本发明专利技术公开了一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置，包括一反应器本体，该反应器本体内设有一反应腔，所述反应腔的横截面为圆形，并从左到右分为一蒸发部和一重整部，所述蒸发部的左端设有甲醇水溶液进料口，该蒸发部内从左到右依次设有一第一蒸发板、一第二蒸发板和一第三蒸发板，且三个蒸发板之间通过环形垫圈相间隔，其中第一蒸发板上设有相互平行的条状通槽，第二蒸发板和第三蒸发板上均环形阵列分布有圆形通孔；所述重整部的右端设有氢气出料口，该重整部内从左到右依次设有至少二金属载体反应板，即金属载体反应板层叠放置。本发明专利技术的反应装置大大减小反应压降，使流体分布更加均匀。并可有效避免反应中冷点现象的存在，提高制氢效率和甲醇转化率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置，包括一反应器本体，该反应器本体内设有一反应腔，所述反应腔的横截面为圆形，并从左到右分为一蒸发部和一重整部，所述蒸发部的左端设有甲醇水溶液进料口，该蒸发部内从左到右依次设有一第一蒸发板、一第二蒸发板和一第三蒸发板，且三个蒸发板之间通过环形垫圈相间隔，其中第一蒸发板上设有相互平行的条状通槽，第二蒸发板和第三蒸发板上均环形阵列分布有圆形通孔；所述重整部的右端设有氢气出料口，该重整部内从左到右依次设有至少二金属载体反应板，即金属载体反应板层叠放置。本专利技术的反应装置大大减小反应压降，使流体分布更加均匀。并可有效避免反应中冷点现象的存在，提高制氢效率和甲醇转化率。【专利说明】一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置
本专利技术具体涉及一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置。
技术介绍
人类面临的能源危机、环境污染问题日益严重。氢能源因其燃烧热值高并且清洁 环保等优点而受到人们广泛的关注。近年来以纯氢为燃料的质子交换膜燃料电池（PEMFC) 技术已经基本成熟，但是目前纯燃料电池驱动的轿车只停留在样车阶段，主要原因是燃料 电池车普遍采用纯氢为燃料，氢的获取与加氢站建设是目前燃料电池车的推广一大难题： 氢沸点低、易燃易爆且不易压缩和液化，储存要占用大量的空间，运输和灌注十分困难和危 险。 目前，解决这些问题最有效的办法就是开发一种微型制氢反应系统，为燃料电池 提供氢燃料。目前研究的比较多的是通过低碳醇（如甲醇或乙醇）重整反应而产生氢气， 重整反应主要有三种方式，分别是水蒸气重整，部分氧化重整和自动热重整。同时利用微通 道技术制备的紧凑式现场制氢燃料处理系统，以其紧凑、高效和低成本的特点，在瞬时将液 体碳氢化合物燃料转化为氢能源中有着广阔的应用前景。微通道重整制氢系统则可以在不 明显增加体积和重量的情况下，实现与燃料电池的一体化设计，这样，燃料电池就可以利用 现有燃料系统制氢，实现氢气的连续便利供应，为燃料电池的推广打下了重要基础。 虽然甲醇水蒸气重整制氢微反应器具有诸多优点，但它扔属于起步阶段，各项技 术还不太成熟，在目前所研制的甲醇水蒸气重整制氢微反应器中，甲醇转化率较低，氢气产 量不高，流体分布不均匀，反应过程中具有冷点效应等问题依然阻碍着甲醇水蒸气重整制 氢微反应器的进步和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置。 本专利技术的具体技术方案如下： -种甲醇水蒸气重整制氢反应装置，包括一反应器本体，该反应器本体内设有一 反应腔，且该反应器本体上设有第一加热装置和第二加热装置，所述反应腔的横截面为圆 形，并从左到右分为一蒸发部和一重整部，第一加热装置与蒸发部相连以为蒸发提供热能， 第二加热装置与重整部相连以为重整反应提供热能； 所述蒸发部的左端设有甲醇水溶液进料口，该蒸发部内从左到右依次设有一第一 蒸发板、一第二蒸发板和一第三蒸发板，且相邻蒸发板之间通过环形垫圈相间隔，其中第一 蒸发板上设有相互平行的条状通槽，第二蒸发板和第三蒸发板上均环形阵列分布有圆形通 孔； 所述重整部的右端设有氢气出料口，该重整部内从左到右依次设有至少二金属载 体反应板，且相邻金属载体反应板之间通过内外半径差为0. 5?1mm的环形垫圈相间隔。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述第一蒸发板的条状通槽的宽度一致，条状 通槽间的间隔的宽度与条状通槽的宽度相等。 进一步优选的，所述条状通槽的宽度为0. 3?1mm。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述第二蒸发板上的圆形通孔的尺寸一致，所 述第三蒸发板上的圆形通孔的尺寸一致，第二蒸发板的圆形通孔的直径大于第三蒸发板的 圆形通孔的直径，且圆形通孔的直径为0. 1?0. 5mm。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述第二蒸发板上的圆形通孔的尺寸不一，所 述第三蒸发板上的圆形通孔的尺寸不一，第二蒸发板的圆形通孔的最小直径大于等于第三 蒸发板的圆形通孔的最大直径，且圆形通孔的直径为0. 1?0. 5_。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述金属载体反应板的孔隙率为60?90%，且 各不相同。 进一步优选的，所述金属载体反应板为铜纤维烧结板、泡沫铜板或泡沫镍板。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述环状垫圈的内外半径差为0. 5?1mm。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述蒸发部与重整部的内径一致。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述反应器本体上还分别设有用于监控蒸发部 温度的第一热电偶和用于监控重整部温度的第二热电偶。 本专利技术的有益效果是： 1、本专利技术的反应装置的反应器本体的反应腔的横截面为圆形，使得其中流体的整 体流动方向为直线，大大减小反应压降； 2、本专利技术的反应装置的蒸发部内从左到右依次设有一第一蒸发板、一第二蒸发板 和一第三蒸发板，且三个蒸发板之间通过环形垫圈相间隔，其中第一蒸发板上设有相互平 行的条状通槽，可以起到增加蒸发的作用，第二蒸发板和第三蒸发板上均环形阵列分布有 圆形通孔，可使重整腔入口处流体和温度分布更加均匀； 3、本专利技术的反应装置的金属载体反应板层叠放置，孔隙率为60?90%，且各不相 同，可有效避免反应中冷点现象的存在，提高制氢效率和甲醇转化率。 4、本专利技术的反应装置的金属载体反应板为铜纤维烧结板、泡沫铜板或泡沫镍板， 具有比表面积大、加工成本低、制氢效率高等优点。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的反应装置的的立体结构示意图； 图2为本专利技术的反应装置的左视图； 图3为图2沿A-A的剖视图； 图4为本专利技术的反应装置的第一蒸发板的结构示意图； 【具体实施方式】 以下通过【具体实施方式】结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。 如图1至图3所示，一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置，包括一反应器本体1，该反 应器本体1内设有一反应腔10,且该反应器本体1上设有第一加热装置11、第二加热装置 12、第一热电偶13和第二热电偶14,所述反应腔10的横截面为圆形，使得其中流体的整体 流动方向为直线，能够大大减小反应压降，并从左到右分为内径一致的一蒸发部101和一 重整部102,第一加热装置11与蒸发部101相连以为蒸发提供热能，第二加热装置12与重 整部102相连以为重整反应提供热能，第一热电偶13用于监控蒸发部101的温度，第二热 电偶14用于监控重整部102的温度； 所述蒸发部101的左端设有甲醇水溶液进料口 1010,该蒸发部101内从左到右依 次设有一第一蒸发板1011、一第二蒸发板1012和一第三蒸发板1013,且三个蒸发板之间通 过内外半径差为0. 5?1mm的环形垫圈15相间隔，其中第一蒸发板1011上设有相互平行 的条状通槽1014,可以起到增加蒸发的作用，第二蒸发板1012和第三蒸发板1013上均环形 阵列分布有圆形通孔，可使重整部102入口处流体和温度分布更加均匀。如图4所示，所述 第一蒸发板1011的条状通槽1014的宽度一致，达到0. 3?1mm，条状通槽1014间的间隔的 宽度与条状通槽1014的宽度相等。所述第二蒸发板1012上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甲醇水蒸气重整制氢反应装置，包括一反应器本体，该反应器本体内设有一反应腔，且该反应器本体上设有第一加热装置和第二加热装置，其特征在于：所述反应腔的横截面为圆形，并从左到右分为一蒸发部和一重整部，第一加热装置与蒸发部相连以为蒸发提供热能，第二加热装置与重整部相连以为重整反应提供热能；所述蒸发部的左端设有甲醇水溶液进料口，该蒸发部内从左到右依次设有一第一蒸发板、一第二蒸发板和一第三蒸发板，且相邻蒸发板之间通过环形垫圈相间隔，其中第一蒸发板上设有相互平行的条状通槽，第二蒸发板和第三蒸发板上均环形阵列分布有圆形通孔；所述重整部的右端设有氢气出料口，该重整部内从左到右依次设有至少二金属载体反应板，且相邻金属载体反应板之间通过内外半径差为0.5～1mm的环形垫圈相间隔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，张军鹏，凌伟淞，涂家玮，汤寿武，邱清富，张锦镭，兰逸新，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。