[發(fā)明專利]一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010655445.9
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111732077A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈正湘;唐正平;陳赤;李萬學(xué);龔勝華
• 申請（專利權(quán)）人: 常德市廣匯氣體有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;F24H1/20;F24H9/18
• 代理公司: 北京廣技專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11842
• 代理人: 崔征

1.一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，包括罐體(1)，其特征在于：所述罐體(1)內(nèi)安裝有多組加熱管(2)，所述加熱管(2)一側(cè)罐體(1)上安裝加水裝置(3)，所述加水裝置(3)一側(cè)移動連通進(jìn)水口(4)，所述進(jìn)水口(4)開設(shè)位于罐體(1)側(cè)壁上，所述進(jìn)水口(4)遠(yuǎn)離加水裝置(3)一側(cè)設(shè)有加熱裝置(5)，所述加熱裝置(5)安裝位于罐體(1)外側(cè)壁上，所述加水裝置(3)上方罐體(1)內(nèi)壁上固定連接固定板(6)，所述固定板(6)上滑動卡接多組出氣裝置(7)，所述出氣裝置(7)上方設(shè)有多組原料處理裝置(8)，所述原料處理裝置(8)固定貫穿罐體(1)頂端，所述原料處理裝置(8)外側(cè)設(shè)有泄氣閥(9)，所述泄氣閥(9)設(shè)有兩組，所述泄氣閥(9)安裝于罐體(1)頂端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱管(2)多組至少設(shè)有四組，所述加熱管(2)縱向排列固定安裝位于罐體(1)內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：所述加水裝置(3)包括導(dǎo)軌(31)，所述導(dǎo)軌(31)固定連接罐體(1)內(nèi)壁，所述導(dǎo)軌(31)內(nèi)滑動卡接擋板(32)，所述擋板(32)遠(yuǎn)離進(jìn)水口(4)一側(cè)固定連接浮塊(33)，所述浮塊(33)位于加熱管(2)上方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo)軌(31)為“回”字型結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)軌(31)高度大于進(jìn)水口(4)的高度，所述擋板(32)移動貼合進(jìn)水口(4)一側(cè)，所述浮塊(33)浮力大于擋板(32)的重力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱裝置(5)包括水箱(51)，所述水箱(51)固定連接罐體(1)外壁，所述水箱(51)側(cè)壁與進(jìn)水口(4)連通，所述水箱(51)內(nèi)安裝有多組加熱絲(52)，所述加熱絲(52)上方水箱(51)頂端固定連接進(jìn)水管(53)，所述加熱絲(52)至少設(shè)有三組。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：所述出氣裝置(7)包括硬管(71)，所述硬管(71)滑動卡接在固定板(6)上，所述硬管(71)貫穿彈簧(72)，所述彈簧(72)頂端固定連接位于固定板(6)下端面，所述硬管(71)為“工”字型結(jié)構(gòu)上端為封閉狀態(tài)下端與中間部分連通，且所述硬管(71)中間部分鏤空，所述彈簧(72)為壓縮彈簧。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：所述原料處理裝置(8)包括固定管(81)，所述固定管(81)固定貫穿罐體(1)上端，所述固定管(81)下端固定連接隔離網(wǎng)(82)，所述隔離網(wǎng)(82)上方固定管(81)內(nèi)固定連接放置座(83)，所述放置座所述放置座(83)為螺旋網(wǎng)狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣生產(chǎn)的節(jié)能高效利用系統(tǒng)，其特征在于：通過過程控制的方法對所述加熱裝置(5)、所述加水裝置(3)以及出氣裝置(7)進(jìn)行控制，達(dá)到氫氣原料受熱均勻，罐體(1)內(nèi)溫度穩(wěn)定的目的，同時保證足量的水蒸氣與原料反應(yīng)；具體步驟包括，

步驟A1：利用公式(1)得到加水裝置(3)的加水量與加熱裝置(5)的熱量關(guān)系，利用此公式關(guān)系可以保證加入進(jìn)來的水不影響罐體(1)內(nèi)溫度

其中Q表示加熱裝置(5)的加熱熱量；t_m表示t_m時間內(nèi)；J表示t_m時間內(nèi)加水裝置(3)的加水量；Q_J表示加水裝置(3)加的水的初始溫度；T表示罐體(1)內(nèi)溫度；

步驟A2：利用公式(2)得到生產(chǎn)氫氣的反應(yīng)過程中消耗的水蒸氣的量

其中X表示t_m時間內(nèi)生產(chǎn)氫氣的反應(yīng)過程中消耗的水蒸氣的量；W表示罐體(1)內(nèi)水蒸氣的初始量；

步驟A3：為了保證利用得到的氫氣原料受熱均勻需要利用公式(2)求得的反應(yīng)過程中消耗的水蒸氣的量代入公式(3)得到出氣裝置(7)排出氣體的量V_x

其中V_x表示t_m時間內(nèi)出氣裝置(7)排出氣體的量；

步驟A4：根據(jù)公式(3)求得的出氣裝置(7)排出氣體利用公式(4)得到排出氣體中水蒸氣的量V_x

其中V_p表示t_m時間內(nèi)出氣裝置(7)排出氣體中水蒸氣的量；

步驟A5：將公式(4)求得的排出氣體中水蒸氣的量與公式(2)中求得的生產(chǎn)氫氣的加水裝置(3)的加水量反應(yīng)過程中消耗的水蒸氣的量得到需要添加的水蒸氣的量記做V_sz＝V_p+V_x利用公式S＝0.80357142857143×V_sz轉(zhuǎn)換為需要添加的液態(tài)水的量即為公式(1)中的加水裝置(3)的加水量記做S，將S代入公式(1)得到加熱裝置(5)的加熱熱量記做R，則將加水裝置(3)的加水量在t_m時間內(nèi)保持在S，加熱裝置(5)的熱量保持在R即可保證罐體(1)內(nèi)溫度以及壓強(qiáng)的穩(wěn)定從而保證得到的氫氣原料受熱均勻。