甲醇水制氫設(shè)備的重整器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器，涉及甲醇水制氫設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括重整器殼體，所述重整器殼體從內(nèi)至外依次包括不銹鋼內(nèi)殼、保溫棉層及云母外殼，所述重整器殼體與不銹鋼內(nèi)殼的直徑厚度比為150:0.8?150:2.5，所述重整器殼體與保溫棉層的直徑厚度比為150:10?150:20，所述重整器殼體與云母外殼的直徑厚度比為150:1.5?150:3.5。本實(shí)用新型不僅耐高溫、強(qiáng)度大，而且保溫性能好、耐腐蝕、耐氧化、防水、不導(dǎo)電、重量輕。
【專利說(shuō)明】甲醇水制氫設(shè)備的重整器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及甲醇水氫氣制備設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種甲醇水制氫設(shè)備的 重整器。

【背景技術(shù)】
[0002] 氫，是一種21世紀(jì)最理想的能源之一，在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況 下，氫氣產(chǎn)生的能量最多，而且它燃燒的產(chǎn)物是水，沒(méi)有灰渣和廢氣，不會(huì)污染環(huán)境；而煤和 石油燃燒生成的主要是〇) 2和SO2，可分別產(chǎn)生溫室效應(yīng)和酸雨。煤和石油的儲(chǔ)量是有限的， 而氫主要存于水中，燃燒后唯一的產(chǎn)物也是水，可源源不斷地產(chǎn)生氫氣，永遠(yuǎn)不會(huì)用完。氫 的分布很廣泛，水就是氫的大"倉(cāng)庫(kù)"，其中含有11%的氫。泥土里約有1. 5%的氫；石油、煤 炭、天然氣、動(dòng)植物體內(nèi)等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約 70%為水所覆蓋，儲(chǔ)水量很大，因此可以說(shuō)，氫是"取之不盡、用之不竭"的能源。如果能用合 適的方法從制取氫，那么氫也將是一種價(jià)格相當(dāng)便宜的能源。
[0003] 目前，世界上氫的年產(chǎn)量約為3600萬(wàn)噸，制氫方法主要有兩種：其一、絕大部分氫 是從石油、煤炭和天然氣中制取，這種方法需要消耗本來(lái)就很緊缺的礦物燃料；其二、約有 4%的氫是用電解水的方法制取，這種方法消耗電能大，很不劃算。隨著技術(shù)的進(jìn)步，采用甲 醇和水重整制氫的技術(shù)漸漸得到發(fā)展，其能減少化工生產(chǎn)中的能耗和降低成本，并有望替 代電能消耗特別在的電解水制氫工藝。利用先進(jìn)的甲醇水蒸氣重整技術(shù)制取H 2與CO2的混 合氣體，再經(jīng)鈀膜分離器分離，可分別得到H2和C0 2。
[0004] 參照中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)201310340475. 0 ( 申請(qǐng)人:：上海合既得動(dòng)氫機(jī)器有限公司），甲 醇與水蒸氣在350-409°C溫度下、1-5M Pa的壓力條件下通過(guò)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)，生成氫氣和二氧化碳，這是一個(gè)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：
[0005] CH3OH - C0+2H2 (1)
[0006] H2CHCO - C02+H2 (2)
[0007] CH30H+H20 - C02+3H2 (3)
[0008] 重整反應(yīng)生成的H2和CO2，再經(jīng)過(guò)分離室的鈀膜分離器將H 2和CO2分離，得到高純 氫氣。
[0009] 在整個(gè)制氫過(guò)程中，甲醇水制氫設(shè)備的重整器是最為核心的制氫設(shè)備，重整器包 括重整器殼體及位于重整體器殼體內(nèi)的燃燒腔和重整腔，一般地，在重整腔中的溫度在 350-409°C之間，而燃燒腔中的溫度則在405-570°C之間，當(dāng)然，若出現(xiàn)異常，重整腔或燃燒 腔中的溫度可能會(huì)短時(shí)間內(nèi)飚升至l〇〇〇°C以上?，F(xiàn)有甲醇水制氫設(shè)備的重整器殼體及底座 采用不銹鋼制成，雖然具有較高的強(qiáng)度和耐高溫性，但是，不銹鋼重整器殼體及底座具有如 下缺失：其一、在制氫環(huán)境中，易腐蝕、易氧化；其二、保溫性能差，熱量流失大，由于不銹鋼 具有導(dǎo)熱性，使得重整腔及燃燒腔中的熱能易被不銹鋼殼體及底座導(dǎo)出而損失；其三、由于 不銹鋼殼體及底座的溫度高，使得甲醇水制氫設(shè)備的其他部件(如固態(tài)氫氣儲(chǔ)存器、甲醇水 儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置等等）易受到重整器殼體及底座的高溫破壞，而降低性能和使用壽 命；其四、由于甲醇水制氫設(shè)備是醇水發(fā)電系統(tǒng)的重要設(shè)備，而醇水發(fā)電系統(tǒng)還包括控制系 統(tǒng)、燃料電池（電堆)、逆變器、電磁閥、氣壓調(diào)整器等帶電部件，因此，不銹鋼殼體及底座的 導(dǎo)電性質(zhì)，會(huì)影響到醇水發(fā)電系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，甚至?xí)斐纱妓l(fā)電系統(tǒng)的短路；其五、重 整器不銹鋼殼體及底座的重量重，給制氫設(shè)備的運(yùn)輸造成不利。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0010] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種不僅耐高 溫、強(qiáng)度大，而且保溫性能好、耐腐蝕、耐氧化、防水、不導(dǎo)電、重量輕的甲醇水制氫設(shè)備的重 整器。
[0011] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0012] 一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器，包括重整器殼體，所述重整器殼體從內(nèi)至外依次 包括不銹鋼內(nèi)殼、保溫棉層及云母外殼，所述重整器殼體與不銹鋼內(nèi)殼的直徑厚度比為 150 :0. 8?150 :2. 5,所述重整器殼體與保溫棉層的直徑厚度比為150 :10?150 :20,所述 重整器殼體與云母外殼的直徑厚度比為150 :1. 5?150 :3. 5。
[0013] 所述重整器殼體與不銹鋼內(nèi)殼的直徑厚度比為150 :1. 5?150 :2,所述重整器殼 體與保溫棉層的直徑厚度比為150 :14?150 :16,所述重整器殼體與云母外殼的直徑厚度 比為 150 :2 ?150 :3。
[0014] 所述重整器還包括重整器底座及排氣裝置，所述重整器底座與重整器殼體底部相 連接，該重整器底座為云母底座；所述排氣裝置設(shè)置于重整器殼體的上端，該排氣裝置包括 排氣管及安裝于排氣管內(nèi)的止逆閥，該排氣管為云母排氣管，該止逆閥為云母止逆閥。
[0015] 所述重整器殼體的云母外殼具有一底沿，該底沿設(shè)有若干安裝孔，該若干安裝孔 中分別旋入螺栓，使云母外殼固定于重整器底座上。
[0016] 本實(shí)用新型的有益效果是：其一、具有云母外殼及云母底座的重整器在制氫環(huán)境 中，能耐腐蝕，不易氧化；其二、保溫棉層具有良好的保溫性，云母外殼同樣具有良好的保溫 性，使得重整器整體保溫性能非常好，重整腔及燃燒腔中的熱能不易被殼體導(dǎo)出而損失；其 三、由于云母外殼及云母底座不易導(dǎo)熱，使得其表面溫度低，因而本實(shí)用新型不會(huì)影響甲醇 水制氫設(shè)備的其他部件(如固態(tài)氫氣儲(chǔ)存器、甲醇水儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置等等）的工作 和使用壽命；其四、由于云母外殼及云母底座具有良好的絕緣性，因而本實(shí)用新型在運(yùn)用到 醇水發(fā)電系統(tǒng)中時(shí)，一般不會(huì)影響控制系統(tǒng)、燃料電池（電堆)、逆變器、電磁閥、氣壓調(diào)整器 等帶電部件的電路設(shè)計(jì)，更不會(huì)造成醇水發(fā)電系統(tǒng)的短路；其五、云母外殼及云母底座的重 量輕，只相當(dāng)于不銹鋼殼體的1/6,因而為制氫設(shè)備的運(yùn)輸提供了便利；其六、由于云母止 逆閥重量輕，因而使得重整器內(nèi)的氣體排出時(shí)，能很容易吹開止逆閥；其六、云母外殼本身 強(qiáng)度大，且重整器殼體內(nèi)層還具有不銹鋼內(nèi)殼，因而最大程度上保證了重整器的強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型重整器的分散結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為本實(shí)用新型重整器的整體縱剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3為本實(shí)用新型重整器殼體的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖4為圖1中沿A-A向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖5為一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器制造工藝功能方框圖。
[0022] 圖6為另一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器制造工藝功能方框圖。
[0023] 圖中：1.重整器殼體；11.不銹鋼內(nèi)殼；12.保溫棉層；13.云母外殼；2.重整器底 座；3.排氣裝置；31.排氣管；32.止逆閥；5.重整腔；6.燃燒腔；131.底沿；1311.安裝孔； 132.螺栓。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0025] 實(shí)施例一：
[0026] 如圖1?圖4所示，一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器，重整器內(nèi)設(shè)有重整腔5和燃燒 腔6,在重整腔5內(nèi)，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 氣和二氧化碳，重整腔5內(nèi)的溫度在350-409°C之間；在燃燒腔6內(nèi)，氫氣燃燒，為重整腔5 提供熱量，燃燒腔6內(nèi)的溫度在405-570°C之間。重整器包括重整器殼體1，所述重整器殼體 1從內(nèi)至外依次包括不銹鋼內(nèi)殼11、保溫棉層12及云母外殼13,所述重整器殼體1與不銹 鋼內(nèi)殼11的直徑厚度比為150 :0. 8?150 :2. 5,所述重整器殼體1與保溫棉層12的直徑 厚度比為150 :10?150 :20,所述重整器殼體1與云母外殼13的直徑厚度比為150 :1. 5? 150 :3· 5,例如，重整器殼體1直徑為150mm，不銹鋼內(nèi)殼11的厚度為I. 5mm，保溫棉層12的 厚度為15mm，云母外殼13的厚度為3mm。
[0027] 作為重整器殼體1的優(yōu)選方式，所述重整器殼體與不銹鋼內(nèi)殼的直徑厚度比為 150 :1. 5?150 :2,所述重整器殼體與保溫棉層的直徑厚度比為150 :14?150 :16,所述重 整器殼體與云母外殼的直徑厚度比為150 :2?150 :3,這個(gè)直徑厚度比的范圍能最大程度 上保證重整器的強(qiáng)度。
[0028] 如圖1、圖2和圖3所示，所述重整器還包括重整器底座2及排氣裝置3,所述重整 器底座1與重整器殼體1底部相連接，該重整器底座2為云母底座2 ;所述排氣裝置3設(shè)置 于重整器殼體1的上端，該排氣裝置3包括排氣管31及安裝于排氣管內(nèi)的止逆閥32,該排 氣管31為云母排氣管31，該止逆閥32為云母止逆閥32。
[0029] 如圖1和圖2所示，所述重整器殼體1的云母外殼13具有一底沿131，該底沿131 設(shè)有若干安裝孔1311，該若干安裝孔1311中分別旋入螺栓132,使云母外殼13固定于重整 器底座2上。圖中，底沿131為云母外殼13 -體成型的底沿，底沿131上共設(shè)有三個(gè)安裝 孔1311，這樣能穩(wěn)固地將云母外殼13固定于重整室底座2上。
[0030] 實(shí)施例二：
[0031] 如圖5的示，一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器制造工藝，包括重整器殼體之云母外 殼制造工藝、重整器殼體之保溫棉層制造工藝及重整器殼體之不銹鋼內(nèi)殼制造工藝，其 中：
[0032] 所述重整器殼體之云母外殼制造工藝包括如下步驟：
[0033] (1)將云母、鋁硅酸鹽、碳酸鹽和高耐火度無(wú)機(jī)礦物分別破碎、研磨成尺寸為 50 μ m?300 μ m的粉末，按總重量為100計(jì)，依次按比例為35?45 :25?35 :10?15 :5? 15取料混合，并攪拌均勻；
[0034] (2)加入混合料總重量10?15%的粘合劑將混合料均勻混合粘結(jié)；
[0035] (3)在壓力為15?25Mpa的靜壓條件下將混合粘結(jié)料靜壓成型成云母外殼；
[0036] (4)將靜壓成型的云母外殼送入燒烤爐，在60?200°C狀態(tài)下逐步升溫?zé)?? 4小時(shí)，再經(jīng)600?900°C高溫?zé)??2小時(shí)，出爐自然冷卻，即得云母外殼成品。
[0037] 重整器殼體之保溫棉層制造工藝及重整器殼體之不銹鋼內(nèi)殼制造工藝采用現(xiàn)有 技術(shù)即可制成，固，本實(shí)用新型不再詳述其制造工藝。云母外殼13、保溫棉層12及不銹鋼內(nèi) 殼11分別制得后，將保溫棉層12安裝于云母外殼13之內(nèi)側(cè)，然后將不銹鋼內(nèi)殼11塞入塞 緊，即完成重整器殼體的制造。
[0038] 實(shí)施例三：
[0039] 如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別是，本實(shí)施例重整器制造工藝還包括重 整器云母底座、云母排氣管及云母止逆閥的制造工藝，該制造工藝包括如下步驟：
[0040] (1)將云母、鋁硅酸鹽、碳酸鹽和高耐火度無(wú)機(jī)礦物分別破碎、研磨成尺寸為 50 μ m?300 μ m的粉末，按總重量為100計(jì)，依次按比例為35?45 :25?35 :10?15 :5? 15取料混合，并攪拌均勻；
[0041] (2)加入混合料總重量10?15%的粘合劑將混合料均勻混合粘結(jié)；
[0042] (3)在壓力為15?25Mpa的靜壓條件下將混合粘結(jié)料靜壓成型成云母底座、云母 排氣管及云母止逆閥；
[0043] (4)將靜壓成型的云母外殼送入燒烤爐，在60?200°C狀態(tài)下逐步升溫?zé)?? 4小時(shí)，再經(jīng)600?900°C高溫?zé)??2小時(shí)，出爐自然冷卻，即得云母底座、云母排氣管 及云母止逆閥成品。
[0044] 在上述實(shí)施例中，所述鋁硅酸鹽為高嶺石、葉蠟石、蒙脫石中的任意一種或兩種以 上的混合物。所述碳酸鹽為方解石、白云石、菱鎂礦中的任意一種或兩種以上的混合物。所 述高耐火度無(wú)機(jī)礦物為方鎂石、石英、硅石中的任意一種或兩種以上的混合物。所述粘結(jié)劑 為水玻璃、環(huán)氧樹脂、硅烷中的任意一種或兩種以上的混合物。
[0045] 此外，在上述實(shí)施例中，所述云母材料可選用白云母和金云母，也可選用人工合成 云母，其中，白云母的化學(xué)式為 KAl2 UlSi3Oltl)〔0H〕2,其中 SiO2 45. 2%、Al2O3 38. 5%、K2O 11.8%、!120 4.5%，此外，含少量恥、0&、]\%、11、〇、]\11146和？等。金云母的化學(xué)式為1(]\% 3〔 AlSi3Oltl)〔F，0H〕2,其中 K2O 7 ?10. 3%、MgO 為 21. 4 ?29. 4%、Al2O3 為 10. 8 ?17%、SiO2 為38. 7?45%、H2O為0. 3?4. 5%，含少量Fe、Ti、Mn、Na和F等。人工合成云母可由煅燒 滑石55%、重體氧化鎂9%、氟硅酸鉀20%、氧化鋁12%、碳酸鉀4%五種原料熔制而成。當(dāng)然本 實(shí)用新型選用的云母材料并不局限于上述種類。
[0046] 以上所述，僅是本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案對(duì)以 上的實(shí)施方式所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種甲醇水制氫設(shè)備的重整器，包括重整器殼體，其特征在于：所述重整器殼體從 內(nèi)至外依次包括不銹鋼內(nèi)殼、保溫棉層及云母外殼，所述重整器殼體與不銹鋼內(nèi)殼的直徑 厚度比為150 :0.8?150 :2. 5,所述重整器殼體與保溫棉層的直徑厚度比為150 :10?150 : 20,所述重整器殼體與云母外殼的直徑厚度比為150 :1. 5?150 :3. 5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇水制氫設(shè)備的重整器，其特征在于：所述重整器殼體與 不銹鋼內(nèi)殼的直徑厚度比為150 :1. 5?150 :2,所述重整器殼體與保溫棉層的直徑厚度比 為150 :14?150 :16,所述重整器殼體與云母外殼的直徑厚度比為150 :2?150 :3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇水制氫設(shè)備的重整器，其特征在于：所述重整器還包括 重整器底座及排氣裝置，所述重整器底座與重整器殼體底部相連接，該重整器底座為云母 底座；所述排氣裝置設(shè)置于重整器殼體的上端，該排氣裝置包括排氣管及安裝于排氣管內(nèi) 的止逆閥，該排氣管為云母排氣管，該止逆閥為云母止逆閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇水制氫設(shè)備的重整器，其特征在于：所述重整器殼體的 云母外殼具有一底沿，該底沿設(shè)有若干安裝孔，該若干安裝孔中分別旋入螺栓，使云母外殼 固定于重整器底座上。
【文檔編號(hào)】C01B3/32GK204022466SQ201420361895
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】向華 申請(qǐng)人:廣東合即得能源科技有限公司