[实用新型]一种甲醇水蒸汽重整制氢的尾气为原料的催化燃烧加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域，特别是一种甲醇水蒸汽重整制氢的尾气为原料的催化燃烧加热器，该加热器以甲醇水蒸汽重整制氢装置产生的尾气为原料，通过催化燃烧反应产生热量，从而对导热载体进行加热。 

背景技术

甲醇水蒸汽重整制氢是指在一定温度及压力条件下，以甲醇和脱盐水为原料，通过甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的作用，进行转化反应，制取氢气。制备的氢气可以用作其他反应的原料气，例如合成氨原料气。 

目前，现有广泛使用的甲醇水蒸汽重整制氢工艺是将原料甲醇和脱盐水先按一定比例配制，在加压条件下，分别经预热、气化、过热步骤，过热后的原料混合气进行催化转化反应，得到转化气。转化气中，氢气占转化气的体积百分比为75%，剩余组分为CO、CO₂、H₂O等。转化气再通过变压吸附，得到符合纯度要求的产品氢气，同时分离出尾气，尾气被放空。尾气中含有H₂、CO、CO₂等，其中，氢气占尾气的体积百分比约为40%，CO占尾气的体积百分比约为5%，CO₂占尾气的体积百分比约为40%。 

甲醇水蒸汽重整制氢反应为吸热反应，现有的甲醇水蒸汽重整制氢装置需要外加热源。目前广泛采用导热油系统作为甲醇水蒸汽重整制氢装置的热源，其以导热油为热载体，一般导热油经加热到290℃后，进入甲醇水蒸汽重整制氢装置，为反应提供热量，然后导热油的温度下降至约270℃，再返回到导热油炉中，形成一个封闭的导热油循环加热系统。导热油系统大多采用明火加热装置，例如采用燃煤、燃油、燃气加热等，根据国家有关规定，明火装置与氢气装置的安全距离不得小于15m，且现有的导热油系统本身占地面积较大，这就增大了甲醇水蒸汽重整制氢装置的占地面积；同时，现有的导热油系统一般采用矿物油WD-320（WD-320为矿物油的型号），这种矿物油容易结碳，通常使用2-3年后，必须清洗整个导热油系统的所有管线和设备，无形中也增加了使用成本；且尾气被放空，尾气中的可燃组分没有得到有效利用，造成了资源的严重浪费。 

催化燃烧是指借助催化剂，在较低温度下，实现对有机物的完全氧化，因而具有能耗少、操作简单、安全、净化效率高的优点，其在有机废气净化领域，尤其是回收价值较低的有机废气净化领域，具有广泛的应用。与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低、燃烧更加完全。如果将甲醇水蒸汽重整制氢反应的尾气作为原料，进行催化燃烧，将会大大提高热能利用率，有效降低能耗，然而由于H₂自身的特殊性质，如何使甲醇水蒸汽重整制氢反应的尾气与空气混合后，其中的H₂浓度降到爆炸极限以下，成为尾气催化燃烧技术发展的“瓶颈”。 

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有的甲醇水蒸汽重整制氢装置以导热油系统作为热源，其大多采用明火加热装置，占地面积较大，且甲醇水蒸汽重整制氢装置的尾气被放空，造成资源的严重浪费的问题，提供一种甲醇水蒸汽重整制氢的尾气为原料的催化燃烧加热器。本实用新型以甲醇水蒸汽重整制氢装置产生的尾气作为热源，以道生油作为热载体，有效减小设备的体积，且不产生明火，因而能够大幅减少甲醇水蒸汽重整制氢装置的占地面积，同时，本实用新型以甲醇水蒸汽重整制氢装置的尾气作为热源，避免了资源的浪费，同时有效降低了生产成本，对于提高企业生产效益具有重要意义。本实用新型构思巧妙，结构特殊，利用特定的内部结构，能够有效降低混合气中H₂的浓度，使H₂的浓度降低到爆炸极限以下，有效保证了设备及工人的安全，减小了安全隐患。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种甲醇水蒸汽重整制氢的尾气为原料的催化燃烧加热器，包括反应器管体、设置在反应器管体内的直管、第一封头、第二封头、第一管板、第二管板、空气进气管、尾气进气管，所述第一封头、第二封头分别设置在反应器管体的两端，所述直管两端分别通过第一管板、第二管板与反应器管体相连，所述第二封头上设置有预热管，所述空气进气管、尾气进气管分别插入直管内，所述直管与第一封头连通，所述反应器管体与直管之间设置有若干个催化反应换热管，所述第一封头、第二封头通过催化反应换热管连通，所述反应器管体上还分别设置有道生油进口、道生油出口。

所述尾气进气管的插入端位于比空气进气管的插入端更靠近第一封头的位置。 

还包括甲醇进气管，所述甲醇进气管插入直管内。 

所述甲醇进气管的插入端设置有喷嘴。