[發明專利]一種電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置及其制氫方法

有效

• 申請號: 202111486935.1
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114057161B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 楊欽文;張斌;肖罡;戴璐祎;高彬
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 陳魁

1.一種電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：包括加熱腔體(1)、多圈導電線圈(2)和多根具有磁導性的列管(3)，各所述導電線圈(2)均繞設于加熱腔體(1)的外周且間隔布置，各所述列管(3)均穿設于加熱腔體(1)和各導電線圈(2)中且間隔布置，所述列管(3)的內壁上設有一層用于催化甲醇和水蒸汽發生反應的催化劑層(4)，各所述列管(3)與各導電線圈(2)的間隔相同，所述加熱腔體(1)包括封裝殼(11)和兩塊相對布置的端蓋(12)，所述封裝殼(11)的兩端分別裝設于兩塊端蓋(12)上，所述列管(3)穿設于加熱腔體(1)中，且所述列管(3)的兩端分別貫穿于兩塊端蓋(12)中，兩個所述端蓋(12)的相對面上均設有呈腰形的卡槽(121)，封裝殼(11)的兩端均設有呈腰形的卡接部(111)，所述封裝殼(11)兩端的卡接部(111)分別卡緊在兩個端蓋(12)的卡槽(121)中，所述端蓋(12)與各列管(3)對應的位置上均設有孔洞(122)，所述列管(3)通過端蓋(12)上的孔洞(122)與端蓋(12)連接，所述列管(3)端部成階梯型圓柱，所述封裝殼(11)呈腰形，所述導電線圈(2)與加熱腔體(1)外壁的形狀適配。

2.根據權利要求1所述的電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：所述列管(3)的壁厚ω為向導電線圈(2)所施加的電流頻率，γ為列管(3)的電導率，μ為列管(3)的磁導率。

3.根據權利要求1所述的電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：所述加熱腔體(1)外設有兩根接電片(5)，各所述導電線圈(2)的各電級與兩根接電片(5)分別連接。

4.根據權利要求1所述的電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：所述加熱腔體(1)呈腰形，所述導電線圈(2)與加熱腔體(1)外壁的形狀適配。

5.根據權利要求4所述的電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：各所述列管(3)繞加熱腔體(1)的內周均勻間隔分布。

6.根據權利要求1所述的電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：所述封裝殼(11)采用絕緣材料制成。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置，其特征在于：所述電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置還包括用于混合甲醇和水蒸汽的混合容器和用于收集氫氣的收集容器，所述列管(3)的一端與混合容器連接，另一端與收集容器連接。

8.一種制氫方法，其特征在于，采用權利要求1至7中任一項所述電磁感應加熱甲醇水重整制氫裝置進行，包括如下步驟：

S1、供電加熱：向各導電線圈(2)供電，對列管(3)進行加熱；

S2、制氫：當列管(3)的溫度達到甲醇和水蒸汽反應所需要的溫度時，向各列管(3)的一端通入甲醇和水蒸汽，甲醇和水蒸汽在列管(3)發生化學反應，生成氫氣，氫氣從列管(3)的另一端排出。

9.根據權利要求8所述的制氫方法，其特征在于：對

列管(3)的溫度調節應滿足分段函數式中，U為導電線圈(2)的供電電壓，T₀為列管(3)的初始溫度，T_目為甲醇和水蒸汽反應所需要的目標溫度，30℃≤T_目-T₁≤50℃，T_實為對列管(3)實際測得的溫度平均值。