一种自热型的环形甲醇重整制氢反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种自热型环形甲醇重整制氢反应器。反应器由内到外分别为蒸发腔体、燃烧腔体、重整反应腔体；最内层蒸发腔体包括蒸发腔管；中间层燃烧腔体由蒸发腔管、燃烧腔管、燃烧腔顶盖和燃烧腔底盖组成，为环形空间，其中嵌有蜂窝状碳化硅；外层重整反应腔体由燃烧腔管、重整腔桶和重整腔底盖组成，为环形空间，其中嵌有蜂窝状碳化硅；反应物同时进入各个腔体进行反应，达到吸放热平衡，实现持续制氢。本发明专利技术根据相同面积圆形周长最小，做到良好的密封性，并且可以根据实际反应需求，在制造前调节各环形大小来达到更高的功率密度；同时具有良好的导热性能，密度小质量轻，能够均匀化反应物流速分布，提高反应物转化率，提高流动定向性。

A self heating loop reactor for hydrogen production from methanol reforming

【技术实现步骤摘要】
一种自热型的环形甲醇重整制氢反应器
本专利技术属于甲醇重整制氢反应器，具体涉及一种自热型环形甲醇重整制氢反应器。技术背景21世纪以来，随着化石能源的逐渐枯竭，人们不断寻找和开发清洁可再生的能源。在当前的新能源中，氢能具有燃烧热值高、污染低、可再生等优势，是化石燃料的理想替代能源。氢燃料电池是氢能利用的主要方式之一。它是一种高效的发电装置，不受卡诺循环的限制，具有能量转化效率高，且其反应产物清洁的优点。目前氢能经济的发展，主要瓶颈在于储氢困难。现有的移动储氢技术能量密度小，制造成本大，距离商业化应用仍有一定差距。所以储氢问题严重阻碍了氢燃料电池在汽车、无人机等领域的应用。甲醇水汽现场重整制氢技术有望突破这一瓶颈，为此提供有效的解决方案。中国专利技术专利(申请号：201821291857.3)公开了一种快速启动自热型甲醇重整制氢微反应器，包括第二甲醇燃烧板、甲醇重整制氢板、重整燃料出口管和重整制氢催化剂凸台，通过在甲醇燃烧腔添加甲醇预热层，使得甲醇在燃烧的同时还利用其热量进行气化，使得燃烧更为充分。<br>中国专利技术专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自热型环形甲醇重整制氢反应器，其特征在于：由内到外依次包括蒸发腔、燃烧腔和重整反应腔，重整反应腔主要由重整腔桶(8)、燃烧腔管(7)和重整腔底盖(14)围成的环形空间，燃烧腔主要由燃烧腔管(7)、蒸发腔管(5)、燃烧腔顶盖(1)和燃烧腔底盖(10)围成的环形空间，蒸发腔主要由蒸发腔管(5)组成；/n蒸发腔管(5)、燃烧腔管(7)、重整腔桶(8)由内到外依次同轴布置；/n重整腔桶(8)底部通过紧固螺栓(18)安装有重整腔底盖(14)，重整腔底盖(14)下端面沿周向等间隔设有四个与重整反应腔相通的重整产物出口管(29)；燃烧腔管(7)顶端焊接有燃烧腔顶盖(1)，燃烧腔顶盖(1)上端面沿周向...

【技术特征摘要】
1.一种自热型环形甲醇重整制氢反应器，其特征在于：由内到外依次包括蒸发腔、燃烧腔和重整反应腔，重整反应腔主要由重整腔桶(8)、燃烧腔管(7)和重整腔底盖(14)围成的环形空间，燃烧腔主要由燃烧腔管(7)、蒸发腔管(5)、燃烧腔顶盖(1)和燃烧腔底盖(10)围成的环形空间，蒸发腔主要由蒸发腔管(5)组成；
蒸发腔管(5)、燃烧腔管(7)、重整腔桶(8)由内到外依次同轴布置；
重整腔桶(8)底部通过紧固螺栓(18)安装有重整腔底盖(14)，重整腔底盖(14)下端面沿周向等间隔设有四个与重整反应腔相通的重整产物出口管(29)；燃烧腔管(7)顶端焊接有燃烧腔顶盖(1)，燃烧腔顶盖(1)上端面沿周向等间隔设有四个与燃烧腔相通的燃烧产物出口管(19)，燃烧产物出口管(19)由下至上穿出重整腔桶(8)上端盖，重整腔桶(8)上端盖和燃烧腔顶盖(1)之间的燃烧产物出口管(19)设有固定凸台(21)，固定凸台(21)使重整腔桶(8)上端盖和燃烧腔顶盖(1)之间留有气体流通的空隙；燃烧腔管(7)底部焊接有燃烧腔底盖(10)，燃烧腔底盖(10)下端面沿周向等间隔设有四个与燃烧腔相通的燃烧反应物入口管(26)，燃烧反应物入口管(26)通过重整腔底盖(14)的燃烧反应物入口管通过孔(27)由上至下穿出重整腔底盖(14)；
重整腔底盖(14)下端面设有位于通孔(27)和重整产物出口管(29)之间的环形嵌入槽(28)，燃气缓冲腔盖(15)通过环形嵌入槽(28)嵌装于重整腔底盖(14)下端面且燃气缓冲腔盖(15)与环形嵌入槽(28)之间嵌有燃气缓冲腔氟橡胶密封环(13)；燃气缓冲腔盖(15)开有与四个燃烧反应物入口管(26)相通的燃气缓冲腔环形槽，燃气缓冲腔环形槽底部设有与外界相通的燃气缓冲腔入口管，燃气缓冲腔环形槽的内槽壁围成压紧凸台(30)，燃气缓冲腔环形槽的外槽壁为燃气缓冲腔盖(15)边缘；
燃烧腔管(7)中间设有上下贯通燃烧腔顶盖(1)和燃烧腔底盖(10)的蒸发腔管(5)，蒸发腔管(5)底部依次经重整腔底盖(14)和燃气缓冲腔盖(15)中间设有的通孔伸出至反应器外部。


2.根据权利要求1所述的一种自热型环形甲醇重整制氢反应器，其特征在于：燃烧腔管(7)伸出重整腔桶(8)上端盖的燃烧产物出口管(19)通过燃烧腔固定螺母(2)实现固定，燃烧腔固定螺母(2)和重整腔桶(8)上端盖之间套装有防止重整腔体内气体泄漏的氟橡胶垫圈(3)；
燃烧腔底盖(10)上表面靠近边缘位置处开有燃烧腔氟橡胶密封环嵌入环形槽(25)，燃烧腔氟橡胶密封环嵌入环形槽(25)内嵌有用于隔离重整反应腔与燃烧腔的燃烧腔氟橡胶密封环(9)；
燃烧腔底盖(10)与重整腔底盖(14)之间垫有用于隔离燃烧腔与重整腔的重整腔氟橡胶密封层(11)；重整腔底盖(14)与重整腔桶(8)在连接处开有上下相对的两个环形凹槽，上下相对的两个环形凹槽共同围成一环形槽，环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅德庆，宣凌锋，汪延成，吴琼，刘海宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33