甲醇重整器制造技术

本实用新型专利技术公开了甲醇重整器，涉及甲醇重整制氢的技术领域，包括重整器套管，重整器套管同轴套设在尾气管外部，重整器套管内安装有螺旋形叶片，重整器套管和螺旋形叶片之间形成呈螺旋形的甲醇催化重整流道，甲醇催化重整流道内负载有甲醇重整制氢催化剂，重整器套管的两端部分别设有甲醇水入口和富氢气出口；螺旋形叶片采用空心螺旋形叶片，空心螺旋形叶片的内腔体为甲醇催化发热流道，甲醇催化发热流道内负载有甲醇发热催化剂。本实用新型专利技术利用尾气管内的高温尾气和空心螺旋形叶片加热重整器套管内的甲醇催化重整流道，满足甲醇重整制氢的高温环境，甲醇重整制氢过程中，主要是利用尾气管中的尾气热量，消耗的外部能源量极少。消耗的外部能源量极少。消耗的外部能源量极少。

【技术实现步骤摘要】
甲醇重整器


[0001]本技术涉及甲醇重整制氢
，具体为利用尾气管内高热量的甲醇重整器。

技术介绍

[0002]甲醇重整制氢主要包括甲醇水蒸气重整制氢、甲醇部分氧化重整制氢和甲醇自热重整制氢，其中，甲醇水蒸气重整制氢技术最为成熟。甲醇水蒸气重整制氢的主反应为吸热反应，需要外部供热，不需要氧气参与，反应温度较低，1mol甲醇可反应产生3mol氢气。随着甲醇重整制氢技术的不断发展，陆续研发出了活性更高、更稳定的催化剂，主要包括两类，一类为非贵金属催化剂，主要为Cu基催化剂(如CuO/ZnO/Al2O3等)和非Cu基催化剂(如Zn
‑
Cr、Ni系等)；另一类为贵金属催化剂，如Pd基催化剂。
[0003]目前，还有甲醇无焰燃烧催化剂，比如Pt/Al2O3，甲醇与氧气在催化剂上发生催化燃料反应，反应放出热量。
[0004]有研究表明，向发动机中输入到H2、CO等易燃烧气体，可以改善缸内燃烧条件，减少汽车污染物排放，并节约燃料。甲醇为稳定的液体燃料，采用甲醇重整器以甲醇水为原料产出氢气，再输入发动机中，对发动机具有积极作用。
[0005]但是现有的甲醇重整器需要外部供热，采用电加热或者燃烧加热的方式，都会大量消耗外部能源，不利于车载的甲醇重整器的实际应用，存在待改进之处，遂有本案产生。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供甲醇重整器，利用尾气管中的高温尾气以及甲醇无焰燃烧的热量共同加热甲醇重整器，可使甲醇水蒸气在催化剂上高效率的重整制氢反应，实现尾气管中的废热利用。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：甲醇重整器，其包括：
[0008]重整器套管，所述重整器套管同轴套设在尾气管外部，所述重整器套管内安装有螺旋形叶片，所述重整器套管和螺旋形叶片之间形成呈螺旋形的甲醇催化重整流道，所述重整器套管内壁上和螺旋形叶片外壁上均负载有甲醇重整制氢催化剂，所述重整器套管的两端部分别设有甲醇水入口和富氢气出口；
[0009]所述螺旋形叶片采用空心螺旋形叶片，所述空心螺旋形叶片的内腔体为甲醇催化发热流道，所述甲醇催化发热流道内负载有甲醇发热催化剂，所述空心螺旋形叶片的一端部设有甲醇入口和空气入口，所述空心螺旋形叶片的另一端部设有尾气出口。
[0010]通过采用上述技术方案，流经尾气管内的高温尾气通过导热套管中的导热油将热量均衡的传导至重整器套管内，加热流经重整器套管内的流体，达到废热利用的效果。由于安装了空心螺旋形叶片，使得甲醇催化重整流道形成螺旋形流道，输入到重整器套管内的甲醇水蒸气则会沿着螺旋形的甲醇催化重整流道流动，增加甲醇水蒸气在甲醇催化重整流道内的行程，还可扰乱气流，可提高甲醇水蒸气在甲醇发热催化剂上的反应效率，甲醇水蒸
气在甲醇发热催化剂上发生重整制氢反应，产出含氢浓度高的富氢重整气。
[0011]将空心螺旋形叶片设计成空心结构，其内腔体作为甲醇催化发热流道，向空心螺旋形叶片内输入甲醇蒸气和空气，甲醇、氧气在甲醇发热催化剂上发生催氧化还原反应，产生大量的热量，进一步加热甲醇催化重整流道，满足甲醇重整制氢反应所需的高温热量，大大提高甲醇重整制氢的反应效率。
[0012]优选的，还包括甲醇预热管，所述甲醇预热管的中段位于尾气管内，所述甲醇预热管的入口和出口均伸出尾气管外部，所述甲醇预热管的出口与甲醇入口连通。
[0013]通过采用上述技术方案，甲醇预热管用于向空心螺旋形叶片内的甲醇催化发热流道中输送甲醇蒸气；将甲醇预热管的中段穿过尾气管内，可以将甲醇液体快速加热升温，变成高温甲醇蒸气，再将高温甲醇蒸气输入到空心螺旋形叶片内，高温甲醇蒸气在甲醇发热催化剂的作用下与氧气反应，燃烧放热。通过将甲醇液体通过尾气管内预热变成高温甲醇蒸气，再输入到空心螺旋形叶片内，可极大的提高甲醇与氧气的发热反应效率，使得空心螺旋形叶片可向甲醇催化重整流道内传递更高的热量。
[0014]优选的，还包括甲醇水预热管，所述甲醇水预热管的中段位于尾气管内，所述甲醇水预热管的入口和出口均伸出尾气管外部，所述甲醇水预热管的出口与甲醇水入口连通。
[0015]通过采用上述技术方案，甲醇水预热管用于向重整器套管内输送甲醇水蒸气；将甲醇水预热管的中段穿过尾气管内，利用尾气管中的热量先将甲醇水预热，变成高温的甲醇水蒸气，再将高温甲醇水蒸气输入到重整器套管内呈螺旋形的甲醇催化重整流道中，高温的甲醇水蒸气更易于在甲醇催化重整流道内流动，且高温的甲醇水蒸气在甲醇重整制氢催化剂上的催化反应效率更高，充分的利用了尾气管内的热量。
[0016]优选的，所述甲醇预热管的中段和甲醇水预热管的中段均呈直线形、波浪形或螺旋形。
[0017]通过采用上述技术方案，采用波浪形和螺旋形可增加甲醇预热管和甲醇水预热管中段的行程，尾气管对内部流体的加热时间长，使得两个预热管内的甲醇和甲醇水可预热到更高的温度。采用直线形的预热管加工简单，但是两个预热管内的甲醇和甲醇水可预热到的温度较低。
[0018]优选的，所述导热套管包括导热内壁和导热外壁，所述导热内壁与尾气管外壁相接触，所述导热内壁和导热外壁之间为导热油腔，所述导热油腔内注入导热油。
[0019]通过采用上述技术方案，导热套管为双层结构，中间形成导热油腔，导热油可以将尾气管的热量均衡的传导至重整器套管内，避免尾气管内前后温度降低后，传导至重整器套管内的温度前后段有温差。
[0020]与相关技术相比较，本技术提供的甲醇重整器具有如下有益效果：
[0021]1、本技术的重整器套管套设在尾气管的外部，利用尾气管内的高温尾气加热重整器套管内的甲醇催化重整流道，实现废热再利用，输入甲醇催化重整流道内的甲醇水蒸气在甲醇重整制氢催化剂作用下，产出富氢气体；甲醇重整制氢过程中，主要是利用尾气管中的尾气热量，消耗的外部能源量极少。
[0022]2、重整器套管内安装有螺旋形叶片，使得重整器套管、螺旋形叶片之间形成呈螺旋形的甲醇催化重整流道，输入到重整器套管内的甲醇水蒸气则会沿着螺旋形的甲醇催化重整流道内流动，增加甲醇水蒸气的行程，能够扰乱气流，可提高甲醇水蒸气在甲醇发热催
化剂上的反应效率，产出含氢浓度高的富氢重整气。
[0023]3、螺旋形叶片采用空心螺旋形叶片，其内腔体作为甲醇催化发热流道，向甲醇催化发热流道内输入甲醇蒸气和空气，甲醇蒸气、氧气在甲醇发热催化剂上发生氧化还原反应，放出高热量，进一步加热重整器套管内的甲醇催化重整流道，提供甲醇重整制氢反应所需的高温环境，大大提高甲醇重整制氢的效率。
[0024]4、甲醇预热管和甲醇水预热管的中段穿过尾气管内，先利用尾气管内的高温加热甲醇和甲醇水，使其变成高温的甲醇蒸气和甲醇水蒸气，再将甲醇蒸气输入到螺旋形叶片内，甲醇水蒸气输入到重整器套管内，可极大的提高甲醇催化发热和甲醇重整制氢的效率。
[0025]5、导热套管内的导热油可以将尾气管中的热量均衡的传导至重整器套管内，避免对重整器套管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.甲醇重整器，其特征在于，包括：重整器套管，所述重整器套管同轴套设在尾气管(1)外部，所述重整器套管内安装有螺旋形叶片，所述重整器套管和螺旋形叶片之间形成呈螺旋形的甲醇催化重整流道(23)，所述重整器套管内壁上和螺旋形叶片外壁上均负载有甲醇重整制氢催化剂，所述重整器套管的两端部分别设有甲醇水入口(24)和富氢气出口(25)；所述螺旋形叶片采用空心螺旋形叶片(3)，所述空心螺旋形叶片(3)的内腔体为甲醇催化发热流道(31)，所述甲醇催化发热流道(31)内负载有甲醇发热催化剂，所述空心螺旋形叶片(3)的一端部设有甲醇入口(32)和空气入口(33)，所述空心螺旋形叶片(3)的另一端部设有尾气出口。2.根据权利要求1所述的甲醇重整器，其特征在于：所述重整器套管和尾气管(1)之间同轴套设有导热套管(7)，所述导热套管(7)内设有导热油腔(73)。3.根据权利要求1所述的甲醇重整器，其特征在于：还...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华峰，甄洪锋，乔传宝，张荣，
申请(专利权)人：上海众氢新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：