[實用新型]一種集成式甲醇制氫機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520269664.8
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN204625176U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘雨明;葉厚剛;李園華;劉開莉
• 申請（專利權(quán)）人: 四川天采科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛;晏輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種集成式甲醇制氫機。

背景技術(shù)

甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳，這是一個多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下：

CH₃OH→CO+2H₂?(1)

H₂O+CO→CO₂+H₂?(2)

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂?(3)。

重整反應(yīng)生成的H₂和CO₂,?再經(jīng)過變壓吸附法(PSA)將H₂和CO₂分離，得到高純氫氣。

現(xiàn)有的甲醇制氫設(shè)備能耗較高、轉(zhuǎn)化率較低，因此如何在降低能耗的情況下提高轉(zhuǎn)化率就成為行業(yè)內(nèi)急需解決的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的是提供一種集成式甲醇制氫機，解決現(xiàn)有的甲醇制氫設(shè)備能耗較高、轉(zhuǎn)化率較低的問題。

本實用新型的技術(shù)方案為：一種集成式甲醇制氫機，包括循環(huán)液緩沖罐、甲醇緩沖罐、換熱器、汽化過熱器、轉(zhuǎn)化器、冷凝器、洗滌塔和變壓吸附裝置；換熱器上設(shè)置有原料入口、原料出口、轉(zhuǎn)化氣入口和轉(zhuǎn)化氣出口，循環(huán)液緩沖罐和甲醇緩沖罐的出口連接換熱器的原料入口，換熱器的原料出口連接汽化過熱器的入口，汽化過熱器的出口連接轉(zhuǎn)化器的入口，轉(zhuǎn)化器的出口連接換熱器的轉(zhuǎn)化氣入口，換熱器的轉(zhuǎn)化氣出口連接冷凝器的入口，冷凝器的出口連接洗滌塔的入口，洗滌塔設(shè)置有循環(huán)液出口和轉(zhuǎn)化氣出口，洗滌塔的循環(huán)液出口連接循環(huán)液緩沖罐，洗滌塔的轉(zhuǎn)化氣出口連接變壓吸附裝置。

進一步地，汽化過熱器包括外殼、設(shè)置在外殼頂部的管箱，管箱由隔板分為兩個腔室，其中一個腔室上設(shè)置導(dǎo)熱油進口，另一個腔室上設(shè)置導(dǎo)熱油出口，外殼內(nèi)設(shè)置有開口向上的U型管束，U型管束的兩個管口分別連通兩個腔室，外殼下部開有汽化過熱器的入口，外殼上部開有汽化過熱器的出口。

進一步地，外殼內(nèi)還設(shè)置有折流板，折流板分為折流板A和折流板B，折流板A和折流板B交替設(shè)置，其中，折流板A與外殼1之間具有間隙，形成原料通道，折流板B中部具有通孔，形成原料通道。

進一步地，轉(zhuǎn)化器為列管式轉(zhuǎn)化器，列管式轉(zhuǎn)化器包括外殼體、設(shè)置在外殼體上部的上管箱、設(shè)置在外殼體下部的下管箱，上管箱頂部開有轉(zhuǎn)化器的入口，下管箱底部開有轉(zhuǎn)化器的出口，外殼體上部設(shè)置導(dǎo)熱油入口，外殼體下部設(shè)置導(dǎo)熱油出口，外殼體內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)化管，轉(zhuǎn)化管上端連通上管箱，轉(zhuǎn)化管下端連通下管箱。

進一步地，外殼體內(nèi)還設(shè)置有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板交替設(shè)置在外殼體內(nèi)壁的兩側(cè)，轉(zhuǎn)化器的入口上設(shè)置有防沖板，轉(zhuǎn)化器的出口上設(shè)置有過濾器。

回收在循環(huán)液緩沖罐中未反應(yīng)的甲醇和水，與來自甲醇中間緩沖罐的甲醇，(甲醇和水按按照一定比例)由計量泵計量加壓后進入換熱器中，與來自轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化氣進行第一次熱交換。完成第一次熱交換后的原料液，隨即進入汽化過熱器，在汽化過熱器中與導(dǎo)熱油進行第二次熱交換完成汽化和過熱。原料蒸汽溫度達到一定溫度后進入轉(zhuǎn)化器內(nèi)。在此同時完成催化分解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成的高溫轉(zhuǎn)化氣在換熱器中被原料液冷卻，再經(jīng)冷凝器與循環(huán)冷卻水進行第三次熱交換，冷卻冷凝降溫至40℃以下后在洗滌塔由脫鹽水吸收洗滌轉(zhuǎn)化氣中未反應(yīng)的甲醇，再去氣液分離器分離轉(zhuǎn)化氣中夾帶的液體，分離后的轉(zhuǎn)化氣PSA提純工段。被分離下來的甲醇、水經(jīng)循環(huán)液泵回系統(tǒng)循環(huán)使用。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、本實用新型的將轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化后的高溫轉(zhuǎn)化氣通入換熱器中用于原料的預(yù)熱，提高了熱能回收，并降低了冷凝器的用水量，從而降低了能耗和冷凝水用水量。

2、本實用新型采用特定的汽化過熱器，其設(shè)備內(nèi)膽采用U型管結(jié)構(gòu)，增大氣體流動的雷諾準(zhǔn)數(shù)，大大提高了汽化過熱器的換熱效率，降低了投資，減少燃料消耗。同時減少了氫氣，二氧化碳、甲酸等腐蝕問題的產(chǎn)生。也減少了廢液的排放量。解決了老式汽化器進料處列管易破裂的缺陷。

3、本實用新型采用特定的轉(zhuǎn)化器，催化劑裝在轉(zhuǎn)化管中。這樣對催化劑床層的加熱較為均勻，對催化劑起保護作用，同時有利于甲醇的轉(zhuǎn)化率，以提高催化劑的轉(zhuǎn)化效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型中的汽化過熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；