專利名稱：汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車用甲醉蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置。
背景技術(shù)：
氫氣是未來的工業(yè)和民用燃料。由于氫氣的成本與儲(chǔ)存等問題，得不到普及，限制了氫 氣的應(yīng)用。工業(yè)使用氫氣來源有很多途徑，包括電解水制氫，天然氣高溫裂解制氫，煤蒸汽 重整制氫，甲醇重整轉(zhuǎn)化制氫。甲醇轉(zhuǎn)化制氫成本低，技術(shù)成熟，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)氣量大，原 料來源廣闊。其方法是以甲醇水溶液為主要原料，經(jīng)預(yù)熱汽化后，在專用高溫催化劑床層轉(zhuǎn) 化成主要含氫氣的轉(zhuǎn)化氣，該轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)變壓吸附技術(shù)提純后，得到純度為99.99%的產(chǎn)品氫 氣。其中變壓吸附前主要成分為75%的氫氣、24%二氧化碳、1%—氧化碳。高純度氫氣可用于 生產(chǎn)單晶硅的燃料、燃料電池燃料、氫氧焊機(jī)焊接氣體、火箭發(fā)射助推劑的液態(tài)氫燃料、合 成氨生產(chǎn)原料氣。甲醇轉(zhuǎn)化裂解溫度為280—42(TC。甲醇工業(yè)制氫技術(shù)已經(jīng)成熟，國產(chǎn)生產(chǎn) 線廠家很多。浙江紹興三鑫石化股份有限公司一次開車成功，達(dá)到合同規(guī)定要求，滿足用戶 加氫生產(chǎn)需要。其中，產(chǎn)品氫氣的純度達(dá)到99.99諷以上，氫氣的回收率超過92%?；窗布?誠化工有限公司2000Nm3/hr的制氫工程和遼寧燈塔北方化工有限公司4500Nm3/hr的制氫改 造工程等。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種成本低廉，高效節(jié)能，性能穩(wěn)定，低污染，安全方便的汽車用甲醇 蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置。把工業(yè)成熟的甲醇制氫工藝技術(shù)應(yīng)用到汽車領(lǐng)域。原理是利用汽車 排氣余熱，經(jīng)催化劑裂解，使甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化生成以氫氣為主的裂解氣，送入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，與 汽油混合燃燒，作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助燃料，達(dá)到節(jié)能減排目的?？朔嚢l(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度 不穩(wěn)定，甲醇轉(zhuǎn)化制氫裝置低溫或高溫時(shí)轉(zhuǎn)換率低，催化劑失效等缺點(diǎn)，使轉(zhuǎn)換溫度按需求 設(shè)定，轉(zhuǎn)換裝置穩(wěn)定運(yùn)行，提高制氫轉(zhuǎn)換效率。
本實(shí)用新型汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置，其由甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、 導(dǎo)熱介質(zhì)容器(3)、氫氣引出管(4)、氫氣緩沖室(5)、廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣旁路管(7)、 廢氣進(jìn)氣主管(8)、法蘭盤(9)、氫氣濾網(wǎng)(10)、上密封板(11)、催化劑(12)、傳感器(13)、 甲醇濾網(wǎng)(14)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、記憶彈簧(16)、移動(dòng)推桿(17)、甲醇汽化室(18)、排氣 管外殼(19)、擋板連桿(20)、廢氣排氣主管(21)、擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)、傳感 器引線(24)、電源(25)、電源引線(26)、電子控制器(27)、甲醇噴嘴引線(28)、甲醇泵 引線(29)、甲醇泵(30)、甲醇噴嘴(31)、霧狀甲醇(32)、下密封板(33)、高溫反應(yīng)釜(34)、裂解管(35)、甲醇連接管(36)組成。
本實(shí)用新型汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的高溫廢氣，經(jīng)法 蘭盤(9)、廢氣進(jìn)氣主管(8)、廢氣進(jìn)氣管(6)、排氣管外殼(19)、廢氣排氣主管(21) 排出，同時(shí)部分熱能通過高溫反應(yīng)釜(34)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、裂解管(35)加熱霧狀甲醇(32)、 催化劑(12),使轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的高溫甲醇?xì)怏w經(jīng)催化劑(12)轉(zhuǎn)化成以氫氣為主的混合氣，經(jīng) 甲醇濾網(wǎng)(14)、氫氣緩沖室(5)、氫氣引出管(4)送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，被發(fā)動(dòng)機(jī)活塞產(chǎn)生 的負(fù)壓吸入汽缸，與缸體內(nèi)部的汽油混合燃燒，增加熱能，節(jié)約汽油，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
有益效果1本汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置工作時(shí)，由廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣 旁路管(7)、排氣管外殼(19)、廢氣排氣主管(21)、擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)、記 憶彈簧(16)、移動(dòng)推桿(17)組成的廢氣排氣閉環(huán)系統(tǒng)，按要求排氣，使導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、 催化劑(12)、裂解管(35)恒溫運(yùn)行，克服由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度不穩(wěn)定，造成轉(zhuǎn)化制氫裝置 無法正常工作，使整套轉(zhuǎn)換裝置恒溫運(yùn)行，提高制氫效率。
有益效果2.汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置所使用的傳感器(13)，用于控制甲 醇泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)化制氫裝置溫度達(dá)到要求時(shí)開始供應(yīng)甲醇，使甲醇得到合理應(yīng)用。
有益效果3汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置所使用的甲醇水溶液(2)汽化后，高 溫水蒸氣與一氧化碳重整生成部分氫氣，減少發(fā)動(dòng)機(jī)排出的一氧化碳，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。 有益效果4.汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置所使用的記憶彈簧(16)、移動(dòng)推桿 (17)、擋板連桿(20)、擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)組成的恒溫閉環(huán)裝置，使甲醇分解 裝置恒溫運(yùn)行。
有益效果5.汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)時(shí)，由于高溫廢氣
直接加熱反應(yīng)釜，縮短低溫不制氫時(shí)間。


圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中部橫截面示意圖
圖中標(biāo)記為甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、導(dǎo)熱介質(zhì)容器(3)、氫氣引出管(4)、 氫氣緩沖室(5)、廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣旁路管(7)、廢氣進(jìn)氣主管(8)、法蘭盤(9)、氫 氣濾網(wǎng)(10)、上密封板(11)、催化劑(12)、傳感器(13)、甲醇濾網(wǎng)(14)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、 記憶彈簧(16)、移動(dòng)推桿(17)、甲醇汽化室(18)、排氣管外殼(19)、擋板連桿(20)、廢 氣排氣主管(21)、擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)、傳感器引線(24)、電源(25)、電源引線(26)、電子控制器(27)、甲醇噴嘴引線(28)、甲醇泵引線(29)、甲醇泵(30)、甲醇噴 嘴(31)、霧狀甲醇(32)、下密封板(33)、高溫反應(yīng)釜(34)、裂解管(35)、甲醇連接管(36)。
具體實(shí)施方式
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如圖l、圖2所示一種汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置。其由甲醇容器(1)、甲醇水 溶液(2)、導(dǎo)熱介質(zhì)容器(3)、氫氣引出管(4)、氫氣緩沖室(5)、廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣 旁路管(7)、廢氣進(jìn)氣主管(8)、法蘭盤(9)、氫氣濾網(wǎng)(10)、上密封板(11)、催化劑(12)、 傳感器(13)、甲醇濾網(wǎng)(14)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、記憶彈簧(16)、移動(dòng)推桿(17)、甲醇汽 化室(18)、排氣管外殼(19)、擋板連桿(20)、廢氣排氣主管(21)、擋板主軸(22)、廢 氣擋板(23)、傳感器引線(24)、電源(25)、電源引線(26)、電子控制器(27)、甲醇噴 嘴引線(28)、甲醇泵引線(29)、甲醇泵(30)、甲醇噴嘴(31)、霧狀甲醇(32)、下密封 板(33)、高溫反應(yīng)釜(34)、裂解管(35)、甲醇連接管(36)組成。其中甲醇連接管(36) 與甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、甲醇噴嘴(31)、甲醇泵(30)連接；甲醇泵(30)與 甲醇泵引線(29)連接；甲醇噴嘴(31)與甲醇噴嘴引線(28)連接；傳感器(13)與傳感 器引線(24)連接；電源(25)與電源引線(26)連接；電子控制器(27)與甲醇泵引線(29)、 甲醇噴嘴引線(28)、電源引線(26)、傳感器引線(24)連接；裂解管(35)與上密封板(11)、 催化劑(12)、下密封板(33)、氫氣濾網(wǎng)(10)、甲醇濾網(wǎng)(14)連接；高溫反應(yīng)釜(34) 與上密封板(11)、下密封板(33)、導(dǎo)熱介質(zhì)容器(3)、氫氣引出管(4)、氫氣緩沖室(5)、 傳感器(13)、記憶彈簧(16)連接；擋板連桿(20)與擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)、 移動(dòng)推桿(17)連接；導(dǎo)熱介質(zhì)(15)置于高溫反應(yīng)釜(34)腔內(nèi)；排氣管外殼(19)與廢 氣進(jìn)氣主管(8)、廢氣旁路管(7)、廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣排氣主管(21)連接；擋板主軸 (22)與廢氣擋板(23)、廢氣旁路管(7)擋板連桿(20)連接。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出 的高溫廢氣，經(jīng)法蘭盤(9)、廢氣進(jìn)氣主管(8)、排氣管外殼(19)、廢氣排氣主管(21) 排出。同時(shí)部分熱能通過高溫反應(yīng)釜(34)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、裂解管(35)加熱催化劑(12) 和霧狀甲醇(32)，使轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的甲醇經(jīng)過催化劑轉(zhuǎn)化成以氫氣為主的多組分混合氣，經(jīng) 過氫氣濾網(wǎng)(10)、氫氣緩沖室(5)、氫氣輸出管(4)送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，被發(fā)動(dòng)機(jī)活塞產(chǎn) 生的負(fù)壓吸入汽缸，與缸體內(nèi)部的汽油混合燃燒，增加熱能，節(jié)約汽油，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
權(quán)利要求一種汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置，其由甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、導(dǎo)熱介質(zhì)容器(3)、氫氣引出管(4)、氫氣緩沖室(5)、廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣旁路管(7)、廢氣進(jìn)氣主管(8)、法蘭盤(9)、氫氣濾網(wǎng)(10)、上密封板(11)、催化劑(12)、傳感器(13)、甲醇濾網(wǎng)(14)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)、記憶彈簧(16)、移動(dòng)推桿(17)、甲醇汽化室(18)、排氣管外殼(19)、擋板連桿(20)、廢氣排氣主管(21)、擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)、傳感器引線(24)、電源(25)、電源引線(26)、電子控制器(27)、甲醇噴嘴引線(28)、甲醇泵引線(29)、甲醇泵(30)、甲醇噴嘴(31)、霧狀甲醇(32)、下密封板(33)、高溫反應(yīng)釜(34)、裂解管(35)、甲醇連接管(36)組成；其中甲醇連接管(36)與甲醇容器(1)、甲醇水溶液(2)、甲醇噴嘴(31)、甲醇泵(30)連接，甲醇泵(30)與甲醇泵引線(29)連接，甲醇噴嘴(31)與甲醇噴嘴引線(28)連接，傳感器(13)與傳感器引線(24)連接，電源(25)與電源引線(26)連接，電子控制器(27)與甲醇泵引線(29)、甲醇噴嘴引線(28)、電源引線(26)、傳感器引線(24)連接，裂解管(35)與上密封板(11)、催化劑(12)、下密封板(33)、氫氣濾網(wǎng)(10)、甲醇濾網(wǎng)(14)連接，高溫反應(yīng)釜(34)與上密封板(11)、下密封板(33)、導(dǎo)熱介質(zhì)容器(3)、氫氣引出管(4)、氫氣緩沖室(5)、傳感器(13)、記憶彈簧(16)連接，擋板連桿(20)與擋板主軸(22)、廢氣擋板(23)、移動(dòng)推桿(17)連接，導(dǎo)熱介質(zhì)(15)置于密閉高溫反應(yīng)釜(34)腔內(nèi)，排氣管外殼(19)與廢氣進(jìn)氣主管(8)、廢氣旁路管(7)、廢氣進(jìn)氣管(6)、廢氣排氣主管(21)連接，擋板主軸(22)與擋板連桿(20)、廢氣擋板(23)、廢氣旁路管(7)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車用甲醇蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫裝置，該裝置由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)廢氣排氣主管(21)排出，同時(shí)部分熱能通過高溫反應(yīng)釜(34)、導(dǎo)熱介質(zhì)(15)和裂解管(35)，加熱霧狀甲醇(32)和催化劑(12)，使霧狀甲醇(32)轉(zhuǎn)化成高溫甲醇?xì)怏w，再由催化劑(12)轉(zhuǎn)化成氫氣，經(jīng)甲醇濾網(wǎng)(14)、氫氣緩沖室(5)、氫氣引出管(4)送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，被發(fā)動(dòng)機(jī)活塞產(chǎn)生的負(fù)壓吸入汽缸，與缸體內(nèi)部的汽油混合燃燒。
文檔編號(hào)C01B3/32GK201376896SQ20092015140
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者于景瑞 申請人:于景瑞