專利名稱：廢熱機(jī)載隨行制氫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于運(yùn)輸動(dòng)力機(jī)械的隨行制氫裝置，尤其是應(yīng)用于各 種內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池機(jī)車及燃料電池移動(dòng)發(fā)電的廢熱機(jī)載 隨行制氫裝置。
技術(shù)背景氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、動(dòng)力性能好和污染非常小的突出優(yōu) 點(diǎn)。氫能將成為理想的清潔能源之一，并已引起極大的重視和廣泛使用。但 氫能廣泛利用的最大障礙在于其儲(chǔ)存與配給的困難。其傳統(tǒng)的工業(yè)制備方法 無(wú)法避免這一困難，解決這些問(wèn)題的有效辦法之一就是通過(guò)合適的具有高含 氫量的液體燃料的催化轉(zhuǎn)化隨行制取氫氣。在眾多的可能利用的液體燃料 中，低碳醇如甲醇、乙醇，其中甲醇含氫量高、價(jià)廉、易儲(chǔ)存、運(yùn)輸方便、 供遠(yuǎn)大于求，來(lái)源非常豐富；生物質(zhì)乙醇由于其燃燒后所釋放的二氧化碳來(lái) 自植物生長(zhǎng)過(guò)程中從大氣攝取，使用乙醇燃料不會(huì)增加大氣中二氧化碳的排 放量。因此，乙醇作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒替代能源，是環(huán)保型的間接太陽(yáng)能，具 有非常高的推廣價(jià)值。目前，已有較多公知的燃料廢熱機(jī)載隨行制氫技術(shù)，但這些技術(shù)都存在 不同程度或不同方面的缺陷或不足。典型的技術(shù)例如下US4059076需要專門的輔機(jī)提供甲醇裂解所必要的熱量；GB1491138、 GB1485834、 DE2439873等需要空壓機(jī)提供壓力空氣，以保證甲醇部分氧化所 需要的氧氣。這些技術(shù)，不僅增加了能耗，熱效率低，還需要更多的輔機(jī)或 壓縮機(jī)空間，既增大了制造成本，又增加了對(duì)存量機(jī)車改造的難度。CN2050083U利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢熱為燃料裂解熱源，降低了能耗，增大了 發(fā)動(dòng)的熱效率。但由于其燃料氣化、過(guò)熱器與催化反應(yīng)腔互為獨(dú)立，雖然保 證了傳熱的均勻，但需要較大的空間才能安裝。這一缺陷，尤其對(duì)于存量發(fā) 動(dòng)機(jī)的改造是一大瓶頸。ZL94116320. 2仍然利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢熱為甲醇裂解熱源，具有熱效率高 的優(yōu)點(diǎn)，并將甲醇?xì)饣^(guò)熱和混合氫氣管置于同一裝置中，具有占用空間少的優(yōu)勢(shì)，但其最大的不足是廢熱利用不充分，催化劑受熱不均勻，易于老化，使用周期短，運(yùn)行成本高；同時(shí)，由于催化劑受熱不均勻，催化轉(zhuǎn)化器的溫度不易控制，制氫速率不穩(wěn)定。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有公知燃料廢熱機(jī)載隨行制氫技術(shù)或裝置的不足，本發(fā)明提 供一種傳熱面足夠、廢熱利用充分、傳熱均勻、制氫速率穩(wěn)定，而且結(jié)構(gòu)緊 湊、體積小、安裝拆卸方便，充分利用各種內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱尾 氣的隨行制氫裝置。本發(fā)明根據(jù)公知的液態(tài)醇(或烴)含氫燃料催化裂解、或和水蒸氣重整、 或和部分氧化反應(yīng)制氫的原理，以及公知的膜分離技術(shù)而設(shè)計(jì)。本發(fā)明的目的所采用技術(shù)方案是，包括有外筒的一端有尾氣出氣管，另 一端法蘭與外筒端蓋之間用螺栓連接，外筒端蓋有尾氣進(jìn)氣管，其中心管與 杯形的催化反應(yīng)腔管的底部的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管開(kāi)口端端 面有催化反應(yīng)腔端蓋，催化反應(yīng)腔端蓋另一端面有支撐管，催化反應(yīng)腔管的 底部與催化反應(yīng)腔端蓋之間，從中心管管外由內(nèi)向外依次左套焊有蒸發(fā)器管 和中間管，進(jìn)料管穿過(guò)密封螺栓的孔，與呈螺旋管狀的預(yù)熱器一端焊接連接， 預(yù)熱器的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋的與中心管和蒸發(fā)器管之間的對(duì)應(yīng) 部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器的一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔管的底部的與 中心管和蒸發(fā)器管之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，過(guò)熱器的另一端穿過(guò)和催化反 應(yīng)腔管的底部的與中間管和催化反應(yīng)腔管之間的對(duì)應(yīng)部位悍接連接，混合氫 氣管的一端穿過(guò)與催化反應(yīng)腔端蓋的與中間管和催化反應(yīng)腔管之間的對(duì)應(yīng) 部位焊接連接，另一端穿過(guò)密封螺栓的孔，并穿出外筒端蓋，催化反應(yīng)腔端 蓋上的支撐管的管壁有孔，密封螺栓的外螺紋與外筒端蓋的孔內(nèi)螺紋嚙合， 催化反應(yīng)腔管的外壁和外筒的內(nèi)壁焊有凸塊。本發(fā)明，催化反應(yīng)腔由中間管、催化反應(yīng)腔管、催化反應(yīng)腔底和催化反 應(yīng)腔端蓋構(gòu)成的腔體組成，催化反應(yīng)腔內(nèi)裝填催化劑。本發(fā)明，蒸發(fā)器由中心管、蒸發(fā)器管、催化反應(yīng)腔底和催化反應(yīng)腔端蓋 構(gòu)成的腔體組成。本發(fā)明，催化反應(yīng)腔端蓋在與中心管和中間管之間對(duì)應(yīng)的環(huán)狀部位分布有孔。催化反應(yīng)腔底在與蒸發(fā)器管和中間管之間對(duì)應(yīng)的環(huán)狀部位分布有孔。 本發(fā)明，內(nèi)置節(jié)溫器，節(jié)溫器由安裝在中心管左端上的呈螺旋狀的雙金屬片、 穿過(guò)中心管的管壁的軸和在中心管管內(nèi)軸上的節(jié)氣門等基本構(gòu)件組成。本發(fā)明，在外筒端蓋上開(kāi)孔安裝噴然器，以解決催化反應(yīng)腔冷啟動(dòng)問(wèn)題。 本發(fā)明，在催化反應(yīng)腔底上與催化反應(yīng)腔管和中間管之間對(duì)應(yīng)的環(huán)狀部 位開(kāi)孔后，焊接連接空氣導(dǎo)入管，空氣導(dǎo)入管穿過(guò)密封螺栓伸出外筒底。安 裝空氣導(dǎo)入管后，可以在必要時(shí)，控制發(fā)生醇的部分氧化反應(yīng)。本發(fā)明，在催化反應(yīng)腔端蓋的左面與中間管和催化反應(yīng)腔管之間對(duì)應(yīng)的 環(huán)狀部位焊接環(huán)形槽狀支撐體，并在環(huán)形槽狀支撐體底上沿環(huán)狀分布若干管 狀分離膜(如鈀-鎳合金多空陶瓷支撐體復(fù)合分離膜等)，環(huán)形槽狀支撐體與催化反應(yīng)腔端蓋之間的腔體構(gòu)成分離純化的氫氣腔；氫氣管與催化反應(yīng)腔端 蓋焊接連接，并與氫氣腔連通；C02等廢氣管焊接穿過(guò)催化反應(yīng)腔端蓋與環(huán) 形槽狀支撐體底焊接連接，并與催化反應(yīng)腔腔連通。本發(fā)明的使用首先尾氣進(jìn)氣管接上發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、尾氣出氣管直接排空或接消聲器， 在催化反應(yīng)腔管管內(nèi)與中間管之間裝載有催化劑(如銅一鋅系、銅一銥系、 鈷—鋯系等)，燃料醇接通進(jìn)料管，混合氫氣管接通發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)的混合 氫緩沖或儲(chǔ)存罐內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的尾氣從尾氣進(jìn)氣管進(jìn)入， 一部分從 中心管流向尾氣出氣管；另外一部分經(jīng)支撐管的孔從外筒內(nèi)壁與催化反應(yīng)腔 管外壁之間的通道流出，最后由尾氣出氣管流出；再有一部分通過(guò)催化反應(yīng) 腔管端蓋的孔，流向中間管內(nèi)壁與蒸發(fā)器管外壁之間通道，經(jīng)催化反應(yīng)腔底 的孔流出，最后從尾氣出氣管流出。燃料從進(jìn)料管流入，進(jìn)入呈螺旋狀的預(yù) 熱器內(nèi)，受尾氣加熱作用，燃料溫度升高，再進(jìn)入蒸發(fā)器管與中心管之間通 道(蒸發(fā)器)，液態(tài)的燃料又一次受熱，蒸發(fā)為飽和燃料蒸汽，然后進(jìn)入過(guò) 熱器，在呈螺旋管狀的過(guò)熱器內(nèi)的飽和燃料蒸汽又一次吸熱后，變成過(guò)飽和燃料蒸汽，iim和燃料蒸汽進(jìn)入催化反應(yīng)腔管內(nèi)壁與中間管外壁之間的通道(催化反應(yīng)腔)，過(guò)飽和燃料蒸汽在催化劑作用下，發(fā)生直接裂解、水蒸汽 重整、部分氧化(安裝空氣導(dǎo)入管時(shí))反應(yīng)，生成以氫氣為主的富氫混合可燃?xì)怏w，然后從中間管與蒸發(fā)器管之間的通道的混合氫氣管流出。松動(dòng)螺栓， 打開(kāi)外筒端蓋，可方便地取出催化反應(yīng)腔端蓋，即可裝、卸催化劑。受尾氣溫度的影響，節(jié)溫器的呈螺旋狀的雙金屬片發(fā)生巻曲變化，而帶 動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，而軸上的節(jié)氣門也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使得經(jīng)過(guò)中心管的尾氣流量發(fā)生變 化，從而改變用于加熱催化反應(yīng)腔的排氣流量，起到調(diào)節(jié)溫度的作用。冷啟動(dòng)噴燃器只在燃料系統(tǒng)中混合氫氣緩沖或儲(chǔ)存罐中混合氫氣 壓力不足或根本沒(méi)有時(shí)才啟動(dòng)。冷啟動(dòng)噴射器啟動(dòng)時(shí)，噴進(jìn)的火焰將對(duì)預(yù)熱 器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器和催化反應(yīng)腔加熱，當(dāng)催化反應(yīng)腔內(nèi)的催化劑溫度升至 設(shè)定值時(shí)，催化反應(yīng)腔才能將液態(tài)燃料正常轉(zhuǎn)化為氫氣。發(fā)動(dòng)機(jī)和催化反應(yīng) 腔正常運(yùn)行時(shí)冷啟動(dòng)噴燃器停止工作。在催化反應(yīng)腔冷啟動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷工況時(shí)，空氣導(dǎo)入管受控導(dǎo)入 定量空氣，使催化反應(yīng)腔內(nèi)的燃料被催化裂解或重整(均為吸熱反應(yīng))為氫 氣的同時(shí)，部分燃料發(fā)生部分氧化反應(yīng)(放熱反應(yīng))，從而起到快速啟動(dòng)或 彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢熱量不足的作用。本發(fā)明設(shè)置管狀分離膜時(shí)，催化反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生的富氫混合氣體(氫氣、 二氧化碳等)中的氫氣，吸附在管狀膜的表面并溶入膜相體中，在氫濃度差 及來(lái)自燃料泵(附圖未示出)的壓力推動(dòng)下，氫在相體中向膜的另一側(cè)擴(kuò)散，擴(kuò)散至管狀膜的內(nèi)表面的氫進(jìn)行脫附，并通過(guò)管狀膜的內(nèi)側(cè)，匯集到氫氣腔； 分離提純的氫氣通過(guò)氫氣管導(dǎo)出，富氫混合氣體中的二氧化碳等非透過(guò)成分 二氧化碳等廢氣，通過(guò)廢氣管導(dǎo)出。選擇不同的催化劑，本發(fā)明可以使用醇、醚和烴類等多種燃料，甚至低 碳糖等碳水化合物。使用本發(fā)明的有益結(jié)果是其一，借助于尾氣的廢熱為熱源，來(lái)實(shí)現(xiàn)燃料催化反應(yīng)來(lái)將低熱值的醇 燃料轉(zhuǎn)化為高熱值的氫氣，大大提高了燃料的熱效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的； 其二，中心管、蒸發(fā)器管、中間管、催化反應(yīng)腔管和外筒為同軸結(jié)構(gòu)，使得 整體結(jié)構(gòu)緊湊、大大縮小了裝置的體積，并獲得大外徑、薄催化劑層的催化轉(zhuǎn)化(裂解、重整、部分氧化)裝置結(jié)構(gòu)，使得催化劑裝載量多，單位受熱面積大，傳熱均勻，并可裝載整體催化劑，完全避免了顆粒催化劑因相互摩擦兒產(chǎn)生的粉末化問(wèn)題；其三，燃料從進(jìn)入裝置，到催化反應(yīng)成可燃性的以 氫氣為主的混合氣體的整個(gè)過(guò)程，按四個(gè)有序的階段進(jìn)行，有效地防止了燃 料因局部過(guò)熱引起的碳化和深度裂解；其四，內(nèi)置雙金屬節(jié)溫器時(shí)，無(wú)需外 源性的控制手段即可實(shí)現(xiàn)裝置內(nèi)部溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)；其五，加裝了冷啟動(dòng)噴 燃器時(shí)，可以有效地解決隨行發(fā)生器的冷啟動(dòng)問(wèn)題；其六，加裝了空氣導(dǎo)入 管時(shí)，可以控制發(fā)生部分氧化反應(yīng)，利用部分氧化反應(yīng)的放熱作用，可以使 催化反應(yīng)腔快速啟動(dòng)和克服當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷工況時(shí)排氣廢熱量不足的 影響。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的節(jié)溫器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明實(shí)施例4的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明實(shí)施例6的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明管狀分離膜與環(huán)形槽狀支撐體底的剖視結(jié)構(gòu)及工作原理示 意圖。圖中卜外筒2-中心管3-過(guò)熱器 4-尾氣出氣管5-催化反應(yīng)腔 底6-催化反應(yīng)腔管7-中間管8-蒸發(fā)器管9-凸塊10-預(yù)熱器ll-法 蘭12—密封螺栓13-混合氫氣管1301-(分離提純)氫氣管1302-(C02 等)廢氣管14-尾氣進(jìn)氣管15-進(jìn)料管16-外筒端蓋17-螺栓18-支 撐管19-催化反應(yīng)腔端蓋1901-環(huán)形槽狀支撐體20-雙金屬片2卜節(jié) 氣門22-軸A-節(jié)溫器B-冷啟動(dòng)噴燃器C-空氣導(dǎo)入管m-管狀分離膜實(shí)施例l如圖1所示，包括有外筒1的一端有尾氣出氣管5、另一端法蘭11與外 筒端蓋16之間用螺栓17連接，外筒端蓋16有尾氣進(jìn)氣管14，其中心管2與催化反應(yīng)腔底5的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管6開(kāi)口端端面有催 化反應(yīng)腔端蓋19，催化反應(yīng)腔端蓋19另一端面有支撐管18,催化反應(yīng)腔底 5與催化反應(yīng)腔端蓋19之間，從中心管2管外由內(nèi)向外依次左套焊有蒸發(fā)器 管8和中間管7，進(jìn)料管15穿過(guò)密封螺栓12的孔，與呈螺旋管狀的預(yù)熱器 10 —端焊接連接，預(yù)熱器10的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋19的與中心管 2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器3的一端穿 過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中心管2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接， 過(guò)熱器3的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之 間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，混合氫氣管13的一端穿過(guò)與催化反應(yīng)腔端蓋19的 與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，另一端穿過(guò)密封螺 栓12的孔，并穿出外筒端蓋16。催化反應(yīng)腔端蓋19上的支撐管18的管壁有 孔，密封螺栓12的外螺紋與外筒端蓋16的孔內(nèi)螺紋嚙合，催化反應(yīng)腔管6的 外壁和外筒1的內(nèi)壁焊有凸塊9。本實(shí)施方案中，由于沒(méi)有內(nèi)置節(jié)溫器A，催化反應(yīng)腔需要外援性的控制 手段來(lái)控制其溫度。實(shí)施例2圖2、 3所示，包括有外筒1的一端有尾氣出氣管5另一端法蘭11與外 筒端蓋16之間用螺栓17連接，外筒端蓋16有尾氣進(jìn)氣管14，其中心管2 與催化反應(yīng)腔底5的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管6開(kāi)口端端面有催 化反應(yīng)腔端蓋19，催化反應(yīng)腔端蓋19另一端面有支撐管18，催化反應(yīng)腔底 5與催化反應(yīng)腔端蓋19之間，從中心管2管外由內(nèi)向外依次左套焊有蒸發(fā)器 管8和中間管7，進(jìn)料管15穿過(guò)密封螺栓12的孔，與呈螺旋管狀的預(yù)熱器 10 —端焊接連接，預(yù)熱器10的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋19的與中心管 2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器3的一端穿 過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中心管2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接， 過(guò)熱器3的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之 間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，混合氫氣管13的一端穿過(guò)與催化反應(yīng)腔端蓋19的 與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，另一端穿過(guò)密封螺栓12的孔,并穿出外筒端蓋16，催化反應(yīng)腔端蓋19上的支撐管18的管壁有 孔，密封螺栓12的外螺紋與外筒端蓋16的孔內(nèi)螺紋嚙合，催化反應(yīng)腔管6的 外壁和外筒1的內(nèi)壁焊有凸塊9，在中心管2管上裝有節(jié)溫器A，節(jié)溫節(jié)4的 呈螺旋狀的雙金屬片20的中心連接軸22，軸22穿過(guò)中心管2的管壁孔，在 中心管2管內(nèi)的軸22上有節(jié)氣門21。本實(shí)施方案中，因內(nèi)置節(jié)溫器A，催化反應(yīng)腔無(wú)需外援性的控制手段既 可自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度。實(shí)施例3如圖4所示，包括有外筒1的一端有尾氣出氣管5、另一端法蘭11與外 筒端蓋16之間用螺栓17連接，外筒端蓋16有尾氣進(jìn)氣管14，其中心管2 與催化反應(yīng)腔底5的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管6開(kāi)口端端面有催 化反應(yīng)腔端蓋19，催化反應(yīng)腔端蓋19另一端面有支撐管18，催化反應(yīng)腔底 5與催化反應(yīng)腔端蓋19之間，從中心管2管外由內(nèi)向外依次左套焊有蒸發(fā)器 管8和中間管7，進(jìn)料管15穿過(guò)密封螺栓12的孔，與呈螺旋管狀的預(yù)熱器 10 —端焊接連接，預(yù)熱器10的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋19的與中心管 2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器3的一端穿 過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中心管2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接， 過(guò)熱器3的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之 間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，混合氫氣管13的一端穿過(guò)與催化反應(yīng)腔端蓋19的 與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，另一端穿過(guò)密封螺 栓12的孔，并穿出外筒端蓋16，催化反應(yīng)腔端蓋19上的支撐管18的管壁有 孔，密封螺栓12的外螺紋與外筒端蓋16的孔內(nèi)螺紋嚙合，催化反應(yīng)腔管6的 外壁和外筒1的內(nèi)壁焊有凸塊9，在外筒端蓋16上開(kāi)孔安裝有冷啟動(dòng)噴燃器 B。實(shí)施例4如圖5所示，包括有外筒1的一端有尾氣出氣管5、另一端法蘭11與外 筒端蓋16之間用螺栓17連接，外筒端蓋16有尾氣進(jìn)氣管14，其中心管2與催化反應(yīng)腔底5的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管6開(kāi)口端端面有催 化反應(yīng)腔端蓋19，催化反應(yīng)腔端蓋19另一端面有支撐管18，催化反應(yīng)腔底 5與催化反應(yīng)腔端蓋19之間，從中心管2管外由內(nèi)向外依次左套焊有蒸發(fā)器 管8和中間管7，進(jìn)料管15穿過(guò)密封螺栓12的孔，與呈螺旋管狀的預(yù)熱器 10 —端焊接連接，預(yù)熱器10的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋19的與中心管 2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器3的一端穿 過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中心管2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接， 過(guò)熱器3的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之 間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，混合氫氣管13的一端穿過(guò)與催化反應(yīng)腔端蓋19的 與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，另一端穿過(guò)密封螺 栓12的孔，并穿出外筒端蓋16，催化反應(yīng)腔端蓋19上的支撐管18的管壁有 孔，密封螺栓12的外螺紋與外筒端蓋16的孔內(nèi)螺紋嚙合，催化反應(yīng)腔管6的 外壁和外筒1的內(nèi)壁焊有凸塊9，在催化反應(yīng)腔底上的與催化反應(yīng)腔管6和 中間管7之間對(duì)應(yīng)的環(huán)狀部位開(kāi)孔后，焊接連接空氣導(dǎo)入管B，空氣導(dǎo)入管 C穿過(guò)密封螺栓12伸出外筒1底，該密封螺栓12的外螺紋與外筒1底的內(nèi)螺 紋嚙合。實(shí)施例5如圖6、 7所示，包括有外筒1的一端有尾氣出氣管5、另一端法蘭11 與外筒端蓋16之間用螺栓17連接，外筒端蓋16有尾氣進(jìn)氣管14，其中心 管2與催化反應(yīng)腔底5的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管6開(kāi)口端端面 有催化反應(yīng)腔端蓋19，催化反應(yīng)腔端蓋19另一端面有支撐管18，催化反應(yīng) 腔底5與催化反應(yīng)腔端蓋19之間，從中心管2管外由內(nèi)向外依次左套焊有 蒸發(fā)器管8和中間管7，進(jìn)料管15穿過(guò)密封螺栓12的孔，與呈螺旋管狀的 預(yù)熱器10 —端焊接連接，預(yù)熱器10的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋19的 與中心管2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器3 的一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中心管2和蒸發(fā)器管8之間的對(duì)應(yīng)部位焊 接連接，過(guò)熱器3的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底5的與中間管7和催化反應(yīng) 腔管6之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，混合氫氣管13的一端穿過(guò)與氫氣發(fā)生器端蓋19的與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，另 一端穿過(guò)密封螺栓12的孔，并穿出外筒端蓋16。催化反應(yīng)腔端蓋19上的支 撐管18的管壁有孔，密封螺栓12的外螺紋與外筒端蓋16的孔內(nèi)螺紋嚙合， 催化反應(yīng)腔管6的外壁和外筒1的內(nèi)壁焊有凸塊9。在催化反應(yīng)腔端蓋19的左面與中間管7和催化反應(yīng)腔管6之間對(duì)應(yīng)的 環(huán)狀部位焊接環(huán)形槽狀支撐體1901，并在環(huán)形槽狀支撐體1901底上沿環(huán)狀 分布若干管狀分離膜m，環(huán)形槽狀支撐體1901與催化反應(yīng)腔端蓋19之間的 腔體構(gòu)成分離純化的氫氣腔；氫氣管1301與催化反應(yīng)腔端蓋19焊接連接， 并與氫氣腔連通；C02等廢氣管1302焊接穿過(guò)催化反應(yīng)腔端蓋19與環(huán)形槽 狀支撐體1901底焊接連接，并與催化反應(yīng)腔腔連通。
權(quán)利要求
1、一種廢熱機(jī)載隨行制氫裝置，包括有外筒(1)的一端有尾氣出氣管(5)，另一端法蘭(11)與外筒端蓋(16)之間用螺栓(17)連接，外筒端蓋(16)有尾氣進(jìn)氣管(14)，其特征在于中心管(2)與催化反應(yīng)腔底(5)的中心孔之間焊接連接，催化反應(yīng)腔管(6)開(kāi)口端端面有催化反應(yīng)腔端蓋(19)，催化反應(yīng)腔端蓋(19)另一端面有支撐管(18)，催化反應(yīng)腔底(5)與催化反應(yīng)腔端蓋(19)之間，從中心管(2)管外由內(nèi)向外依次左套焊有蒸發(fā)器管(8)和中間管(7)，進(jìn)料管(15)穿過(guò)密封螺栓(12)的孔，與呈螺旋管狀的預(yù)熱器(10)一端焊接連接，預(yù)熱器(10)的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔端蓋(19)的與中心管(2)和蒸發(fā)器管(8)之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，呈螺旋管狀的過(guò)熱器(3)的一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底(5)的與中心管(2)和蒸發(fā)器管(8)之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，過(guò)熱器(3)的另一端穿過(guò)和催化反應(yīng)腔底(5)的與中間管(7)和催化反應(yīng)腔管(6)之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，混合氫氣管(13)的一端穿過(guò)與催化反應(yīng)腔端蓋(19)的與中間管(7)和催化反應(yīng)腔管(6)之間的對(duì)應(yīng)部位焊接連接，另一端穿過(guò)密封螺栓(12)的孔，并穿出外筒端蓋(16)，催化反應(yīng)腔端蓋(19)上的支撐管(18)的管壁有孔，密封螺栓(12)的外螺紋與外筒端蓋(16)的孔內(nèi)螺紋嚙合，催化反應(yīng)腔管(6)的外壁和外筒(1)的內(nèi)壁焊有凸塊(9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱機(jī)載隨行制氫裝置，其特征在于在中心 管(2)管上裝有節(jié)溫器(A)，節(jié)溫器(A)的呈螺旋狀的雙金屬片(20)的 中心連接軸(22)，軸(22)穿過(guò)中心管(2)的管壁孔，在中心管(2)管 內(nèi)的軸(22)上有節(jié)氣門(21)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱機(jī)載隨行制氫裝置，其特征在于在外筒 端蓋(16)上開(kāi)孔安裝有冷啟動(dòng)噴燃器(B)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱機(jī)載隨行制氫裝置，其特征在于在催化 反應(yīng)腔底(5)上的與催化反應(yīng)腔管(6)和中間管(7)之間對(duì)應(yīng)的環(huán)狀部 位開(kāi)孔后，焊接連接空氣導(dǎo)入管(C)，空氣導(dǎo)入管(C)穿過(guò)密封螺栓(12)伸 出外筒(1)底，該密封螺栓(12)的外螺紋與外筒(1)底的內(nèi)螺紋嚙合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱機(jī)載隨行制氫裝置，其特征在于在催化反應(yīng)腔端蓋(19)的左面與中間管(7)和催化反應(yīng)腔管(6)之間對(duì)應(yīng)的環(huán) 狀部位焊接環(huán)形槽狀支撐體(1901),并在環(huán)形槽狀支撐體(1901)底上沿 環(huán)狀分布若千管狀分離膜(m)，環(huán)形槽狀支撐體(1901)與催化反應(yīng)腔端蓋 (19)之間的腔體構(gòu)成分離純化的氫氣腔；氫氣管(1301)與催化反應(yīng)腔端 蓋(19)焊接連接，并與氫氣腔連通；C02等廢氣管(1302)焊接穿過(guò)催化 反應(yīng)腔端蓋(19)與環(huán)形槽狀支撐體(1901)底焊接連接，并與催化反應(yīng)腔 腔連通。
全文摘要
一種能裝載整體催化劑、結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱均勻、制氫速率穩(wěn)定，并可內(nèi)置節(jié)溫器、冷啟動(dòng)噴燃器、空氣導(dǎo)入管和分離提純氫氣的管狀分離膜的廢熱機(jī)載隨行制氫裝置。所采用技術(shù)方案是，中心管(2)、蒸發(fā)器管(8)、中間管(7)、催化反應(yīng)腔管(6)、外筒(1)為同軸結(jié)構(gòu)；過(guò)熱器(3)和預(yù)熱器(10)呈螺旋管狀；管狀分離膜(m)位于焊接在催化反應(yīng)腔端蓋(19)上的環(huán)形槽狀支撐體(1901)上。
文檔編號(hào)C01B3/00GK101259953SQ20081008333
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者李鋼坤 申請(qǐng)人:李鋼坤