[實用新型]一種自熱錯排微凸臺陣列型醇類重整器

有效

• 申請號: 201320706139.9
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN203582462U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 錢淼;梅德慶;姚喆赫;婁心洋;梁靈威;陳子辰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及一種自熱型醇類重整器，尤其是涉及一種自熱錯排微凸臺陣列型醇類重整器。?

技術背景

氫能源具有燃料熱值高，清潔環保等優點，受到了人們的廣泛關注。其中，氫燃料電池由于具有效率高，功率密度大等特點，在近年來獲得了較快的發展。隨著氫燃料電池的大力發展，為燃料電池供氫問題成為研究的熱點。在燃料電池供氫方式中，一種有效的辦法是采用高能量密度的液體燃料，特別是采用低碳醇（如甲醇）通過制氫反應系統現場重整產生氫氣。?

目前，醇類重整制氫主要包括三種方式：水蒸氣重整、部分氧化重整和自熱重整。其中，水蒸氣重整得到的重整氣體中氫氣含量最高，一氧化碳含量最低（一氧化碳可使氫燃料電池的陽極中毒失效）。較低含量一氧化碳使得重整氣體的后續處理步驟變得簡單，從而提高了醇類重整器的緊湊性；而較高的氫氣含量又使醇類重整器具有較大的能量密度。因此，水蒸氣重整制氫成為醇類現場重整制氫的一種有效實現方式。但水蒸氣重整制氫是強吸熱反應，需外界供熱。常用的辦法是通過電加熱的方式為重整器提供熱量，但該方法降低了重整器的能量效率。因此，將水蒸氣重整和醇類燃料燃燒集成在一起，通過醇類燃料燃燒為水蒸氣重整提供能量實現重整器自熱運行成為醇類重整制氫的一個發展方向。?

針對常規的自熱型醇類重整器存在結構尺寸大、體積能量效率低、啟動時間長等缺點。中國發明專利（申請號?200820079472.0）公開了一種層疊式自熱微制氫重整器。該重整器集成了吸熱反應芯片和放熱反應芯片，采用半定位銷孔定位。該重整器結構簡單，緊湊，結構形式易于擴大，便于安裝。然而，該重整器的反應載體制造成本高，效率低；為了降低制造成本，提高反應效率，中國發明專利（申請號?200910100100.0）公開了一種微凸臺陣列結構的自熱型醇類重整制氫微通道重整器。該重整器包含催化重整制氫腔和燃燒通道，重整制氫所需的熱量由燃燒通道提供，實現重整器的自熱運行。通過采用微凸臺陣列結構作為反應載體，進一步提高了重整器能量效率。?

雖然通過各國研究者的努力，自熱型重整器的能量效率得到了較大地提高，但是這些重整器的出口重整氣中均含有一定量的一氧化碳。當采用這些重整器給氫燃料電池供氫時，需要在它們和氫燃料電池中間布置去一氧化碳裝置，這就增加了氫燃料電池系統的體積和質量，降低氫燃料電池系統的能量密度，因此，有必要發明一種結構緊湊、能量密度高、制造成本低，并可直接給氫燃料電池供氫的醇類重整器。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種自熱錯排微凸臺陣列型醇類重整器，該重整器的重整制氫板、催化燃燒板上制造有錯排微凸臺陣列結構，傳熱傳質快，燃料轉化率高。而且，醇類重整器含有氫氣提純部件，可提高重整制氫腔的燃料轉化效率，同時出口氫氣可直接供氫燃料電池使用。?

本實用新型采用的技術方案是：?

本實用新型從上至下依次由氫氣提純部件，重整制氫板和催化燃燒板構成；其中：

1)?氫氣提純部件：整體為矩形體結構，包括氫氣提純板和氫氣滲透膜；氫氣提純板整體為矩形體結構，中部開有凹槽，凹槽中間為矩形，短邊兩側均為梯形，兩個梯形的下底和短邊尺寸相同，氫氣提純板短邊兩側分別開有載氣入口孔和載氣出口孔，載氣入口孔和載氣出口孔的一側分別與凹槽相通，載氣入口孔和載氣出口孔的另一側分別與各自的載氣入口管和載氣出口管相通，載氣入口管、載氣入口孔、凹槽、載氣出口孔、載氣出口管貫通形成燃料氣體流動通道，氫氣提純板上面開有矩形槽，氫氣滲透膜安裝在矩形槽內；

2)?重整制氫板：整體為矩形體，重整制氫板的一個面上開有平行四邊形凹槽，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯排微凸臺陣列，凸臺表面燒結一層醇類重整制氫催化劑，兩邊為中心對稱的三角形流體分布腔；靠近重整制氫板(2)兩短邊側的長邊分別開有重整燃料入口孔和重整燃料出口孔，重整燃料入口孔和重整燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，重整燃料入口孔的一側與平行四邊形凹槽相通，重整燃料入口孔的另一側與重整燃料入口管相通，重整燃料出口孔的一側與平行四邊形凹槽相通，重整燃料出口孔的另一側與重整燃料出口管相通，重整燃料入口管、重整燃料入口孔、平行四邊形凹槽、重整燃料出口孔、重整燃料出口管貫通形成重整燃料氣體流動通道；