[發(fā)明專利]一種化學(xué)反應(yīng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610536275.6
• 申請(qǐng)日: 2016-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107551983A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津振宸科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J19/24
• 分類號(hào): B01J19/24;B01J19/00;C01B3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)過程中，通常需要用到觸媒，以加快反應(yīng)速率。例如在制氫的方式中，主要以石化燃料中獲得氫氣，其效率較高，也有通過水分解的方式制氫。最常用的石化燃料制氫是以甲醇溶液，在含銅/鋅/氧化鋁的觸媒裝置及適當(dāng)溫度環(huán)境下，可獲得超過95％的產(chǎn)氫效率。

目前，小型可攜帶式的產(chǎn)氫裝置通過在容器內(nèi)裝填顆粒狀觸媒，甲醇溶液經(jīng)蒸發(fā)后流經(jīng)觸媒裝置。觸媒裝置設(shè)有微通道，微通道需要設(shè)計(jì)微小化，因此需要通過蝕刻等加工技術(shù)完成，工藝復(fù)雜，效率較低。而且薄板容易在加工過程中發(fā)生彎曲變形，影響模組組合的密封效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種加工簡單，反應(yīng)效率高的化學(xué)反應(yīng)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種化學(xué)反應(yīng)裝置，包括主體、入口端和出口端，所述入口端和所述出口端分別設(shè)置在所述主體兩端，所述主體內(nèi)設(shè)有預(yù)熱段、第一反應(yīng)段和第二反應(yīng)段，所述預(yù)熱段設(shè)置在所述主體前端，所述第一反應(yīng)段設(shè)置在所述預(yù)熱段下游，所述第二反應(yīng)段設(shè)置在所述第一反應(yīng)段下游，所述第一反應(yīng)段和所述第二反應(yīng)段分別包括多個(gè)第一觸媒裝置和第二觸媒裝置，所述第一、第二觸媒裝置是由彎曲網(wǎng)線構(gòu)成的反應(yīng)網(wǎng)，所述反應(yīng)網(wǎng)同軸設(shè)置，所述反應(yīng)網(wǎng)上噴涂有觸媒；所述預(yù)熱段內(nèi)設(shè)有電熱器；所述入口端包括第一進(jìn)口和第二進(jìn)口；所述第一進(jìn)口和第二進(jìn)口的開口方向相互垂直。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)網(wǎng)上噴涂有氧化鋁。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)網(wǎng)為圓形.

優(yōu)選的，所述主體為圓柱形。

本發(fā)明通過將觸媒裝置設(shè)置成反應(yīng)網(wǎng)的形式，有效得減小了觸媒裝置的體積，從而有利于減小整個(gè)反應(yīng)裝置的體積；此外，采用多層次堆疊和觸媒噴涂的方式，使得反應(yīng)更加充分，反應(yīng)效率較高，同時(shí)使得加工和組裝更簡便，降低生產(chǎn)制造的成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的化學(xué)反應(yīng)裝置的示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的反應(yīng)網(wǎng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的化學(xué)反應(yīng)裝置包括主體1，入口端2和出口端3，所述入口端2和出口端3分別設(shè)置在主體1的兩端部，所述主體1內(nèi)部為反應(yīng)腔，所述主體1前段為預(yù)熱段11，預(yù)熱段11設(shè)置在入口端2下游，所述預(yù)熱段11下游為第一反應(yīng)段12，第一反應(yīng)段12包括第一觸媒裝置121，所述第一反應(yīng)段12下游設(shè)有第二反應(yīng)段13，第一反應(yīng)段12和第二反應(yīng)段13之間設(shè)有隔板14，第二反應(yīng)段13內(nèi)包括多個(gè)第二觸媒裝置131。

其中，所述第一觸媒裝置121為圓形，第一反應(yīng)段12可設(shè)置多個(gè)第一觸媒裝置，同心布置，從而使反應(yīng)更充分，所述第一觸媒裝置121為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)網(wǎng)5，該反應(yīng)網(wǎng)5由彎曲的網(wǎng)線構(gòu)成，觸媒噴涂在該反應(yīng)網(wǎng)表面，當(dāng)氣流6流過反應(yīng)網(wǎng)時(shí)(如圖中箭頭方向所示)，氣流與觸媒產(chǎn)生反應(yīng)。

所述第二觸媒裝置131的結(jié)構(gòu)和第一觸媒裝置121相同，第二觸媒裝置31用于設(shè)置不同的觸媒，進(jìn)行第二次反應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述的預(yù)熱段11內(nèi)設(shè)有電熱器4，電熱器4使得反應(yīng)初期提高主體1入口處的溫度，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定后，若溫度穩(wěn)定后，可切斷電熱器4。

進(jìn)一步的，所述入口端2上設(shè)有第一進(jìn)口21和第二進(jìn)口22，第一、第二進(jìn)口的開口方向互相垂直，第一進(jìn)口21和第二進(jìn)口22分別與主體1內(nèi)部連通。

較優(yōu)的，所述主體1大致為圓柱形。

較優(yōu)的，所述反應(yīng)網(wǎng)為圓形。

下面具體描述化學(xué)反應(yīng)過程，以甲醇燃料為例，甲醇溶液通過第一進(jìn)口21輸入入口端2，空氣通過第二進(jìn)口22輸入入口端2，甲醇在預(yù)熱段11內(nèi)完成蒸發(fā)汽化后進(jìn)入第一反應(yīng)段12，第一觸媒裝置121上噴涂貴金屬觸媒，如可加入氧化鋁，以增強(qiáng)黏結(jié)效果。甲醇在第一反應(yīng)段12內(nèi)與氧氣反應(yīng)進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成氫氣、二氧化碳和水。經(jīng)過第一反應(yīng)段12后的混合氣體進(jìn)入第二反應(yīng)段13，在第二反應(yīng)段13中，第二觸媒裝置131噴涂的觸媒為銅、鋅、鎳構(gòu)成的觸媒。甲醇與氧氣和水反應(yīng)，生成二氧化碳和氫氣。反應(yīng)生成的氣體通過出口端3排出。當(dāng)反應(yīng)放出的熱量能夠維持反應(yīng)繼續(xù)時(shí)，可關(guān)閉電熱器4。

本實(shí)施例的化學(xué)反應(yīng)裝置通過將觸媒裝置設(shè)置成反應(yīng)網(wǎng)的形式，有效得減小了觸媒裝置的體積，從而有利于減小整個(gè)反應(yīng)裝置的體積；此外，采用多層次堆疊和觸媒噴涂的方式，使得反應(yīng)更加充分，反應(yīng)效率較高，同時(shí)使得加工和組裝更簡便，降低生產(chǎn)制造的成本。