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专利号: 2020108533917
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于尾气余热利用的小型甲醇重整制氢装置系统,其特征在于包括内部盛有甲醇水溶液的原料储罐(1)、原料泵(2)、第一调节阀(3)、预热器(4)、内部装填有重整催化剂床层的重整器(5)、第三调节阀(9)及尾气风机(10),重整器(5)上设有用于检测其内部重整催化剂床层温度的温度计,重整器(5)外侧设有换热夹层,所述预热器(4)采用换热器结构;

尾气风机(10)通过第三调节阀(9)与重整器(5)的换热夹层进口由管路连接,重整器(5)的换热夹层出口与预热器(4)的热通道由管路连接,热尾气在尾气风机(10)的牵引下依次通过重整器(5)外侧的换热夹层和预热器(4)的热通道进行加热;所述原料储罐(1)依次通过原料泵(2)、第一调节阀(3)和预热器(4)的冷通道与重整器(5)连接,甲醇水溶液在原料泵(2)的输送作用下通过预热器(4)的冷通道被预热后进入重整器(5)的重整催化剂床层内进行反应,重整器(5)再排出反应产生的氢气产物;

还包括第二调节阀(6)、燃烧室(7)、第四调节阀(11)和空气风机(12),所述原料泵(2)出口分为两路,一路通过第一调节阀(3)和预热器(4)的冷通道与重整器(5)连接,以便将甲醇水溶液输送至重整器(5)的重整催化剂床层内进行反应;另一路通过第二调节阀(6)与燃烧室(7)的原料液进口由管路连接,空气风机(12)通过第四调节阀(11)与燃烧室(7)的空气进口由管路连接,燃烧室(7)的气体出口再与重整器(5)的换热夹层进口由管路连接,使得甲醇水原料和外部空气能够分别在原料泵(2)和空气风机(12)的作用下进入到燃烧室(7)中进行燃烧反应,形成的热燃气依次通过重整器(5)外侧的换热夹层和预热器(4)的热通道进行加热;

所述温度计通过PLC控制系统与第一调节阀(3)、第二调节阀(6)、第三调节阀(9)和第四调节阀(11)信号连接;

在装置系统启动阶段,PLC控制系统控制第一调节阀(3)和第三调节阀(9)关闭,且第二调节阀(6)和第四调节阀(11)开启,甲醇水原料和外部空气分别在原料泵(2)和空气风机(12)的作用下进入到燃烧室(7)中进行燃烧反应,形成的热燃气依次通过重整器(5)外侧的换热夹层和预热器(4)的热通道进行加热;直至温度计检测到重整器(5)内重整催化剂床层温度升温至设定温度后,温度计将信号发送给PLC控制系统,通过PLC控制系统反馈并控制第二调节阀(6)和第四调节阀(11)关闭,且第一调节阀(3)和第三调节阀(9)开启;

接下来进入正式反应阶段,热尾气在尾气风机(10)的牵引下依次通过重整器(5)外侧的换热夹层和预热器(4)的热通道进行加热,甲醇水溶液在原料泵(2)的输送作用下通过预热器(4)的冷通道被预热后进入重整器(5)的重整催化剂床层内进行反应,重整器(5)再排出反应产生的氢气产物;当温度计检测到重整器(5)内重整催化剂床层温度高于或低于设定温度时,温度计将信号发送给PLC控制系统,通过PLC控制系统反馈并控制调低或调高第三调节阀(9)的开度,以便将重整器(5)内重整催化剂床层温度维持在反应温度;

还包括三通阀(8),三通阀(8)包括两个进口和一个出口,三通阀(8)的其中一个进口通过第三调节阀(9)与尾气风机(10)由管路连接,三通阀(8)的另一个进口与燃烧室(7)的气体出口由管路连接,三通阀(8)的出口与重整器(5)的换热夹层进口由管路连接,以便燃烧室(7)内燃烧形成的热燃气或经尾气风机(10)输送的热尾气,通过三通阀(8)依次通过重整器(5)外侧的换热夹层和预热器(4)的热通道进行加热。