CN220047619U - 一种气体杂质去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及甲醇重整制氢技术领域，公开了一种气体杂质去除装置，其包括相互连接并共用侧面第一壳体和第二壳体，第一壳体内设有隔板，隔板将第一壳体分隔为上下设置的清洗室和集液室，隔板上设有连通清洗室与集液室的通孔，清洗室内填充有生化球，第二壳体内形成有冷凝室，第一壳体与第二壳体的连接面上开设有连通二者的连接孔，第一壳体外连接有第一进液管和第一进气管，第二壳体外连接有第一出液管和第一出气管。与现有技术相比，该气体杂质去除装置能够一次性完成混合气体的除杂与降温操作，显著提升净化效率，其的结构简单可靠、对混合气体的净化效果出色。

Description

一种气体杂质去除装置

技术领域

本实用新型涉及甲醇重整制氢技术领域，特别是涉及一种气体杂质去除装置。

背景技术

燃料电池一般选择利用甲醇重整制氢技术生产富氢气体以满足燃烧需求，但是甲醇重整产生的富氢气体为温度在200℃以上的高温混合气体，在进入低温燃料电池前需要对其进行降温处理，同时混合气体中除了氢气外还包含一氧化碳、水蒸气、催化剂粉尘、有机物等各种杂质，直接将混合气体送入燃料电池中必然会对燃料电池正常使用造成影响，进而降低燃料电池的使用寿命，因此需要设置相应的气体杂质去除装置对混合气体进行净化。但是现有的降温装置和气体杂质去除装置为相互独立的结构，混合气体需要分别经过降温和除杂两个工艺流程，净化效率低下；同时降温装置和气体杂质去除装置的结构复杂占用空间大，进而导致其的制作成本居高不下；另外，现有的降温装置和气体杂质去除装置仅适用于大型化的甲醇重整制氢设备中，无法适配小型甲醇重整制氢设备，装置的兼容性差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种气体杂质去除装置，能够一次性完成混合气体的除杂与降温操作，优化了施工工艺、显著提升了净化效率，其的结构简单可靠、易于操作、有利于控制制作成本、对混合气体的净化效果出色。

基于此，本实用新型提供了一种气体杂质去除装置，其包括：

第一壳体，所述第一壳体内设有隔板，所述隔板将所述第一壳体内的空间分隔为清洗室和集液室，所述清洗室和所述集液室沿所述第一壳体的高度方向上下布置且所述清洗室位于所述集液室的上方，所述隔板上设有连通所述清洗室与所述集液室的通孔，所述清洗室内填充有生化球；

第二壳体，设于所述第二壳体的旁侧并紧贴所述第一壳体的任一侧面设置，二者的连接面上开设有连接孔，所述第二壳体内形成有用于降低混合气体温度的冷凝室，所述连接孔连通所述集液室和所述冷凝室；

其中，所述第一壳体外连接有第一进液管和第一进气管，所述第一进液管和所述第一进气管均与所述清洗室相连通，所述第二壳体外连接有第一出液管和第一出气管，所述第一出液管和所述第一出气管均与所述冷凝室相连通。

本申请的一些实施例中，所述第一壳体外还连接有第二进液管和第二出液管，所述第一进液管和第二出液管均与所述集液室相连通。

本申请的一些实施例中，所述第二进液管位于所述第一壳体的底部，所述第二进液管上设有单向阀。

本申请的一些实施例中，所述第一出液管远离所述第二壳体的一端与汽水分离器相连接。

本申请的一些实施例中，所述第二壳体内设有若干块冷凝板，各所述冷凝板沿所述第二壳体的高度方向依次设置并与所述第二壳体相连接，所述冷凝板将所述冷凝室分隔形成若干条相互连接的冷凝流道。

本申请的一些实施例中，任意相邻两个所述冷凝板分别设于所述第二壳体相对的两个侧面上并与所述第二壳体固定连接，所述冷凝流道呈“S”形设置。

本申请的一些实施例中，包括：

第三壳体，所述第三壳体设于所述第一壳体和所述第二壳体的旁侧并紧贴所述第一壳体与所述第二壳体的侧面设置，所述第三壳体内形成有供冷却液流动的换热室，所述第三壳体外连接有第三进液管和第三出液管。

本申请的一些实施例中，还包括：

循环水管，所述循环水管设于所述第三壳体内，且所述循环水管的两端延伸至所述第三壳体外，所述循环水管的一端与所述第一进液管相连接。

本申请的一些实施例中，所述循环水管呈“S”形设置。

本申请的一些实施例中，所述第三壳体内设有换热挡片，所述换热挡片设有若干块并依次设于所述循环水管弯折形成的间隙中。

本实用新型实施例提供的一种气体杂质去除装置，与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型提供了一种气体杂质去除装置，其包括相互连接并共用其中一个侧面第一壳体和第二壳体，第一壳体内设有隔板，隔板将第一壳体内的空间分隔为清洗室和集液室，清洗室和集液室沿第一壳体的高度方向上下布置且清洗室位于集液室的上方，隔板上设有连通清洗室与集液室的通孔，清洗室内填充有生化球，第二壳体内形成有冷凝室，第一壳体与第二壳体的连接面上开设有连通集液室和冷凝室的连接孔；进一步的，第一壳体外连接有第一进液管和第一进气管，第一进液管和第一进气管均与清洗室相连通，第二壳体外连接有第一出液管和第一出气管，第一出液管和第一出气管均与冷凝室相连通。基于上述结构，使用时通过第一进气管向清洗室内通入混合气体并通过第一进液管向清洗室内通入循环水，此时循环水和混合气体在第一壳体内发生混合，混合气体中的杂质溶解在循环水中并最终落入第一壳体底部的集液室内，混合气体的自身温度也随着与低温循环水的接触不断降低，生化球的设置则进一步提升了混合气体与循环水的接触面积与接触时间，有利于二者的充分混合。随着反应的不断进行，部分循环水也会在高温混合气体的作用下成为水蒸气并与混合气体再次产生混合，此时清洗后的混合气体带着大量水蒸气从连接孔处流入冷凝室，冷凝室内的温度较低，混合气体在冷凝室的低温作用下再次降低自身温度，同时混合气体内的水蒸气也在冷凝室的低温作用下再次液化形成冷凝水落在第二壳体底部，进而降低混合气体的含水量，得到冷凝室降温的混合器最终从第二壳体顶部的第一出气管流出，落在第二壳体底部的冷凝水则通过设置在第二壳体底部的第一出液管流出，同时第一壳体底部也即集液室内收集的液体到达一定液面高度时没过连接孔，此时集液室内的液体溢出并从连接孔流向第二壳体并最终第二壳体底部的第一出液口排出。如此，该气体杂质去除装置可一次性完成混合气体的除杂与降温操作，优化了施工工艺、显著提升了净化效率，该气体杂质去除装置的结构简单可靠、易于操作，有利于控制制作成本，对混合气体的净化效果出色。

附图说明

图1为本实用新型一些实施例的气体杂质去除装置的结构示意图；

图2为本实用新型一些实施例的气体杂质去除装置另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型一些实施例的第一壳体的结构示意图；

图4为本实用新型一些实施例的第一壳体的内部结构示意详图；

图5为本实用新型一些实施例的第二壳体的内部结构示意图；

图6为本实用新型一些实施例的第三壳体的内部结构示意图；

图7为本实用新型一些实施例的气体杂质去除装置的混合气体及液体的流向示意图。

图中，1、第一壳体；11、隔板；111、通孔；12、生化球；13、第一进液管；14、第一进气管；15、连接孔；16、第二进液管；17、第二出液管；101、清洗室；102、集液室；2、第二壳体；21、第一出液管；22、第一出气管；23、冷凝板；201、冷凝室；3、第三壳体；31、第三进液管；32、第三出液管；33、换热挡片；4、循环水管；5、汽水分离器；6、单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“前”、“后”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区别开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下“前”信息也可以被称为“后”信息，“后”信息也可以被称为“前”信息。

如图1至图7所示，本实用新型提供了一种气体杂质去除装置，其包括相互连接并共用其中一个侧面第一壳体1和第二壳体2，第一壳体1内设有隔板11，隔板11将第一壳体1内的空间分隔为清洗室101和集液室102，需要说明的是，清洗室101和集液室102沿第一壳体1的高度方向上下布置且清洗室101位于集液室102的上方，隔板11上设有连通清洗室101与集液室102的通孔111，清洗室101内填充有生化球12，第二壳体2内形成有冷凝室201，第一壳体1与第二壳体2的连接面上开设有连通集液室102和冷凝室201的连接孔15；进一步的，第一壳体1外连接有第一进液管13和第一进气管14，第一进液管13和第一进气管14均与清洗室101相连通，第二壳体2外连接有第一出液管21和第一出气管22，第一出液管21和第一出气管22均与冷凝室201相连通。

基于上述结构，使用时通过第一进气管14向清洗室101内通入混合气体并通过第一进液管13向清洗室101内通入循环水，此时循环水和混合气体在第一壳体1内发生混合，混合气体中的杂质溶解在循环水中并最终落入第一壳体1底部的集液室102内，混合气体的自身温度也随着与低温循环水的接触不断降低，生化球12的设置则进一步提升了混合气体与循环水的接触面积与接触时间，有利于二者的充分混合。随着反应的不断进行，部分循环水也会在高温混合气体的作用下成为水蒸气并与混合气体再次产生混合，此时清洗后的混合气体带着大量水蒸气从连接孔15处流入冷凝室201，冷凝室201内的温度较低，混合气体在冷凝室201的低温作用下再次降低自身温度，同时混合气体内的水蒸气也在冷凝室201的低温作用下再次液化形成冷凝水落在第二壳体2底部，进而降低混合气体的含水量，得到冷凝室201降温的混合器最终从第二壳体2顶部的第一出气管22流出，落在第二壳体2底部的冷凝水则通过设置在第二壳体2底部的第一出液管21流出，同时第一壳体1底部也即集液室102内收集的液体到达一定液面高度时没过连接孔15，此时集液室102内的液体溢出并从连接孔15流向第二壳体2并最终第二壳体2底部的第一出液口排出。如此，该气体杂质去除装置可一次性完成混合气体的除杂与降温操作，优化了施工工艺、显著提升了净化效率，该气体杂质去除装置的结构简单可靠、易于操作，有利于控制制作成本，对混合气体的净化效果出色。

可以发现的是，当需要对混合气体做出更为精细的除杂处理时比如针对混合气体特别去除其中包含的某种杂质，此时操作人员可选择性的将循环水替换成其他除杂液体，该除杂液体与循环水类似同样具有吸附混合气体内杂质的能力，能够针对性的完成除杂操作。

可以发现的是，由于集液室102本身具有一定的大小，在集液室102内的液体液面高度远小于连接孔15所在高度时集液室102内的液体将持续发生堆积，这些含有杂质的液体同样会因反应室内的高温部分气化形成水蒸气与混合气体发生混合，因此为了提升集液室102内的液体流动性，确保其能够尽快流向第二壳体2，如图3、图4和图7所示，在本申请的一些实施例中，第一壳体1外还连接有第二进液管16和第二出液管17，第一进液管13和第二出液管17均与集液室102相连通。使用时可通过第二进液管16持续不断的向集液室102内补充循环水，此时集液室102内的液面高度将快速提升并到达连接孔15所在位置，随后反应产生的液体再次进入集液室102时多余的液体就会从连接孔15流向第二壳体2并从第一出液管21流出。与之相类似的，反应完成时集液室102内残留的液体已无法从连接孔15流向第二壳体2，此时打开第二出液管17即可集液室102内的剩余液体放出，当然如果第二进液管16短时间内进液过多导致第一出液管21无法及时处理时同样可以打开第二进液管16将集液室102内的液体放出以确保整个气体杂质去除装置的正常运行。具体到本实用新型实施例中，第二进液管16位于第一壳体1的底部并设有单向阀6，单向阀6的设置能够确保第二进液管16内的液体不发生倒流，保证整个水路循环的正常进行。

进一步的，如图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，第一出液管21远离第二壳体2的一端与汽水分离器5相连接。基于上述结构，从第一出液管21流出的液体可再次经过汽水分离器5的处理以去除其中的水蒸气，实现对废水的初步处理，也为废水的进一步处理打下基础。

可选的，如图5和图7所示，在本申请的一些实施例中，第二壳体2内设有若干块冷凝板23，各冷凝板23沿第二壳体2的高度方向依次设置并与第二壳体2相连接，冷凝板23将冷凝室201分隔形成若干条相互连接的冷凝流道。基于上述结构，经过水洗降温除杂的混合气体经过连接孔15进入冷凝室201后会与冷凝板23相接触，冷凝板23的设置能够显著延长混合气体在冷凝室201的停留时间，从而尽量去除混合气体中的水蒸气。进一步的，任意相邻两个冷凝板23分别设于第二壳体2相对的两个侧面上并与第二壳体2固定连接，整个冷凝流道呈“S”形设置。如此“S”形的冷凝流道能够再次延长混合气体在冷凝室201内的停留时间，同时冷凝板23的设置也给予了混合气体中水蒸气冷凝的媒介，从而提升对混合气体的净化效果。

另外，如图2和图6所示，在本申请的一些实施例中，该气体杂质去除装置还包括第三壳体3，其设于第一壳体1和第二壳体2的旁侧并紧贴第一壳体1与第二壳体2的侧面设置，第三壳体3内形成有供冷却液流动的换热室，第三壳体3外连接有第三进液管31和第三出液管32，冷却液从第三进液管31流入换热室并从第三出液管32流出，其在换热室内流动期间基于与第一壳体1和第二壳体2相贴合的侧面完成与第一壳体1和第二壳体2的换热从而降低第一壳体1和第二壳体2内的环境温度。基于上述结构，本申请为了优化清洗效果选择在清洗室101和冷凝室201的外侧增加换热室，也即第三壳体3与第一壳体1和第二壳体2共用一个侧面，冷却液通过此面与第一壳体1和第二壳体2完成换热，这种设计能够有效降低第一壳体1及第二壳体2内的温度，进而辅助降低混合气体的温度，同时还有利于提升冷凝室201内冷凝板23的除水效果。

进一步的，如图6所示，在本申请的一些实施例中，该气体杂质去除装置还包括设于第三壳体3内的循环水管4，循环水管4用于向气体杂质去除装置输送清洗用的循环水，也即其的一端与第一进液管13相连接，进一步的，该循环水管4其呈S形设置且两端(即进水口和出水口)均从第三壳体3内延伸至第三壳体3外。基于上述结构，第三壳体3内的冷却液在对第一壳体1和第二壳体2进行降温的同时还能够对循环水管4内的循环水进行冷却降温，经过降温的循环水随后经过泵的抽吸到达第一进液管13处并进入清洗室101完成对混合气体的清洗，如此，循环水在清洗混合气体前的温度处于一个低温状态，能够有效提升清洗和降温效果。显然，“S”形设置的循环水管4也能够增大循环水管4在第三壳体3内的长度，进一步提升冷却液与循环水管4的接触时间，从而提升对循环水的降温效果。

更进一步的，如图6所示，在申请的一些实施例中，第三壳体3内设有换热挡片33，换热挡片33设于第三壳体3靠近第一壳体1与第二壳体2的侧面上，其设有若干块并依次设于循环水管4弯折形成的间隙中。基于上述结构，换热挡片33的设置能够使得冷却液在换热室内折返流动，进一步延长冷却液在换热室的停留时间，提升换热效率、强化换热效果。

综上所述，本实用新型提供了一种气体杂质去除装置，其包括相互连接并共用其中一个侧面第一壳体和第二壳体，第一壳体内设有隔板，隔板将第一壳体内的空间分隔为清洗室和集液室，清洗室和集液室沿第一壳体的高度方向上下布置且清洗室位于集液室的上方，隔板上设有连通清洗室与集液室的通孔，清洗室内填充有生化球，第二壳体内形成有冷凝室，第一壳体与第二壳体的连接面上开设有连通集液室和冷凝室的连接孔；进一步的，第一壳体外连接有第一进液管和第一进气管，第一进液管和第一进气管均与清洗室相连通，第二壳体外连接有第一出液管和第一出气管，第一出液管和第一出气管均与冷凝室相连通。与现有技术相比，该气体杂质去除装置能够一次性完成混合气体的除杂与降温操作，优化了施工工艺、显著提升了净化效率，其的结构简单可靠、易于操作、制作成本可控、对混合气体的净化效果出色。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体杂质去除装置，其特征在于，包括：

第一壳体，所述第一壳体内设有隔板，所述隔板将所述第一壳体内的空间分隔为清洗室和集液室，所述清洗室和所述集液室沿所述第一壳体的高度方向上下布置且所述清洗室位于所述集液室的上方，所述隔板上设有连通所述清洗室与所述集液室的通孔，所述清洗室内填充有生化球；

第二壳体，设于所述第二壳体的旁侧并紧贴所述第一壳体的任一侧面设置，二者的连接面上开设有连接孔，所述第二壳体内形成有用于降低混合气体温度的冷凝室，所述连接孔连通所述集液室和所述冷凝室；

其中，所述第一壳体外连接有第一进液管和第一进气管，所述第一进液管和所述第一进气管均与所述清洗室相连通，所述第二壳体外连接有第一出液管和第一出气管，所述第一出液管和所述第一出气管均与所述冷凝室相连通。

2.根据权利要求1所述的气体杂质去除装置，其特征在于，所述第一壳体外还连接有第二进液管和第二出液管，所述第一进液管和第二出液管均与所述集液室相连通。

3.根据权利要求2所述的气体杂质去除装置，其特征在于，所述第二进液管位于所述第一壳体的底部，所述第二进液管上设有单向阀。

4.根据权利要求1所述的气体杂质去除装置，其特征在于，所述第一出液管远离所述第二壳体的一端与汽水分离器相连接。

5.根据权利要求1所述的气体杂质去除装置，其特征在于，所述第二壳体内设有若干块冷凝板，各所述冷凝板沿所述第二壳体的高度方向依次设置并与所述第二壳体相连接，所述冷凝板将所述冷凝室分隔形成若干条相互连接的冷凝流道。

6.根据权利要求5所述的气体杂质去除装置，其特征在于，任意相邻两个所述冷凝板分别设于所述第二壳体相对的两个侧面上并与所述第二壳体固定连接，所述冷凝流道呈“S”形设置。

7.根据权利要求1所述的气体杂质去除装置，其特征在于，包括：

第三壳体，所述第三壳体设于所述第一壳体和所述第二壳体的旁侧并紧贴所述第一壳体与所述第二壳体的侧面设置，所述第三壳体内形成有供冷却液流动的换热室，所述第三壳体外连接有第三进液管和第三出液管。

8.根据权利要求7所述的气体杂质去除装置，其特征在于，还包括：

循环水管，所述循环水管设于所述第三壳体内，且所述循环水管的两端延伸至所述第三壳体外，所述循环水管的一端与所述第一进液管相连接。

9.根据权利要求8所述的气体杂质去除装置，其特征在于，所述循环水管呈“S”形设置。

10.根据权利要求9所述的气体杂质去除装置，其特征在于，所述第三壳体内设有换热挡片，所述换热挡片设有若干块并依次设于所述循环水管弯折形成的间隙中。