[實用新型]一種氣水混合裝置和一種氣水聯供系統

有效

• 申請號: 201220739055.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN203030234U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 鄭益鋒;覃朝暉;王蔚國;王成田;呂新顏;張慶生;牛金奇;官萬兵
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10;B01F15/02;B01F3/02;B01F3/04;B01F5/00;B01F15/00;B01F15/06;F22B3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本實用新型涉及為制氫提供水蒸氣技術領域，更具體地說，涉及一種氣水混合裝置和一種氣水聯供系統。

背景技術

氫能以其來源豐富、清潔無污染、能量密度高、使用方便、應用廣泛等優點被公認為未來最具潛力的能源載體。高溫電解水蒸氣制氫、水蒸汽催化重整制氫等是目前國際上最具有吸引力的制氫方法，其都需要將水蒸氣與載體氣體進行混合輸運到指定空間內進行制氫，需要控制水蒸氣與氣體載體的比例在適當范圍內，因此必須要保證氣水混合氣的氣水比的精確控制，進而保證水蒸氣的穩定供應。

目前主要通過以下幾種方法獲得氣水混合氣：

第一種方法是采用水蒸氣生成方案。在預熱爐內使H₂和O₂反應生成水蒸氣，然后將生成的水蒸氣直接通入指定空間。采用此種方法能夠獲得潔凈的水蒸氣，但由于反應會不均勻，且較難控制水蒸氣流量，導致較難控制的氣水混合氣的氣水比，從而不能保證水蒸氣的穩定供應。

第二種方法是以控制露點溫度的方法控制氣水混合氣中水蒸氣含量。以氮氣作為氣體載體，以自由調節水蒸氣及氮氣流量，水蒸氣先與氮氣混合，再進入到加濕器中，并在加濕器中產生氣水混合氣。水蒸氣通過露點傳感器控制露點溫度，從而控制氣水混合氣中水蒸氣的含量。但在實際使用中露點溫度較難維持恒定溫度，一般露點溫度波動差值高達10℃，則相應的表征水蒸氣含量的絕對濕度波動差值大于10%，且露點溫度越高，絕對濕度波動幅度越大，則較難控制水蒸氣的含量，從而不能保證水蒸氣的穩定供應。

綜上所述，如何能使氣水混合氣的氣水比較穩定，從而實現水蒸氣較穩定的供應，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種氣水混合裝置，以使氣水混合氣的氣水比較穩定，從而實現水蒸氣較穩定的供應。本實用新型的另一目的是提供一種具有上述氣水混合裝置的氣水聯供系統。

為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種氣水混合裝置，包括：

具有第一混合腔的第一混合器；

位于所述第一混合器內部的第一混合管，所述第一混合管自所述第一混合器的頂端向所述第一混合器的底端延伸；

分別與所述第一混合管相連通的液態水進管和氣體載體進管，所述液態水進管和所述氣體載體進管分別位于所述第一混合器的頂端；

與所述第一混合腔相連通的第二混合器，所述第二混合器包括至少一個第二混合管；

與所述第二混合器相連通的第三混合器，所述第三混合器具有第三混合腔。

優選的，上述氣水混合裝置中，所述第一混合腔自其底端向其頂端漸縮。

優選的，上述氣水混合裝置中，所述第一混合管的出口與所述第一混合器的底端具有間隔；所述第一混合器的底端頂面向所述第一混合器的頂端凸出。

優選的，上述氣水混合裝置中，所述第一混合器的底端頂面呈球形面。

優選的，上述氣水混合裝置中，所述第一混合器的底端頂面的最高點與所述第一混合管的出口相對。

優選的，上述氣水混合裝置中，所述液態水進管的出口和所述氣體載體進管的出口平齊。

優選的，上述氣水混合裝置中，所述第二混合管的數量為8個，且所述第二混合管均勻分布。

優選的，上述氣水混合裝置，還包括測量所述第一混合腔內的氣水混合氣溫度的熱電偶；所述第一混合器設置有所述熱電偶的安裝管。

本實用新型提供的氣水混合裝置的工作過程為：液態水通過液態水進管進入第一混合管，與此同時，氣體載體通過氣體載體進管進入第一混合管，使得液態水與氣體載體混合，液態水與氣體載體沿第一混合管流至第一混合腔，液態水在第一混合腔內汽化；水蒸氣和氣體載體形成的氣水混合氣向第一混合器的頂端流動，并流至第二混合器內，使得氣水混合氣在第二混合管內進一步均勻受熱，氣水混合氣攜帶的液態水充分汽化；然后氣水混合氣流至第三混合器的第三混合腔，使得氣水混合氣在第三混合腔內進一步均勻混合，使殘留的液態水汽化，使得氣水混合氣較穩定，最終保證了水蒸氣與氣體載體混合均勻，獲得的氣水混合氣的氣水比較穩定。

本實用新型提供的氣水混合裝置，通過第一混合器、第二混合器和第三混合器，實現了液態水與氣體載體的混合以及水蒸氣與氣體載體的三次混合，使得氣水混合氣的氣水比較穩定，從而實現了水蒸氣較穩定的供應。

基于上述提供的氣水混合裝置，本實用新型還提供了一種氣水聯供裝置，該氣水聯供裝置包括：加熱爐和位于加熱爐內的氣水混合裝置，其中，該氣水混合裝置為上述任意一項所述的氣水混合裝置。