[实用新型]一种可回收热能及除去二氧化碳的产物收集装置

说明书

本实用新型公开一种可回收热能及除去二氧化碳的产物收集装置，包括热能回收箱、碱性溶液箱和气体分离室，所述碱性溶液箱位于热能回收箱内部，碱性溶液箱内充满碱性溶液，碱性溶液箱设置有产物气体入口、产物气体出口和补液口，碱性溶液箱的底部设置有废物排出阀门，所述气体分离室与碱性溶液箱的产物气体出口连通，气体分离室内部设有分子筛腔，所述分子筛腔内填充有分子筛，气体分离室上方设置氢气输出管道，所述热能回收箱内充满用于热交换的液体且热能回收箱设置有进液口和出液口。本实用新型目的在于提供一种可回收热能及除去二氧化碳的产物收集装置，解决了甲烷水蒸气重整制氢的产物含有二氧化碳且产物的热能不被回收的问题。

技术领域

本实用新型涉及气体产物收集装置，尤其涉及一种可回收热能及除去二氧化碳的产物收集装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展以及人们环保意识的增强，社会对氢能源的需求越来越大，而天然气富含大量的甲烷气体，将甲烷直接转化为更有价值的氢气已成为一个研究热点，甲烷水蒸气重整制氢工艺日趋成熟。甲烷水蒸气重整制氢的主要反应方程式为：CH₄(g)+H₂O(g)→CO(g)+3H₂(g)，H₂O(g)+CO(g)→CO₂(g)+H₂(g)，因此产物为氢气、二氧化碳和一氧化碳的混合物，当制氢反应完全进行时，一氧化碳的含量较低，二氧化碳的含量较高。氢气在氧气中快速燃烧，大大缩短了燃烧时间，增加了单位时间内的热量释放，缩短了燃烧过程中不必要的热量散失。但是在甲烷水蒸气重整制氢的产物中由于二氧化碳的含量较高，导致产物在氧气中点燃时不能产生预期中的高温、高能、高辐射力的火焰，因此有必要除去产物中的二氧化碳。另外，甲烷水蒸气重整制氢的产物温度较高，如果能回收这部分热量，对甲烷水蒸气重整制氢工艺的节能减排也是有益的。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种可回收热能及除去二氧化碳的产物收集装置，解决了甲烷水蒸气重整制氢的产物含有二氧化碳且产物的热能不被回收的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种可回收热能及除去二氧化碳的产物收集装置，包括热能回收箱、碱性溶液箱和气体分离室；

所述碱性溶液箱位于热能回收箱内部，碱性溶液箱内充满碱性溶液，碱性溶液箱设置有产物气体入口、产物气体出口和补液口，碱性溶液箱的底部设置有废物排出阀门，产物混合气体从产物气体入口通入碱性溶液箱内，产物混合气体中的二氧化碳与碱性溶液发生反应，氢气不与碱性溶液发生反应，从产物气体出口离开碱性溶液箱；

所述气体分离室与碱性溶液箱的产物气体出口连通，气体分离室内部设有分子筛腔，所述分子筛腔内填充有分子筛，气体分离室上方设置氢气输出管道且氢气输出管道与分子筛腔连通，为了确保将产物混合气体中的二氧化碳尽可能除去，从碱性溶液箱内出来的产物混合气体进入气体分离室内的分子筛腔，二氧化碳滞留在分子筛内，另外，产物混合气体中含有的少量水蒸气在气体分离室内冷凝成水滴，并沿着气体分离室和碱性溶液箱的连通处流回碱性溶液箱内，氢气从氢气输出管道排出；

所述热能回收箱内充满用于热交换的液体且热能回收箱设置有进液口和出液口，用于热交换的液体从进液口进入热能回收箱内，用于热交换的液体与碱性溶液箱的外壁接触同时与碱性溶液进行热交换，用于热交换的液体的温度升高，碱性溶液温度降低，温度升高的用于热交换的液体从出液口离开热能回收箱，由此产物混合气体中的热能转移到用于热交换的液体中，该部分热能被回收用于其他用途。

所述热能回收箱为冷水箱，冷水从进液口进入冷水箱，冷水完成和碱性溶液箱内碱性溶液的热交换后从出液口离开冷水箱，由于甲烷水蒸气重整制氢反应中需要水蒸气，从冷水箱出来的水的温度已升高，将这些温度较高的水加热为水蒸气，比将常温的水加热为水蒸气，更有利于节约能源。