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专利号: 2019102128572
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于包括自下而上设置的蒸发器(1)、重整器(2)和净化储存器(3),所述蒸发器(1)、重整器(2)和净化储存器(3)通过竖直的导杆串联成为一个整体的结构;所述重整器(2)顶部设置有热流体入口(21)和冷流体出口(24),重整器(2)底部设置有热流体出口(22)和冷流体入口(23);

所述重整器(2)内部设置有若干层串联的冷流体腔道和若干层并联的热流体腔道,每层冷流体腔道内均设置有重整催化剂,第一层冷流体腔道的入口与冷流体入口(23)连通,最后层冷流体腔道的出口与冷流体出口(24)连通;每层热流体腔道的入口均与热流体入口(21)连通,热尾气由热流体入口(21)进入重整器(2)的各层热流体腔道内,每层热流体腔道的出口均与热流体出口(22)连通;所述冷流体腔道和热流体腔道均为层状空腔的结构,且所述冷流体腔道和热流体腔道在重整器(2)内层层交替设置;

所述蒸发器(1)用于将甲醇水混合液原料加热汽化,形成的甲醇水混合气由冷流体入口(23)进入重整器(2)的冷流体腔道内进行催化重整反应,生成富氢产品;所述净化储存器(3)用于将由重整器(2)得到的富氢产品进行氢气净化和氢气存储;

所述蒸发器(1)顶部设置有蒸发器尾气入口(11)和蒸发器甲醇水蒸气出口(12),蒸发器(1)底部设置有蒸发器尾气出口(13)和蒸发器甲醇水溶液入口(14);所述蒸发器尾气入口(11)上的进气管分为两路,一路与重整器(2)底部的热流体出口(22)管路连接,另一路与热尾气入口(5)管路连接,且所述蒸发器尾气入口(11)上的进气管上设置有第一电磁流量计(6);所述蒸发器甲醇水蒸气出口(12)通过第二电磁流量计(7)与重整器(2)底部的冷流体入口(23)管路连接;

净化储存器(3)的顶部和底部分别设置有氢气出口(31)和富氢产品入口(32),所述富氢产品入口(32)与重整器(2)顶部的冷流体出口(24)管路连接。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于所述重整器(2)由第一板片(25)、第二板片(26)以及设置于第一板片(25)和第二板片(26)之间进行密封的橡胶垫片依次叠合而成,所述第一板片(25)、橡胶垫片以及第二板片(26)之间围合形成密封的层状空腔;第一板片(25)正面、橡胶垫片以及第二板片(26)背面之间形成的层状空腔为所述冷流体腔道,第一板片(25)背面、橡胶垫片以及第二板片(26)正面之间形成的层状空腔为所述热流体腔道;所述重整器(2)上还包括用于使各层冷流体腔道依次连通的重整分流道、用于连通各层热流体腔道的入口的第一重整主流道以及用于连通各层热流体腔道的出口的第二重整主流道。

3.根据权利要求2所述的一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于第一板片(25)的一对角对称设置有一对第一冷冲孔(25a)且另一对角分别设置有第一热冲进孔(25b)和第一热冲出孔(25c),所述第二板片(26)相应的一对角对称设置有一对第二冷冲孔(26a)且相应的另一对角分别设置有第二热冲进孔(26b)和第二热冲出孔(26c);当所述第一板片(25)和第二板片(26)依次叠合排列时,所述第一冷冲孔(25a)和第二冷冲孔(26a)对齐并通过橡胶垫片围合形成用于流通甲醇水混合气的重整分流道,所述第一热冲进孔(25b)和第二热冲进孔(26b)对齐并通过橡胶垫片围合形成用于流进热尾气的第一重整主流道,所述第一热冲出孔(25c)和第二热冲出孔(26c)对齐并通过橡胶垫片围合形成用于流出热尾气的第二重整主流道。

4.根据权利要求2所述的一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于还包括催化剂支撑板(4),所述重整催化剂为CuO‑ZnO‑Al2O3复配物,所述重整催化剂为圆柱块状结构并成排均匀的固定在催化剂支撑板(4)上;所述第一板片(25)正面设置有与催化剂支撑板(4)形状相配的板槽(25d),催化剂支撑板(4)配合放置在板槽(25d)内。

5.根据权利要求4所述的一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于第一板片(25)的两面均设置有第一菱形槽(25e),第一板片(25)的一对第一冷冲孔(25a)对称设置于所述第一菱形槽(25e)较长对角线的一对角内,且所述板槽(25d)位于第一菱形槽(25e)的中心,第二板片(26)的两面均设置有与第一菱形槽(25e)相适配的第二菱形槽(26e);当所述第一板片(25)和第二板片(26)依次叠合排列时,第一板片(25)正面、橡胶垫片和第二板片(26)背面之间形成的层状空腔以及第一板片(25)背面、橡胶垫片和第二板片(26)正面之间形成的层状空腔均为菱形结构。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于所述蒸发器(1)内部设置有层层交替的热蒸汽流动腔道和原料液流动腔道,所述热蒸汽流动腔道和原料液流动腔道均为层状空腔的结构;每层热蒸汽流动腔道的入口均与蒸发器尾气入口(11)连通,每层热蒸汽流动腔道的出口均与蒸发器尾气出口(13)连通;每层原料液流动腔道的入口均与蒸发器甲醇水溶液入口(14)连通,每层原料液流动腔道的出口均与蒸发器甲醇水蒸气出口(12)连通。

7.根据权利要求6所述的一种甲醇重整制氢反应器,其特征在于所述蒸发器(1)是由蒸发板片(15)、密封垫板(16)以及设置于蒸发板片(15)和密封垫板(16)之间进行密封的橡胶垫片依次叠合而成,所述蒸发板片(15)、橡胶垫片和密封垫板(16)之间围合形成密封的层状空腔;蒸发板片(15)正面、橡胶垫片以及密封垫板(16)背面之间形成的层状空腔即为所述原料液流动腔道,所述蒸发板片(15)正面设置有波纹凸块(15a),以增加甲醇水溶液从原料液流动腔道内流动的湍流强度;蒸发板片(15)背面、橡胶垫片以及密封垫板(16)正面之间形成的层状空腔即为所述热蒸汽流动腔道。