[发明专利]内置节温器的废热机载随行制氢装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种应用于动力机械的制氢装置，尤其是应用于移动或固定使用的各种内燃机、燃气涡轮发动机的废热机载随行制氢装置。

背景技术

氢气发动机具有能量转换效率高、动力性能好和污染非常小的突出有点。氢能将成为理想的清洁能源之一，并已引起极大的重视和广泛使用。但氢能广泛利用的最大障碍在于其储存与配给的困难。其传统的工业制备方法无法避免这一困难，解决这些问题的有效办法之一就是通过合适的具有高含氢量的液体燃料的催化转化即时产生氢气。在众多的可能利用的液体燃料中，低碳醇尤其是甲乙醇燃料，以其含氢量高、价廉、易储存、运输方便、供远大于求而成为最佳选择。

目前，已有较多公知的醇燃料废热机载随行制氢技术，但这些技术都存在不同程度或不同方面的缺陷或不足。典型的技术例如下：

US4059076需要专门的辅机提供醇燃料裂解所必要的热量；GB1491138、GB1485834、DE2439873等需要空压机提供压力空气，以保证醇燃料部分氧化所需要的氧气。这些技术，不仅增加了能耗，热效率低，还需要更多的辅机或压缩机空间，既增大了制造成本，又增加了对存量机车改造的难度。

CN2050083U利用发动机排气废热为醇燃料裂解热源，降低了能耗，增大了发动的热效率。但由于其醇燃料气化过热器与反应器管互为独立，虽然保证了传热的均匀，但需要较大的空间才能安装。这一缺陷，尤其对于存量发动机的改造是一大瓶颈。

ZL94116320.2和CN1951718A仍然利用发动机排气废热为醇燃料裂解热源，具有热效率高的优点，并将醇燃料气化过热和反应器管置于同一装置中，具有占用空间少的优势，但其存在四方面的不足：其一是只能装填颗粒催化剂，机车行驶过程中的剧烈振动，催化剂极易相互摩擦而粉末化；其二是催化剂受热不均匀，易于老化，使用周期短，运行成本高；其三是醇燃料反应程短且不均，催化剂层温度不易控制，制氢速率不稳定；其四是需要外援性的控制手段才能调控裂解器温度，使系统结构和控制复杂化。

发明内容

为了克服现有公知醇燃料废热机载随行制氢技术或装置的不足，本发明提供一种可装填整体催化剂，无需外援性手段即能自动调节控制温度，传热均匀，醇燃料蒸汽的催化反应可以均匀逐层推进，制氢速率稳定，结构紧凑，体积小，安装拆卸方便，催化剂使用寿命长，充分利用各种内燃机，燃气涡轮发动机排气废热的内置节温器的废热机载随行制氢装置。

本发明的目的所采用技术方案是，包括有外筒底的一端有尾气管，另一端有法兰与外筒端盖之间用螺栓连接，外筒端盖上焊接有发动机排气进气管，外筒的中心有中心管，其中心管左段装有蒸发过热器，蒸发过热器由左右管板的中孔焊接在中心管上，左右管板间焊接有若干列管，左右管板的外周焊接有蒸发过热器管组成，进料管通过带密封圈螺栓穿过外筒底后，焊接穿过左管板进入蒸发过热器中，中心管的中部段有节温器，节温器由节气门，轴，卷曲状的双金属片，调节定位螺栓和中心管的部分段组成，节气门固定于穿过中心管的轴上，并位于中心管内，卷曲状双金属片的一端固定于穿过中心管的外壁的轴上，另一端固定于调节定位螺栓上，中心管的右段有杯形的反应器，中心管与反应器底的中孔之间焊接连接，蒸发过热器右管板和反应器底之间焊接连接连通管，反应器管开口端面和中心管右端面有反应器端盖，反应器端盖一侧的支撑管上开有孔，反应器端盖上焊接连接有混合氢气管，混合氢气管穿过外筒端盖经带密封圈螺栓后穿出外筒。

本发明，带密封圈螺栓的外螺纹与外筒端盖的孔内螺纹啮合。

本发明，反应器管的外壁和外筒的内壁焊或冲压有凸块。

本发明，节温器可以安装于蒸发过热器左管板外侧的中心管的延伸段上。

本发明，蒸发过热器内在进料管下可以装置料液分布板，列管外壁间的空间可以填充网状及磁性填充物。

本发明，反应器内的两端可以安装有气流均布板。

本发明，反应器内可以安装热电偶。

本发明，在中心管内可以安装加热元件。