一种制氢装置的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及一种制氢装置。


背景技术：

2.随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。在各种新能源的研究中，氢气以完全清洁的燃烧方式以及可以再生的优势成为研究者的首选。
3.但是，在实际施工过程中，存在这样一个问题：
4.尽管通过具有高温度的废气对蒸气材料进行加热制取蒸气，再通过对所述蒸气进行处理得到氢气，而在制取蒸气的过程中，由于具备高温度的废气的热量是波动变化的，难以将其控制在一个稳定的高温，从而会对制取蒸气的效率造成影响，尽管在现有技术中出现了用电加热器辅助性加热或者直接充当加热条件，对蒸气材料进行加热，但是在现有技术中，特别是在化工领域中，电加热器往往横向设于制氢设备的一侧，一方面来说该结构设计不便于对其进行检修，另一方面来看，增加了整体设备的占地面积。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的问题是通过在所述蒸气反应部的一侧设置至少一个与其平行设计的电加热腔，从而实现提高占地面积的利用率和便于检修的技术效果。
6.为解决上述问题，本实用新型提供一种制氢装置，包括蒸气反应部，其设有密封的蒸气反应空间，所述蒸气反应部靠近端部设有储液腔体，其设有蒸气材料入口，而在所述蒸气反应部靠近另一端设有蒸气出口；至少一个电加热腔，其设于所述蒸气反应部的一侧，连通所述蒸气反应空间；第一电加热器，其盖设于每一个所述电加热腔的开口处内；所述电加热腔内的蒸气材料与所述储液腔体内的蒸气材料相互连通。
7.本实施例中，所述蒸气反应部的一侧设有至少一个电加热腔，每一个所述电加热腔可以是沿着所述蒸气反应部的长度方向设置，实现了减少占地面积的技术效果，并且所述电加热腔为在竖直方向上的竖直设置，同时也便于对所述第一电加热器进行拆卸检修。
8.进一步的，所述电加热腔包括：第一壳体，其设置在连通所述蒸气反应部的一侧，所述第一壳体内形成第一容纳腔；第二壳体，其设于所述第一壳体远离所述蒸气反应部的一侧，所述第二壳体内形成第二容纳腔；所述第一容纳腔、所述第二容纳腔以及所述储液腔体相连通。
9.本实施例中，所述第二壳体的开口可以是在竖直方向上朝上或者朝下设置，即所述第二壳体设于所述第一壳体在竖直方向上的上方时，所述第二壳体的开口朝向上设置，该结构设置能够使得所述第一电加热器设于所述第二壳体的开口处时，设于所述第一容纳腔和所述第二容纳腔内的蒸气材料不易泄漏；当所述第二壳体设于所述第一壳体在竖直方向上的下方时，所述第二壳体的开口朝向下设置，在对所述第一电加热器与所述第二壳体
之间的连接处有较高的密封要求，从另一方面来说，所述第一电加热器能够与所述第二容纳腔内的蒸气材料充分接触，进而实现对所述蒸气材料的充分加热。
10.进一步的，所述第一容纳腔的轴线与所述储液腔体的轴线相垂直，所述第二容纳腔的轴线与所述第一容纳腔的轴线相垂直。
11.本实施例中，所述第一壳体与所述储液腔体之间相互垂直，所述第二壳体与所述第一壳体相互垂直，提供了整体制氢装置对立体空间的充分利用，提高了对占地面积的利用率。
12.进一步的，所述第一电加热器设有至少一个第一电加热条，所述至少一个第一电加热条伸入所述第二壳体的所述第二容纳腔。
13.本实施例中，所述多个第一电加热条伸入所述第二容纳腔内，能够对设于其内的蒸气材料进行充分加热，此外，每一所述第一电加热条的形状可以为长条状也可以是多圈盘形结构，能够进一步增大与所述蒸气材料之间的接触表面积，从而提高了对蒸气材料的加热效果。
14.进一步的，所述电加热腔设于所述蒸气反应部的端部；其中，所述电加热腔的壳体为竖直设置。
15.本实施例中，所述第一电加热器能够与设于所述蒸气反应空间内的蒸气材料充分接触，继而对其进行充分加热，提高了将所述蒸气材料生成蒸气的效率，同时由于所述电加热腔设于所述蒸气反应部的底部，进一步是提高对立体式空间的利用率，达到提高对占地面积的利用率。
16.进一步的，包括法兰；所述蒸气反应部还包括：内筒，其与所述法兰配合连接；外筒，其位于所述内筒的外部，所述外筒与所述法兰配合连接；第一加热组件，其设于由所述内筒和所述外筒围成的蒸气反应空间内；蒸气输出通道，其连通所述蒸气反应空间。
17.本实施例中，所述内筒的一端与所述法兰配合连接，所述外筒与所述内筒相同侧的一端与所述法兰配合连接，通过所述二者与所述法兰的配合连接，进一步提高了其配合连接形成的腔体的密封性，同时也增强了由所述内筒和所述外筒配合形成的容纳腔的承压能力，以提供稳定的所述蒸气反应空间，一定程度上避免了因密封效果不佳，而影响所述蒸气装置的制取蒸气的效果。
18.进一步的，所述第一加热组件为热废气和/或催化燃烧方式和/或第二电加热器。
19.本实施例中，组合成所述第一加热组件的多种组合方式一方面在一定程度上提高了其通用性，另一方面也提高了加热效率。
20.进一步的，所述加热组件为所述热废气、所述第二电加热器和所述催化燃烧方式；所述蒸气反应部还包括：第一隔板，其设于所述蒸气反应空间内，将所述蒸气反应空间分割成第一加热反应室和蒸气收集室，所述蒸气输出通道连通所述蒸气收集室；第二隔板，其设于所述第一加热反应室内，将所述第一加热反应室分割成第二加热反应室和第三加热反应室；蒸气输送管道，其设于所述第二加热反应室内；其中，所述第一加热反应室位于所述蒸气收集室远离所述法兰的一侧，所述第三加热反应室与所述蒸气收集室夹设所述第二加热反应室。
21.本实施例中，可在所述第三加热反应室内通入所述蒸气材料，在所述第三加热反应室内对所述蒸气材料进行加热处理，在所述第二加热反应室内对得到的蒸气进行过热处
理，得到过热蒸气，再将所述过热蒸气通入所述蒸气收集室内。根据在高温环境下，蒸气从低处向高处运动的规律，由此对所述蒸气装置的所述划分，便于提高制取蒸气的效率。
22.进一步的，制氢反应部，其套设于所述内筒内，所述制氢反应部包括制氢反应空间；制氢催化剂，其内设于所述制氢反应空间；第二加热组件，其连通所述制氢反应空间；氢气出口，其连通所述制氢反应空间；其中，所述蒸气输出通道连通至所述制氢反应空间。
23.本实施例中，所述制氢反应部与所述法兰配合连接，所述制氢反应部与所述蒸气装置的组合结构一定程度上提高了整体制氢装置对所在场地的空间利用率，同时也缩短了制取得到的蒸气通入所述制氢反应空间内的距离，提高了制氢效率。
24.进一步的，所述第二加热组件为第三电加热器；包括挡板，其设有至少一个第一连接孔和多个第二连接孔；其中，所述第三电加热器设有至少一个第三电加热件，每一个所述第三电加热件与每一个所述第一连接孔配合连接。
25.本实施例中，由于制取得到的过热蒸气经由所述蒸气输出通道进入所述制氢反应空间，可通过所述挡板上的多个第二连接孔，使其均匀分布于所述制氢反应空间内，进一步使所述多个电加热件与所述过热蒸气充分接触，提高了制氢的效果。
26.采用本实用新型的技术方案后，能够达到如下技术效果：
27.(1)所述蒸气反应部的一侧设有至少一个电加热腔，每一个所述电加热腔可以是沿着所述蒸气反应部的长度方向设置，实现了减少占地面积的技术效果，并且所述电加热腔为在竖直方向上的竖直设置，同时也便于对所述第一电加热器进行拆卸检修；
28.(2)可在所述第三加热反应室内通入所述蒸气材料，在所述第三加热反应室内对所述蒸气材料进行加热处理，在所述第二加热反应室内对得到的蒸气进行过热处理，得到过热蒸气，再将所述过热蒸气通入所述蒸气收集室内。根据在高温环境下，蒸气从低处向高处运动的规律，由此对所述蒸气装置的所述划分，便于提高制取蒸气的效率。
附图说明
29.图1为现有技术中的制氢设备100的结构示意图。
30.图2为本实用新型实施例一提供的一种制氢装置200的结构示意图。
31.图3为图2中电加热腔201的另一种结构示意图。
32.图4为本实用新型实施例一提供的再一种制氢装置200的结构示意图。
33.图5为图4中蒸气反应部210的俯视图。
34.图6为图5中a
‑
a方向的剖视图。
35.图7为图4所示制氢反应部250的结构示意图。
36.图8为图7中b
‑
b方向的剖视图。
37.附图标记说明：
38.100
‑
制氢设备；20
‑
蒸气室；21
‑
蒸气空间；30
‑
电加热器；
39.200
‑
制氢装置；201
‑
电加热腔；2011
‑
第一壳体；2012
‑
第二壳体；20
‑ꢀ
第一电加热器；203
‑
法兰；2031
‑
第一颈部；2032
‑
第二颈部；210
‑
蒸气反应部；211
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内筒；212
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外筒；213
‑
第一隔板；214
‑
第二隔板；215
‑
蒸气输送管道；2161
‑
第二加热反应室；2162
‑
第三加热反应室；2163
‑
第三加热反应空间；2163a
‑
第三加热反应空间一；2163b
‑
第三加热反应空间二；2164
‑ꢀ
第二加热反应空间；2165
‑
尾气进口；2166
‑
第三隔板；2167
‑
废气出口；2168
‑ꢀ
燃烧催
化剂填充口；217
‑
蒸气收集室；2171
‑
蒸气收集空间；220
‑
第一加热组件；230
‑
蒸气输出通道；240
‑
储液腔体；241
‑
蒸气材料入口；242
‑
出液口；243
‑
储存空间；250
‑
制氢反应部；251
‑
制氢反应空间；2511
‑
第一制氢反应空间；2512
‑
第二制氢反应空间；252
‑
氢气出口；253
‑
第二加热组件； 254
‑
挡板。
具体实施方式
40.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
41.实施例一：
42.参见图1，其为现有技术中的制氢设备100的结构示意图。多个电加热器30横向插设于蒸气室20的一侧，一方面来说，电加热器30与蒸气室20 之间的该结构设计，增大了整体设备的占地面积；另一方面来说也不便于对电加热器30进行拆卸检修，因为电加热器30是连通蒸气室20内设的蒸气空间21，而便于对蒸气空间21内的蒸气进行更好的加热处理，一般来说会将电加热器30设于蒸气室20靠近蒸气空间21底部的位置，但由此一来，在拆卸电加热器30的过程中，蒸气空间21内的蒸气材料便会从电加热器 30与蒸气室20的连接口泄漏。
43.参见图2
‑
图4，图2其为本实用新型实施例一提供的一种制氢装置200 的结构示意图。制氢装置200例如包括至少一个电加热腔201、第一电加热器202和蒸气反应部210。
44.电加热腔201可以周向等间隔地分布于蒸气反应部210的外部，每一个电加热腔201之间经由所述蒸气反应空间相互连通；当然，电加热腔201 也可以是连成一体的环状腔体，所述环状腔体设于蒸气反应部210的外部。举例来说，由于场地限制的缘故，在一些角落或者狭窄空间内时，多个电加热腔201可局部设置于蒸气反应部210的外部。
45.蒸气反应部210设有蒸气反应空间，至少一个电加热腔201设于蒸气反应部210的一侧，并且电加热腔201连通所述蒸气反应空间。第一电加热器202盖设于电加热腔201的开口处，并且第一电加热器202的多个第一电加热条连通所述蒸气反应空间。
46.其中，电加热腔201例如包括第一壳体2011和第二壳体2012。第一壳体2011垂直设于蒸气反应部210的一侧，第一壳体2011设有贯穿的第一容纳腔，其一端连通所述蒸气反应空间；第二壳体2012垂直设于第一壳体2011上，第二壳体2012同样设有贯穿的第二容纳腔，所述第二容纳腔连通所述第一容纳腔，第一电加热器202盖设于第二壳体2012远离第一壳体 2011的一端，并且第一电加热器202的多个第一电加热条伸入所述第二容纳腔。
47.其中，第二壳体2012与蒸气反应部210平行设置，并且两者的长度都是沿竖直方向延伸，一定程度上两者的结构设计，充分利用了立体式空间，从而减少对水平面上的占地面积，提高了占地利用效率。
48.进一步的，第二壳体2012可设于第一壳体2011在竖直方向上的上方，同时，第一电加热器202也位于第一壳体2011在竖直方向上的上方。
49.具体来说，第二壳体2012的开口可以是在竖直方向上朝上或者朝下设置，即第二2012设于所述第一壳体在竖直方向上的上方时，第二壳体2012 的开口朝向上设置，该结构设置能够使得所述第一电加热器设于所述第二壳体的开口处时，设于所述第一容纳腔和所述第二容纳腔内的蒸气材料不易泄漏；当第二壳体2012设于第一壳体2011在竖直方向上的
下方时，所述第二壳体的开口朝向下设置，在对第一电加热器202与第二壳体2012之间的连接处有较高的密封要求，从另一方面来说，第一电加热器202能够与所述第二容纳腔内的蒸气材料充分接触，进而实现对所述蒸气材料的充分加热
50.优选的，电加热腔201还可以设于蒸气反应部210的底部。进一步提高了对立体空间的利用率。举例来说，在蒸气反应部210的外表面上周向设有支撑架，使得蒸气反应部210与地面之间形成间隔空间，而电加热腔 201为竖直结构的腔体，其设于蒸气反应部210的底部，并且连通所述蒸气反应空间。此外，该结构设计的特点在于，使得第一电加热器202的多个第一电加热条与设于所述蒸气反应空间内的蒸气材料充分接触，可对所述蒸气材料进行充分加热，进一步提高将所述蒸气材料生成蒸气的效率。
51.参见图4
‑
图6，制氢装置200例如包括还包括法兰203、第一加热组件 220、蒸气输出通道230和储液腔体240。其中，蒸气反应部210的一端与法兰201配合连接，其相对的另一端与储液腔体240配合连接。其中，法兰201例如包括第一颈部2031和第二颈部2032。
52.蒸气反应部210与法兰203密封连接，蒸气发生部210例如包括内筒 211和外筒212。内筒211的一端与第二颈部2032配合连接，外筒212设于内筒211的外部，外筒212的一端与第一颈部2031配合连接。其中，外筒212与内筒211之间围成蒸气反应空间。
53.第一加热组件220设于所述蒸气反应空间内。第一加热组件220为热废气和/或第二电加热器和/或尾气反应组合。优选的，第一加热组件为所述热废气和所述第二电加热器和所述尾气反应组合。
54.在一个具体实施例中，第一加热组件220为所述热废气和所述第二电加热器和所述尾气反应组合。蒸气反应部210例如包括第一隔板213、第二隔板214和蒸气输送管道215。第一隔板213设于所述蒸气反应空间内，将所述蒸气反应空间分割成第一加热反应室和蒸气收集室217；第二隔板214 设于第一加热反应室内，将所述第一加热反应室分割成第二加热反应室 2161和第三加热反应室2162；蒸气输送管道215设于第一加热反应室2161 内。其中，第一加热反应室216位于蒸气收集室217远离法兰201的一侧，第三加热反应室2162与蒸气收集室217夹设第二加热反应室2161。
55.具体来说，第三加热反应室2162设有第三加热反应空间2163和燃烧催化剂填充口2168，燃烧催化剂填充口2168连通第三加热反应空间2163；第二加热反应室2161设有第二加热反应空间2164和废气出口2167，废气出口2167连通第二加热反应空间2164；蒸气输送管道215为在所述蒸气反应空间内均匀分布的多个第一蒸气输送管路，每一根所述第一蒸气输送管路分别都依次经由第一隔板213和第二隔板214连通蒸气收集空间2171和第三加热反应空间2163；蒸气收集室217设有蒸气收集空间2171。其中，每一根所述第一蒸气输送管路都连接至储液腔体240。
56.优选的，第三加热反应室2162还设有尾气进口2165和第三隔板2166。第三隔板2166将第三加热反应空间2163分割成第三加热反应空间一2163a 和第三加热反应空间二2163b，第三加热反应空间一2163a位于第三加热反应空间二2163b靠近第二加热反应室2161的一侧，尾气进口2165连通第三加热反应空间二2163b。
57.蒸气输出通道230设于蒸气发生部210的一侧，并且连通所述蒸气反应空间。具体来说，蒸气输出通道230连通蒸气收集空间2171。
58.储液腔体240例如包括蒸气材料入口241、出液口242和储存空间243。储存空间243
连通所述蒸气反应空间，蒸气材料入口241连通储存空间243 和每一根第一蒸气输送管路2151，出液口242连通储存空间243。
59.优选的，在第二加热反应空间2164内设有蓄热组件，所述蓄热组件设于每一根所述第一蒸气输送管路的外部。所述蓄热组件例如为蓄热翅片或者蓄热球等。
60.为便于更好理解制氢装置200的制取蒸气过程，下面将做详细描述：首先，在整个制取蒸气的过程中，蒸气材料先后经过储存空间、每一根第一蒸气输送管路2151内的蒸气输送管路空间、蒸气收集空间2171和蒸气输出通道230。尾气先经由尾气进口2165进入第三加热反应空间2163b内，再通过第三隔板2166的多个均匀分布的连接孔，进入第三加热反应空间一 2163a内，与燃烧催化剂充分生成热废气，生成的所述热废气进入第二加热反应空间2164内，最后从废气出口2167排出。此外，所述蒸气材料在储存空间243内经过第一道加热工序，进入每一根所述第一蒸气输送管路内，相对应的，所述尾气反应组合在第三加热反应空间二2163b内发生反应放出大量的热量，进一步对设于每一根所述蒸气输送管路内的蒸气二次加热，得到过热蒸气；使得生成的所述过热蒸气在高温环境中向上移动，最后所述过热蒸气进入蒸气收集空间2171，从蒸气输出通道230排出。
61.参见图7
‑
图8，制氢装置200例如还包括制氢反应部250、制氢催化剂和第二加热组件253。
62.制氢反应部250与内筒211配合设置，套设于内筒211内。制氢反应部250例如包括制氢反应空间251、氢气出口252。其中，蒸气输出通道230 连通所述蒸气反应空间与制氢反应空间251，氢气出口252连通制氢反应空间252，所述制氢催化剂设于制氢反应空间251内。具体来说，蒸气输出通道230连通蒸气收集空间2171与制氢反应空间251。
63.优选的，制氢反应部250例如还包括挡板254。挡板254设有至少一个第一连接孔和多个第二连接孔，挡板254将制氢反应空间251分割成第一制氢反应空间2511和第二制氢反应空间2512。其中，蒸气输出通道230连通第一制氢反应空间2511，氢气出口连通第二制氢反应空间2512；每一个所述第一连接孔均匀分布，多个所述第二连接孔也均匀分布。
64.优选的，第二加热组件253为第三电加热器，所述第三电加热器设有至少一个第三电加热件，每一个所述第三电加热件与每一个所述第一连接孔配合连接。
65.实施例二：
66.本实施例与上述实施例一的区别在于，本实施例中的制氢装置100为侧卧式设置。举例来说，制氢装置100侧卧式放置，能够将多个制氢装置 100通过支撑架以实现堆叠放置，充分利用了立体空间。
67.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。