一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114522622A(43)申请公布日2022.05.24(21)申请号202210230134.7(22)申请日2022.03.10(71)申请人青海大学地址810000青海省西宁市城北区宁大路251号(72)发明人衡中皓曾志刚郭冰金培鹏李新明刘永吉黄丽娟李冰(74)专利代理机构石家庄优博创信知识产权代理事务所(普通合伙)13150专利代理师郑海松(51)Int.Cl.B01J4/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统(57)摘要本申请涉及一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统，包括蒸汽发生器、蒸汽加热器和控制站；蒸汽发生器包括第一炉体、第一加热线圈、第一减压阀、第一压力变送器、第一安全阀、第一压力表和第一温度变送器；蒸汽发生器与蒸汽加热器之间连接有导气管，导气管上设有用于调节饱和水蒸汽流量与压力参数的电动调节阀；蒸汽加热器包括第二炉体、第二加热线圈、第二减压阀、第三压力变送器、第二安全阀、第二压力表和第二温度变送器；本发明通过制备温度、压力及流量等参数可控的高温过热水蒸气作为制氢反应的氧化剂，高温过热水蒸气参与制氢反应能显著提升制氢过程中的产氢速率与效率，同时水蒸气的温度、压力及流量可控使得制氢过程更加安全。CN114522622ACN114522622A权利要求书1/2页1.一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统，其特征在于，包括用于制取饱和水蒸汽的蒸汽发生器、用于二次加热饱和水蒸汽的蒸汽加热器以及用于控制蒸汽发生器与蒸汽加热器的控制站；蒸汽发生器包括内部设有纯净水的第一炉体，所述第一炉体的外壁上缠绕有第一加热线圈，所述第一炉体的底部安装排污管与进水部分，所述排污管上安装有高压排污阀，所述第一炉体上设有第一减压阀、第一压力变送器、第一安全阀与第一压力表，所述第一减压阀的尾端连接有第一温度变送器；所述蒸汽发生器与蒸汽加热器之间连接有导气管，所述导气管上设有用于调节饱和水蒸汽流量与压力参数的电动调节阀；蒸汽加热器包括与导气管尾端连通的第二炉体，所述第二炉体的外壁上缠绕有第二加热线圈，所述第二炉体的进气端与导气管尾端连接，所述第二炉体上设有第二减压阀、第三压力变送器、第二安全阀与第二压力表，所述第二减压阀的尾端连接有第二温度变送器，所述第二炉体上设有出气管；所述第一压力变送器、第一压力表、第一温度变送器、电动调节阀、第三压力变送器、第二压力表以及第二温度变送器均与控制站电连接。2.根据权利要求1所述的一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统，其特征在于，所述导气管分为第一导气管与第二导气管，所述电动调节阀设在第一导气管上，所述第一导气管的进气端与蒸汽发生器的出气端连接，所述第一导气管的后端设于第二压力变送器，所述第一导气管的出气端上设有第一取压法兰，所述第二导气管的出气端与蒸汽加热器的进气端连接，所述第二导气管上设有第三温度变送器，所述第二导气管的进气端上设有第二取压法兰，所述第二取压法兰与第一取压法兰通过螺栓固定连接，所述第一取压法兰与第二取压法兰之间设有孔板，所述孔板上设有出气孔，所述出气孔的直径从第一取压法兰向第二取压法兰逐渐地变大；所述第一取压法兰上连接有第一导压管，所述第一导压管上设有第一截止阀，所述第一导压管的尾端连接有第一冷凝管，所述第二取压法兰上连接有第二导压管，所述第二导压管上设有第二截止阀，所述第二导压管的尾端连接有第二冷凝管，所述第一冷凝管的出气端连接在三阀组的高压阀上，所述三阀组的低压阀与第二冷凝管的出气端连接，所述三阀组上连接有差压变送器；所述第二压力变送器、第三温度变送器以及差压变送器均与控制站电连接；控制站根据孔板流量公式Q=K*d²*ε*α*√（（△P*P1*T）/（ρ1*P*T1））计算出第一导气管内的流量，并与电动调节阀设定的流量值进行对比，然后对电动调节阀做出流量补偿，与此同时PLC模块对第二压力变送器的压力值与电动调节阀上设定的压力值做对比，然后对电动调节阀做出压力补偿。3.根据权利要求2所述的一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统，其特征在于，所述控制站包括PLC模块与控制屏；所述第一减压阀、第一压力变送器、第一压力表、第一温度变送器、第二减压阀、第三压力变送器、第二压力表、第二温度变送器、第二压力变送器、第三温度变送器以及差压变送器均与PLC模块电连接。4.根据权利要求3所述的一种应用于制氢反应的高温过热水蒸气制备系统，其特征在2CN114522622A权利要求书2/2页于，所述第二导气管上设有第一单向阀，所述第一单向阀仅能使饱和水蒸汽从第二导气管流向第二炉体内，所述第一单向阀与PLC电连接。5.根据权利要求3所述的一种应用于制氢反应