(1)、当需要换热时，空气压缩机将内部介质加压使介质通过加热进口流入加热管中，因加压，所以介质会释放大量热量，使流经加热管内部的甲醇预热，经过甲醇吸热后的介质通过加热出口流到膨胀阀中，膨胀阀将介质压力释放，并流入制冷管中，减压会使介质变冷吸热，从而吸取氢气的热量，便于氢气下一道工艺操作，加热管与制冷管结构相同，甲醇通过物料进口流入加物料端，同时换热机构中的介质通过加热进口流入加热外管中，甲醇通过物料端流入导流管内，导流管有若干个，可将甲醇加热面积增大提高甲醇加热效率，加热后甲醇重新汇聚到物料出口一端物料端中，从物料出口流出，加热介质通过加热出口流出，该装置相比传统换热器，换热效率更高，能够通过操控面板精准控制换热过程，便于工作人员操控。

(2)、该换热器内部安装有智能监控机构，通过该智能监控机构，可监测介质、甲醇和氢气的压力以及温度情况，便于工作人员应对突发事故，该装置甲醇换热仓、机械仓和氢气换热仓内部均设置有保温层，可保障各个仓内部的温度，防止温度散失，影响换热效率，空气压缩机、膨胀阀、温度传感器、压力传感器、操控面板均与PLC控制器电性连接，可便于工作人员更便捷的操控该换热器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一种甲醇制氢用换热器的俯视剖面结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种甲醇制氢用换热器的加热管俯视剖面结构示意图；

图3是本实用新型实施例一种甲醇制氢用换热器的加热管立体结构示意图。

图中：

1、换热外壳；2、甲醇换热仓；3、甲醇进口；4、机械仓；5、氢气换热仓；6、氢气进口；7、氢气出口；8、空气压缩机；9、加热管；10、膨胀阀；11、制冷管；12、物料进口；13、物料出口；14、加热进口；15、加热出口；16、加热外管；17、导流管；18、物料端；19、PLC控制器；20、温度传感器；21、压力传感器；22、操控面板；23、保温层；24、甲醇出口。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了一种甲醇制氢用换热器。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1-3所示，根据本实用新型实施例的一种甲醇制氢用换热器，包括换热外壳1，所述换热外壳1内部设有甲醇换热仓2，所述甲醇换热仓2一端设有甲醇进口3，所述甲醇换热仓2另一端设有甲醇出口24，甲醇出口24用于将换热外壳1内部的甲醇输出，所述甲醇换热仓2一侧设有机械仓4，所述机械仓4远离所述甲醇换热仓2的一端设有氢气换热仓5，所述氢气换热仓5一端设有氢气进口6，所述氢气换热仓5另一端设有氢气出口7，所述机械仓4内部设有换热机构，所述换热机构包括空气压缩机8、加热管9、膨胀阀10、制冷管11，所述空气压缩机8一端设有加热管9，加热管9可将甲醇加热，所述加热管9远离所述空气压缩机8的一端设有膨胀阀10，所述膨胀阀10一端设有制冷管11，所述制冷管11另一端与所述空气压缩机8连接，所述加热管9包括物料进口12、物料出口13、加热进口14、加热出口15、加热外管16、导流管17、物料端18，所述物料进口12一端设有物料端18，所述物料端18一端等距设有导流管17，导流管17可增大甲醇和氢气受温度影响的范围，所述导流管17外围设有加热外管16，所述加热外管16一端侧面设有加热进口14，所述加热进口14一侧设有加热出口15，所述加热出口15一侧设有物料出口13，所述物料端18有两个，分别置于所述物料进口12一端和所述物料出口13一端。

当需要换热时，空气压缩机8将内部介质加压使介质通过加热进口14流入加热管9中，因加压，所以介质会释放大量热量，使流经加热管9内部的甲醇预热，经过甲醇吸热后的介质通过加热出口15流到膨胀阀10中，膨胀阀10将介质压力释放，并流入制冷管11中，减压会使介质变冷吸热，从而吸取氢气的热量，便于氢气下一道工艺操作，加热管9与制冷管11结构相同，甲醇通过物料进口12流入加物料端18，同时换热机构中的介质通过加热进口14流入加热外管16中，甲醇通过物料端18流入导流管17内，导流管17有若干个，可将甲醇加热面积增大提高甲醇加热效率，加热后甲醇重新汇聚到物料出口13一端物料端18中，从物料出口13流出，加热介质通过加热出口15流出，该装置相比传统换热器，换热效率更高，能够通过操控面板22精准控制换热过程，便于工作人员操控。

所述加热管9与所述制冷管11结构相同，所述换热外壳1内部设有智能监控机构，所述智能监控机构包括PLC控制器19、温度传感器20、压力传感器21、操控面板22，所述机械仓4内部设有PLC控制器19，PLC控制器19用于控制该设备所以电性原件，可使该设备更加智能，所述加热管9与所述制冷管11内部设置有温度传感器20，温度传感器20用于监测加热管9与制冷管11内部的温度，所述温度传感器20一端设有压力传感器21，所述换热外壳1一端设有操控面板22，所述加热管9置于所述甲醇换热仓2内部，所述制冷管11置于所述氢气换热仓5内部，所述空气压缩机8与所述膨胀阀10均置于所述机械仓4内部，所述甲醇换热仓2、机械仓4、氢气换热仓5内部均设有保温层23。

在实际应用时，该换热器内部安装有智能监控机构，通过该智能监控机构，可监测介质、甲醇和氢气的压力以及温度情况，便于工作人员应对突发事故，该装置甲醇换热仓2、机械仓4和氢气换热仓5内部均设置有保温层23，可保障各个仓内部的温度，防止温度散失，影响换热效率，空气压缩机8、膨胀阀10、温度传感器20、压力传感器21、操控面板22均与PLC控制器19电性连接，可便于工作人员更便捷的操控该换热器。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，当需要换热时，空气压缩机8将内部介质加压使介质通过加热进口14流入加热管9中，因加压，所以介质会释放大量热量，使流经加热管9内部的甲醇预热，经过甲醇吸热后的介质通过加热出口15流到膨胀阀10中，膨胀阀10将介质压力释放，并流入制冷管11中，减压会使介质变冷吸热，从而吸取氢气的热量，便于氢气下一道工艺操作，加热管9与制冷管11结构相同，甲醇通过物料进口12流入加物料端18，同时换热机构中的介质通过加热进口14流入加热外管16中，甲醇通过物料端18流入导流管17内，导流管17有若干个，可将甲醇加热面积增大提高甲醇加热效率，加热后甲醇重新汇聚到物料出口13一端物料端18中，从物料出口13流出，加热介质通过加热出口15流出，该装置相比传统换热器，换热效率更高，能够通过操控面板22精准控制换热过程，便于工作人员操控，该换热器内部安装有智能监控机构，通过该智能监控机构，可监测介质、甲醇和氢气的压力以及温度情况，便于工作人员应对突发事故，该装置甲醇换热仓2、机械仓4和氢气换热仓5内部均设置有保温层23，可保障各个仓内部的温度，防止温度散失，影响换热效率，空气压缩机8、膨胀阀10、温度传感器20、压力传感器21、操控面板22均与PLC控制器19电性连接，可便于工作人员更便捷的操控该换热器。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，包括换热外壳(1)，所述换热外壳(1)内部设有甲醇换热仓(2)，所述甲醇换热仓(2)一端设有甲醇进口(3)，所述甲醇换热仓(2)另一端设有甲醇出口(24)，所述甲醇换热仓(2)一侧设有机械仓(4)，所述机械仓(4)远离所述甲醇换热仓(2)的一端设有氢气换热仓(5)，所述氢气换热仓(5)一端设有氢气进口(6)，所述氢气换热仓(5)另一端设有氢气出口(7)，所述机械仓(4)内部设有换热机构。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，所述换热机构包括空气压缩机(8)、加热管(9)、膨胀阀(10)、制冷管(11)，所述空气压缩机(8)一端设有加热管(9)，所述加热管(9)远离所述空气压缩机(8)的一端设有膨胀阀(10)，所述膨胀阀(10)一端设有制冷管(11)，所述制冷管(11)另一端与所述空气压缩机(8)连接。

3.根据权利要求2所述的一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，所述加热管(9)包括物料进口(12)、物料出口(13)、加热进口(14)、加热出口(15)、加热外管(16)、导流管(17)、物料端(18)，所述物料进口(12)一端设有物料端(18)，所述物料端(18)一端等距设有导流管(17)，所述导流管(17)外围设有加热外管(16)，所述加热外管(16)一端侧面设有加热进口(14)，所述加热进口(14)一侧设有加热出口(15)，所述加热出口(15)一侧设有物料出口(13)，所述物料端(18)有两个，分别置于所述物料进口(12)一端和所述物料出口(13)一端。

4.根据权利要求3所述的一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，所述加热管(9)与所述制冷管(11)结构相同。

5.根据权利要求4所述的一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，所述换热外壳(1)内部设有智能监控机构，所述智能监控机构包括PLC控制器(19)、温度传感器(20)、压力传感器(21)、操控面板(22)，所述机械仓(4)内部设有PLC控制器(19)，所述加热管(9)与所述制冷管(11)内部设置有温度传感器(20)，所述温度传感器(20)一端设有压力传感器(21)，所述换热外壳(1)一端设有操控面板(22)。

6.根据权利要求5所述的一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，所述加热管(9)置于所述甲醇换热仓(2)内部，所述制冷管(11)置于所述氢气换热仓(5)内部，所述空气压缩机(8)与所述膨胀阀(10)均置于所述机械仓(4)内部。

7.根据权利要求6所述的一种甲醇制氢用换热器，其特征在于，所述甲醇换热仓(2)、机械仓(4)、氢气换热仓(5)内部均设有保温层(23)。

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