一体化高纯度制氢机的制作方法

1.本实用新型属于制氢设备技术领域，具体涉及一种一体化高纯度制氢机。


背景技术：

2.氢气是目前工厂常用的一种气体，在大型企业中，一般都会利用一套氢气制备设备用于自己生产氢气使用，但是这样的设备非常大，且成本较高，一般的小型企业负担不起，因此小型企业一般都是用氢气瓶，但是氢气瓶存放和周转非常不便，且成本也较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种一体化高纯度制氢机，解决了目前企业制氢设备体积大，重量沉，占地面积较大，成本高，利用氢气瓶存放和周转非常不便，且成本也较高的问题。
4.本实用新型涉及一种一体化高纯度制氢机，包括柜体，柜体一侧设有维修安装门，柜体内设有裂解罐、冷却箱、预热箱和psa变压吸附装置，预热箱顶部连接有伸出柜体的进料管，进料管连接计量泵，可以输送水氢溶液即甲醇与去离子水按照1：3的溶液，预热箱顶部还连接有蒸汽出管，裂解罐内设有多个支撑板，支撑板上均匀设有孔，支撑板上设有催化剂层，裂解罐的底部设有连通蒸汽出管的支撑管，支撑管上通过轴承转动安装有连接支撑管的空心盘，轴承外侧设有轴承压盖，空心盘的外侧均匀设有弧形的导流管，导流管的外端设有限流管，导流管的底部均匀设有出气孔，蒸汽出管上设有气泵，气泵为微小型气泵，预热箱内设有换热盘管一，裂解罐的外侧设有加热夹套，加热夹套上下分别设有加热介质出管和加热介质进管，加热介质为水蒸气或导热油，裂解罐的顶部设有出气管，出气管连接冷却箱，冷却箱内沿竖直方向设有多个供气体成蛇形进气的挡板，挡板可以设置成外侧高于内侧倾斜设置，方便液体排下，相邻的挡板之间设有相互连通的换热盘管二，换热盘管二顶部伸出柜体连接有送风机或冷却送气泵，换热盘管二的下端连接换热盘管一，可以把回收的余热在利用到预热箱产生蒸汽，冷却箱的底部设有排液管，排液管可以排下未反应完的蒸汽液化后的液体，排液管下端连接预热箱，冷却箱的下部设有出气口，出气口连接psa变压吸附装置。通过在裂解罐前方设置预热箱，配合设置在冷却箱和预热箱内的换热盘管，可以把回收裂解管生成气体中的热能用于把预热箱内的水氢溶液蒸汽化，节约能源，并且通过空心盘、限流管和导流管可以把蒸汽均匀分布在裂解罐的下部，使得裂解效率更高。
5.psa变压吸附装置连接有设置在柜体内的暂存缓冲罐，暂存缓冲罐设有伸出柜体的输气管，通过暂存管可以暂存氢气，并且可以使得氢气供给更加稳定。
6.psa变压吸附装置与冷却箱之间设有气液分离器，可以回收里面没有液化的蒸汽，防止影响下部的吸附。
7.气泵与预热箱之间设有蒸汽发生器，蒸汽产生更加稳定均匀。
8.限流管为漏斗状。
9.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
10.设备集成率高，整机体积小、重量轻、占地面积小，运行成本低廉，使用普通220v电源即可，可以满足小型企业自己生产氢气使用的需求，应用psa变压吸附装置，把氢气分离出来，得到纯度大于等于99.9995％的氢气，气体更加纯正。
附图说明
11.图1为本实用新型结构示意图；
12.图2为本实用新型的冷却箱的结构示意图；
13.图3为本实用新型的空心盘的仰视结构示意图；
14.图4为图1中a处的放大结构示意图；
15.图中：1、裂解罐，2、柜体，3、气液分离器，4、psa变压吸附装置，5、冷却箱，6、换热盘管二，7、挡板、8、暂存缓冲罐，9、输气管，10、进料管，11、预热箱，12、换热盘管一，13、空心盘，14、气泵，15、加热介质进管，16、支撑板，17、加热夹套，18、加热介质出管，19、蒸汽发生器，20、出气管，21、出气口，22、排液管，23、限流管，24、导流管，25、支撑管，26、出气孔。
具体实施方式
16.下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
17.如图1至图4所示，本实用新型为一体化高纯度制氢机，包括柜体2，柜体2内设有裂解罐1、冷却箱5、预热箱11和psa变压吸附装置4，预热箱11顶部连接有伸出柜体2的进料管10，预热箱11顶部还连接有蒸汽出管，裂解罐1内设有多个支撑板16，支撑板16上设有催化剂层，裂解罐1的底部设有连通蒸汽出管的支撑管25，支撑管25上转动安装有连接支撑管25的空心盘13，空心盘13的外侧均匀设有弧形的导流管24，导流管24的外端设有限流管23，导流管24的底部均匀设有出气孔26，蒸汽出管上设有气泵14，预热箱11内设有换热盘管一12，裂解罐1的外侧设有加热夹套17，加热夹套17上下分别设有加热介质出管18和加热介质进管15，裂解罐1的顶部设有出气管20，出气管20连接冷却箱5，冷却箱5内沿竖直方向设有多个供气体成蛇形进气的挡板7，相邻的挡板7之间设有相互连通的换热盘管二6，换热盘管二6的下端连接换热盘管一12，冷却箱5的底部设有排液管22，排液管22上设有阀门，排液管22下端连接预热箱11，冷却箱5的下部设有出气口21，出气口21连接psa变压吸附装置4。
18.psa变压吸附装置4连接有设置在柜体2内的暂存缓冲罐8，暂存缓冲罐8设有伸出柜体2的输气管9。
19.psa变压吸附装置4与冷却箱5之间设有气液分离器3。
20.气泵14与预热箱11之间设有蒸汽发生器19。针对需方对产品氢气纯度要求高，为在保证产品气纯度的同时，不降低氢气收率，在保证产品氢气纯度的同时，保证了氢气收率、吸附剂的有效利用率，使单台吸附塔容积减小，吸附剂总容积减少，降低投资成本，减小运行成本。
21.变压吸附过程为：吸附—逐级降压—逆放—解吸—逐级升压—吸附，如此反复循环；各步骤的过程和作用：氢气和二氧化碳的混合气通入吸附塔其中的一个吸附塔，除氢气外的其余杂质被吸附，弱吸附组分氢气则通过床层作为产品输出。其余塔分别进行其它步骤(均压、逆放、冲洗、终充等)的操作，吸附塔交替切换操作。原料气连续输入，产品气连续稳定输出。
22.限流管23为漏斗状。
23.使用时，水氢溶液即甲醇与去离子水按照1：3配置的溶液，经计量泵输送到进入进液管10，然后进入预热箱11进行预热，产生蒸汽经过气泵14送入裂解罐1中，在进入裂解罐1时可以旋转喷出，使得蒸汽进气分布更加均匀，裂解更加彻底，气体上升时在催化剂(成份镍钴类催化剂)的作用下发生催化反应，生成产物为二氧化碳和氢气的混合气；混合气进入冷却箱5进行冷却至室温，同时，混合气中夹带的未反应的水氢溶液蒸气经冷却后变成液体，然后回流到预热箱11内，并且冷却中交换的热量可以送入预热箱11中对水氢溶液进行加热，气体然后进入气液分离器3后送往psa变压吸附装置4进行氢气提纯，提纯后的气体进入暂存缓冲罐8中暂存，并且送输送管9输送至用户使用。
24.综上所述，本实用新型设备集成率高，整机体积小、重量轻、占地面积小，运行成本低廉，使用普通220v电源即可，可以满足小型企业自己生产氢气使用的需求，应用psa变压吸附装置，把氢气分离出来，得到纯度大于等于99.9995％的氢气，气体更加纯正。
25.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
26.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。