CN220707388U - 产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其能够在对燃料水进行预热的同时，也能够令该甲烷化装置内的甲烷化触媒进行消除一氧化碳的工作。该产氢装置是运用导热油来做为热量的传递。该导热油在对流经预热装置的预热管内的燃料水加热而汽化的同时，也能够提供热量给甲烷化装置，使甲烷化触媒能够在高温下进行消除一氧化碳的工作。

Description

产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置

技术领域

本实用新型涉及一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其能够在高温导热油对流经预热装置内的燃料水做预热汽化的同时，也能够提供热量给甲烷化装置，进行消除一氧化碳的工作。

背景技术

氢能源载具是使用氢燃料作为动力的载具。这类载具是把氢的化学能转换为机械能。或通过在内燃机中燃烧氢气，以产生机械能；或通过在燃料电池中的氧与氢反应来产生电能，以驱动电动机运转。使用氢为能源的最大好处是能够有效减少了其他石油燃料载具所造成的空气污染问题。目前在运输车辆上已经有使用氢为动力源了。

中国发明第I465393号「氢气产生器及其应用」专利，其由一第一介质所构成。该第一介质包含：一重组区、一氧化区、及一预热区、及一氧化碳去除区。该重组区容置重组触媒，供产氢原料在其内进行蒸气重组反应以产生氢气。该氧化区存在氧化触媒，供进行放热氧化反应，以对该第一介质加热。该预热区能够对产氢原料进行预热汽化。该重组区、氧化区与预热区的安置，使得该氧化区进行的氧化反应所产生的热系供应该预热区及该重组区，以使该产氢原料先于该预热区预热，接着于该重组区进行分子重组反应。

该发明第I465393号专利中是以该第一介质作为热传导的介质。则该第一介质的体积大小，也就决定了该重组区、氧化区、预热区的空间大小。同时，也就限定了产氢量的大小。该第一介质可以是铝合金制成，在该第一介质上成型重组区、氧化区、预热区的加工也较复杂，会增加制作成本。且该第一介质的体积也不宜太大，致产氢量不足以构成一个产业所必须的规模。

实用新型内容

本实用新型主要目的是在于提供一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其用于以导热油作为传递热量的介质的产氢装置上。该预热装置能够在对燃料水加热而产生汽化作用的同时，也能够提供热能给甲烷化装置，使甲烷化触媒能够在高温下进行消除一氧化碳的工作，有一举两得的效果。

本实用新型再一目的是在于提供一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其以不锈钢材料制成，加工容易，制作成本低。

为达到以上的目的，本实用新型提供一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其主要使用在传递热能的介质为导热油的产氢装置上；该结合甲烷化装置的预热装置包含设置有：一桶体、一甲烷化装置、及一预热管；该桶体的两端呈封闭状；该桶体设置有一进油口、及出油口；该甲烷化装置包含设置有：一直线状延伸的管体、及多数个甲烷化触媒；该甲烷化触媒设置在该管体内；该甲烷化装置的管体由上而下贯穿该预热装置的桶体的中央；该管体的内部空间与该预热装置的桶体内部空间之间为互不连通的分隔状，致该桶体的内部空间形成为一环形空间；该预热管为一螺旋状管；该预热管设置在该桶体内部的环形空间内；

该桶体的进油口能够容许导热油流入该桶体内；该桶体内的导热油能够经该出油口，流出该桶体外；该预热管的一端为进料口，另一端为出料口；该进料口与该出料口分别穿出该桶体外。

该甲烷化装置的管体的两端分别设置有一进气口与一出气口；该甲烷化装置的管体的进气口与出气口的内部分别设置有钢丝绒球。

该桶体、该甲烷化装置、该预热管皆是以不锈钢材料制成。

综上所陈，本实用新型所提供的产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其是以不锈钢材料制成，材料成本低，加工容易，制作成本低。又，本实用新型的预热装置在对燃料水作加热汽化的同时，能够令该甲烷化装置进行消除一氧化碳的甲烷化作业，有一举两得的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为预热装置的剖示图一。

图3为预热装置的剖示图二。

图4为图3的A-A剖面放大图。

附图标记说明：10-加热装置；11-筒状壳体；12-进气口；13-排气口；14-导热油输送管；141-进油口；142-出油口；143-螺旋状管；144-中央舱体；15-加热触媒；16-板式热交换器；161-空间；162-空间；17-环状空间；20-空气输入装置；21-气泵；22-空气输入管路；23-逆止阀；30-燃料输入装置；31-燃料储桶；32-第一液泵；33-燃料输入管路；34-逆止阀；40-导热油输送装置；41-储油桶；42-第二液泵；43-第一导热油输送管路；44-第二导热油输送管路；45-第三导热油输送管路；46-第四导热油输送管路；50-预热装置；51-预热后燃料水输送管路；511-第一氢气输送管路；5111-散热器；5112-却水器；512-第二氢气输送管路；513-第三氢气输送管路；52-桶体；521-进油口；522-出油口；523-环形空间；53-预热管；531-进料口；532-出料口；60-燃料水输入装置；61-燃料水储桶；62-第三液泵；63-燃料水输入管路；631-热交换器；632-输入口；633-输出口；70-重组装置；71-重组触媒；72-立式桶身；721-进油口；722-出油口；73-上封板；731-上网状板；74-下封板；741-下网状板；75-直立状管体；76-封闭空间；77-进料口；771-多孔承板；772-陶瓷球；78-出气口；80-氢气纯化装置；81-回收管路；90-甲烷化装置；91-管体；92-甲烷化触媒；93-进气口；931-钢丝绒球；94-出气口；941-钢丝绒球；95-氢气储桶。

具体实施方式

请参阅图1。本实用新型提供一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其使用在以导热油作为传递热能的介质的产氢装置上。该预热装置50需要在高温环境下吸收热能，而对燃料水(例如：甲醇水)加热，产生汽化作用，而有利于后续的分子重组作业，以产生产氢。该甲烷化装置90需要在高温环境下吸收热能，而对含有微量一氧化碳的氢气，进行甲烷化，以消除一氧化碳。

该产氢装置除了该预热装置50、甲烷化装置90以外，还包含设置有：一加热装置10、一空气输入装置20、一燃料输入装置30、一导热油输送装置40、一燃料水输入装置60、一重组装置70、一预热后燃料水输送管路51、一氢气纯化装置80、一第一氢气输送管路511、一第二氢气输送管路512、一氢气储桶95、一第三氢气输送管路513。其中，该加热装置10能够对导热油加热。该经过加热升温的导热油送入该预热装置50内，以对燃料水做预热的汽化处理。该高温的导热油会进而送入该重组装置70内，使该重组装置70内的重组触媒71能够在高温下，对汽化的燃料水进行分子重组，以产生含有氢气的气体。该氢气纯化装置80可筛出含有氢气99.999％与微量的一氧化碳的气体。该甲烷化装置90能够去除一氧化碳，而产生不含一氧化碳的氢气。

该结合甲烷化装置90的预热装置50包含设置有：一桶体52、一甲烷化装置90、及一预热管53。该桶体52两端呈封闭状。该桶体52设置有一进油口521、及一出油口522。该进油口521能够容许导热油流入该桶体52内。该出油口522能够容许该桶体52内的导热油流出该桶体52外。该甲烷化装置90包含设置有：一直线状延伸的管体91、及多数个设置在该管体91内的甲烷化触媒92。该甲烷化装置90的管体91为由上而下贯穿该预热装置50的桶体52的中央。该管体91的内部空间与该预热装置50的桶体52内部空间之间为互不连通的分隔状，致该桶体52的内部空间形成为一环形空间523。预热管53为一螺旋状管。该预热管53设置在该桶体52内部的环形空间523内。该预热管53的一端为进料口531，另一端为出料口532。该进料口531与该出料口532分别穿出该桶体52外。该管体91的两端分别设置有一进气口93与一出气口94。该进气口93容许经氢气纯化装置80所筛出含有微量一氧化碳的氢气流入该管体91内。该出气口94容许该管体91内已经消除一氧化碳的氢气流出。亦即，该预热装置50与该甲烷化装置90同时凭借该导热油所携带的热能，分别进行对燃料水的预热汽化，以及消除一氧化碳的甲烷化作业。

该桶体52、该甲烷化装置90、该预热管53皆是以不锈钢材料制成，加工容易，能够降低制作成本。该甲烷化装置90的管体91的进气口93与出气口94的内部各设置有钢丝绒球931、941，以防止该甲烷化触媒92掉出该管体91外。该钢丝绒球931、941不会阻碍气体的流动。该甲烷化触媒92可以是稀土氧化铝触媒。

该加热装置10包含设置有：一筒状壳体11、一进气口12、一能够排出废气的排气管13、及一导热油输送管14。该进气口12设置在该筒状壳体11的底部。该排气管13设置在筒状壳体11的顶端。该导热油输送管14设置在该筒状壳体11的内部。该导热油输送管14设置有一进油口141与一出油口142。该筒状壳体11内部设置有多数个加热触媒15。该加热触媒可以是白金触媒。

该空气输入装置20包含设置有：一气泵21、一空气输入管路22、及一逆止阀23。该空气输入管路22与该加热装置10的进气口12之间呈连通状。燃料输入装置30包含设置有：一燃料储桶31、一第一液泵32、一燃料输入管路33、及一逆止阀34。该第一液泵32能够将有机燃料(例如：甲醇)送入该加热装置10内。实作中，该燃料输入管路33的末端与该空气输入管路22之间呈连通状。该第一液泵32作动时，能够将该有机燃料喷入该空气输入管22内，再凭借该气泵21将有机燃料与空气混合而成的含氧燃料，一同送入该加热装置10内。该含氧燃料遇到加热触媒15会产生氧化的放热作用。

该导热油输送装置40，其包含设置有：一储油桶41、一第二液泵42、一第一导热油输送管路43、一第二导热油输送管路44、一第三导热油输送管路45、及一第四导热油输送管路46。该第一导热油输送管路43的两端分别与该储油桶41、该加热装置的导热油输送管14连通。即该第一导热油输送管路43的一端与该加热装置11内的导热油输送管14的进油口141之间呈连接状。该第二液泵42设置在该第一导热油输送管路43上。

当该加热装置10内的温度到达设定温度时，表示该加热装置10内的导热油输送管14内的导热油温度已达到作业上所需的温度。该第二液泵42即作动，令该加热装置10内导热油输送管14内的导热油沿该第二导热油输送管路44送入该预热装置50的桶体52内，以对该预热管53加热。该预热装置50的进油口521与该第二导热油输送管路44连接。

该燃料水输入装置60包含设置有：一燃料水储桶61、一第三液泵62、一燃料水输入管路63、及一逆止阀64。该燃料水输入管路63的末端与该预热装置50内的预热管53的进料口531连接。则该预热装置50的桶体52内的导热油对该预热管53加热时，能够令该预热管53的燃料水汽化。该第三液泵62能够将燃料水(例如：甲醇水溶液)沿该燃料水输入管路63送入该预热装置50内的预热管53内。

该重组装置70包含设置：一立式桶身72、一上封板73、一下封板74、以及若干数量的直立状管体75。该上封板73与下封板74设置在该立式桶身72内，令该上封板73与该下封板74之间呈一封闭空间76。该各直立状管体75的上、下端分别贯穿该上封板73与下封板74，且该各直立状管体75内设置有多数个重整触媒71。该重组触媒71可以是铜锌触媒。该第三导热油输送管路45的一端与该预热装置50的桶体52内部连通，另一端与该重组装置70内的该封闭空间76连通。该预热装置50的出油口522与该第三导热油输送管路45的一端连接。该封闭空间76内的导热油能够对各直立状管体75加热。该重组装置70的下封板74的下方设置有一下网状板741。该上封板73的上方设置有一上网状板731。该上网状板731与该下网状板741能够防止该重组触媒71由该直立状管体75内脱出。

该重组装置70的立式桶身72设置有：一进油口721、一出油口722、一进料口77、及一出气口78。该进油口721与该第三导热油输送管路45的另一端连接。该出油口722与该第四导热油输送管路46连接。该进料口77的内侧设置有一多孔承板771。该多孔承板771的上方设置了多数陶瓷球772。该汽化后的燃料水在经过该各陶瓷球771后，能够产生均匀分布的作用，而均匀地进入各直立状管体75内，进行分子重组作用。

该预热后燃料水输送管路51的一端与该预热装置50内的预热管53的出料口532连接，另一端与该重组装置70的进料口77连接，而能够将汽化后的燃料水送入各直立状管体75内。该汽化后的燃料水在该各直立状管体75内，经该重组触媒71的作用下进行分子重组，而产生含有氢气与其他气体的混合气体。该第四导热油输送管路46的一端与该重组装置70内的封闭空间76连通，另一端与该储油桶41连通。则温度逐渐下降的导热油，能够沿该第四导热油输送管路46送回该储油桶41内。

该氢气纯化装置80为一分子筛装置(PSA)。该第一氢气输送管路511的一端与该重组装置70的各直立状管体75连通，另一端与该氢气纯化装置80连通。该重组所产生的含有氢气的混合气体，能够沿该第一氢气输送管路511送至该氢气纯化装置80内。该重组装置70的出气口78与该第一氢气输送管路511连接。该氢气纯化装置80能够混合气体中的氢气与一氧化碳的筛出。该氢气纯化装置80作用时所产生的废气，能够经一回收管路81送至该加热装置10内，将废弃的热能作再利用。该第一氢气输送管路511上可设置有散热器5111与却水器5112。

第二氢气输送管路512的一端与该氢气纯化装置80连通，另一端与该甲烷化装置90的管体91的进气口93连接。该氢气纯化装置80所筛出的氢气与一氧化碳，沿该第二氢气输送管路512送至该甲烷化装置90的管体91内。在该甲烷化触媒92的作用下，去除一氧化碳气体，产生纯氢气。该第三氢气输送管路513的一端与该甲烷化装置90的管体91的出气口94连接，另一端与该氢气储桶95连通。则该纯氢气能够沿该第三氢气输送管路513输送到该氢气储桶95内储藏。

该产氢装置更包含设置一板式热交换器16。该板式热交换器16设置有二个各自独立的空间161、162。该燃料输送管路33会流经该板式热交换器16的一空间161。该排气管13会流经该板式热交换器16的另一空间162。则该排气管13所排出废气的热量能够对燃料产生初步的加热作用。

该加热装置10内的导热油输送管14包含：向上攀升的螺旋管状143及一中空舱体144。该中央舱体144设置在该螺旋状管143的中央位置。该螺旋状管143的末端与该中空舱体144连通。该中空舱体144设置有一导出管，能够将该中央舱体144内的导热油导出该加热装置10外。该导出管的末端即为该出油口142。该加热装置10的筒状壳体11的下半部的周壁为双层式壁面。该双层式壁面的内、外层之间即形成一环状空间17。该进油口141即与该环状空间17之间呈连通状。该导热油输送管14的螺旋状管143与该双层式周壁的内部空间之间呈连通状。该进气口12设置在该筒状壳体11的底部，则大部分的含氧燃料在该筒状壳体11下半部空间内即产生氧化的放热作用，使该筒状壳体11的下半部的温度较高。该双层式壁面设计，主要是让尚未进入该筒状壳体11内的相对低温的导热油，略为降低该筒状壳体11下半部的温度。

该燃料水输入管路63上更包含设置有一热交换器631。该热交换器631为一体构成的环状容器。该热交换器631设置一燃料水的输入口632、及一有机燃料水的输出口633。该第一氢气输送管路511及该第三氢气输送管路513皆穿入并穿出该热交换器631的内部，以对该燃料水进行初步的加热，同时降低含氢气体与纯氢气体的温度。

综上所陈，本实用新型所提供的产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其是以不锈钢材料制成，材料成本低，加工容易，制作成本低。又，本实用新型的预热装置50在对燃料水作加热汽化的同时，能够令该甲烷化装置90进行消除一氧化碳的甲烷化作业，有一举两得的效果。

Claims (5)

1.一种产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其使用在以高温导热油作为传递热能的介质的产氢装置上；其特征在于，该结合甲烷化装置的预热装置包含：

一桶体，其两端呈封闭状；该桶体设置有一进油口及出油口；该进油口能够容许导热油流入该桶体内；该桶体内的导热油能够经该出油口流出该桶体外；

一甲烷化装置，其包含有：一直线状延伸的管体及多数个设置在该管体内的甲烷化触媒；该管体由上而下贯穿该预热装置的桶体的中央；该管体的内部空间与该预热装置的桶体内部空间之间为互不连通的分隔状，该桶体的内部空间形成为一环形空间；该管体的两端分别设置有一进气口与一出气口；以及，

一预热管，其为一螺旋状管；该预热管设置在该桶体内部的环形空间内；该预热管的一端为进料口，另一端为出料口；该进料口与该出料口分别穿出该桶体外。

2.如权利要求1所述的产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其特征在于，该桶体为不锈钢材料制成。

3.如权利要求1所述的产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其特征在于，甲烷化装置为不锈钢材料制成。

4.如权利要求1所述的产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其特征在于，该预热管为不锈钢材料制成。

5.如权利要求1所述的产氢装置的结合甲烷化装置的预热装置，其特征在于，该甲烷化装置的管体的进气口与出气口的内部分别设置有钢丝绒球。