一种用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发混合器技术领域，尤其是涉及一种用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器。


背景技术：

2.石油化工企业vocs排放量较大，vocs成分多为有机气体，不能直接排放到大气中，需要经过一定工艺进行处理，达到国家和地区污染源排放标准后才能排放到大气中。因此，石化废气vocs的处理工艺应急需向更加清洁、环保的工艺方法转型。对此，固体氧化物燃料电池发电技术为我们提供了一种处理vocs的方法。我们可以将vocs作为燃料电池的燃料气用来发电，既解决了vocs的污染问题，又获得了清洁能源，且燃料电池在发电过程中噪音低、无污染。
3.将vocs作为燃料电池sofc的燃料气用来发电，前处理过程是必不可少的。因sofc当以氢气为最终的燃料选择，原因是发电使用氢气后只生成水气，对环境很友善。在vocs的前处理阶段，需要对vocs进行催化重整,即将vocs成分里面的长链碳氢化合物裂解成氢气和一氧化碳等成分。而vocs的催化重整方法有多种，如蒸汽重整、干式重整、部分氧化及自热重整等，而本技术采用的是蒸汽重整。蒸汽重整需要将vocs气化后的水蒸汽充分混合，通常情况下就是将二者导入一罐内，让其自然混合，本技术将设计一种高效蒸发混合器，既能将水蒸发又能使之与vocs在混合器内通过内部巧妙的结构设计充分混合。
4.通常的混合罐结构简单，vocs与水蒸汽混合不充分，使得后续重整反应效率低，效果不理想。本技术在利用流体力学动态模拟，在混合器的内部设计一套便于流体充分混合的带有折流片的导向结构，很好地解决了以上存在的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的技术问题是现有的蒸发混合器中vocs与水蒸汽混合不充分，使得后续重整反应效率低，效果不理想。
6.为解决上述的技术问题，本实用新型技术方案提供一种用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其中，包括：
7.蒸发混合罐体；
8.分别贯穿且安装于所述蒸发混合罐体顶部和底部的出气管和进水管；
9.其中，
10.所述蒸发混合罐体内安装至少两层折流板，且两所述折流板将所述蒸发混合罐体内部空间分隔为第一混合室、第二混合室及第三混合室；
11.所述蒸发混合罐体内还设置有进气管和热电偶。
12.可选地，每一所述折流板都设置有开口。
13.可选地，所述开口呈扇面形状。
14.可选地，两所述折流板的所述开口所在的区域在垂直方向上错开设置。
15.可选地，两所述折流板的所述开口所在的区域在垂直方向上相互交叉。
16.可选地，所述热电偶穿过所述蒸发混合罐体的顶部、两所述折流板。
17.可选地，所述进气管穿过所述蒸发混合罐体的顶部以及两所述折流板，且所述进气管的出口靠近所述进水管。
18.本实用新型技术方案的有益效果是：
19.本实用新型技术方案通过增加折流板设计改变混合气流的路径以及方向以期在有效的空间里使得水蒸气与vocs更高效的充分蒸发混合。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例中用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例中折流板的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例中用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器的立体图。
23.附图中：1为出气管，2为蒸发混合罐体，3为进气管，5为进水管，6为液位计，7为热电偶，8为第一混合室，9第二混合室，10第三混合室，41第一折流板，42第二折流板，43为开口。
具体实施方式：
24.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特
征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.请参见图1、图2和图3所示，示出了一种实施例的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其中，包括蒸发混合罐体2；分别贯穿且安装于蒸发混合罐体2顶部和底部的出气管1和进水管5；其中，蒸发混合罐体1内安装至少两层折流板41、42，且两折流板41、42将蒸发混合罐体2内部空间分隔为第一混合室8、第二混合室9及第三混合室10；蒸发混合罐体2内还设置有进气管3和热电偶7。
30.本实施例中，每一折流板41、42都设置有开口43，开口呈扇面形状。
31.本实施例中，两折流板41、42的开口43所在的区域在垂直方向上错开设置，两折流板41、42的开口43所在的区域在垂直方向上也可以相互交叉。
32.本实施例中，热电偶7穿过蒸发混合罐体2的顶部和两折流板41、42。
33.本实施例中，进气管3穿过蒸发混合罐体2的顶部以及两折流板41、42，且进气管3的出口靠近进水管5。
34.通过以下说明进一步地认识本实用新型的特性及功能。
35.本实用新型的折流式高效蒸发混合器的工作方法如下：
36.如图1所示，去离子水由蒸发混合罐体2底部的进水管5进入蒸发混合罐体2内，液位计6可以监视进入的去离子水蒸气的情况，实时监测液态水位以精准控制进入蒸发混合罐体2的水量。石化尾气vocs自进气管3进入蒸发混合罐体2内。进入蒸发混合罐体2内的去离子水蒸汽在高温下被气化，与由进气管3进来的石化尾气vocs在第一混合室8内初步接触。热电偶7监测蒸发混合罐体2内的温度，以反馈给控制系统，从而精确控制给蒸发混合罐体2的加热过程。
37.去离子水蒸汽与石化尾气vocs在第一混合室8中初始混合后上升，在第一折流板41的导引下，经由第一折流板41的v形(扇形)开口43进入第二混合室9内，进一步得以混合，在第二混合室9中混合后再在第二折流板42的导引下，经由第二折流板42的v形(扇形)开口43进入第三混合室10内混合。第一折流板41第二折流板42的v形开口43是错开的，错开的角度可以根据折流板的片数来设置。混合气体(去离子水蒸汽与石化尾气vocs)经过多次折流，流过的路径加长了，流过的路径也是曲折蜿蜒，相当于对混合气体被人为地进行了搅拌，从而使得去离子水蒸汽与石化尾气vocs的混合更加充分均匀。混合充分均匀地混合气经由出气管1排出，供后续设备使用。
38.综上所述，本实用新型通过设置折流板41、42以增加待混合气体的流经路径和曲折度，使得待混合气体能在流经的过程中充分混合、相互渗透，提高后续催化重整的重整效率。呈180
°
设置的折流板41、42，增加了气体混合的路径，折流板41、42上的开口43的角度值a
°
可以根据不同流量要求做更精细的调整。带有热电偶与液位计检测的石化尾气voc蒸发混合器精确控制蒸发的过程。主要通过增加折流板设计改变混合气流的路径以及方向以期在有效的空间里使得水蒸气与vocs更高效的充分蒸发混合。
39.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，包括：蒸发混合罐体；分别贯穿且安装于所述蒸发混合罐体顶部和底部的出气管和进水管；其中，所述蒸发混合罐体内安装至少两层折流板，且两所述折流板将所述蒸发混合罐体内部空间分隔为第一混合室、第二混合室及第三混合室；所述蒸发混合罐体内还设置有进气管和热电偶。2.根据权利要求1所述的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，每一所述折流板都设置有开口。3.根据权利要求2所述的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，所述开口呈扇面形状。4.根据权利要求2所述的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，两所述折流板的所述开口所在的区域在垂直方向上错开设置。5.根据权利要求2所述的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，两所述折流板的所述开口所在的区域在垂直方向上相互交叉。6.根据权利要求1所述的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，所述热电偶穿过所述蒸发混合罐体的顶部、两所述折流板。7.根据权利要求1所述的用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，其特征在于，所述进气管穿过所述蒸发混合罐体的顶部以及两所述折流板，且所述进气管的出口靠近所述进水管。

技术总结
本实用新型技术方案公开了一种用于石化尾气自热制氢系统的折流式高效蒸发混合器，包括：蒸发混合罐体；分别贯穿且安装于所述蒸发混合罐体顶部和底部的出气管和进水管；其中，所述蒸发混合罐体内安装至少两层折流板，且两所述折流板将所述蒸发混合罐体内部空间分隔为第一混合室、第二混合室及第三混合室；所述蒸发混合罐体内还设置有进气管和用于热电偶。本实用新型技术方案通过增加折流板设计改变混合气流的路径以及方向以期在有效的空间里使得水蒸气与VOCs更高效的充分蒸发混合。使得水蒸气与VOCs更高效的充分蒸发混合。使得水蒸气与VOCs更高效的充分蒸发混合。


技术研发人员：顾颂德 高洁 訾雪 郑帅 金永忠 孙超 王悦
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/5/25