一种水蒸汽制氢系统
技术领域
本实用新型属于煤炭清洁高效利用技术领域，具体涉及一种利用蒸气制氢的系统。
背景技术
我国富煤少油能源现状，为了弥补石油缺口,煤焦油经提酚、加氢处理后可用来制备高附加值的石脑油、柴油及酚等产品，成为目前国内煤化工综合利用项目发展趋势。
既然加氢，就少不了制氢，而煤制氢工艺是煤化工产业的必然选择，如何提高煤制氢的氢气含量和氢气的收率，是行业亟待解决的技术难题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种提高现有中低温煤干馏副产煤气氢含量的技术，并利用高温高压蒸气的制氢系统。
为了实现上述技术效果，本实用新型采用上述技术方案，予以实现。
一种水蒸汽制氢系统，包括：
反应装置，所述反应装置为若干并联的炭化炉，所述炭化炉用于进行水蒸汽与碳反应，生成氢气；
出焦口，每个炭化炉底部并联有N个出焦口，N个所述出焦口的入口通过连接管路连通，所述N为大于等于3的自然数；
设置于每个炭化炉顶部的进料槽，所述进料槽用于碳原料的投入；
水蒸汽输送软管，所述水蒸汽输送软管用于输送温度为200℃-550℃，压力为0.5-0.7MPa；
所述水蒸汽输送软管分别与连接管路以及水蒸汽排出装置连接，所述水蒸汽通过水蒸汽输送软管以及连接管路输送至每个出焦口内。
本实用新型中，由于软管的节距之间灵活；有较好的伸缩性，无阻塞和僵硬；重量轻、口径一致性好；柔软性、重复弯曲性、挠性好；耐腐蚀性、耐高温性好；防鼠咬、耐磨损好，防止内部电线受到磨损；耐弯折、抗拉性能、抗侧压性强；柔软顺滑、易于穿线安装定位。进而输送水蒸汽过程中，首先不会造成蒸汽损伤管子的问题；其次，当水蒸汽压力过大时，其能够有很好的伸缩，确保运输安全；再次，当水蒸汽来源为远距离时，能够实现远距离的安全输送，尤其是经过过多管路时，其仍然能够方便穿梭。
作为本实用新型的进一步改进，所述水蒸汽输送软管为金属软管，所述金属软管的直径为16mm-25mm。
由于蒸汽温度高，压力大，软管采用金属软管，能够实现高温气体的快速运输，且相对于其它材质，金属金属软管主要是指一种是螺旋形波纹管;另一种是环形波纹管。金属软管螺旋形波纹管是波纹呈螺旋状排布的管形壳体，在相邻的两波纹之间有一个螺旋升角，所有的波纹都可通过一条螺旋线连接起来。
环形波纹管是波纹呈闭合圆环状的管形壳体，波与波之间由圆环波纹串联而成。环形波纹管由无缝管材或焊接管材加工成形。受加工方式制约，较之螺旋形波纹管，其单管长度通常较短。环形波纹管的优点是弹性好、刚度小。
按材质主要分为:不锈钢软管、金属软管、波纹软管、橡胶软管、塑料软管。
作为本实用新型的进一步改进，所述水蒸汽输送软管上设有闸阀，所述闸阀设置于水蒸汽输送软管靠近反应装置3-6m的距离处。
由于水蒸汽传输中，不会影响其它反应，故闸阀靠近水蒸汽输送软管设置，方便控制整个反应；当距离小于3m时，距离反应装置太近，此时控制，突然增大或者减小水蒸汽，导致反应装置中水突然变多或变少，由于炭化炉本身在工作中是高温，且温度高于水蒸汽的温度，此时水蒸汽的突然增加，会导致炭化炉底部温度突然降低，反应效率降低，而水蒸汽的突然降低，则容易引起炭化炉内温度突然改变，无法实现效率的很好控制。如果距离大于6m，反应中水蒸汽输送控制太慢，效率也会降低。
作为本实用新型的进一步改进，还包括喷头，每个所述出焦口上均设有喷头，且所述喷头朝向炭化炉内设置。
由于高温水蒸汽压力大，直接通过管道喷出，则高压对于出焦口是一个考验，一旦出焦口强度过小，则容易将出焦口喷破，导致无法使用，增加喷头，喷出的不是一大股，而是小股，相当于进行了分压，保证了出焦口的使用寿命。
作为本实用新型的进一步改进，还包括分布器，若干分布器布设于喷头四周，且分布器与喷头的喷口之间形成30°-50°夹角，若干分布器将喷头喷口表面的二分之一至四分之三进行盖设。
形成夹角，使得喷头喷出的水会先喷至分布器，然后经分布器分布处理后，压力进一步减小，进而能够实现小压力水蒸汽对于出焦口的喷入。
作为本实用新型的进一步改进，所述水蒸汽输送软管上还设置带有收缩口的过渡管，所述过渡管的最小管径大于所述水蒸汽输送软管的管径。
通过收缩口的过渡，将大量水蒸汽进行收集。
作为本实用新型的进一步改进，所述过渡管包括管径逐渐变化的锥形的收缩口以及管径恒定的连接管道，所述连接管道靠近反应装置。
作为本实用新型的进一步改进，所述炭化炉的高度为6-10m。
为了满足空间位置设置，以及工况中的要求，炭化炉的高度不能高于多少，避免安装不方便，产量降低，而如果低于6m，则原料投入少，产量低。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型中，将来自于电厂锅炉等中的热蒸汽进行了回收利用，相比于直接对锅炉蒸汽的排放，能够将资源进行整合利用，提高了资源的利用率。其次，由于热蒸汽温度较高，故相比于现有技术中的炭化炉制氢系统，其产率从25%-26%提升至27%-28%，使得氢气产量得到提升，对于化工行业而言，能够将不同厂的资源得到利用，且使得产量提升，减少了厂里投入，提高了经济效益。
本实用新型中，由于软管的节距之间灵活；有较好的伸缩性，无阻塞和僵硬；重量轻、口径一致性好；柔软性、重复弯曲性、挠性好；耐腐蚀性、耐高温性好；防鼠咬、耐磨损好，防止内部电线受到磨损；耐弯折、抗拉性能、抗侧压性强；柔软顺滑、易于穿线安装定位。进而输送水蒸汽过程中，首先不会造成蒸汽损伤管子的问题；其次，当水蒸汽压力过大时，其能够有很好的伸缩，确保运输安全；再次，当水蒸汽来源为远距离时，能够实现远距离的安全输送，尤其是经过过多管路时，其仍然能够方便穿梭。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种水蒸汽制氢系统的结构示意图；
图2是本实用新型提供的出焦口布设的结构示意图；
图3是本实用新型提供的分布器的结构示意图；
图中：1、炭化炉；2、出焦口；3、连接管路；4、进料槽；5、水蒸汽输送软管；6、集气槽；7、闸阀；8、喷头；9、分布器；10、过渡管；
100、辅助煤箱；200、入口总阀；300、支线阀。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
实施例1
参照附图1-2所示，本实用新型中的一种水蒸汽制氢系统，包括用于碳水反应的反应装置以及水蒸汽；
反应装置由若干并联设置的炭化炉1组成，在炭化炉1内，水蒸汽与碳高温反应，生产一氧化碳和氢气，然后再次反应，生产二氧化碳和氢气，最后经过水中溶解处理等，分离出氢气。
在每个炭化炉1的底部，并联有N个的出焦口2，N个所述出焦口2的入口通过连接管路3连通；设置多个并联的出焦口2，进而能够同一个炭化炉1，能够通过多个渠道同时通入水蒸汽，效率更高。
为了完成碳原料的进入，在每个炭化炉1顶部设有进料槽4，进料槽4为漏斗形结构，上部设有较大进口，然后通过锥形结构过度后，通过管径一直的直筒流入碳原料，结构简单，能够一次容纳较多的碳原料，方便加料。
本实施例中，水蒸汽通过水蒸汽输送软管5输送，所述水蒸汽输送软管5用于输送温度为200℃-550℃，压力为0.5-0.7MPa；
实际运输中，水蒸汽输送软管5内的承重为5-7kg，即运输中，水蒸汽运输软管5运输的是5-7kg的水蒸汽。
所述水蒸汽输送软管5分别与连接管路以及水蒸汽排出装置连接，所述水蒸汽通过水蒸汽输送软管5以及连接管路3输送至每个出焦口2内。
本实用新型中，由于软管的节距之间灵活；有较好的伸缩性，无阻塞和僵硬；重量轻、口径一致性好；柔软性、重复弯曲性、挠性好；耐腐蚀性、耐高温性好；防鼠咬、耐磨损好，防止内部电线受到磨损；耐弯折、抗拉性能、抗侧压性强；柔软顺滑、易于穿线安装定位。进而输送水蒸汽过程中，首先不会造成蒸汽损伤管子的问题；其次，当水蒸汽压力过大时，其能够有很好的伸缩，确保运输安全；再次，当水蒸汽来源为远距离时，能够实现远距离的安全输送，尤其是经过过多管路时，其仍然能够方便穿梭。
本实施例中，来自电厂等工厂锅炉内排出的高温高压水蒸汽，通过水蒸汽输送软管5输送至炭化炉1内，在炭化炉1内，经过650℃左右的高温条件加热，生成含有氢气的混合气体，再经过位于炭化炉顶部的集气槽6收集，后续经过处理，得到产率在27%-28%的氢气，与之前通入水直接反应相比，产率提高1-2%。
参照附图1所示，本实施例中，在炭化炉1的顶部，还设有辅助煤箱100，所述辅助煤箱100一般为5层。
实施例2
为了确保运输安全，本实施例中，所述水蒸汽输送软管5为金属软管，所述金属软管的直径为16mm-25mm，优选20mm。
由于蒸汽温度高，压力大，软管采用金属软管，能够实现高温气体的快速运输，且相对于其它材质，金属金属软管主要是指一种是螺旋形波纹管；另一种是环形波纹管。金属软管螺旋形波纹管是波纹呈螺旋状排布的管形壳体，在相邻的两波纹之间有一个螺旋升角，所有的波纹都可通过一条螺旋线连接起来。
环形波纹管是波纹呈闭合圆环状的管形壳体，波与波之间由圆环波纹串联而成。环形波纹管由无缝管材或焊接管材加工成形。受加工方式制约，较之螺旋形波纹管，其单管长度通常较短。环形波纹管的优点是弹性好、刚度小。
按材质主要分为:不锈钢软管、金属软管、波纹软管、橡胶软管、塑料软管。优选不锈钢金属软管，其具备以下特性：
1、耐用性好，不锈钢金属软管节距之间灵活。
2、不锈钢金属软管有较好的伸缩性，无阻塞和僵硬。
3、不锈钢金属软管重量轻、口径一致性好。
4、不锈钢金属软管柔软性、重复弯曲性、挠性好。
5、不锈钢金属软管耐腐蚀性、耐高温性好。
6、不锈钢金属软管防鼠咬、耐磨损好，防止内部电线受到磨损。
7、不锈钢金属软管耐弯折、抗拉性能、抗侧压性强。
8、不锈钢金属软管柔软顺滑、易于穿线安装定位。
参照附图2所示，在水蒸汽输送软管5上设有闸阀7，所述闸阀7设置于水蒸汽输送软管5靠近反应装置3-6m的距离处。
进一步地，本实施例中，水蒸汽输送软管5的工作压力在0.4-12.5MPa；压力过小，则输送过程中，无法满足水压，压力过大，则与水蒸汽相差大没意义。
由于水蒸汽传输中，不会影响其它反应，故闸阀7靠近水蒸汽输送软管5设置，方便控制整个反应；当距离小于3m时，距离反应装置太近，此时控制，突然增大或者减小水蒸汽，导致反应装置中水突然变多或变少，由于炭化炉1本身在工作中是高温，且温度高于水蒸汽的温度，此时水蒸汽的突然增加，会导致炭化炉1底部温度突然降低，反应效率降低，而水蒸汽的突然降低，则容易引起炭化炉1内温度突然改变，无法实现效率的很好控制。如果距离大于6m，反应中水蒸汽输送控制太慢，效率也会降低。
同时，在连接管路3上，每个出焦口2处再增加一个阀门，而这一阀门的增加，等于多了一重保证，进而能够确保进入出焦口2内水蒸汽的控制。
参照附图2US喔屎，在闸阀7处设置入口总阀200，实现水蒸气的总体控制，然后在每个炭化炉1的水蒸汽入口前，设置支线阀300，实现每个炭化炉1的单独控制。
实施例3
参照附图2-3所示，为了避免高压对出焦口2的伤害，本实施例中，还包括喷头8，每个所述出焦口2上均设有喷头8，且所述喷头8朝向炭化炉1内设置。
由于高温水蒸汽压力大，直接通过管道喷出，则蒸汽出口过于集中，水蒸汽没有很好的分散，蒸汽不能与兰炭表面充分接触反应，通过增加喷头8，将蒸汽减压后均匀分散开来，增大蒸汽与兰炭的接触面积，减少高压冲涮，有利用反应。
为了使得水蒸汽喷出的压力更小，还包括分布器9，若干分布器9布设于喷头8四周，且分布器9与喷口8之间形成30°-50°夹角，若干分布器9将喷头8喷口表面的二分之一至四分之三进行盖设。
参照附图2，形成夹角，使得喷头8喷出的水会先喷至分布器9，然后经分布器9分布处理后，压力进一步减小，进而能够实现小压力水蒸汽对于出焦口2的喷入。本实施例中，分布器9与喷口8连接，使得喷头8的表面部分覆盖，同时高压喷出的水蒸汽会被分布器9作用，喷回至喷头8，然后在喷出，进而压力降低。
进一步地，所述水蒸汽输送软管5上还设置带有收缩口的过渡管10，所述过渡管10的最小管径大于所述水蒸汽输送软管5的管径。
由于水蒸汽大多为气体，运动快，而通过收缩口的过渡，使得气体更好更均匀的被收集，然后运输。
进一步地，所述过渡管10包括管径逐渐变化的锥形的收缩口以及管径恒定的连接管道，所述连接管道靠近反应装置。
进一步地，所述炭化炉1的高度为6-10m。
本实施例中，在炭化炉1的顶部还设有五层辅助煤箱，每层辅助煤箱的高度大约为20-40cm，辅助煤箱的作用是储存原煤。
为了满足空间位置设置，以及工况中的要求，炭化炉的高度不能高于多少，避免安装不方便，产量降低，而如果低于6m，则原料投入少，产量低。
本实用新型中，通过将电厂锅炉内的水蒸汽通过软管输送至炭化炉中，提高了炭化炉水煤气制氢的效率，对于化工技术领域而言，这1%-2%效率的提升，不仅降低了电厂锅炉内水蒸汽排出，减少了资源的浪费，节省了氢气制造中的成本；而且与现有技术中水直接反应相比，产量得到提升，生产出更多的资源。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
