[實(shí)用新型]尾氣加熱式甲醇制氫重整器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920923350.3
• 申請(qǐng)日: 2019-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN210656144U
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包士毅;應(yīng)翔;羅利佳;尤永康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B3/32
• 分類號(hào): C01B3/32
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本實(shí)用新型為甲醇制氫重整器，包括主殼體、催化劑倉(cāng)和預(yù)熱管道；催化劑倉(cāng)一端伸入主殼體內(nèi)，主殼體與催化劑倉(cāng)之間的空腔分為原料液腔與預(yù)熱腔；預(yù)熱管道沿催化劑倉(cāng)外壁軸向環(huán)繞并位于預(yù)熱腔內(nèi)；預(yù)熱管道的一端與原料液腔連通，另一端與催化劑倉(cāng)的內(nèi)部連通；還包括熱尾氣分散裝置；熱尾氣分散裝置包括數(shù)個(gè)分支管、熱尾氣進(jìn)氣管和分氣盒；分氣盒與分支管均位于主殼體內(nèi)的催化劑倉(cāng)內(nèi)；熱尾氣進(jìn)氣管一端位于主殼體外，另一端伸入催化劑倉(cāng)內(nèi)與分氣盒連接；分支管的進(jìn)氣端與分氣盒連接，出氣端與預(yù)熱腔連通。本實(shí)用新型熱尾氣通過(guò)分氣盒均勻分散至數(shù)個(gè)分支管內(nèi)使催化劑倉(cāng)受熱均勻，預(yù)熱腔內(nèi)的尾氣使得預(yù)熱管道受熱均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及甲醇重整制氫裝置，具體涉及為尾氣加熱式甲醇制氫重整器。

背景技術(shù)

隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)、技術(shù)進(jìn)步和能源安全重視程度的加深，大量消耗化石能源的內(nèi)燃機(jī)在公路交通領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸被采用其他能源的各類動(dòng)力系統(tǒng)所取代，新能源汽車行業(yè)迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量廢熱并通過(guò)尾氣排出，造成大量能量的損失，甲醇重整制氫反應(yīng)需要吸收大量熱量。因此，可以充分利用尾氣中的熱量，將甲醇與水重整產(chǎn)生氫氣和二氧化碳混合氣，統(tǒng)稱為重整氣。

目前公開的各種余熱回收重整器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的熱尾氣的熱量將醇類重整為氫氣等可燃?xì)怏w，并通入發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒，產(chǎn)生的尾氣同時(shí)攜帶大量熱量。隨著研究的不斷深入，目前余熱回收重整器的結(jié)構(gòu)包括板框式、列管式和其他形式。目前使用較多的是套管式結(jié)構(gòu)。套管式結(jié)構(gòu)是利用雙管以及更多管通入對(duì)應(yīng)的醇類與熱尾氣，通過(guò)管壁進(jìn)行傳遞熱量，達(dá)到余熱回收和重整反應(yīng)生產(chǎn)重整氣的目的。

公開號(hào)為CN 103708418B的中國(guó)專利公開了一種利用汽車尾氣余熱進(jìn)行甲醇重整制氫的裝置，該專利中反應(yīng)主體內(nèi)外殼間加有絕熱陶瓷棉，在反應(yīng)主體下蓋板上先層疊多層甲醇水蒸發(fā)層，再交替層疊重整反應(yīng)層和燃燒反應(yīng)層。雖然該專利能夠減少汽車尾氣余熱的能量浪費(fèi)，但是反應(yīng)裝置內(nèi)受熱不均勻問(wèn)題，影響催化劑活性，同時(shí)該專利中的甲醇水溶液不能較好的預(yù)熱。

目前公開的各種余熱回收重整器在實(shí)際使用中也均存在預(yù)熱效率低、預(yù)熱不均勻，重整室受熱不均勻，溫差較大的問(wèn)題，影響催化劑活性，導(dǎo)致催化劑不能處于最佳溫度，重整反應(yīng)效率不夠高，同時(shí)影響催化劑壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決目前余熱回收重整器預(yù)熱效率低、預(yù)熱不均勻、重整室受熱不均勻問(wèn)題以及重整室溫差較大的問(wèn)題，提供了一種尾氣加熱式甲醇制氫重整器。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

尾氣加熱式甲醇制氫重整器，包括主殼體、催化劑倉(cāng)和預(yù)熱管道；催化劑倉(cāng)一端伸入主殼體內(nèi)，主殼體與催化劑倉(cāng)之間的空腔分為原料液腔與預(yù)熱腔；預(yù)熱管道沿催化劑倉(cāng)外壁軸向環(huán)繞并位于預(yù)熱腔內(nèi)；預(yù)熱管道的一端與原料液腔連通，另一端與催化劑倉(cāng)的內(nèi)部連通；還包括熱尾氣分散裝置；熱尾氣分散裝置包括數(shù)個(gè)分支管、熱尾氣進(jìn)氣管和分氣盒；分氣盒與分支管均位于催化劑倉(cāng)內(nèi)；熱尾氣進(jìn)氣管一端與尾氣連通并位于主殼體外，另一端伸入催化劑倉(cāng)內(nèi)與分氣盒連接；分支管的進(jìn)氣端與分氣盒連接，出氣端與預(yù)熱腔連通；尾氣依次通過(guò)熱尾氣進(jìn)氣管、分氣盒、分支管進(jìn)入預(yù)熱腔內(nèi)；原料液腔內(nèi)的甲醇水混合物通過(guò)預(yù)熱管道進(jìn)入催化劑倉(cāng)內(nèi)；熱尾氣進(jìn)氣管內(nèi)的尾氣通過(guò)分氣盒均勻分散至數(shù)個(gè)分支管內(nèi)，以使催化劑倉(cāng)受熱均勻；預(yù)熱腔內(nèi)的尾氣使預(yù)熱管道受熱均勻。

進(jìn)一步地，熱尾氣進(jìn)氣管位于分氣盒的端面中心，分支管在分氣盒端面上以進(jìn)氣管為中心環(huán)狀排列成數(shù)圈。

進(jìn)一步地，催化劑倉(cāng)一端設(shè)有第一擋板，熱尾氣進(jìn)氣管穿過(guò)第一擋板與分氣盒連接；分支管出氣端位于第一擋板內(nèi)并與預(yù)熱腔連通；熱尾氣進(jìn)氣管與分支管均與第一擋板密封連接。

進(jìn)一步地，主殼體一端與催化劑倉(cāng)側(cè)壁密封連接，熱尾氣進(jìn)氣管穿過(guò)主殼體的另一端并與主殼體的另一端密封連接；催化劑倉(cāng)另一端設(shè)有重整氣出氣管，催化劑倉(cāng)內(nèi)的重整氣經(jīng)重整氣出氣管流出。