[实用新型]一种汽化过热复合型设备

说明书

本实用新型公开了一种汽化过热复合型设备，包括壳体、加热管管束、液体雾化喷嘴和传热传质填料金属环等。在所述设备内至上而下依次分为液体雾化分布腔、气液再分布均流段和加热段，所述加热管管束倒装于壳体内为液体汽化和混合气过热提供热量，并在加热管管束间隙和末端一定空间内填充传热传质填料金属环。本实用新型设计新颖，结构布置合理，填充的金属环填料将液体雾化喷嘴喷出的液体进行进一步均匀分布被加热汽化、过热，实现和完美解决了气液两相在同一设备中被精确计量均匀汽化、过热和精准控温加热的难题；同时实现了热源的多样化，适应性强；这一台汽化过热复合型设备涵盖了工艺装置中蒸汽发生设备、气体预热设备和过热设备。

技术领域

本实用新型涉及气液体同时加热汽化、过热设备，具体讲是一种汽化过热复合型设备。

背景技术

随着氢能的兴起和普及，氢的应用将会越来越广范，天然气转化制氢小型化撬装装置有其独特的优势将得到快速发展；天然气转化制氢是利用天然气和水蒸汽在约850℃左右的高温下在催化剂存在的条件下重整产生氢气、二氧化碳、少量一氧化碳和未反应的甲烷及一些微量杂质的气体，再经过PSA分离提纯得到需要的纯氢气的过程。在此工艺流程中需要将液体水汽化、过热，对天然气也要进行预热和净化处理。现有在运行装置实现此工艺的方法均为分别设置专门的蒸汽发生设备、蒸汽过热设备和天然气预热设备，尽管繁琐复杂但此方式对较大的天然气制氢装置仍然是最佳选择。对于天然气转化制氢小型化撬装装置减少设备数量和缩小设备体积是实现撬装化的关键和技术难点。而现有的天然气转化制氢撬装装置均是由大装置按比例缩小设备，流程长设备多的问题没有得到有效合理的解决。一直制约制氢装置撬装化的快速发展。

而现有的天然气转化制氢装置和有类似工艺过程的设备均无法实现在单一设备中实现气液混合物的精确计量汽化和均匀过热，以及实现汽化、过热过程对温度的平稳精准控制。我公司在开发小型撬装化天然气转化制氢装置的过程中完成了本实用新型的发明。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种设计合理、结构巧妙、适应性广泛，用于天然气转化制氢（或其他需要将液、气介质汽化、过热的工艺过程）的汽化过热复合型设备；该设备设置了雾化喷嘴，其作用是将液体进行雾化后让其均匀分布于设备中。同时设计了填料起到了均匀分布物料和均匀稳定传热传质的作用。填料分两部份，加热管管束以上的为均流层填料，主要起均匀分散液体和保护加热管管束的作用，防止液体不均匀与加热管管束接触造成局部过大温差引起裂管。而下层加热管管束间隙的填料更有利于传热和传质，能起到均匀分散气液介质和均匀传热传质的作用。本设备加热管管束及热源采用了倒装式，倒装式一方面为喷嘴的设置提供了合理的空间，另一方面为填料的装填提供了可能和方便；顶部可根据设备大小设计全法兰盖或设短管后部份设法兰盖，除填料装填外兼具检修人孔和手孔的作用。本设备出气口设置短管，让过热气体匀速流出，同时方便热电偶的安装和精确检测；整体实现和完美解决了气液两相在同一设备中被精确计量、均匀汽化、过热和精准控温加热的难题。

具体的，本实用新型是这样实现的，构造一种汽化过热复合型设备，包括壳体、加热管管束、液体雾化喷嘴、传热传质填料金属环和出气口等。

在所述设备壳体内至上而下依次分为液体雾化分布腔、气液再分布均流段和加热段，液体雾化分布腔设置气体进口、液体进口、液体雾化喷嘴和填料装料及检修大法兰盖等。

在所述加热段的下部设置过热混合气体出气口；所述加热管管束从壳体下部倒装于壳体内为液体汽化和混合气过热提供热量，并在该加热段内填充有位于加热管管束间隙的传热传质填料金属环，并且该所述加热管管束与外接热源连接，热源可为多种。

进一步的，所述外接热源为电力或流体介质，优选的，本实用新型热源为电力。

进一步的，所述流体介质为高温导热油或高温蒸汽或高温熔盐或其他高温气液介质等。

进一步的，所述加热管管束通过接线盒与供电电源连接。