一种制氢装置和制氢系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧炉技术领域，尤其涉及一种制氢装置和制氢系统领域。


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.目前，氢气的制备往往需要用到蒸气发生器，蒸气发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸气的机械设备，其中，利用工业中排放的热废气二次利用进行加热的供能方式环保无污染，且能够提高能源利用率。
4.但是，通过一个所述热废气入口或尾气入口向所述尾气集箱中时，所述尾气往往在所述尾气集箱中分布不均匀，造成换热或是尾气与燃烧催化剂反应不均匀。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型实施例提供一种制氢装置和制氢系统，通过增加多个所述尾气入口，解决了尾气在所述尾气集箱中分布不均匀的问题。
6.一方面，本实用新型实施例提供一种制氢装置，例如包括：一种蒸气发生器，例如包括：尾气集箱，设有多个尾气入口；蒸气发生部，连接所述尾气集箱；蒸气过热部，连接所述蒸气发生部，设有废气出口和第一蒸气出口；其中，在竖直方向上尾气集箱、蒸气发生部、蒸气过热部由下至上依次叠放设置。
7.在本实用新型的一个实施例中，多个所述尾气入口均匀或不均匀设置在所述尾气集箱上。
8.采用该技术方案后所达到的技术效果：多个所述尾气入口均匀设置在所述尾气集箱上时，所述尾气在所述尾气集箱中分布更均匀；多个所述尾气入口不均匀设置在所述尾气集箱上时，使得所述蒸汽发生装置放置灵活，不易受空间限制。
9.在本实用新型的一个实施例中，多个所述尾气入口设置在所述尾气集箱侧面和/或底面。
10.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述蒸汽发生装置放置灵活，不易受空间限制。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述尾气集箱和/或所述蒸气过热部上设有热废气入口。
12.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述高温废气能够对所述蒸气发生部和/或所述蒸气过热部加热，实现对所述高温废气的再利用。
13.在本实用新型的一个实施例中，多个所述热废气入口均匀或不均匀设置在所述尾气集箱和/或所述蒸气过热部上。
14.采用该技术方案后所达到的技术效果：多个所述热废气入口均匀设置在所述尾气集箱和/或所述蒸气过热部上时，所述尾气在所述尾气集箱和/或所述蒸气过热部中分布更均匀；多个所述热废气入口不均匀设置在所述尾气集箱和/或所述蒸气过热部上时，使得所述蒸汽发生装置放置灵活，不易受空间限制。
15.在本实用新型的一个实施例中，多个所述热废气入口设置在所述蒸气过热部侧面和/或顶部，多个所述热废气入口设置在所述尾气集箱的侧面和/或底面。
16.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述蒸汽发生装置放置灵活，不易受空间限制。
17.在本实用新型的一个实施例中，所述蒸气发生部，包括：至少一个尾气燃烧管道，连通所述尾气集箱，内设燃烧催化剂；蒸气发生空间，包裹所述尾气燃烧管道；蒸气发生介质入口，连通所述蒸气发生空间。
18.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述尾气进入所述尾气燃烧管道与所述燃烧催化剂反应，对所述蒸气发生空间中的蒸气发生介质进行加热，实现对所述尾气的再利用。
19.在本实用新型的一个实施例中，所述蒸气过热部，还包括：蒸气过热管道，一端连通所述蒸气发生空间，另一端连通所述第一蒸气出口；热废气加热空间，包裹所述蒸气过热管道；其中，所述废气出口和所述尾气燃烧管道连通所述热废气加热空间。
20.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述尾气与所述燃烧催化剂反应放热后生成所述热废气，所述热废气进入所述热废气加热空间，对所述蒸气过热管道进行加热，实现了对所述热废气的再利用。
21.在本实用新型的一个实施例中，所述蒸气发生器还包括：电加热部，设置在所述蒸气过热部的端部，包括：电加热空间，所述第一蒸气出口连通所述电加热空间；至少一个电加热棒，设于所述电加热空间；第二蒸气出口，设于所述电加热部的外壳，连通所述电加热空间。
22.采用该技术方案后所达到的技术效果：当所述蒸气温度未达到制氢所需温度时，所述电加热部能够对所述蒸气进行加热，直至所述蒸气温度达到制氢所需温度。
23.另一方面，本实用新型实施例提供一种制氢系统，例如包括：如上述任一实施例所述的制氢装置中的所述蒸气发生器；至少一个氢气反应装置，连接所述输出管；其中，所述蒸气发生器通过所述第一蒸气出口输送蒸气至所述氢气反应装置。
24.综上所述，本技术上述各个实施例可以具有如下优点或有益效果：i)增加多个所述尾气入口，解决了尾气在所述尾气集箱中分布不均匀的问题。ii)所述高温废气能够对所述蒸气发生部和/或所述蒸气过热部加热，实现对所述高温废气的再利用。
附图说明
25.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。
26.图1为本实用新型第一实施例提供的一种制氢装置中的蒸气发生器100的结构示
意图。
27.图2为图1中尾气集箱10和尾气入口20的连接关系示意图。
28.图3为图1中尾气集箱10和尾气入口20的关系示意图。
29.图4为图1中尾气集箱10和尾气入口20的连接关系示意图。
30.图5为图1中尾气集箱10、蒸气过热部40和热废气入口50的连接关系示意图。
31.图6为图1中蒸气过热部40、废气出口41和热废气入口50的结构示意图。
32.图7为图1中蒸气发生部30的内部结构示意图。
33.图8为图1中蒸气过热部40的内部结构示意图。
34.图9为图8中蒸气过热部40的爆炸图。
35.图10为图1中的蒸气过热部40与电加热部60的连接关系示意图。
36.图11为本实用新型第二实施例提供的一种制氢系统200的结构示意图。
37.主要元件符号说明：
38.100为蒸气发生器；10为尾气集箱；20为尾气入口；30为蒸气发生部；31为电加热器；32为尾气燃烧管道；33为蒸气发生空间；34为蒸气发生介质入口；40为蒸气过热部；41为废气出口；42为第一蒸气出口；43为蒸气过热管道；44为热废气加热空间；50为热废气入口；60为电加热部；61为电加热空间；62为电加热棒；63为第二蒸气出口；
39.200为制氢系统；210为氢气反应装置；220为蒸气输送管道。
具体实施方式
40.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。
41.【第一实施例】
42.参见图1和图2，其为本实用新型第一实施例提供的一种制氢装置，例如包括：一种蒸气发生器100。其中，一种蒸气发生器100例如包括：尾气集箱10、蒸气发生部30和蒸气过热部40。其中，尾气集箱10设有多个尾气入口20；蒸气发生部30连接尾气集箱10；蒸气过热部40连接蒸气发生部30，设有废气出口41和第一蒸气出口42。其中，在竖直方向上尾气集箱10、蒸气发生部30和蒸气过热部40由下至上依次叠放设置。
43.举例来说，尾气通过多个尾气入口20进入尾气集箱10后，与燃烧催化剂(图中未示出)反应对蒸气发生部30进行加热，反应生成的热废气对蒸气过热部40进行加热，热废气热量耗尽后从废气出口41排出。尾气入口20可直接焊接在尾气集箱10上，或者尾气入口20与尾气集箱10一体成型。
44.进一步的，参见图2、图3和图4，多个尾气入口20均匀或不均匀设置在尾气集箱10上。其中，多个尾气入口20均匀设置在尾气集箱10上时，所述尾气在尾气集箱10中分布更均匀；多个尾气入口20不均匀设置在尾气集箱10上时，使得蒸汽发生装置100放置灵活，不易受空间限制。举例来说，当蒸气发生器100的放置位置存在障碍物时，多个尾气入口可避开所述障碍物不均匀设置在尾气集箱10上，使得尾气入口20可以避开障碍物。
45.更进一步的，参见图2、图3和图4，多个尾气入口20设置在尾气集箱10侧面和/或底
面。从而，蒸汽发生装置100放置灵活，不易受空间限制。举例来说，当蒸气发生器100的放置地面存在凸起物时，多个尾气入口20则可以设置在尾气集箱10的侧面；当蒸气发生器100放置在靠墙位置时，多个尾气入口20则可以设置在尾气集箱10的底部，从而减少空间占用。
46.优选的，参见图1、图5和图6，尾气集箱10和/或蒸气过热部40上设有热废气入口50。其中，通过热废气入口50向尾气集箱10和/或蒸气过热部40中通入热废气，所述热废气对蒸气发生部30和/或蒸气过热部40进行加热。举例来说，所述热废气可以是所述尾气反应产生热量未耗尽就排出的热废气，也可以是其他工序产生收集的热废气；对所述热废气进行二次利用，保护环境，提高工业利用率。
47.进一步的，多个热废气入口50均匀或不均匀设置在尾气集箱10和/或蒸气过热部40上。其中，多个热废气入口50均匀设置在尾气集箱10和/或蒸气过热部40上时，所述尾气在尾气集箱10中分布更均匀；多个热废气入口50不均匀设置在尾气集箱10和/或蒸气过热部40上时，使得蒸汽发生装置100放置灵活，不易受空间限制。举例来说，当蒸气发生器100的放置位置存在障碍物时，多个热废气入口50可避开所述障碍物不均匀设置在尾气集箱10和/或蒸气过热部30上。
48.更进一步的，多个热废气入口50设置在蒸气过热部40侧面和/或顶部，多个热废气入口50设置在尾气集箱10的侧面和/或底面。从而，蒸汽发生装置100放置灵活，不易受空间限制。举例来说，蒸气发生器100的放置空间高度不足时，则多个热废气入口50则可以设置在蒸气过热部40侧面。
49.具体的，参见图1和图7，蒸气发生部30例如包括：至少一个尾气燃烧管道32、蒸气发生空间33和蒸气发生介质入口34。其中，尾气燃烧管道32，连通尾气集箱10，尾气燃烧管道32内设所述燃烧催化剂；蒸气发生空间33，包裹尾气燃烧管道32；蒸气发生介质入口34，连通蒸气发生空间33。举例来说，尾气集箱10中的所述尾气通入尾气燃烧管道32与所述燃烧催化剂反应加热所述蒸气发生空间33；蒸气发生介质通过蒸汽发生介质入口34通入蒸汽发生空间33，并进行蒸气发生；所述蒸气发生介质可以是水、甲醇及其混合物。
50.优选的，蒸气发生部30例如还包括：电加热器31和翅片(图中未标示)。其中，电加热器31设于蒸气发生空间33中，对所述蒸气发生介质进行加热；所述翅片可绕设于尾气燃烧管道32外，用于增加尾气燃烧管道32对蒸气发生空间33的加热效率。举例来说，电加热器31可以是u型电加热管、电加热板或电加热圈等；所述翅片可以是由铝合金、铸铁或铜合金等材料制成。
51.进一步的，参见图1、图8和图9，蒸气过热部40例如包括：蒸气过热管道43和热废气加热空间44。其中，蒸气过热管道43一端连通蒸气发生空间33，另一端连通第一蒸气出口42；热废气加热空间44包裹蒸气过热管道43；举例来说，所述尾气与所述燃烧催化剂反应放热后生成所述热废气，所述热废气通过尾气燃烧管道32进入热废气加热空间44后，对蒸气过热管道43进行加热，热量耗尽的废气通过废气出口41排出；所述蒸气从蒸气发生空间33到蒸气过热管道43，过热后由第一蒸气出口42输出。
52.优选的，蒸气过热部40例如还包括：蓄热球(图中未标示)。其中，所述蓄热球在热废气加热空间44中紧靠蒸气过热管道43设置。举例来说，当所述热废气通过尾气燃烧管道32进入热废气加热空间44后，对所述蓄热球进行加热，所述蓄热球能够储存热量并持续对蒸气过热管道43加热，防止由于热废气流速较快而导致的热量吸收不均匀或是不充分，由
于蓄热球能够快速吸收热量，从而提高了热量利用率，节约能源保护环境；所述蓄热球可以是碳化硅蓄热球、刚玉质蓄热球或高铝质蓄热球等。且蓄热球能够将存储的热量，均匀且充分的传递给蒸汽过热管道43，进一步提高热量利用率。
53.优选的，参见图10和图11，蒸气发生器100还包括：电加热部60。其中，电加热部60设置在蒸气过热部40的端部，例如包括：电加热空间61、至少一个电加热棒62和第二蒸气出口63。其中，第一蒸气出口42连通电加热空间61；电加热棒62设于电加热空间61；第二蒸气出口63设于所述电加热部外壳，连通电加热空间61。举例来说，所述蒸气由第一蒸气出口42输出至电加热空间61中，电加热棒62对所述蒸气加热后，所述蒸气经第二蒸气出口63输出；电加热棒62可以是u型电加热管、电加热板或电加热圈等。
54.【第二实施例】
55.参见图11，其为本实用新型第二实施例提供的一种制氢系统200，所述制氢装置200例如包括：至少一个氢气反应装置210和如第一实施例所述的制氢装置中的蒸气发生器100。其中，氢气反应装置210连接第一蒸气出口42；蒸气发生器100通过第一蒸气出口42输送所述蒸气至氢气反应装置210。
56.举例来说，设有蒸气输送管道220，一端连接第一蒸气出口42，另一端连接氢气反应装置210，所述蒸气从第一蒸气出口42输出，通过蒸气输送管道220输送至氢气反应装置210内；当蒸气过热部40上设有电加热部60时，蒸气输送管道220一端连接第二蒸气出口63，另一端连接氢气反应装置210，所述蒸气从第二蒸气出口63输出，通过蒸气输送管道220输送至氢气反应装置210内。
57.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。