CN106602110B - 一种高效率的甲醇重整反应室结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效率的甲醇重整反应室结构，属于甲醇燃料电池技术领域。本发明的技术方案是：一种高效率的甲醇重整反应室结构，包括多层叠加设置的反应区，所述每一反应区包括多个柱状催化剂，所述多个柱状催化剂上均设置有螺旋发散式的气体流道，所述相邻两个反应区之间设置有隔层，所述螺旋发散式的气体流道为金属制成，所述多个柱状催化剂的高度在4~6mm之间，所述隔层中设置有若干个隔块。本发明提供的高效率的甲醇重整反应室结构能够平衡气体之间的压力来使得重整反应效率调高。

Description

一种高效率的甲醇重整反应室结构
技术领域
本发明涉及甲醇燃料电池技术领域，特别涉及一种高效率的甲醇重整反应室结构。
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的过程总的反应室是CH4O和H2O生成CO2和H2的吸热反应，其可以分为两部反应，可以理解为第一步反应即CH4O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。因为整个反应即CH4O+H2O生成CO2+3H2的反应是吸热反应，所以系统需要有热的导入，而在实际应用中，进入系统的甲醇和水的状态是混合蒸汽。从流道上来讲，需要有气体从2mol变为4mol的体积变化的考虑，也要有温度变化的考虑。因为催化剂的特性决定了进气温度要在250~350℃之间，出气温度要在160~220℃之间为最佳的两个工作区间。所以可以通过流道的优化设计来使得甲醇重整反应实现高效率。
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平衡气体之间的压力来使得重整反应效率调高的甲醇重整反应室结构。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高效率的甲醇重整反应室结构，包括多层叠加设置的反应区，所述每一反应区包括多个柱状催化剂，所述多个柱状催化剂上均设置有螺旋发散式的气体流道，所述相邻两个反应区之间设置有隔层。
优选的，所述螺旋发散式的气体流道为金属制成。
优选的，所述多个柱状催化剂的高度在4~6mm之间。
优选的，所述隔层中设置有若干个隔块。
本发明相对于现有技术具有如下优点，本发明的一种高效率的甲醇重整反应室结构通过对气体流道进行优化设计来提高重整反应的效率，具体的方案是将柱状催化剂设置有多层，尽量扩大反应面积，并且多个柱状催化剂上均设置有螺旋发散式的气体流道，螺旋式发散式的气体流道主要是因为气体反应是从2mol变为4mol的体积变化，为了能够使得气体能够尽快散发出去保持压力的平衡，螺旋发散式的气体流道便能够充分发挥作用。隔层的作用是分隔多个反应区，并且隔层中设置有若干个隔块，隔层中设置有进气导管，隔块的设置是通过变导管里的容积方式来平衡气体的压力，产生最佳的体积比。
附图说明
图1为本发明的一种高效率的甲醇重整反应室结构的结构示意图。
图中：1、反应区；2、柱状催化剂；3、气体流道；4、隔层；5、隔块。
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，一种高效率的甲醇重整反应室结构，包括多层叠加设置的反应区1，所述每一反应区1包括多个柱状催化剂2，所述多个柱状催化剂2上均设置有螺旋发散式的气体流道3，所述相邻两个反应区1之间设置有隔层4。
本发明的一种高效率的甲醇重整反应室结构通过对气体流道3进行优化设计来提高重整反应的效率，具体的方案是将柱状催化剂2设置有多层，尽量扩大反应面积，并且多个柱状催化剂2上均设置有螺旋发散式的气体流道3，螺旋式发散式的气体流道3主要是因为气体反应是从2mol变为4mol的体积变化，为了能够使得气体能够尽快散发出去保持压力的平衡，螺旋发散式的气体流道3便能够充分发挥作用。隔层4的作用是分隔多个反应区1，并且隔层4中设置有若干个隔块5，隔层4中设置有进气导管，隔块5的设置是通过变导管里的容积方式来平衡气体的压力，产生最佳的体积比。
优选的，所述螺旋发散式的气体流道3为金属制成。螺旋发散式的气体流道3为金属制成，这样设置的好处是性能稳定，且能够及时将第一步反应即CH4O分解为CO和H2中产生的热量散发出去，加快反应进程。
优选的，所述多个柱状催化剂2的高度在4~6mm之间。
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 (3)

1.一种高效率的甲醇重整反应室结构，其特征在于：包括多层叠加设置的反应区，所述每一反应区包括多个柱状催化剂，所述多个柱状催化剂上均设置有螺旋发散式的气体流道，所述相邻两个反应区之间设置有隔层，所述隔层中设置有若干个隔块，所述隔层中设置有进气导管。
2.根据权利要求1所述的一种高效率的甲醇重整反应室结构，其特征在于：所述螺旋发散式的气体流道为金属制成。
3.根据权利要求1所述的一种高效率的甲醇重整反应室结构，其特征在于：所述多个柱状催化剂的高度在4～6mm之间。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204400604U (zh) * 2014-12-31 2015-06-17 广东合即得能源科技有限公司 一种燃料电池汽车

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3428599B2 (ja) * 1993-12-24 2003-07-22 三菱瓦斯化学株式会社 メタノール改質用反応器
CN204301015U (zh) * 2014-05-30 2015-04-29 熊国华 灯具防水结构
DK178843B1 (en) * 2014-07-16 2017-03-20 Serenergy As A reformer for a fuel cell system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204400604U (zh) * 2014-12-31 2015-06-17 广东合即得能源科技有限公司 一种燃料电池汽车

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