CN109173958B - 一种新能源汽车动力制备用管道反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车动力制备用管道反应器，包括反应管、与设于所述反应管一端的第一盖板及设于所述反应管内的盛料组件，所述反应管侧壁上设有输气管，所述输气管内设有第一阀门；所述第一盖板与所述反应管可拆卸连接，所述第一盖板上设有进气管，所述进气管内设有第二阀门，所述反应管内设有安装块，所述反应管内壁上设有第一连接块，所述安装块与所述第一连接块相固连；所述安装块上设有螺纹形加热管，所述盛料组件设于所述螺纹形加热管上，所述安装块上设有用于驱动所述盛料组件进行转动的驱动电机；所述盛料组件内盛放有氧化铜固体。

Description

一种新能源汽车动力制备用管道反应器
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种新能源汽车动力制备用管道反应器。
背景技术
氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是燃料电池的必要燃料。随着燃料电池的推广和普及，燃料电池汽车进入成熟市场，氢的消耗量也会以惊人的速度增加。目前工业制氢存在采用水蒸气通过炽热的炭层的方法制备氢气，水蒸气在与炭层发生反应后生成一氧化碳和氢气，传统的分离一氧化碳的方法为低温分离，无法对一氧化碳气体进行利用，需要后续操作继续对一氧化碳处理后进行排放，增加氢气制造成本。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种合理利用一氧化碳的新能源汽车动力制备用管道反应器。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种新能源汽车动力制备用管道反应器，包括反应管、与设于所述反应管一端的第一盖板及设于所述反应管内的盛料组件，所述反应管侧壁上设有输气管，所述输气管内设有第一阀门；所述第一盖板与所述反应管可拆卸连接，所述第一盖板上设有进气管，所述进气管内设有第二阀门，所述反应管内设有安装块，所述反应管内壁上设有第一连接块，所述安装块与所述第一连接块相固连；所述安装块上设有螺纹形加热管，所述盛料组件设于所述螺纹形加热管上，所述安装块上设有用于驱动所述盛料组件进行转动的驱动电机；所述盛料组件内盛放有氧化铜固体；将水蒸气和炭层反应后的混合气体导入到反应管内，混合气体在通过反应管时与盛料组件内的氧化铜固体发生反应，在一氧化碳的作用下将氧化铜还原成金属铜，使一氧化碳被合理的回收利用，避免一氧化碳的直接浪费，在对一氧化碳的处理过程中还原氧化铜，增加设备的实用性，降低制氢成本；通过驱动电机带动盛料组件转动，使盛料组件上的氧化铜充分的与一氧化碳接触，使底部的氧化铜也能与一氧化碳想反应，提升对混合气体中一氧化碳的处理效果，对一氧化碳进行合理的利用。
作为优选，所述盛料组件包括安装架、设于所述安装架两端的安装板及可转动设于所述安装板上的第一转辊，所述第一转辊上设有第一推板；氧化铜被置于安装架上，通过安装架对氧化铜起收容作用，通过驱动电机使第一转辊进行转动，第一转辊在转动时对安装架上的物料起翻滚作用，将处于底部的氧化铜翻到安装架顶部，使底部的氧化铜与混合气体充分接触，便于使盛料组件上的氧化铜与混合气体充分反应，提升金属铜的还原效果。
作为优选，所述安装架上设有第二盖板，所述第二盖板活动连接于所述安装架上，所述所述第二盖板上设有固定槽，所述安装架上设有与所述固定槽相配合的固定组件；第二盖板与安装架相互配合形成腔室，氧化铜被置于腔室内，通过第二盖板和安装架的作用，使氧化铜在腔室内无法从盛料组件内掉出，避免第一转辊在转动时使氧化铜掉出盛料组件，防止氧化铜掉落到反应管底部造成清理的不便。
作为优选，所述安装架内设有通腔，所述通腔内设有第二转辊，所述第二转辊连接于所述驱动电机的输出轴上；所述第二转辊上设有传动轮，所述第一转辊上设有与所述传动轮传动配合的传动槽；驱动电机带动第二转辊转动，通过传动轮和传动槽的相互配合，使第二转辊带动第一转辊进行转动，从而使推板对氧化铜起翻滚作用，将处于腔室底部的氧化铜翻到腔室顶部，使氧化铜充分的与混合气体相接触，提升对混合气体中的一氧化碳的处理效果。
作为优选，所述第二盖板上设有多个第一通孔，所述第二盖板一端设有第二连接块，所述第二连接块上设有第三转辊，所述第三转辊穿设于所述安装架内；通过第三转辊与安装架的相互连接，使第二盖板可在安装架上进行翻动，便于将氧化铜放入到腔室内，同时也便于将还原后的金属铜从腔室内取出。
作为优选，所述固定组件包括设于所述安装架上的第一限位板、设于所述第一限位板侧壁上的第三连接块及活动连接于所述第一限位板上的活动板；通过活动板与固定槽的相互配合，对第二盖板起固定作用，使第二盖板在将腔室密封后处于固定状态，增加第二盖板与安装架的配合效果，防止氧化铜从盛料组件上掉落。
作为优选，所述第一限位板内设有第二活动腔，所述第二活动腔内设有金属弹片，所述第二活动腔内壁上设有复位弹簧，所述复位弹簧与所述金属弹片顶面相接触；所述第二活动腔内设有第二推板，所述第二推板穿设于所述第二活动腔内；金属弹片两端分别与活动板顶部相连，通过第二推板与金属弹片对活动板的控制作用，在第一限位板进入到固定槽内后，活动板绕着与第三连接块的连接点进行转动，使活动板与固定槽相配合，对第二盖板起固定作用，使第二盖板对氧化铜起阻挡作用，避免氧化铜或者金属铜掉落至反应管底部，造成反应管内部的清理不便。
作为优选，所述安装架上设有第四转辊，所述第四转辊套设于所述第三转辊上；所述第四转辊上设有第三推板和支撑板，所述支撑板与所述第三推板相配合；通过第三推板对第四转辊进行控制，便于使支撑板与第二推板形成配合，使第二推板在支撑板的作用下往上运动，使金属弹片产生形变为活动板提供支撑力，使活动板与固定槽内壁相互配合，使第二盖板与安装架形成固定配合，避免金属铜或者氧化铜掉落到反应管底部。
作为优选，所述支撑板顶部为圆弧形结构，所述第二推板底部为圆弧形结构，所述第二推板底部设有凹槽；通过支撑板顶部的圆弧形结构和第二推板底部的圆弧形结构的相互配合，便于支撑板进入到第二推板底部，为推板提供支撑力使第二推板推动金属弹片发生形变；通过凹槽与支撑板的相互配合，增加支撑板与第二推板的配合效果，避免支撑板与第二推板的连接处产生打滑现象。
作为优选，所述第一盖板上设有第一连接环，所述反应管上设有第二连接环，所述第一连接环上设有第一螺纹孔，所述第二连接环上设有与所述第一螺纹孔相配合的第二螺纹孔；所述第一盖板底部还设有定位板；通过第一螺纹孔与第二螺纹孔的相互配合，使第一盖板与反应管形成固定连接，通过螺钉连接的方式，可方便的将第一盖板从反应管上取下，便于将盛料组件从反应管中取出，对金属铜进行回收利用；通过定位板增加第一盖板与反应管的连接效果，避免混合气体从第一盖板与反应管的连接处泄露。
本发明具有以下优点：将水蒸气和炭层反应后的混合气体导入到反应管内，混合气体在通过反应管时与盛料组件内的氧化铜固体发生反应，在一氧化碳的作用下将氧化铜还原成金属铜，使一氧化碳被合理的回收利用，避免一氧化碳的直接浪费，在对一氧化碳的处理过程中还原氧化铜，增加设备的实用性，降低制氢成本；通过驱动电机带动盛料组件转动，使盛料组件上的氧化铜充分的与一氧化碳接触，使底部的氧化铜也能与一氧化碳想反应，提升对混合气体中一氧化碳的处理效果，对一氧化碳进行合理的利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖面示意图。
图3为本发明盛料组件的结构示意图一。
图4为本发明盛料组件的结构示意图二。
图5为本发明盛料组件的剖面示意图一。
图6为本发明盛料组件的剖面示意图二。
图7为本发明第二盖板与安装架的配合示意图。
图8为图7中的A处放大图。
图9为本发明第二盖板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1-9所示，一种新能源汽车动力制备用管道反应器，包括反应管1、设于所述反应管1一端的第一盖板2及设于所述反应管1内的盛料组件3，所述反应管1侧壁上设有输气管12，所述输气管12内设有第一阀门；所述第一盖板2与所述反应管1可拆卸连接，所述第一盖板2上设有进气管21，所述进气管21内设有第二阀门，所述反应管1内设有安装块14，所述反应管1内壁上设有第一连接块141，所述安装块14与所述第一连接块141相固连，安装块通过第一连接块连接于反应管内；第一连接块为多组，均匀设于安装块侧壁上，安装块被安装于反应管出气口一端端口，相邻的第一连接块之间留有间隙，供混合气体通过；所述安装块14上设有螺纹形加热管16，所述盛料组件3设于所述螺纹形加热管16上，反应管内壁上设有导热块15，反应管侧壁上设有加热模块11，加热模块与导热块相连，导热块与螺纹形加热管相连，通过导热块将加热模块产生的热量传递给螺纹形加热管，使螺纹形加热管对盛料组件和反应管内部进行加热，便有对混合气体中的一氧化碳气体进行处理；通过螺纹形加热管对盛料组件和反应管内部加热，增加盛料组件与导热管的接触面积，使盛料组件和反应管内部快速升温，提升加热效果；所述安装块14上设有用于驱动所述盛料组件3进行转动的驱动电机；所述盛料组件3内盛放有氧化铜固体。
在将混合气体通入到反应管内前，在输气管上接上气泵，开启第一阀门，关闭第二阀门，通过气泵往反应管内输入氮气，将反应管内的空气排净，避免一氧化碳气体和氧气混合加热产生爆炸事故，增加设备的安全性；同时启动加热模块，使加热模块开始产热将热量传递给导热块，在螺纹形加热管的作用下使盛料组件和反应管内部开始升温，使氧化铜升高到一定温度；待反应管内的空气被排净后，将第一阀门关闭，开启第二阀门，通过进气管往反应管内通入混合器，使混合器中的一氧化碳气体在反应管内与氧化铜发生反应，通过一氧化碳的作用家氧化铜还原成金属铜，对一氧化碳进行合理的利用，同时将混合气体内的一氧化碳气体去除；驱动电机驱动盛料组件进行转动，使氧化铜固体在盛料组件内部翻动，将处于盛料组件底部的氧化铜翻到盛料组件顶部，使氧化铜与混合气体中的一氧化碳气体充分接触，避免氧化铜与一氧化碳反应不充分，影响对一氧化碳的去除效果；被处理后的混合气从第一连接块处从反应管内排出。
所述盛料组件3包括安装架31、设于所述安装架31两端的安装板32及可转动设于所述安装板32上的第一转辊34，所述第一转辊34上设有第一推板341；安装架为十字型结构，安装板为圆形结构，安装架将安装板四等分，第一转辊为四组，分别设于安装板的每个四分之一圆面上；盛料组件在被放置在螺纹形加热管内时，安装板正对进气管，通过安装管对从进气管内进入到反应管内的气体起阻挡作用，避免混合气体进入到反应管内后在后续气体的作用下直接从反应管另一端排出，通过安装板对混合气的冲击力起到缓冲作用，使混合气体缓慢的从反应管内经过，提升混合气体中的一氧化碳与氧化铜的接触效果，增加对混合气体中的一氧化碳的处理效果。
所述安装架31内设有通腔，通腔设于安装架的十字型结构中部，所述通腔内设有第二转辊，所述第二转辊连接于所述驱动电机的输出轴上；第二转辊一端设有连接槽，当将盛料组件放入到螺纹形加热管内时，将驱动电机的输出轴插入到连接槽内，连接槽内设有与驱动电机输出轴传动配合的传动齿，通过传动齿与输出轴的配合可在驱动电机工作时带动第二转辊进行转动；所述第二转辊上设有传动轮35，所述第一转辊34上设有与所述传动轮35传动配合的传动槽342；当混合气体进入到反应管内时，驱动电机工作带动第二转辊转动，第二转动带动传动轮进行转动，通过传动轮与传动槽的传动配合，使传动轮同时带动四组第一转辊进行转动，第一转辊在转动时在第一推板的作用下，将底部的氧化铜翻到盛料组件顶部，使盛料组件上的各部分氧化铜均能与混合气体相接触，使混合气体内的一氧化碳与氧化铜进行充分的反应，有效的对一氧化碳气体进行去除，避免盛料组件上的氧化铜反应不充分造成氧化铜的浪费。
所述安装架31上设有第二盖板33，所述第二盖板33活动连接于所述安装架31上，所述第二盖板33上设有固定槽332，所述安装架31上设有与所述固定槽332相配合的固定组件；所述活动连接为铰接；第二盖板为四组，分别与安装板的四个四分之一圆面相配合，第二盖板为圆弧型结构，第二盖板与安装架相互配合使盛料组件上形成四个腔室，氧化铜被放置于四个腔室内，将氧化铜分成四部分放入到盛料组件内，增加氧化铜与混合气体的接触效果，使氧化铜与混合气体中的一氧化碳进行反应，有效的去除混合气体中的一氧化碳气体，对一氧化碳气体进行合理的利用。
所述第二盖板33上设有多个第一通孔331，所述第二盖板33一端设有第二连接块334，所述第二连接块334上设有第三转辊335，所述第三转辊335穿设于所述安装架31内；第一通孔内设有过滤布，过滤布固连于第一通孔内壁上，通过过滤布对氧化铜起阻隔作用，避免氧化铜或者金属铜从盛料组件上掉落至反应管底部，降低对反应管内部的清理难度，便于对金属铜进行回收；第三转辊连接于安装架十字型端点上，通过第三转辊与安装架的连接，增加第二盖板与安装架的连接效果，增加盛料组件的整体强度，使第二盖板能够在第三转辊的作用下进行转动。
将氧化铜放置到盛料组件上时，转动第二盖板，使第二盖板处于开启状态，将氧化铜放入到第二盖板与安装架形成的腔室内，待氧化铜放入完成后，转动第二盖板使第二盖板将腔室关闭，通过固定槽与固定组件的配合使第二盖板与安装架形成固定配合，增加第二盖板与安装架的配合效果，避免氧化铜从盛料组件内掉出，便于在氧化铜被还原成金属铜后对金属铜进行回收。
所述固定组件包括设于所述安装架31上的第一限位板36、设于所述第一限位板36侧壁上的第三连接块367及活动连接于所述第三连接块367上的活动板365；所述活动连接为铰接，活动板中部位置铰接于第三连接块上，第一限位板侧壁上设有第二通孔366，活动板顶部一端可进入到第二通孔内；固定槽底部内壁上设有与活动板相配合的限位块333，第一限位板的直径小于固定槽的直径。
所述第一限位板36内设有第二活动腔361，所述第二活动腔361内设有金属弹片362，金属弹片为弧形，所述第二活动腔361顶部内壁上设有复位弹簧363，所述复位弹簧363与所述金属弹片362顶面相接触；金属弹片的两端穿设于第二通孔内与活动板顶部相连，所述第二活动腔361内设有第二推板314，所述第二推板314穿设于所述第二活动腔361内；第二推板上设有第二限位板3141，通过第二限位板避免第二推板从第二活动腔内掉出；第二推板顶部设有缓冲块364，缓冲块为橡胶制成，缓冲块顶部为圆弧形结构；当第二推板不受力时，金属弹片在复位弹簧的作用下处于收缩状态，使金属弹片两端推动活动杆顶部，使活动杆绕着铰接点进行转动，使活动杆处于竖直状态，便于将第一限位板插入到固定槽内。
所述安装架31上设有第四转辊311，所述第四转辊311套设于所述第三转辊335上；所述第四转辊311上设有第三推板312和支撑板313，所述支撑板313与所述第三推板312相配合第四转辊与第三转辊单独转动，第三推板穿设于安装架上，通过拨动第三推板可带动第四转辊进行转动，使第四转辊带动支撑板转动，通过支撑板为第二推板提供支撑力，使第二推板推动金属弹片，从而使活动板与限位块相配合，对第二盖板起固定作用。
所述支撑板313顶部为圆弧形结构，所述第二推板314底部为圆弧形结构，所述第二推板314底部设有凹槽；通过支撑板顶部的圆弧形结构和第二推板底部的圆弧形结构的相互配合，便于支撑板进入到第二推板底部，为推板提供支撑力使第二推板推动金属弹片发生形变；通过凹槽与支撑板的相互配合，增加支撑板与第二推板的配合效果，避免支撑板与第二推板的连接处产生打滑现象。
当将氧化铜装入到盛料组件上后，转动第二盖板，使第二盖板与安装架形成配合，安装架上的第一限位板插入到第二盖板上的固定槽内，使第一限位板顶部设于固定槽内，拨动第三推板，带动第四转辊转动，通过第四转辊使支撑板转动到第二推板底部，通过支撑板的作用将第二推板往上推送，使第二推板推动金属弹片产生形变，金属弹片中部受力使其两端往内弯曲，带动活动杆顶部进入到第二通孔内，使活动板绕着第三连接块进行转动，使限位块与活动板底部相配合，通过限位块与活动板的相互配合，增加第二盖板与安装架的固定效果；氧化铜被反应完成后，加热模块停止加热工作，第二阀门关闭，第一阀门开启，在外界气泵的作用下往反应管内通入氮气，将反应管内剩余的混合气体排出，待盛料组件冷却到室温后，开启第一盖板，将盛料组件从反应管内取出，拨动第三推板，使第四转辊转动，从而使支撑板从第二推板底部脱开，金属弹片失去支撑板的推力在复位弹簧的作用下快速复位，使金属弹片推动活动板顶部运动，从而使活动板转动到竖直位置，便于第一限位板从限位槽内脱出，从而可方便的将第二盖板开启，便于对金属铜进行回收处理；当活动板与限位块相互配合起固定作用时，活动板底部与限位块存在一定距离，便于活动板在金属弹片的作用下进行转动。
所述第一盖板2上设有第一连接环22，所述反应管1上设有第二连接环13，所述第一连接环22上设有第一螺纹孔221，所述第二连接环13上设有与所述第一螺纹孔221相配合的第二螺纹孔131；所述第一盖板2底部还设有定位板23；当对第一盖板进行安装时，将定位板装入到反应管内，通过定位板的作用对第一盖板起定位作用，同时增加第一盖板与反应管的连接效果，避免混合气体从第一盖板和反应管的连接处泄露；将定位板装入到反应管内后，转动第一盖板，使第一盖板上的第一螺纹孔和反应管上的第二螺纹孔对其，往第一螺纹孔内插入螺钉，通过螺钉的作用将第一盖板与反应管连接在一起，确保第一盖板与反应管的连接效果；通过螺钉将第一盖板与反应管连接在一起，使第一盖板与反应管便于拆装，从而方便的对盛料组件进行拆装，便于对金属铜进行回收。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车动力制备用管道反应器，包括反应管(1)、设于所述反应管(1)一端的第一盖板(2)及设于所述反应管(1)内的盛料组件(3)，所述反应管(1)侧壁上设有输气管(12)，所述输气管(12)内设有第一阀门；所述第一盖板(2)与所述反应管(1)可拆卸连接，所述第一盖板(2)上设有进气管(21)，所述进气管(21)内设有第二阀门，其特征在于：所述反应管(1)内设有安装块(14)，所述反应管(1)内壁上设有第一连接块(141)，所述安装块(14)与所述第一连接块(141)相固连；所述安装块(14)上设有螺纹形加热管(16)，所述盛料组件(3)设于所述螺纹形加热管(16)上，所述安装块(14)上设有用于驱动所述盛料组件(3)进行转动的驱动电机；所述盛料组件(3)内盛放有氧化铜固体。
2.按照权利要求1所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述盛料组件(3)包括安装架(31)、设于所述安装架(31)两端的安装板(32)及可转动设于所述安装板(32)上的第一转辊(34)，所述第一转辊(34)上设有第一推板(341)。
3.按照权利要求2所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述安装架(31)上设有第二盖板(33)，所述第二盖板(33)活动连接于所述安装架(31)上，所述第二盖板(33)上设有固定槽(332)，所述安装架(31)上设有与所述固定槽(332)相配合的固定组件。
4.按照权利要求2所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述安装架(31)内设有通腔，所述通腔内设有第二转辊，所述第二转辊连接于所述驱动电机的输出轴上；所述第二转辊上设有传动轮(35)，所述第一转辊(34)上设有与所述传动轮(35)传动配合的传动槽(342)。
5.按照权利要求3所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述第二盖板(33)上设有多个第一通孔(331)，所述第二盖板(33)一端设有第二连接块(334)，所述第二连接块(334)上设有第三转辊(335)，所述第三转辊(335)穿设于所述安装架(31)内。
6.按照权利要求3所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述固定组件包括设于所述安装架(31)上的第一限位板(36)、设于所述第一限位板(36)侧壁上的第三连接块(367)及活动连接于所述第三连接块(367)上的活动板(365)。
7.按照权利要求6所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述第一限位板(36)内设有第二活动腔(361)，所述第二活动腔(361)内设有金属弹片(362)，所述第二活动腔(361)内壁上设有复位弹簧(363)，所述复位弹簧(363)与所述金属弹片(362)顶面相接触；所述第二活动腔(361)内设有第二推板(314)，所述第二推板(314)穿设于所述第二活动腔(361)内；所述第二推板(314)底部为圆弧形结构，所述第二推板(314)底部设有凹槽。
8.按照权利要求5所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述安装架(31)上设有第四转辊(311)，所述第四转辊(311)套设于所述第三转辊(335)上；所述第四转辊(311)上设有第三推板(312)和支撑板(313)，所述支撑板(313)与所述第三推板(312)相配合。
9.按照权利要求8所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述支撑板(313)顶部为圆弧形结构。
10.按照权利要求1所述的一种新能源汽车动力制备用管道反应器，其特征在于：所述第一盖板(2)上设有第一连接环(22)，所述反应管(1)上设有第二连接环(13)，所述第一连接环(22)上设有第一螺纹孔(221)，所述第二连接环(13)上设有与所述第一螺纹孔(221)相配合的第二螺纹孔(131)；所述第一盖板(2)底部还设有定位板(23)。
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