一种一体化制氢反应器制造技术

本发明专利技术提供了一种一体化制氢反应器，涉及制氢反应器技术领域，目的是解决装置占地面积大、为其中的可燃组分未得到有效利用的问题。该一体化制氢反应器，包括：反应箱；燃料处理组件，安装在反应箱的内部；分隔板，设置在反应箱内，将反应箱内分隔为燃烧室和反应腔；喷管，安装在燃烧室内；催化剂，填充在燃烧室内；汽化过热器，安装在燃烧室内；反应组件，其出口与反应组件的进口连通；导热介质，填充至反应腔内；余热循环组件，两端分别与燃烧室的出气端和燃料处理组件连通。本发明专利技术采用催化燃烧为设备提供所需的热量，减少供导热油的设备；在设备内部空隙填充导热介质提高热传递效率；将反应后的烟气进行循环利用，减少了热损失，节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化制氢反应器


[0001]本专利技术涉及制氢反应器
，尤其是涉及一种一体化制氢反应器。

技术介绍

[0002]甲醇水蒸气重整制氢反应为吸热反应，整个装置需要外加热源，现有的甲醇水蒸气重整制氢装置广泛采用导热油系统作为热源，导热油作为热载体，一般导热油加热到290℃后进入甲醇水蒸气转化系统，为系统提供热量后，导热油的温度下降到约270℃，回到导热油炉，形成一个封闭的导热油循环加热系统。导热油系统多采用明火加热装置（如燃煤或燃油、气等），导热油一般采用矿物油（型号为WD
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320），这种矿物油容易结碳，2
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3年必须清洗整个导热油系统所有管线和设备，增加了成本；此外，根据国家有关规定，明火装置与氢气装置的安全距离不得小于15m，而导热油系统本身占地面积较大，这就使整个甲醇水蒸气重整制氢装置占地面积大，极大程度上不满足微小型甲醇制氢装置体积和占地的需要；另外，尾气中可燃组分没有得到有效的利用，造成资源浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述技术问题提供了一种一体化制氢反应器，采用催化燃烧为设备提供所需的热量，减少供导热油的设备；在设备内部空隙填充导热介质提高热传递效率；将反应后的烟气进行循环利用，减少了热损失，节约成本。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种一体化制氢反应器，包括：反应箱；燃料处理组件，安装在所述反应箱的内部，其进气端延伸至所述反应箱外；分隔板，设置在所述反应箱内，且套设在所述燃料处理组件外侧，所述分隔板与所述燃料处理组件之间形成燃烧室，所述分隔板与所述反应箱的内侧壁之间形成反应腔；喷管，竖直安装在所述燃烧室内，所述喷管的一端与所述燃料处理组件连通，所述喷管的喷孔沿所述喷管的轴线方向设置有多个；催化剂，填充在所述燃烧室内；汽化过热器，安装在所述燃烧室内，其进料口位于所述反应箱外；反应组件，安装在所述反应腔内，所述汽化过热器的出口与所述反应组件的进口连通；导热介质，填充至所述反应腔内；余热循环组件，其一端与所述一体化制氢反应器的烟气出口连通，另一端连接至所述燃料处理组件的进气口处。
[0005]可选地，所述燃料处理组件包括：内套管，安装在所述反应箱内；外套管，套设在所述内套管外，所述外套管与所述内套管之间形成混合区域，所述
余热循环组件的出气端连接至所述外套管内，所述喷管的进口连接至所述混合区域内；燃料进料管，一端伸入所述内套管中，并与所述混合区域连通，另一端位于所述反应箱外。
[0006]可选地，所述喷管具有多根，绕所述燃料处理组件均匀设置。
[0007]可选地，沿所述喷管轴线方向设置的多个喷孔为一组时，所述喷管沿其周向方向设有多组所述喷孔。
[0008]可选地，所述汽化过热器包括第一环管，套设在所述燃料处理组件外，所述第一环管上设有原料进口；第二环管，套设在所述燃料处理组件外，所述第二环管上设有原料出口；内盘管，套设在所述燃料处理组件外，其两端分别与所述第一环管和第二环管连通；外盘管，套在所述内盘管外，其两端分别与第一环管和第二环管连通；其中，当所述喷管安装后位于所述内盘管和所述外盘管之间。
[0009]可选地，所述反应组件包括：反应管，所述反应管具有多个，等间距安装在所述反应腔内；进气管，其数量与所述反应管的数量相匹配，所述进气管的一端与所述汽化过热器的出口连通，另一端连接至所述反应管内。
[0010]可选地，所述导热介质为铝颗粒、铜颗粒、银颗粒或金颗粒。
[0011]可选地，所述燃烧室内至少设有一辅助加热装置。
[0012]可选地，所述反应箱、燃料处理组件、分隔板、喷管、汽化过热器、反应组件和余热循环组件为一体成型结构。
[0013]可选地，所述反应箱的外侧设有保温层。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术不再采用现有的导热油供热方式，直接采用的催化燃烧来提供设备整体所需的热量，降低设备体积。
[0015]2、在设备内部空隙填充导热介质，提高热传递效率；烟气进行循环使用减少热损失，节约成本。
[0016]3、本专利技术的汽化过热器采用双层螺旋盘管结构，使其汽化行程足够长，满足汽化过热需求；将汽化过热器集成在设备本体的燃烧室内部，减少了热传递时间与热传递过程以及热传递损失，优化了汽化过热的效果；同时也减小了设备整体体积，减小了占地面积。
[0017]4、本专利技术采用燃料先预热后喷射的方式，使其燃料能均匀沿喷管的喷孔进行均匀喷射，整体温度能均匀升温，降低局部飞温等情况出现。
[0018]5、本专利技术在燃烧室内设置了辅助加热装置，低温时能预加热，待机时能稳定维持住温度不变，减少了每次设备运行时升温时；热启机时即能随启随用，极大的缩短了机器启动时间，节约了大量时间成本。
[0019]6、本专利技术最外侧使用保温棉缠绕，进行隔热保温，减少了热损失。
[0020]7、本专利技术极大的减小了制氢系统整体体积，减轻了系统整体重量，使整个系统集成为一个整体。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为一体化制氢反应器的内部结构示意图。
[0023]图2为一体化制氢反应器的局部结构立体示意图。
[0024]图3为一体化制氢反应器的内部结构剖视示意图。
[0025]图4为一体化制氢反应器的喷管的结构示意图。
[0026]图5为一体化制氢反应器具有保温层的结构示意图。
[0027]图6为一体化制氢反应器具有辅助加热装置的结构示意图。
[0028]附图标记：1、反应箱；11、燃烧室；12、反应腔；2、燃料处理组件；21、内套管；22、燃料进料管；23、外套管；24、混合区域；3、分隔板；31、多孔金属环状底板；4、喷管；41、喷孔；5、催化剂；6、汽化过热器；61、第一环管；62、原料进口；63、第二环管；64、原料出口；65、内盘管；66、外盘管；7、反应组件；71、反应管；72、进气管；8、导热介质；9、余热循环组件；10、辅助加热装置；110、保温层；120、外排管道。
具体实施方式
[0029]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化制氢反应器，其特征在于，包括：反应箱；燃料处理组件，安装在所述反应箱的内部，其进气端延伸至所述反应箱外；分隔板，设置在所述反应箱内，且套设在所述燃料处理组件外侧，所述分隔板与所述燃料处理组件之间形成燃烧室，所述分隔板与所述反应箱的内侧壁之间形成反应腔；喷管，竖直安装在所述燃烧室内，所述喷管的一端与所述燃料处理组件连通，所述喷管的喷孔沿所述喷管的轴线方向设置有多个；催化剂，填充在所述燃烧室内；汽化过热器，安装在所述燃烧室内，其进料口位于所述反应箱外；反应组件，安装在所述反应腔内，所述汽化过热器的出口与所述反应组件的进口连通；导热介质，填充至所述反应腔内；余热循环组件，其一端与所述一体化制氢反应器的烟气出口连通，另一端连接至所述燃料处理组件的进气口处。2.根据权利要求1所述的一体化制氢反应器，其特征在于，所述燃料处理组件包括：内套管，安装在所述反应箱内；外套管，套设在所述内套管外，所述外套管与所述内套管之间形成混合区域，所述余热循环组件的出气端连接至所述外套管内，所述喷管的进口连接至所述混合区域内；燃料进料管，一端伸入所述内套管中，并与所述混合区域连通，另一端位于所述反应箱外。3.根据权利要求1所述的一体化制氢反应器，其特征在于，所述喷管具有多根，绕所述燃料处理组件均匀设置。4.根据权利要求1或3所述的一体化制氢反应器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王业勤，叶根银，杨文杰，严雨，
申请(专利权)人：四川亚联氢能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：