[實用新型]一種利用發動機排氣余熱裂解甲醇的反應裝置

無效

• 申請號: 201020165680.X
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN201679586U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 王炳輝;鄭道昌;勵金祥;胡海剛;陳福洲;楊成
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: F02M25/12
• 分類號: F02M25/12;F01N5/02
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明;蔡菡華

技術領域

本實用新型涉及一種甲醇的裂解反應裝置，尤其是涉及一種利用發動機排氣余熱裂解甲醇的反應裝置。

背景技術

目前能源危機與環境污染日趨嚴重，節能減排成為人們關注的焦點，而甲醇是可再生資源且來源廣泛、儲量豐富，從石油、煤、植物中均可提取甲醇。甲醇裂解后產生的CO與H₂是重要的化工、制藥、材料加工及冶金原料，同時甲醇裂解氣還是優良的內燃機燃料，以其作為燃料的內燃機具有良好的貧油燃燒性能，可提高燃燒效率，經實驗對比得到：甲醇裂解氣的燃燒效率比未裂解的甲醇高34％，比汽油高60％；此外，甲醇裂解氣的燃燒可大幅度改善發動機的排氣性能，屬于無煙燃燒，NOx排放可降低一個數量級，一氧化碳和烴類排放也有所降低。且由于甲醇裂解為吸熱反應，因此也可利用發動機的尾氣廢熱為裂解反應提供熱量。

傳統的利用發動機的排氣余熱裂解甲醇的工藝主要存在以下幾個問題：

(1)發動機的排氣溫度隨工況的變化幅度較大，特別在低負荷運行或剛啟動機時，排氣溫度較低，難以滿足甲醇裂解反應對溫度的要求；

(2)排氣溫度與甲醇裂解要求溫度之間的溫差較大，排氣余熱的回收效率較低；

(3)傳統的利用發動機排氣余熱裂解甲醇的工藝對甲醇加料速度控制較困難，對裝置具有較高的保溫要求，同時甲醇裂解效率較低，產氣量較小，難以滿足實際需求；

(4)傳統的利用發動機排氣余熱裂解甲醇的反應裝置需要有單獨的甲醇蒸發室，從而導致整個裝置大，工藝復雜，實際應用不方便。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構緊湊、應用方便、余熱利用率高、甲醇裂解氣產氣量大的利用發動機排氣余熱裂解甲醇的反應裝置。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種利用發動機排氣余熱裂解甲醇的反應裝置，包括甲醇儲存箱、排氣余熱吸收器和甲醇裂解反應器，所述的排氣余熱吸收器與所述的甲醇裂解反應器相連通，所述的甲醇儲存箱與所述的排氣余熱吸收器之間通過第一甲醇連接管連通，所述的排氣余熱吸收器與所述的甲醇裂解反應器之間連接有第二甲醇連接管，所述的第一甲醇連接管和第二甲醇連接管上均設置有脈沖流量計和電磁閥，所述的甲醇裂解反應器上設置有裂解氣出口。

所述的排氣余熱吸收器包括第一殼體和設置在所述的第一殼體內的第一排氣管，所述的第一排氣管的一端與所述的第一殼體上的排氣出口連通，所述的第一殼體上設置有甲醇進口和甲醇出口，所述的甲醇進口與所述的第一甲醇連接管連接，所述的甲醇出口與所述的第二甲醇連接管的一端連接。

所述的甲醇裂解反應器包括第二殼體和設置在所述的第二殼體內的第二排氣管和甲醇滴加管，所述的甲醇滴加管的上端與所述的第二甲醇連接管的另一端連接，所述的甲醇滴加管的下端部設置有多個滴加孔，所述的第二殼體內固定設置有兩片上下排列且具有一定間隔的透氣隔膜，處于下方的透氣隔膜設置在所述的滴加孔的上方，所述的第二排氣管的上端與所述的第一排氣管的另一端連通，所述的第二排氣管的下端與所述的第二殼體上的排氣進口連通，所述的裂解氣出口設置在所述的第二殼體上。

所述的第二殼體內設置有熱電偶，所述的第二殼體外固定套設有電加熱器，所述的熱電偶和所述的電加熱器分別與溫控儀電連接，通過采用排氣余熱結合熱電溫控的方式進行甲醇裂解，增強了甲醇裂解反應器的反應溫度的可控性。

所述的第一甲醇連接管上設置有過濾器，所述的過濾器設置在所述的電磁閥的前方。

所述的排氣余熱吸收器與所述的甲醇儲存箱之間設置有電磁計量泵，所述的第一甲醇連接管與所述的電磁計量泵連接，所述的電磁計量泵與所述的甲醇儲存箱之間通過第三甲醇連接管連接，所述的第三甲醇連接管上設置有截止閥。

所述的第二甲醇連接管上的電磁閥為脈沖電磁閥。

與現有技術相比，本實用新型的優點是通過本裝置可提高發動機排氣余熱的利用率和甲醇裂解氣的產氣量，由于甲醇裂解反應器的第二殼體內固定設置有兩片上下排列且具有一定間隔的透氣隔膜，將反應器分成了甲醇蒸發區、裂解區、緩沖區，并根據各反應區的反應特性填入不同的催化劑，使得各催化組分的催化效果得到充分的發揮，使甲醇裂解反應器的裂解效果得到提高；而排氣余熱吸收器對進行裂解前的甲醇先進行升溫，提高了發動機排氣余熱的利用率，同時也增強了對甲醇加料速度的可控性，增大了甲醇的進料速度，提高了裂解反應器的產氣量；此外，采用脈沖信號控制的電磁閥進行甲醇的定時間斷噴射加料，改變了傳統的甲醇連續加料方式，增強了甲醇加料速度的可控性，也提高了裂解反應器的產氣效率；整個裝置結構緊湊，占空間少，適合實際應用。