[发明专利]一种多功能甲醇裂解制氢设备

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种利用工厂烟道废热裂解甲醇生产氢气燃烧使用的设备。 

背景技术

化石燃料作为现代社会的经济和物质基础，在社会发展过程中起到了支柱作用。随着经济发展和人口增长，能源的需求量持续增加，出现了化石能源短缺与环境污染等亟待解决的重大问题，因此，寻求新的替代性新型能源是未来国家能源可持续发展的方向。 

氢气作为一种可再生新能源，具有热值高、清洁零排放等特点，在工业上有广泛的用途。氢气的制备方法有很多种，如电解水制氢、天然气制氢、轻烷蒸汽化制氢、煤蒸汽重整制氢和甲醇裂解制氢等。与其他几种制备方法相比，甲醇裂解制氢具有成本低、技术成熟、能耗低等特点。现甲醇裂解制氢设备多种多样，但这些设备只能在比较窄的温度范围内工作，并且目前还没有安装在工厂烟道利用废热裂解甲醇制氢的甲醇裂解设备。 

本发明公开了一种投资低、操作简单、安全性高、应用广泛的新型多功能甲醇裂解制氢设备。 

发明内容

本发明的多功能甲醇裂解制氢设备，其特征在于设备主要由(1)甲醇泵、(2)柴油泵、(3)电磁阀、(4)喷嘴、(5)操作台、(6)鼓风机、(7)进风口、(8)甲醇裂解器、(9)空气加热器、(10)温度传感器、(11)空气冷却器、(12)防爆安全罐、(13)离心泵、(14)冷却水罐、(15)气体取样器等组成。 

本发明的多功能甲醇裂解制氢设备，可以分为两个模拟工作阶段，第一阶段模拟工业烟道，利用工厂排放废热裂解甲醇制氢；第二阶段模拟工业炉窑，炉窑内燃烧甲醇裂解制得的氢气。 

第一阶段，操作台控制电磁阀和柴油泵，将一定量柴油经过喷嘴喷入甲醇裂解器空腔内，同时配比一定量由鼓风机和进风口输入的空气，点火燃烧，使甲醇裂解器空腔内燃烧至与实际烟道温度相近，通过温度传感器反应腔体内温度并调节风速和油量维持温度。甲醇泵可以通过操作台控制电磁阀，经由喷嘴进入甲醇裂解器裂解管内进行裂解。运用到实际工业过程中时，可以根据烟道温度，更换多功能甲醇裂解器内的裂解管进行裂解反应。 

裂解得到的氢气经过冷却系统冷却后，通过气体取样器取样化验，采集不同温度下的裂解气体成分。 

第二阶段，将制得的氢气，配比一定量的空气，通过进风口进入甲醇裂解器的空腔内，取代柴油进行燃烧，相当于模拟工业炉窑。由于氢气的热值高，能达到1300℃的高温，并且燃烧后排放清洁，在工业上大有用途。另外燃烧后的烟气可以通过烟囱的检测口进行检测。 

该设备设计了如下防爆措施：氢气冷却系统采用水封，防止气体倒吸回火。安全防爆罐罐口为铝箔安全防爆口，侧面安装三通阀，三通阀外部为安全阀和单向阀，防止设备内部压力过大。整个设备内压略高于外压，不会产生外部气体入侵导致的爆炸事故。 

本发明的多功能甲醇裂解制氢设备，投资低、操作简单、安全性高、应用广泛。可以根据该设备原理改造大小工业或民用烧煤、烧柴油锅炉，不消耗额外能耗，利用了废热，产生了清洁高热值的氢气。经济效益显著的同时，大大降低了环境污染。 

除了工业用，该设备还可以应用于甲醇裂解制氢的数据采集和学术研究。 

附图说明

在附图中，每个附图都是示意性的 

附图1示出本发明多功能甲醇裂解制氢设备的整体原理结构图。