[發明專利]反應載體表面多孔化的自熱型醇類制氫微重整器

有效

• 申請號: 201410821472.3
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104555919A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 梅德慶;馮艷冰;錢淼;任慶偉;姚喆赫;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: 林超

技術領域

本發明涉及一種醇類制氫微重整器，尤其是一種反應載體表面多孔化的自熱型醇類制氫微重整器。

背景技術

當前，化石燃料減少，環境污染加劇，成為各方關注的嚴重問題。在不同的可再生能源裝置中，燃料電池提供了清潔高效的能量輸出，而氫能由于其高效、零污染等優勢，被廣泛地應用于燃料電池。然而，現有的制氫技術還遠沒有達到商業化的目標，其中最實用的方法為碳氫燃料重整法，該方法有三種常用的方法：水汽重整反應，部分催化氧化和自熱重整反應。在這些方法中，水汽重整法具有氫氣產量高、長期穩定性好等優勢。

醇類自熱重整制氫是目前進行水汽重整制氫的有效方式，它是通過醇類或氫氣等燃料的燃燒，釋放出大量的熱量，為醇類重整反應提供合適的溫度，以實現醇類自熱重整制氫。最近，世界范圍內的很多相關單位開展了對自熱型重整制氫微重整器的研究。微重整器的溫度分布均勻性、催化劑的附著力和附著面積、微通道的結構尺寸、反應載體板的拓撲結構、加工方法等眾多因素，均對微重整器的制氫性能有很大的影響。設計性能更好、易于加工、可批量生產和易于催化劑附著的微重整器，從而提高醇類的轉化效率、氫氣的產生速度、較低的CO濃度等，是自熱型制氫微重整器技術的重要方面。

中國發明專利(申請號200610104598.4)公開了一種金屬泡沫催化重整反應器。該反應器采用管式結構，使用金屬泡沫作為催化劑載體，外層催化燃燒釋放的熱量，傳遞到內管中間的金屬泡沫進行催化重整，高效清潔地制取氫氣，但是采用金屬泡沫作為反應載體板，熱傳遞效率低，壓降較大，并且采用管式結構，不易擴大反應規模。

中國發明專利(申請號201310554712.3)公開了一種自熱錯排微凸臺陣列型醇類重整器，包括氫氣提純部件、重整制氫部件和催化燃燒部件，可以實現醇類重整制氫的自熱運行，同時通過氫氣提純，可以得到氫氣濃度較高的氣體產物，但是表面負載的催化劑易脫落，導致反應速率的降低和醇類轉化率的下降。

雖然各國研究者已對自熱型醇類重整制氫微重整器進行了大量深入的研究，但是目前的自熱型微重整器在醇類轉化率、反應器比表面積、壓降、傳熱等方面還有待提高，有必要設計一種具備傳熱傳質效率更高、比表面積更大、壓降更低等優勢的微重整器。

發明內容

為了達到背景技術中提到的技術要求，本發明提出了一種反應載體表面多孔化的自熱型醇類制氫微重整器。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括上蓋板、下底板以及密封安裝在上蓋板與下底板之間的左引流板、右引流板和反應載體板；左引流板、右引流板分別安裝在反應載體板的兩側，反應載體板兩側分別與左引流板和右引流板之間均設有柔性石墨墊，反應載體板、左引流板和右引流板組成的整體與上蓋板之間設有柔性石墨墊，左引流板和右引流板均為矩形板，上下表面均開有三角形引流槽；反應載體板上表面開有多排平行間隔均布的梯形的微通道，微通道沿左右方向，微通道梯形的三個表面上均開有均勻分布的微孔，所有微通道按照排列的依次順序分為奇數微通道和偶數微通道的兩組通道。

所述的左引流板：左引流板上表面靠近反應載體板的一側開有與各個奇數微通道或者偶數微通道相連通的引流口，左引流板下表面靠近反應載體板的一側開有與各個偶數微通道或者奇數微通道相連通的引流口；左引流板上表面遠離反應載體板的一側設有用于重整混合氣體流出的重整出口，重整出口與左引流板上表面的各個引流口通過三角形引流槽連通，重整出口為盲孔結構；左引流板下表面遠離反應載體板的一側設有用于燃料混合氣體流入的燃料入口，燃料入口與左引流板下表面的各個引流口通過三角形引流槽連通，燃料入口為通孔結構，不與左引流板上表面的三角形引流槽連通；

所述的右引流板：右引流板上表面靠近反應載體板的一側開有與各個奇數微通道或者偶數微通道相連通的引流口，右引流板下表面靠近反應載體板的一側開有與各個偶數微通道或者奇數微通道相連通的引流口；右引流板上表面遠離反應載體板的一側設有用于重整混合氣體流入的重整入口，重整入口與右引流板上表面的各個引流口通過三角形引流槽連通，重整入口為盲孔結構；右引流板下表面遠離反應載體板的一側設有用于燃料混合氣體流出的燃料出口，燃料出口與右引流板下表面的各個引流口通過三角形引流槽連通，燃料出口為通孔結構，不與右引流板上表面的三角形引流槽連通。