[實(shí)用新型]一種太陽能甲醇蒸汽重整制氫聚焦反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921656619.2
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN211056709U
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明;杜文平;趙沖;胡承志;黃夢瀟
• 申請（專利權(quán)）人: 云南師范大學(xué)
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;B01J19/12;B01J8/06
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本實(shí)用新型涉及一種太陽能甲醇蒸汽重整制氫聚焦反應(yīng)器，特別是涉及一種帶有儲熱介質(zhì)的太陽能線聚焦甲醇蒸汽重整制氫管式反應(yīng)器。包括：鋁合金內(nèi)管、鋁合金外管、選擇性吸收涂層、透明玻璃管、催化劑、相變儲熱材料、真空夾層、密封蓋、第一拋物槽面、第二拋物槽面、第三拋物槽面、甲醇和水的過熱蒸汽混合物。該太陽能甲醇蒸汽重整制氫反應(yīng)器能夠以較小的集熱面積達(dá)到甲醇蒸汽重整制氫熱化學(xué)反應(yīng)所需的溫度，且可以克服由于太陽輻射的不穩(wěn)定造成的反應(yīng)器壁面附近的催化劑因溫度過高而失活的缺陷，并具有較好的擴(kuò)展性，可以單獨(dú)使用，也可以根據(jù)實(shí)際需求將多個反應(yīng)器并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定綠色制氫。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽能甲醇蒸汽重整制氫聚焦反應(yīng)器，特別是涉及一種帶有儲熱介質(zhì)的太陽能線聚焦甲醇蒸汽重整制氫管式反應(yīng)器。屬于可再生能源制氫技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

發(fā)展可再生能源及其利用技術(shù)已成為緩解化石能源枯竭和環(huán)境惡化的重要途徑之一。由于氫的能量含量高，且對其利用過程中不產(chǎn)生碳排放，氫被認(rèn)為是可持續(xù)發(fā)展的最重要的能源載體之一。目前全球氫消耗量的96%是由化石燃料作為原料和能源獲得的。在所有的反應(yīng)中，甲醇蒸汽重整提供了最高的氫濃度和相對較少的一氧化碳。此外，因甲醇原料范圍廣、重整溫度低、氫碳比高、儲存安全等優(yōu)點(diǎn)，甲醇蒸汽重整制氫被認(rèn)為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ闹茪浞绞健⒓状颊羝卣茪渑c可再生能源技術(shù)的結(jié)合是一個具有重要價值和意義的課題。

太陽能由于儲量巨大和對其開發(fā)利用過程的清潔性，被認(rèn)為是最有前途的可再生能源之一。近年來，太陽能甲醇蒸汽重整制氫得到了較為深入的研究。然而，由于太陽能能流密度較低，太陽能甲醇蒸汽重整制氫反應(yīng)器需要與較大面積的太陽能集熱器相結(jié)合以達(dá)到重整制氫熱化學(xué)反應(yīng)所需的溫度，且由于太陽輻射的不穩(wěn)定性，反應(yīng)器壁面附近的催化劑由于溫度過高而失活。為了避免催化劑失活，大多數(shù)研究是通過控制甲醇蒸汽混合物的進(jìn)料流量，使反應(yīng)器維持在適宜的溫度，這樣雖可以緩解催化劑失活的問題，但增加了操作難度，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的制氫。

有鑒于此，確有必要提供一種太陽能甲醇蒸汽重整制氫聚焦反應(yīng)器，該太陽能甲醇蒸汽重整制氫反應(yīng)器能夠以較小的集熱面積達(dá)到甲醇蒸汽重整制氫熱化學(xué)反應(yīng)所需的溫度，且可以克服由于太陽輻射的不穩(wěn)定造成的反應(yīng)器壁面附近的催化劑因溫度過高而失活的缺陷，并具有較好的擴(kuò)展性，可以單獨(dú)使用，也可以根據(jù)實(shí)際需求將多個反應(yīng)器并聯(lián)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定綠色制氫。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能甲醇蒸汽重整制氫聚焦反應(yīng)器。該太陽能甲醇蒸汽重整制氫反應(yīng)器能夠以較小的集熱面積達(dá)到甲醇蒸汽重整制氫熱化學(xué)反應(yīng)所需的溫度，且可以克服由于太陽輻射的不穩(wěn)定造成的反應(yīng)器壁面附近的催化劑因溫度過高而失活的缺陷，并具有較好的擴(kuò)展性，可以單獨(dú)使用，也可以根據(jù)實(shí)際需求將多個反應(yīng)器并聯(lián)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定綠色制氫。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種太陽能甲醇蒸汽重整制氫聚焦反應(yīng)器，包括：鋁合金內(nèi)管、鋁合金外管、選擇性吸收涂層、透明玻璃管、催化劑、相變儲熱材料、真空夾層、密封蓋、第一拋物槽面、第二拋物槽面、第三拋物槽面、甲醇和水的過熱蒸汽混合物；所述鋁合金內(nèi)管置于鋁合金外管的內(nèi)部，且鋁合金內(nèi)管和鋁合金外管二者的橫截面為同心圓；所述鋁合金外管的外部設(shè)有與該鋁合金外管的橫截面為同心圓的透明玻璃管；所述催化劑置于鋁合金內(nèi)管的內(nèi)部；所述相變儲熱材料裝填于由鋁合金內(nèi)管和鋁合金外管形成的圓柱形空腔內(nèi)；所述鋁合金外管的外壁上有選擇性吸收涂層；所述鋁合金外管與透明玻璃管形成的空腔為真空夾層；所述密封蓋置于透明玻璃管兩端，與透明玻璃管密封相接；所述第一拋物槽面、第二拋物槽面、第三拋物槽面依次相接，且第一拋物槽面、第二拋物槽面、第三拋物槽面三者的聚焦軸線重合于鋁合金內(nèi)管的軸心。

所述鋁合金內(nèi)管的直徑小于鋁合金外管的直徑。

所述鋁合金外管的直徑小于透明玻璃管直徑。

所述催化劑為Cu/ZnO/Al₂O₃。