[發明專利]一種高通量甲醇水重整制氫微通道反應器

有效

• 申請號: 201910722114.X
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110386589B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 高繼明;蔣彪
• 申請（專利權）人: 廣東能創科技有限公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 廣東高端專利代理事務所(特殊普通合伙) 44346
• 代理人: 劉廣新

一種高通量甲醇水重整制氫微通道反應器，包括反應容器，反應容器中設有兩塊密封的豎向隔板，兩塊豎向隔板將反應容器分割為左隔室、反應腔和右隔室；反應腔中設有將反應腔分割為N個子空間的若干個橫向隔板，每個子空間內分別設有制氫重整反應通道，每個子空間上設有進氣口和出氣口；第一子空間的進氣口位于右隔室側，右隔室內設有用于甲醇水氣化的盤管，盤管的出口端與第一子空間的進氣口相連通，盤管的進口端與進料管相連通，右隔室設有對盤管加熱的加熱器；左隔室和右隔室內分別設有若干個用于加熱氣體的再熱器，再熱器設有進氣口和出氣口，第N個子空間的出氣口與出料管相連通。本發明既能高效地滿足了甲醇水汽化的加熱要求，又能減低能耗。

技術領域

本發明涉及制氫技術領域，具體涉及一種高通量甲醇水重整制氫微通道反應器。

背景技術

隨著氫燃料電池應用場景的日趨豐富，制氫機小型化技術也在飛速發展，甲醇水制氫機有著反應溫度較低，原料常溫為液體等優勢廣受青睞。目前常見的技術為甲醇水蒸汽重整制氫和甲醇水部分氧化制氫。由于部分氧化催化劑不穩定，未有大規模應用，工業上常規的是甲醇水蒸汽重整制氫。微通道反應器具有體積小，傳熱效率高、效應時間短、溫度分布均勻等特點，顯示出廣闊的應用前景。

微通道反應器制氫過程如下：甲醇水經過預熱、氣化后進入反應器內，在催化劑作用下發生甲醇的裂解反應和CO的變換反應，出口氣為約75％的氫氣和約25％的二氧化碳及少量雜質的混合氣，該混合氣經過變壓吸附提純凈化，可以獲得不同純度的氫氣。甲醇水制氫技術的原料易得且儲運方便，受地域條件限制較小，適于中、小制氫用戶進行使用，因此利用甲醇水進行轉換制氫的成本較低廉，工藝流程較短，是目前廣為采用的制氫技術之一。

現有技術中存在很多用于甲醇水制氫的微反應器，微反應器作為甲醇水制氫設備已獲得本領域相當多的技術人員研究和開發，但目前仍存在一些沒被解決技術的問題，例如燃燒反應過程控制較為困難、容易出現過熱點、易燒壞反應器、熱穩定性低等問題。還有傳統甲醇水重整制氫反應大都采用將甲醇水汽化過程和重整反應過程放在同一容器中進行，一方面不便對反應過程進行分段控制，另外汽化過程和重整反應過程需要的熱量不同，既容易造成熱量浪費，又會出現不能滿足反應過程所需熱量的情況，而影響制氫質量和能效。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供了一種高通量甲醇水重整制氫微通道反應器，具有熱穩定性高、高通量、反應易于控制等優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高通量甲醇水重整制氫微通道反應器，包括反應容器，反應容器中設有兩塊密封的豎向隔板，兩塊豎向隔板將反應容器分割為左隔室、反應腔和右隔室；反應腔中設有將反應腔分割為N個子空間的若干個橫向隔板，每個子空間內分別設有制氫重整反應通道，每個子空間上在兩塊豎向隔板上分別設有進氣口和出氣口，且第M子空間的出氣口與第M+1子空間的進氣口位于同一側，M小于N；第一子空間的進氣口位于右隔室側，右隔室內設有用于甲醇水氣化的盤管，盤管的出口端與第一子空間的進氣口相連通，盤管的進口端與進料管相連通，右隔室設有對盤管加熱的加熱器；左隔室和右隔室內分別設有若干個用于加熱氣體的再熱器，再熱器設有進氣口和出氣口，第M子空間的出氣口與再熱器的進氣口相連通，第M+1子空間的進氣口與再熱器的出氣口相連通，第N個子空間的出氣口與出料管相連通；重整反應通道包括若干個不銹鋼基板，若干個基板固定在子空間對向的兩側壁之間，且相鄰基板間留有間隙通道，基板表面涂覆有一層重整反應的貴金屬催化劑涂層。