一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器技术方案

本发明专利技术公开了一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，属于化工反应器设计领域。反应器整体结构为圆柱形，外侧设有水套，内部中心位置设有中心换热管，中心换热管与水套连通形成一体化环路；经结构优化后的内、外翅片分别沿中心换热管和水套内壁平行布置，翅片之间的空腔填充有金属氢化物，内、外翅片之间布置有四根氢气管道；反应器顶端布置有氢气入/出口，换热流体入口和气体安全阀，底端布置有底座和立式支座；换热流体从顶端中心位置流入反应器，从水套侧出口流出，在储氢过程中，氢气通过管板上物料进出孔及氢气管进入床层，与金属氢化物发生反应。本发明专利技术的优点包括传热传质效果优良，气密性好、结构紧凑、易于加工、操作简便、适用于热效应较大的金属氢化物脱氢/氢化的化学反应。

A hydrogen storage reactor coupled with fins and loop cooling system

【技术实现步骤摘要】
一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器
本专利技术涉及一种非均相反应、氢化/脱氢反应领域的翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，属于化工反应器领域。适用于反应热效应较大的金属氢化物脱氢/氢化的化学反应。
技术介绍
目前国内外针对氢化/脱氢反应过程中热效应较大的储氢反应器主要有以下几个类型：固定水套式储氢反应器——反应器为圆柱形，壳体内部是反应腔，腔内填充有金属氢化物。氢气从壳体上部经过滤网进入反应腔，向金属氢化物床层扩散。壳体外设有水套，通过壳体外侧水套进行氢化/脱氢过程中的热交换。该反应器具有结构简单、成本低等优点，但由于壳体中心区域换热较差，反应效率不高，温度分布不均匀。(InternationalJournalofHydrogenEnergy.2011,36；4952-4957.)单管翅片式储氢反应器——反应器为圆柱形，在反应器壳体中心设置有中心换热管，换热管上布置有翅片，中心换热管与壳体之间的空腔填充有金属氢化物，壳体上方设置有氢气入口和仅供氢气通过的滤网，氢气从入口进入经过滤网，向金属氢化物床层扩散，反应的热交换通过翅片和中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，其特征在于：壳体(1)内壁和外壁之间的空腔为水套(2)，水套(2)与中心换热管(15)连通形成一体化环路。壳体(1)上下两端分别设置有上封头(6)和底座(18)；上封头(6)设有氢气入/出口(7)、换热流体入口(10)和气体安全阀(12)，底座(18)与立式支座(19)连接，上封头(6)与壳体(1)的连接处设有管板(13)，上封头(6)与管板(13)之间构成气体缓冲室(11)；管板(13)与底座(18)之间的空腔布置有内翅片(16)、外翅片(17)和四根氢气管(4)，内翅片(16)和中心换热管(15)连接，外翅片(17)和壳体(1)内壁连接，氢气管...

【技术特征摘要】
1.一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，其特征在于：壳体(1)内壁和外壁之间的空腔为水套(2)，水套(2)与中心换热管(15)连通形成一体化环路。壳体(1)上下两端分别设置有上封头(6)和底座(18)；上封头(6)设有氢气入/出口(7)、换热流体入口(10)和气体安全阀(12)，底座(18)与立式支座(19)连接，上封头(6)与壳体(1)的连接处设有管板(13)，上封头(6)与管板(13)之间构成气体缓冲室(11)；管板(13)与底座(18)之间的空腔布置有内翅片(16)、外翅片(17)和四根氢气管(4)，内翅片(16)和中心换热管(15)连接，外翅片(17)和壳体(1)内壁连接，氢气管(4)和管板(13)连接，内翅片(16)、外翅片(17)和氢气管(4)之间的区域构成反应床层区(3)，反应床层区(3)与管板(13)之间构成膨胀室(9)。


2.根据权利要求1所述的一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，其特征在于：氢气入口(7)下方设有只供氢气出入的滤网(8)，滤网厚度为0.5-1mm，孔径为300-400目。


3.根据权利要求1所述的一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，其特征在于：壳体(1)与中心换热管(15)连接，且整体通过一次成型获得。


4.根据权利要求1所述的一种翅片与环路式冷却系统耦合的储氢反应器，其特征在于：换热流体入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫卫，白晓帅，杨福胜，刘家璇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61