一种制氢系统的制作方法

1.本实用新型涉及工业氢气制备装置领域，更具体地说，它涉及一种制氢系统。


背景技术：

2.氢气是最为广泛的工业气体，被广泛的用于石油、化工、电子、医药等领域，有“工厂血液”之称。氢气的制备方法有传统的水电解制氢、富氢尾气提纯制氢以及以天然气、煤、氨、甲醇、重油等为原料的裂解、分解、重整制氢，其中甲醇重整制氢由于原料来源方便、操作容易等优势而应用较多。
3.现有的一种制氢设备如图2所示，其技术要点是：包括通过连接管顺序连接的甲醇水混料罐1、汽化器2、重整器3、换热器4、提纯装置5以及用于对汽化器2和重整器3进行加热的燃烧器6，所述燃烧器6通过供气管10连接在换热器4和提纯装置5之间，所述供气管10上设置有调节阀11。
4.上述设备工作时，甲醇水经汽化器2加热后形成高温蒸汽，经重整器3进行催化反应，催化反应后生成氢气、二氧化碳和少量的一氧化碳混合气体，该混合气体称之为高温富氢气体，高温富氢气体经换热器4形成常温状态的富氢气体，该常温状态的富氢气体分为两路，一路进入提纯装置5提纯得到高纯度氢气，另一路经过节流阀11调控后按照预设的流量进入燃烧器6内燃烧，以为汽化器2、重整器3提供所需的工作热量。
5.上述设备中，调节阀11一般为低温调，调节阀11无法耐受高温，如果强行通入高温气体，很容易造成调节失效，因此工作过程中，常温状态的富氢气体才可通过调节阀11，并最终进入燃烧器6内进行燃烧，高温的富氢气体经过降温后，会损失大量的热量，会提高系统的能耗，增加成本。
6.因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种制氢系统，具有结构简单，热量损失少、能耗低，系统运行的成本低的优点。
8.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制氢系统，包括甲醇水混料罐、汽化器、重整器、换热器、提纯装置以及用于对汽化器和重整器进行加热的燃烧器，所述甲醇水混料罐、汽化器、重整器、换热器和提纯装置通过连接管顺序连接，所述燃烧器通过供气管连接在位于重整器和换热器之间的连接管上，所述供气管内设置有节流孔板，位于节流孔板和燃烧器之间的供气管上连接有用于向燃烧器内供风的鼓风机，位于甲醇水混料罐和汽化器之间的所述连接管上还设置有氮气通入装置。
9.在其中一个实施例中，所述节流孔板为一圆板，所述圆板的外周壁与供气管的内周壁紧密配合，所述圆板与供气管同轴，所述圆板位于其轴线处开设有通气孔。
10.在其中一个实施例中，所述氮气通入装置包括与连接管连接的氮气管以及设置在氮气管上用于控制氮气管内氮气通断的电磁阀。
11.在其中一个实施例中，所述提纯装置为psa氢气提纯装置。
12.在其中一个实施例中，所述连接管上位于甲醇水混料罐和氮气管之间设置有原料输送泵。
13.在其中一个实施例中，所述制氢系统还包括用于对汽化器和重整器进行初始加热的预加热器。
14.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型工作时，甲醇水经汽化器加热后形成高温蒸汽，经重整器进行催化反应，催化反应后生成氢气、二氧化碳和少量的一氧化碳混合气体，该混合气体称之为高温富氢气体，该高温富氢气体分成两路，一路经过节流孔板并按照节流孔板预设的流量值进入燃烧器内燃烧，以为汽化器、重整器提供所需的工作热量，另一路经过换热器，变为常温的富氢气体，该富氢气体进入提纯装置提纯得到高纯度的氢气，本实用新型进入燃烧器内的富氢气体，不经过换热器的降温，直接燃烧，减小了热量损失，降低了能耗，减小了系统运行的成本，整个制氢过程，节省了控制富氢气体流量的调节阀，取而代之的是结构简单且成本更低的节流孔板，使得本实用新型的结构更加简单，体积更加小巧。
附图说明
15.图1为本技术的实施例的制氢系统的结构示意图；
16.图2为现有技术中一种制氢设备的结构示意图。
17.图中：1、甲醇水混料罐；2、汽化器；3、重整器；4、换热器；5、提纯装置；6、燃烧器；7、节流孔板；8、鼓风机；9、氮气通入装置；91、氮气管；92、电磁阀；10、供气管；11、调节阀。
具体实施方式
18.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。
19.如图1所示，本技术的实施例提供了一种制氢系统，包括甲醇水混料罐1、汽化器2、重整器3、换热器4、提纯装置5以及用于对汽化器2和重整器3进行加热的燃烧器6，所述甲醇水混料罐1、汽化器2、重整器3、换热器4和提纯装置5通过连接管顺序连接，所述燃烧器6通过供气管10连接在位于重整器3和换热器4之间的连接管上。所述供气管10内设置有节流孔板7，位于节流孔板7和燃烧器6之间的供气管10上连接有用于向燃烧器6内供风的鼓风机8，位于甲醇水混料罐1和汽化器2之间的所述连接管上还设置有氮气通入装置9。
20.工作时，甲醇水经汽化器2加热后形成高温蒸汽，经重整器3进行催化反应，催化反应后生成氢气、二氧化碳和少量的一氧化碳混合气体，该混合气体称之为高温富氢气体，该高温富氢气体分成两路，一路经过节流孔板7并按照节流孔板7预设的流量值进入燃烧器6内燃烧，以为汽化器2、重整器3提供所需的工作热量，另一路经过换热器4，变为常温的富氢气体，该富氢气体进入提纯装置5提纯得到高纯度的氢气。
21.上述方式，使得进入燃烧器6内的富氢气体，不经过换热器4的降温，直接燃烧，减小了热量损失，降低了能耗，减小了系统运行的成本，整个制氢过程，节省了控制富氢气体
流量的调节阀11，取而代之的是结构简单且成本更低的节流孔板7，使得本实用新型的结构更加简单，体积更加小巧。
22.在上述基础上，所述节流孔板7为一圆板，所述圆板的外周壁与供气管10的内周壁紧密配合，所述圆板与供气管10同轴，所述圆板位于其轴线处开设有通气孔。所述节流孔板7用于控制富氢气体进入燃烧器6的流量，所述通气孔直径的大小决定了所述富氢气体可通过的流量。
23.在上述基础上，所述氮气通入装置9包括与连接管连接的氮气管91以及设置在氮气管91上用于控制氮气管91内氮气通断的电磁阀92，所述电磁阀92会定期通断，以保证保证空气含量低于爆炸下限。
24.因为氢气具有易燃易爆的特性，整个系统加热过程中不允许有空气进入，否则会有爆炸风险，本系统工作时，节流孔板7始终和外界大气相通，氮气通入装置9的设置，可以通过氮气对整个系统进行吹扫，可以将混入的空气排出，避免了爆炸的风险，并且氮气本身为惰性气体，不会影响本系统的制氢能力。
25.在上述基础上，所述提纯装置5为psa氢气提纯装置5。psa提纯装置又叫变压吸附氢气提纯装置，其具体采用现有技术，在本实施例中不做赘述。
26.在上述基础上，所述连接管上位于甲醇水混料罐1和氮气管91之间设置有原料输送泵。所述原料输送泵用于对甲醇水进行增压，以增强其进入后的压力。
27.在上述基础上，所述制氢系统还包括用于对汽化器2和重整器3进行初始加热的预加热器，所述预加热器可以是电加热丝、加热棒等。
28.上述方式中，在制氢系统反应初期，燃烧器6内还没有产生可被点燃的富氢气体时，预加热器对对汽化器2和重整器3进行加热，当燃烧器6内有富氢气体且被点燃时，预加热器停止工作。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种制氢系统，包括甲醇水混料罐(1)、汽化器(2)、重整器(3)、换热器(4)、提纯装置(5)以及用于对汽化器(2)和重整器(3)进行加热的燃烧器(6)，所述甲醇水混料罐(1)、汽化器(2)、重整器(3)、换热器(4)和提纯装置(5)通过连接管顺序连接，其特征在于：所述燃烧器(6)通过供气管(10)连接在位于重整器(3)和换热器(4)之间的连接管上，所述供气管(10)内设置有节流孔板(7)，位于节流孔板(7)和燃烧器(6)之间的供气管(10)上连接有用于向燃烧器(6)内供风的鼓风机(8)，位于甲醇水混料罐(1)和汽化器(2)之间的所述连接管上还设置有氮气通入装置(9)。2.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于：所述节流孔板(7)为一圆板，所述圆板的外周壁与供气管(10)的内周壁紧密配合，所述圆板与供气管(10)同轴，所述圆板位于其轴线处开设有通气孔。3.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于：所述氮气通入装置(9)包括与连接管连接的氮气管(91)以及设置在氮气管(91)上用于控制氮气管(91)内氮气通断的电磁阀(92)。4.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于：所述提纯装置(5)为psa氢气提纯装置。5.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于：所述连接管上位于甲醇水混料罐(1)和氮气管(91)之间设置有原料输送泵。6.根据权利要求1所述的制氢系统，其特征在于：所述制氢系统还包括用于对汽化器(2)和重整器(3)进行初始加热的预加热器。

技术总结
本实用新型公开了一种制氢系统，涉及工业氢气制备装置领域，其技术方案要点是：一包括甲醇水混料罐、汽化器、重整器、换热器、提纯装置以及用于对汽化器和重整器进行加热的燃烧器，所述甲醇水混料罐、汽化器、重整器、换热器和提纯装置通过连接管顺序连接，所述燃烧器通过供气管连接在位于重整器和换热器之间的连接管上，所述供气管内设置有节流孔板，位于节流孔板和燃烧器之间的供气管上连接有用于向燃烧器内供风的鼓风机，位于甲醇水混料罐和汽化器之间的所述连接管上还设置有氮气通入装置。本实用新型具有结构简单，热量损失少、能耗低，系统运行的成本低的优点。系统运行的成本低的优点。系统运行的成本低的优点。


技术研发人员：张建威 卢进
受保护的技术使用者：苏州高迈新能源有限公司
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2023/2/9