CN106450391A - 一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式 - Google Patents

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陈刚
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    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

本发明公开了一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，属于甲醇燃料电池技术领域。本发明的技术方案是：一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，包括重整室，所述重整室中设置有裂解反应区和合成反应区，所述裂解反应区包括若干个叠加设置的反应层，所述每一反应层包括多个球状的裂解催化剂和波浪状的排布网，所述排布网包括多个用于放置裂解催化剂的放置部，所述裂解反应区上方设置有氢气分离膜，所述合成反应区包括催化氧化剂涂层，所述排布网为金属丝制成。本发明提供的甲醇重整制氢用的催化剂排布结构通过增大催化剂的接触面积和散热性能够加速甲醇重整制氢从而提高整个甲醇燃料电池系统转化率。

Description

一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式
技术领域
本发明涉及甲醇燃料电池技术领域，特别涉及一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式。
背景技术
甲醇重整制氢器是甲醇燃料电池系统中的核心部件。甲醇重整制氢器的本质是一个将储存在CH4O中的H2取出来，让氢气通过电堆，在电堆中H2分解成质子和电子，质子透过质子膜，电子形成回路发电。其中制取H2的过程是一个两部反应，可以理解为第一步反应即甲醇分解为CO和H2，此反应为裂解反应，以及第二步反应即CO+H2O生成CO2和H2的制氢的合成反应，这一步反应为吸热反应并且具有可逆性。因为氢气的速度决定了甲醇系统的转化效率，所以为了提高系统的转化效率就需要加快甲醇重整制氢的速度。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种能够加速甲醇重整制氢从而提高整个甲醇燃料电池系统转化率的甲醇重整制氢用的催化剂排布结构。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，包括重整室，所述重整室中设置有裂解反应区和合成反应区，所述裂解反应区包括若干个叠加设置的反应层，所述每一反应层包括多个球状的裂解催化剂和波浪状的排布网，所述排布网包括多个用于放置裂解催化剂的放置部，所述裂解反应区上方设置有氢气分离膜，所述合成反应区包括催化氧化剂涂层。
优选的，所述排布网为金属丝制成。
优选的，所述氢气分离膜为陶瓷分离膜。
优选的，所述反应层的数量为2~6。
本发明相对于现有技术具有如下优点，本发明的一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式通过采用若干个叠加设置的反应层，且每一反应层包括多个球状的裂解催化剂和波浪状的排布网来代替传统方式中的柱状裂解催化剂，这样中结构的排布方式的好处是，裂解催化剂与甲醇水蒸汽的接触面积非常大，这样就提高了CH3OH→2H2+CO这一步反应的效率，并且各个裂解催化剂之间的间隙供气体通过，能够使得氢气会被快速的排出，并且裂解反应区上方设置有氢气分离膜，即降低了氢气的浓度，同样是加快了CH3OH→2H2+CO这一步反应的效率从而提高了整个甲醇燃料电池系统转化率。
附图说明
图1为本发明的一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式的结构示意图。
图中：1、反应层；2、裂解催化剂；3、排布网；4、放置部；5、裂解反应区；6、合成反应区；7、氢气分离膜；8、催化氧化剂涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，包括重整室，所述重整室中设置有裂解反应区5和合成反应区6，所述裂解反应区5包括若干个叠加设置的反应层1，所述每一反应层1包括多个球状的裂解催化剂2和波浪状的排布网3，所述排布网3包括多个用于放置裂解催化剂2的放置部4，所述裂解反应区5上方设置有氢气分离膜7，所述合成反应区6包括催化氧化剂涂层8。
本发明的一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式的工作原理是，通过采用若干个叠加设置的反应层1，且每一反应层1包括多个球状的裂解催化剂2和波浪状的排布网3来代替传统方式中的柱状裂解催化剂2，这样中结构的排布方式的好处是，裂解催化剂2与甲醇水蒸汽的接触面积非常大，这样就提高了CH3OH→2H2+CO这一步反应的效率，并且各个裂解催化剂2之间的间隙供气体通过，并且裂解反应区5上方设置有氢气分离膜7，能够使得氢气会被快速的排出，即降低了氢气的浓度，同样是加快了CH3OH→2H2+CO这一步反应的效率从而提高了整个甲醇燃料电池系统转化率。
优选的，所述排布网3为金属丝制成。这样设置的好处是使得CH3OH→2H2+CO这个放热反应中产生的热量能够及时被导出去，同样使得这一步反应的速度加快。从而提高了整个甲醇燃料电池系统转化率。
优选的，优选的，所述氢气分离膜7为陶瓷分离膜。陶瓷分离膜具有多层非对称结构，顶层是分离膜，中间是过渡层，底层是多孔陶瓷基底。其主要特性是耐高温、耐腐蚀、耐微生物侵蚀和结构的刚性，能够实现氢气和一氧化碳的彻底分离，氢气能够快速通过陶瓷分离膜，而一氧化碳则会被阻挡从而进入合成反应区6。
优选的，所述反应层1的数量为2~6。反应层1的数量设置设置为2~6层，可以使得裂解反应的效率达到最佳。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，包括重整室，所述重整室中设置有裂解反应区和合成反应区，其特征在于：所述裂解反应区包括若干个叠加设置的反应层，所述每一反应层包括多个球状的裂解催化剂和波浪状的排布网，所述排布网包括多个用于放置裂解催化剂的放置部，所述裂解反应区上方设置有氢气分离膜，所述合成反应区包括催化氧化剂涂层。
2.根据权利要求1所述的一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，其特征在于：所述排布网为金属丝制成。
3.根据权利要求1所述的一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，其特征在于：所述氢气分离膜为陶瓷分离膜。
4.根据权利要求1所述的一种新型甲醇重整制氢用的催化剂排布方式，其特征在于：所述反应层的数量为2~6。
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