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，尤其涉及一种制氢装置。


背景技术：

2.随着传统矿物能源的大量使用，大气污染日益严重，并且矿物资源逐渐枯竭，因此急需一种环保高效的清洁能源，例如太阳能、水能、风能和氢能。其中，氢气能够清洁燃烧注定是一种理想的能源，但在制氢过程中，其生产环境需严格把控，一旦氢气泄漏将造成严重的安全事故。
3.现有制氢工艺中，有利用甲醇与水为原料液进行氢气制备的方法。生产过程中，先将液体原料通入制氢设备中，通过高温加热装置将液体原料气化，最后将蒸汽通入制氢反应炉中制备氢气。在气化过程中，需要时刻关注制氢设备中液体原料的液位高度，液位过高或过低都会影响安全性和生产效率，而制氢设备的加热区域是密封的，直接观察加热区域的液位比较困难，不便于补液；在冬天气候寒冷且停机的时候所述液位计内的液体容易结冰，造成液位计损坏等损失。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型实施例提供一种制氢装置，有效解决在寒冷环境中液位组件内的液体冻结无法排出的问题。
5.本实用新型提供一种制氢装置，所述制氢装置包括蒸汽发生部和蒸汽集箱，所述蒸汽发生部还包括：加热部，所述加热部包括加热腔和水流通道；进液管，连通所述水流通道，位于加热部端部的底面或侧面；所述蒸汽集箱与所述水流通道端部相连通，设有蒸汽排出管；液位组件，其上端连通所述蒸汽集箱、下端连通所述水流通道底端，所述液位组件底部设置有排液支管。
6.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述液位组件在所述蒸汽发生部外侧连通所述蒸汽排出管和所述进液管，所述加热部在所述蒸汽发生部内侧连通所述蒸汽排出管和所述进液管，因此所述液位组件与所述水流通道内的液面高度相同，可测量所述液位组件的液面高度来判断所述水流通道内的液面高度；所述排液支管用于寒冷天气中排出液位组件内的液体防止其结冰。
7.在本实用新型的一个实施例中，所述液位组件包括：液位管，所述液位管内部设有液位腔，所述水流通道内的液位范围为所述液位腔的底部至顶部；液位计，连接所述液位管顶部。
8.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述液位管用于容纳液体，可测量其底部至顶部的水平高度范围内的液面。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述液位计为电容式液位计，包括：液位探针，伸入所述液位腔；检测部，连接所述液位管顶部，连接所述液位探针远离所述液位腔的一端；显示屏，连接所述检测部的顶面或侧面。
10.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述电容式液位计的所述液位探针探测到液位后会产生电容变化，转化信号，通过所述显示屏显示液位的读数。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述液位探针的底端与所述水流通道的底部持平，或者所述液位探针的底端低于所述水流通道的底部。
12.采用该技术方案后所达到的技术效果：只要所述水流通道内有液体，所述液位探针就能够显示出液位的读数。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述液位管包括：液位管入口，位于所述液位管的侧面靠近顶部的一侧，连通所述蒸汽排出管；液位管出口，位于所述液位管的底部，连通所述进液管。
14.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述液位管顶部与所述水流通道顶部连通，因气压相同其液面高度也保持相同。
15.在本实用新型的一个实施例中，所述排液支管，位于所述液位管出口和所述进液管之间，水平设置，并设有手动阀和/或电磁阀。
16.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述排液支管通过手动阀或电磁阀控制通断，液位组件工作时所述排液支管关闭，液位组件不工作时可开启所述排液支管。
17.在本实用新型的一个实施例中，还包括：制氢部，套设于所述蒸汽发生部内并伸出所述蒸汽发生部的顶部，包括：蒸汽通入管，连通所述蒸汽排出管。
18.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述蒸汽通入管向所述制氢部通入蒸汽进行反应生成氢气。
19.在本实用新型的一个实施例中，还包括：压力检测组件，设于所述蒸汽通入管上。
20.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述压力检测组件用于检测所述蒸汽通入管内的蒸汽压力，检测出蒸汽压力过大时，所述安全阀再释放蒸汽。
21.在本实用新型的一个实施例中，还包括：活化还原组件，设于所述蒸汽通入管上。
22.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述活化还原组件用于还原制氢部内的制氢催化剂，使所述制氢催化剂可再次使用，无需更换。
23.在本实用新型的一个实施例中，还包括：安全管，连通所述蒸汽排出管；安全阀，连接所述安全管远离所述蒸汽排出管的一端。
24.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述安全阀在蒸汽压力过大时能够释放蒸汽减轻气压。
25.综上所述，本技术上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)所述液位组件通过所述蒸汽排出管连通所述加热部的顶部，并通过所述进液管连通所述加热部的底部，因此所述液位组件与所述水流通道内的液面高度相同，可测量所述液位组件的液面高度来判断所述水流通道内的液面高度，便于给所述加热部补液；ii)所述排液支管可以在不工作时排出所述液位管内的液体，防止天气寒冷时液体结冰；iii)所述压力检测组件用于检测所述蒸汽通入管内的蒸汽压力，安全阀在蒸汽压力过大时能够释放蒸汽减轻气压；iv)所述活化还原组件能够还原制氢部内失效的制氢催化剂，使所述制氢催化剂可再次使用，无需更换。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的一种制氢装置100的结构示意图。
28.图2为图1中的蒸汽发生部110的结构示意图。
29.图3为图2的俯视图。
30.图4为图3中a
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a方向的剖视图。
31.图5为图4中进液管112的另一种连接结构示意图。
32.图6为图5中b
‑
b方向的剖视图。
33.图7为图1中c
‑
c方向的剖视图。
34.主要元件符号说明：
35.100为制氢装置；110为蒸汽发生部；111为加热部；112为进液管；113为蒸汽集箱；114为加热腔；115为水流通道；116为蒸汽排出管；120为液位组件；121为液位管；1211为液位管入口；1212为液位管出口；122为液位计；123为液位腔；124为液位探针；125为检测部；126为显示屏；127为排液支管；128为冷凝管；129为安全管；1291为安全阀；210为制氢部；211为蒸汽导管；212为制氢加热器；213为制氢反应部；214为蒸汽通入管；220为过热腔；230为尾气腔；240为压力检测组件；250为活化还原组件。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.参见图1，其为本实用新型实施例提供的一种制氢装置100，包括：蒸汽发生部110、液位组件120和制氢部210，液位组件120位于蒸汽发生部110的外侧，制氢部210套设于蒸汽发生部110内并伸出所述蒸汽发生部110的顶部。
38.具体的，参见图2
‑
4，蒸汽发生部110包括：加热部111、进液管112和蒸汽集箱113。加热部111设有加热腔114和水流通道115；进液管112连通水流通道115，位于加热部111的端部的底面或侧面；蒸汽集箱113连通水流通道115端部，并设有蒸汽排出管116。当蒸汽发生部横放时，蒸汽集箱113连通水流通道115的任意一端，当蒸汽发生部竖放时，蒸汽集箱113连通水流通道115的顶部。液位组件120连通蒸汽集箱113和水流通道115，液位组件120底部设置有排液支管127。
39.本实施例中，液位组件120用于判断所述水流通道115内液位的高度。具体的，液位组件120在蒸汽发生部110外侧连通蒸汽排出管116和进液管112，加热部111在蒸汽发生部110内侧连通蒸汽排出管116和进液管112，因此所述液位组件120与所述水流通道115内的液面能够保持在同一水平面上，可测量液位组件120的液面高度来判断水流通道115内的液面高度，便于补液。
40.优选的，参见图6，液位组件120例如包括：液位管121和液位计122。其中，液位管121内部设有液位腔123，用于容纳液体；液位计122连接液位管121的顶部。水流通道115内的液位范围为所述液位腔123的底部至顶部，当液位腔123内的液位接近其底面时，持续对水流通道115进行加液，当液位腔123内的液位接近其顶面时，对水流通道115停止加液。
41.进一步的，液位计122可以是浮球式液位计、电容式液位计等。举例来说，液位计122包括：液位探针124、检测部125和显示屏126。其中，液位探针124一端伸入液位腔123，其最低处可位于液位管121的底部，也可位于液位管121底部以下，伸入与液位管121连接的管路中；检测部125，连接液位管121顶部，即连接液位探针124远离液位腔123的一端，用于处理液位探针124的检测信号；显示屏126，连接所述检测部125的顶面或侧面，用于显示液位读数。另外，液位探针124的底端与水流通道115的底部持平，或者液位探针124的底端低于水流通道115的底部，因此只要水流通道115内存在液体，显示屏126就会有液面高度的读数。
42.再进一步，液位管121例如包括液位管入口1211和液位管出口1212。其中，液位管入口1211位于液位管121的侧面靠近顶部的一侧，连通蒸汽排出管116；液位管出口1212位于液位管121的底部，连通进液管112。
43.结合图1，液位组件120例如还包括：排液支管127，连通液位管出口1212，位于液位管出口1212和进液管112之间，水平设置。并且排液支管127上设有电磁阀和/或手动阀。当天气冷，环境温度降低时，所述电磁阀或手动阀打开，可排出液位管121内残留的液体，当液位组件120未工作时，防止其中的液体结冰损坏液位管121和液位计122。
44.进一步的，液位组件120例如还包括：冷凝管128，连通于液位管入口1211和蒸汽排出管116之间，并且泠凝管成曲折状设置。举例来说，泠凝管设有水平段以及所述水平段两侧的竖直段。所述水平段便于蒸汽在冷凝管128管壁内冷凝，蒸汽转为液态后再流入液位管121。
45.优选的，参见图3，加热腔114可以通过燃烧尾气加热或电加热实现加热功能。举例来说，加热腔114采用燃烧尾气加热，包括多根竖直排布的直管，所述直管内部中空并设有燃烧催化剂，用于通过尾气进行放热反应，所述直管外部环绕有翅片，用于增大换热面积。其中，尾气通过加热部111底部的气腔进入加热腔114，此时进液管112设于加热部111侧面靠近底部的一侧。
46.优选的，参见图4，进液管112还可设于底部气腔的侧面，通过气腔连通水流通道115底面，此时尾气从加热部111侧面靠近底部的一侧通入。
47.参见图1和图7，制氢部210例如包括：蒸汽通入管214，连通所述蒸汽排出管116。蒸汽发生部110通过蒸汽排出管116和蒸汽通入管214向制氢部210通入蒸汽，蒸汽在制氢部210反应生成氢气，并从制氢部210的底部排出。
48.具体的，制氢部210例如还包括制氢加热器212和制氢反应部213。其中，制氢加热器212为多根电加热棒，位于制氢部210的顶部并插入制氢反应部213，为制氢反应提供合适的温度；制氢反应部213内设有制氢催化剂，为所述制氢反应提供反应条件。
49.进一步的，制氢装置100例如还包括过热腔220和尾气腔230。其中，尾气腔230设于加热部111的底部，连通加热腔114的内腔，为加热腔114提供燃烧反应所需的尾气；过热腔220设于加热部111和蒸汽集箱113之间，与加热腔114的内腔连通，并设有连通水流通道115
和蒸汽集箱113的蒸汽导管211。过热腔220内还设有蓄热组件，所述蓄热组件可以是蓄热球或蓄热块，密布于过热腔220中，尾气在燃烧反应后通入过热腔220内，其热量被所述蓄热组件吸收利用，进一步对蒸汽导管211内的蒸汽进行加热。
50.优选的，制氢装置100例如还包括：安全管129和安全阀1291。其中，安全管129连通冷凝管128；安全阀1291连接安全管129远离冷凝管128的一端，用于在蒸汽压力过大时释放蒸汽。另外，安全阀1291通过竖直向上的排放管释放蒸汽。
51.优选的，制氢装置100例如还包括：压力检测组件240，设于蒸汽通入管214上，用于检测蒸汽压力。举例来说，压力检测组件240检测到蒸汽压力过大时，安全阀1291打开，排出蒸汽；压力检测组件240检测到蒸汽压力过小或正常时，安全阀1291处于闭合状态。
52.优选的，制氢装置100例如还包括：活化还原组件250，设于蒸汽通入管214上。其中，活化还原组件250与蒸汽通入管214设有电磁阀或手动阀。当制氢部210内的制氢催化剂失效时，关闭蒸汽排出管116，打开活化还原组件250向制氢反应部213通入活化剂，所述活化剂和所述制氢催化剂反应后，所述制氢催化剂可再次使用，无需更换。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。