CN219217925U - 一种煤层气裂解制氢加速反应的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，所述安装盘的内侧壁上均匀设置有红外加热照射灯，所述安装盘的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的复合催化剂筛，所述复合催化剂筛的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的第一催化反应板，所述第一催化反应板的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的第二催化反应板，所述第二催化反应板内开设有环形催化槽，所述环形催化槽内侧壁上均匀固定设置有石英催化块，大幅度提高煤层气的裂解制氢纯净度以及反应速度，且在裂解过程中，循环气泵能够将裂解箱内的混合气体通过导气管、回流管重新导入到裂解箱中，提高对煤层气的裂解彻底性，且能够提高氢气的制备纯净度。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤层气裂解制氢加速反应装置技术领域，具体为一种煤层气裂解制氢加速反应的装置。
背景技术
煤层气的主要成分为甲烷，通常用作燃料或发电，然而燃料用量有限、发电效率低，因此目前抽采出的煤层气大都排放至大气中，既浪费资源，又造成严重的温室效应和环境污染，煤层气中的甲烷是一种优良的制氢原料，传统方法通常利用煤层气中的甲烷水蒸气重整、部分氧化或自热重整等制备氢气，然而，此方法受反应平衡限制，转化率较低，且尾气中通常含有大量的碳合物气体，同时煤层气裂解制氢则是将甲烷等含碳气源在高温下催化分解为氢气和碳材料，过程中不会排放碳合物气体，是煤层气零排放利用的最佳选择，但是在实际使用过程中，在对煤层气进行裂解时利用催化剂催化甲烷裂解生产富氢气体和固体碳，经气固分离器将得到氢气及固体碳，然而，常用的方法是熔融盐进行气固分离，为防止熔融盐凝固则需要较高的能耗，并且在用到稀土复合物的一种或几种作为催化剂时，需先将催化剂加热至熔融或高温状态，能量消耗高，使得煤层气在裂解起初的分解度不完全，且反应物纯度不高，为此，我们提出一种煤层气裂解制氢加速反应的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，包括裂解箱，所述裂解箱的底部左右两侧均固定有支座，所述裂解箱的底部中间固定连通装配有进气管，所述裂解箱的顶部固定连通装配有排气管，所述进气管上固定装配有进气阀，所述裂解箱的内腔侧壁底部固定有安装盘，所述安装盘的内侧壁上均匀设置有红外加热照射灯，所述安装盘的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的复合催化剂筛，所述复合催化剂筛的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的第一催化反应板，所述第一催化反应板的底部均匀固定设置有扰流凸楞，所述第一催化反应板的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的第二催化反应板，所述第二催化反应板的底部固定有导气罩，所述第二催化反应板内开设有环形催化槽，所述环形催化槽内侧壁上均匀固定设置有石英催化块，所述第二催化反应板的上方设置有固定在裂解箱内腔侧壁上的过滤筛网，所述过滤筛网的顶部固定装配有活性炭吸附网；
所述裂解箱的右侧壁上固定装配有循环气泵，所述循环气泵的输入端固定装配有导气管，所述导气管的另一端延伸入裂解箱且设置在过滤筛网的下方，所述循环气泵的输出端固定装配有回流管，所述回流管的另一端连通装配在裂解箱底部，所述裂解箱的前侧壁上固定装配有控制面板。
优选的，所述安装盘为环形盘，且所述红外加热照射灯沿着安装盘的内侧壁圆周方向均匀设置。
优选的，所述第一催化反应板为倾斜板，且第一催化反应板交错设置在裂解箱内侧壁上，且所述扰流凸楞沿着第一催化反应板的长度方向均匀设置。
优选的，所述第二催化反应板为圆柱形，且所述环形催化槽蜿蜒开设在第二催化反应板内，所述导气罩和环形催化槽连通。
优选的，所述导气管的顶端延伸入裂解箱内且设置在过滤筛网的底部，所述回流管的底端延伸入裂解箱内且设置在安装盘的下方。
优选的，所述控制面板和进气阀、红外加热照射灯、循环气泵电性连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型结构设计合理，脱硫处理后的煤层气在打开进气阀后通过进气管导入到裂解箱中，在红外加热照射灯的照射下迅速升温，同时发生裂解，裂解后的煤层气接触到复合催化剂筛配合高温可以发生催化反应，发生反应生成氢气和纳米碳材料，裂解的气体以及未裂解完全的煤层气都会向上流动，通过第一催化反应板的催化促使煤层气再次裂解完成氢气的生成，且气体在扰流凸楞的扰流下能够减缓气体的流动速度，便于气体实现催化，提高催化反应速度，且导气罩能够将气体导入到第二催化反应板内的环形催化槽中，在石英催化块的催化作用下再次完成裂解制氢催化反应，大幅度提高煤层气的裂解制氢纯净度以及反应速度，裂解完成的纳米碳材料会吸附在复合催化剂筛、第一催化反应板、第二催化反应板上，且裂解完成的气体通过过滤筛网过滤掉杂质，通过活性炭吸附网实现异味的吸附，最后通过排气管导出，且在裂解过程中，循环气泵能够将裂解箱内的混合气体通过导气管、回流管重新导入到裂解箱中，提高对煤层气的裂解彻底性，且能够提高氢气的制备纯净度。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型整体剖视结构示意图。
图中：1、裂解箱；2、支座；3、进气管；4、排气管；5、进气阀；6、安装盘；7、红外加热照射灯；8、复合催化剂筛；9、第一催化反应板；10、扰流凸楞；11、第二催化反应板；12、导气罩；13、环形催化槽；14、石英催化块；15、循环气泵；16、导气管；17、回流管；18、过滤筛网；19、活性炭吸附网；20、控制面板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1、图2，本实用新型提供一种技术方案：一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，包括裂解箱1，裂解箱1的底部左右两侧均固定有支座2，裂解箱1的底部中间固定连通装配有进气管3，裂解箱1的顶部固定连通装配有排气管4，进气管3上固定装配有进气阀5，裂解箱1的内腔侧壁底部固定有安装盘6，安装盘6的内侧壁上均匀设置有红外加热照射灯7，安装盘6的上方设置有固定在裂解箱1内腔侧壁上的复合催化剂筛8，复合催化剂筛8的上方设置有固定在裂解箱1内腔侧壁上的第一催化反应板9，第一催化反应板9的底部均匀固定设置有扰流凸楞10，第一催化反应板9的上方设置有固定在裂解箱1内腔侧壁上的第二催化反应板11，第二催化反应板11的底部固定有导气罩12，第二催化反应板11内开设有环形催化槽13，环形催化槽13内侧壁上均匀固定设置有石英催化块14，第二催化反应板11的上方设置有固定在裂解箱1内腔侧壁上的过滤筛网18，过滤筛网18的顶部固定装配有活性炭吸附网19；
裂解箱1的右侧壁上固定装配有循环气泵15，循环气泵15的输入端固定装配有导气管16，导气管16的另一端延伸入裂解箱1且设置在过滤筛网18的下方，循环气泵15的输出端固定装配有回流管17，回流管17的另一端连通装配在裂解箱1底部，裂解箱1的前侧壁上固定装配有控制面板20。
请参阅图2，安装盘6为环形盘，且红外加热照射灯7沿着安装盘6的内侧壁圆周方向均匀设置，促使煤层气在红外加热照射灯7的照射下迅速升温并发生裂解；
请参阅图2，第一催化反应板9为倾斜板，且第一催化反应板9交错设置在裂解箱1内侧壁上，且扰流凸楞10沿着第一催化反应板9的长度方向均匀设置，通过第一催化反应板9的催化促使煤层气再次裂解完成氢气的生成，且气体在扰流凸楞10的扰流下能够减缓气体的流动速度，便于气体实现催化，提高催化反应速度；
请参阅图2，第二催化反应板11为圆柱形，且环形催化槽13蜿蜒开设在第二催化反应板11内，导气罩12和环形催化槽13连通，导气罩16能够将气体导入到第二催化反应板11内的环形催化槽13中，在石英催化块14的催化作用下再次完成裂解制氢催化反应，大幅度提高煤层气的裂解制氢纯净度以及反应速度；
导气管16的顶端延伸入裂解箱1内且设置在过滤筛网18的底部，回流管17的底端延伸入裂解箱1内且设置在安装盘6的下方；
控制面板20和进气阀5、红外加热照射灯7、循环气泵15电性连接。
工作原理：脱硫处理后的煤层气在打开进气阀5后通过进气管3导入到裂解箱1中，在红外加热照射灯7的照射下迅速升温，同时发生裂解，裂解后的煤层气接触到复合催化剂筛8配合高温可以发生催化反应，发生反应生成氢气和纳米碳材料，裂解的气体以及未裂解完全的煤层气都会向上流动，通过第一催化反应板9的催化促使煤层气再次裂解完成氢气的生成，且气体在扰流凸楞10的扰流下能够减缓气体的流动速度，便于气体实现催化，提高催化反应速度，且导气罩16能够将气体导入到第二催化反应板11内的环形催化槽13中，在石英催化块14的催化作用下再次完成裂解制氢催化反应，大幅度提高煤层气的裂解制氢纯净度以及反应速度，裂解完成的纳米碳材料会吸附在复合催化剂筛8、第一催化反应板9、第二催化反应板11上，后期可以放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂表面吸附的纳米碳材料超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入制氢反应装置中循环使用，且裂解完成的气体通过过滤筛网18过滤掉杂质，通过活性炭吸附网19实现异味的吸附，最后通过排气管4导出，且在裂解过程中，循环气泵15能够将裂解箱1内的混合气体通过导气管16、回流管17重新导入到裂解箱1中，提高对煤层气的裂解彻底性，且能够提高氢气的制备纯净度。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，包括裂解箱(1)，其特征在于：所述裂解箱(1)的底部左右两侧均固定有支座(2)，所述裂解箱(1)的底部中间固定连通装配有进气管(3)，所述裂解箱(1)的顶部固定连通装配有排气管(4)，所述进气管(3)上固定装配有进气阀(5)，所述裂解箱(1)的内腔侧壁底部固定有安装盘(6)，所述安装盘(6)的内侧壁上均匀设置有红外加热照射灯(7)，所述安装盘(6)的上方设置有固定在裂解箱(1)内腔侧壁上的复合催化剂筛(8)，所述复合催化剂筛(8)的上方设置有固定在裂解箱(1)内腔侧壁上的第一催化反应板(9)，所述第一催化反应板(9)的底部均匀固定设置有扰流凸楞(10)，所述第一催化反应板(9)的上方设置有固定在裂解箱(1)内腔侧壁上的第二催化反应板(11)，所述第二催化反应板(11)的底部固定有导气罩(12)，所述第二催化反应板(11)内开设有环形催化槽(13)，所述环形催化槽(13)内侧壁上均匀固定设置有石英催化块(14)，所述第二催化反应板(11)的上方设置有固定在裂解箱(1)内腔侧壁上的过滤筛网(18)，所述过滤筛网(18)的顶部固定装配有活性炭吸附网(19)；
所述裂解箱(1)的右侧壁上固定装配有循环气泵(15)，所述循环气泵(15)的输入端固定装配有导气管(16)，所述导气管(16)的另一端延伸入裂解箱(1)且设置在过滤筛网(18)的下方，所述循环气泵(15)的输出端固定装配有回流管(17)，所述回流管(17)的另一端连通装配在裂解箱(1)底部，所述裂解箱(1)的前侧壁上固定装配有控制面板(20)。
2.根据权利要求1所述的一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，其特征在于：所述安装盘(6)为环形盘，且所述红外加热照射灯(7)沿着安装盘(6)的内侧壁圆周方向均匀设置。
3.根据权利要求1所述的一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，其特征在于：所述第一催化反应板(9)为倾斜板，且第一催化反应板(9)交错设置在裂解箱(1)内侧壁上，且所述扰流凸楞(10)沿着第一催化反应板(9)的长度方向均匀设置。
4.根据权利要求1所述的一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，其特征在于：所述第二催化反应板(11)为圆柱形，且所述环形催化槽(13)蜿蜒开设在第二催化反应板(11)内，所述导气罩(12)和环形催化槽(13)连通。
5.根据权利要求1所述的一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，其特征在于：所述导气管(16)的顶端延伸入裂解箱(1)内且设置在过滤筛网(18)的底部，所述回流管(17)的底端延伸入裂解箱(1)内且设置在安装盘(6)的下方。
6.根据权利要求1所述的一种煤层气裂解制氢加速反应的装置，其特征在于：所述控制面板(20)和进气阀(5)、红外加热照射灯(7)、循环气泵(15)电性连接。
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| CN202222104617.0U CN219217925U (zh) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 一种煤层气裂解制氢加速反应的装置 |
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