CN109950589A - 新型甲醇重整器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了新型甲醇重整器，包括导流混合板和催化剂涂层，导流混合板通体为蜂窝状结构，导流混合板的内、外部侧壁均设置催化剂涂层。本发明提供的新型甲醇重整器，通过在导流混合板内、外部侧壁均设置催化剂涂层，使流体流过导流混合板上蜂窝状的孔，使流体能够充分地混合，流体能够与催化剂涂层更好地接触，使甲醇分解更完全，提高了氢气产量，提高重整效率和换热效率，使得重整器小巧高效抗振性好。

Description

新型甲醇重整器
技术领域
本发明涉及甲醇水制氢设备技术领域，特别涉及新型甲醇重整器。
背景技术
能源无疑是当今全世界共同关注的一大话题，受全球能源消费量的不断增长和能源消耗导致的气候问题，越来越多的有识之士认为，燃料电池电堆作为一种真正意义上的“零排放，无污染”清洁能源，受到世界各国的关注，但是，氢燃料电池受制于高昂的加氢站建设成本和储氢、运氢成本，不光在国内，在全球推广都面临较大的阻力，而甲醇重整燃料电池车跟纯氢路线比不需要高压储氢罐，也不需要建设加氢站，因此推广成本低。同样跟甲醇发动机比，效率高出其一倍，使用寿命更长，因此更具推广优势。
甲醇重整燃料电池是将甲醇蒸汽和水蒸气通过重整器在催化剂的作用下制氢，制得氢气直接输送到高温燃料电池中进行发电。甲醇重整的作用非常重要，解决了氢的来源问题。当然，甲醇重整器也是甲醇重整燃料电池的核心部件之一，其重整的效率和质量直接影响燃料电池的效率、输出性能和寿命。
但是目前的甲醇重整器不能使反应物充分混合，并且甲醇和水蒸气与催化剂接触的面积小。
发明内容
本发明提供新型甲醇重整器，用以解决现有的甲醇重整器不能使反应物充分混合以及甲醇和水蒸气与催化剂接触的面积小的问题。
为了解决上述背景技术的问题，本发明提供了新型甲醇重整器，包括导流混合板和催化剂涂层，导流混合板通体为蜂窝状结构，导流混合板的内、外部侧壁均设置催化剂涂层。
为了防止导流混合板上下端流体漏出，优选的技术方案为，导流混合板的最上端设置上封板，导流混合板的最下端设置下封板。
为了使流体与多层导流混合板均能充分接触，优选的技术方案为，上封板相对的两侧分别一一对应设置进液管和排出管，进液管和排出管均贯穿导流混合板。
为了使流体与多层导流混合板均能充分接触，优选的技术方案为，导流混合板对应进液管和排出管位置均设置隔板，两个隔板相对设置，导流混合板位于两个隔板之间，进液管和排出管位于隔板内部，隔板侧面设置蜂窝结构的孔，反应物通过细孔流入导流混合板。
为了能够对导流混合板进行加热，优选的技术方案为，导流混合板中间均匀设置若干加热通道，加热通道垂直隔板设置。
为了能够调节流体流量，优选的技术方案为，进液管上设置流量调节装置，流量调节装置包括调节管、调节环和调节块，调节管设置在调节环中，调节环的一端口与进液管固定连接，调节管与进液管连通，调节环内相对的两个侧面均设置滑道，滑道垂直进液管设置，滑道两端均可滑动地设置调节块，调节块与调节管外壁连接，调节管位于两个调节块之间，调节块和调节管中插入设置丝杠，丝杠沿滑道方向设置，丝杠上从中间至两端设置相反的螺纹，两个调节块均与丝杠螺纹配合连接，丝杠两端均与调节管可转动密封连接，丝杠其中一端伸出调节管并固定连接把手。
为了使调节管内流体进行扰流，优选的技术方案为，调节管中均匀设置若干圈扰流环，扰流环固定设置在调节管内侧壁上。
为了防止流体中混着杂质影响装置工作，优选的技术方案为，每个扰流环中均设置网体。
为了使调节块与调节管接触面积更小，从而缩短调节管长度，优选的技术方案为，调节块为凸台形状，两块调节块的尖端相对设置。
为了对调节管中流出的流体进行缓流，优选的技术方案为，调节管中设置挡块和转杆，转杆与丝杠平行设置，转杆与调节管内壁可转动连接，转杆与调节管内壁之间连接扭力弹簧，挡块位于丝杠与转杆之间，挡块与丝杠之间通过第一绳连接，挡块与转杆之间通过第二绳连接。
为了使调节管中流出的流体混合更完全，优选的技术方案为，挡块朝向丝杠一侧开设扰流槽，扰流槽的槽口设置若干扰流板，每块扰流板与流体流动方向均设置不同角度，多个扰流板的长度不同，扰流板为直线型或多段曲线型；扰流槽内设置若干扰流孔，扰流孔中设置扇叶，扰流孔内径向固定设置转轴，扇叶通过轴承与转轴连接，转轴垂直于扰流孔的轴线。
本发明的有益效果为：
本发明提供的新型甲醇重整器，通过在导流混合板内、外部侧壁均设置催化剂涂层，使流体流过导流混合板上蜂窝状的孔，使流体能够充分地混合，流体能够与催化剂涂层更好地接触，使甲醇分解更完全，提高了氢气产量，提高重整效率和换热效率，使得重整器小巧高效抗振性好。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例1侧面剖视图；
图2为本发明实施例2整体结构示意图；
图3为本发明实施例2中流量调节装置侧面剖视图；
图4为本发明实施例2中调节管侧面剖视图；
图5为本发明实施例3侧面剖视图；
图6为本发明实施例3中挡块侧面剖视图；
图7为本发明实施例3中挡块正视图；
其中，10-导流混合板；11-上封板；12-下封板；13-进液管；14-排出管；15-隔板；16-加热通道；20-流量调节装置；21-调节管；22-调节环；23-调节块；24-滑道；25-丝杠；26-把手；27-扰流环；28-网体；29-挡块；30-转杆；31-扭力弹簧；32-第一绳；33-第二绳；34-扰流槽；35-扰流板；36-扰流孔；37-扇叶；38-转轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供了新型甲醇重整器，包括导流混合板10和催化剂涂层，导流混合板10通体为蜂窝状结构，导流混合板10为铝合金材料，导流混合板10内、外部侧壁均设置催化剂涂层，催化剂涂层可以为HTCB-7型甲醇重整制氢催化剂，甲醇重整反应是一个吸热反应，通过导流混合板10增加了热交换面积，可以通过加热介质进行加热，加热介质为加热器，也可以将无焰催化燃烧催化剂涂在导流混合板进行催化燃烧直接加热，无焰催化燃烧催化剂为金属或金属氧化物，具体可为铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴等金属及氧化物。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
本发明提供的新型甲醇重整器，通过在导流混合板内、外部侧壁均设置催化剂涂层，使流体流过导流混合板上蜂窝状的孔，使流体能够充分地混合，流体能够与催化剂涂层更好地接触，使甲醇分解更完全，提高了氢气产量，提高重整效率和换热效率，使得重整器小巧高效抗振性好。
为了防止导流混合板10上下端流体漏出，优选的技术方案为，导流混合板10的最上端设置上封板11，导流混合板10的最下端设置下封板12。
为了使流体与多层导流混合板10均能充分接触，优选的技术方案为，上封板11相对的两侧分别一一对应设置进液管13和排出管14，进液管13和排出管14均贯穿导流混合板10。
为了使流体与多层导流混合板10均能充分接触，优选的技术方案为，导流混合板10对应进液管13和排出管14位置均设置隔板15，两个隔板15相对设置，导流混合板10位于两个隔板15之间，进液管13和排出管14位于隔板15内部，隔板15侧面设置蜂窝结构的孔，反应物通过细孔流入导流混合板10。
导流混合板10中间均匀设置若干加热通道16，加热通道16垂直隔板15设置。
通过设置隔板间的距离，隔板的结构及两通道流体的流量来控制换热量，或者根据流体类别通过换热量来设计两隔板间的间隙和流体的流量以实现换热量的高效精准，充分利用热量，提高系统的整体性能。甲醇重整反应是一个吸热反应，新型重整器的加热通道和导流混合板是相通的，加热通道可以通过隔板装配形成的间隙或者放置导流混合板增加热交换面积，可以通过加热介质进行加热，也可以将无焰催化燃烧催化剂涂在导流混合板进行催化燃烧直接加热。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
上封板11和下封板12防止流体从导流混合板10上端和下端漏出，进液管13和排出管14均插入隔板15中，并通过隔板15侧面的细孔将流体导入，或通过隔板15侧面的细孔将气体导出，使流体与多层导流混合板10均能充分接触。
实施例2
如图2、3、4所示，为了能够调节流体流量，优选的技术方案为，进液管13上设置流量调节装置20，流量调节装置20包括调节管21、调节环22和调节块23，调节管21设置在调节环22中，调节环22的一端口与进液管13固定连接，调节管21与进液管13连通，调节环22内相对的两个侧面均设置滑道24，滑道24垂直进液管13设置，滑道24两端均可滑动地设置调节块23，调节块23与调节管21外壁连接，调节管21位于两个调节块23之间，调节块23和调节管21中插入设置丝杠25，丝杠25沿滑道24方向设置，丝杠25上从中间至两端设置相反的螺纹，两个调节块23均与丝杠25螺纹配合连接，丝杠25两端均与调节管21可转动密封连接，丝杠25其中一端伸出调节管21并固定连接把手26。
为了使调节管21内流体进行扰流，优选的技术方案为，调节管21中均匀设置若干圈扰流环27，扰流环27固定设置在调节管21内侧壁上。
为了防止流体中混着杂质影响装置工作，优选的技术方案为，每个扰流环27中均设置网体28。流体中杂质被网体28拦截，同时流体通过网体28后进行混合，使流体混合更均匀。
为了使调节块23与调节管21接触面积更小，从而缩短调节管21长度，优选的技术方案为，调节块23为凸台形状，两块调节块23的尖端相对设置。
实施例3
如图5、6、7所示，为了对调节管21中流出的流体进行缓流，优选的技术方案为，调节管21中设置挡块29和转杆30，转杆30与丝杠25平行设置，转杆30与调节管21内壁可转动连接，转杆30与调节管21内壁之间连接扭力弹簧31，挡块29位于丝杠25与转杆30之间，挡块29与丝杠25之间通过第一绳32连接，挡块29与转杆30之间通过第二绳33连接。
为了使调节管21中流出的流体混合更完全，优选的技术方案为，挡块29朝向丝杠25一侧开设扰流槽34，扰流槽34的槽口设置若干扰流板35，每块扰流板35与流体流动方向均设置不同角度，多个扰流板35的长度不同，扰流板35为直线型或多段曲线型；扰流槽34内设置若干扰流孔36，扰流孔36中设置扇叶37，扰流孔36内径向固定设置转轴38，扇叶37通过轴承与转轴38连接，转轴38垂直于扰流孔36的轴线。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
流体流入进液管13中，通过转动把手26，丝杠25转动，由于调节块23设置在滑道24中，丝杠25从中间至两端设置相反的螺纹，使丝杠25上的两个调节块23在丝杠25上相对或相背滑动，从而使调节块23将调节管21压扁或拉开，控制调节管21内部截面积；在丝杠25转动过程中，丝杠25将第一绳32卷起，第一绳32拉动挡块29朝调节管21方向移动，当调节管21截面积变小过程中，挡块29逐步对调节管21内部进行阻挡，对流体起到缓流作用，当释放丝杠25，使转杆30收到扭力弹簧31的回复力，转杆30转动过程中带动第二绳33绕在上面，第二绳33拉动挡块29远离丝杠25移动；流体流向挡块29，流体流入扰流槽34中，扰流槽34中溢出和挡块29与调节管21之间的流体受到扰流板35的干扰，使流体流向改变，扰流槽34中的流体通过扰流孔36排出，通过扇叶37转动使流体流向发生变化，多个扰流孔36中的转轴38沿不同径向设置，使扇叶37排出的流体流向杂乱，进而对调节管21中的流体混合更均匀，使进入导流混合板10中的流体与催化剂涂层接触更全面，反应更彻底，提高氢气产出量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.新型甲醇重整器，其特征在于，包括导流混合板(10)和催化剂涂层，导流混合板(10)通体为蜂窝状结构，导流混合板(10)的内、外部侧壁均设置催化剂涂层。
2.根据权利要求1所述的新型甲醇重整器，其特征在于，导流混合板(10)的最上端设置上封板(11)，导流混合板(10)的最下端设置下封板(12)。
3.根据权利要求2所述的新型甲醇重整器，其特征在于，上封板(11)相对的两侧分别一一对应设置进液管(13)和排出管(14)，进液管(13)和排出管(14)均贯穿导流混合板(10)。
4.根据权利要求3所述的新型甲醇重整器，其特征在于，导流混合板(10)对应进液管(13)和排出管(14)位置均设置隔板(15)，两个隔板(15)相对设置，导流混合板(10)位于两个隔板(15)之间，进液管(13)和排出管(14)位于隔板(15)内部，隔板(15)侧面设置蜂窝结构的孔，反应物通过细孔流入导流混合板(10)。
5.根据权利要求4所述的新型甲醇重整器，其特征在于，导流混合板(10)中间均匀设置若干加热通道(16)，加热通道(16)垂直隔板(15)设置。
6.根据权利要求3所述的新型甲醇重整器，其特征在于，进液管(13)上设置流量调节装置(20)，流量调节装置(20)包括调节管(21)、调节环(22)和调节块(23)，调节管(21)设置在调节环(22)中，调节环(22)的一端口与进液管(13)固定连接，调节管(21)与进液管(13)连通，调节环(22)内相对的两个侧面均设置滑道(24)，滑道(24)垂直进液管(13)设置，滑道(24)两端均可滑动地设置调节块(23)，调节块(23)与调节管(21)外壁连接，调节管(21)位于两个调节块(23)之间，调节块(23)和调节管(21)中插入设置丝杠(25)，丝杠(25)沿滑道(24)方向设置，丝杠(25)上从中间至两端设置相反的螺纹，两个调节块(23)均与丝杠(25)螺纹配合连接，丝杠(25)两端均与调节管(21)可转动密封连接，丝杠(25)其中一端伸出调节管(21)并固定连接把手(26)。
7.根据权利要求6所述的新型甲醇重整器，其特征在于调节管(21)中均匀设置若干圈扰流环(27)，扰流环(27)固定设置在调节管(21)内侧壁上，每个扰流环(27)中均设置网体(28)。
8.根据权利要求6所述的新型甲醇重整器，其特征在于，调节块(23)为凸台形状，两块调节块(23)的尖端相对设置。
9.根据权利要求6所述的新型甲醇重整器，其特征在于，调节管(21)中设置挡块(29)和转杆(30)，转杆(30)与丝杠(25)平行设置，转杆(30)与调节管(21)内壁可转动连接，转杆(30)与调节管(21)内壁之间连接扭力弹簧(31)，挡块(29)位于丝杠(25)与转杆(30)之间，挡块(29)与丝杠(25)之间通过第一绳(32)连接，挡块(29)与转杆(30)之间通过第二绳(33)连接。
10.根据权利要求9所述的新型甲醇重整器，其特征在于，挡块(29)朝向丝杠(25)一侧开设扰流槽(34)，扰流槽(34)的槽口设置若干扰流板(35)，每块扰流板(35)与流体流动方向均设置不同角度，多个扰流板(35)的长度不同，扰流板(35)为直线型或多段曲线型；扰流槽(34)内设置若干扰流孔(36)，扰流孔(36)中设置扇叶(37)，扰流孔(36)内径向固定设置转轴(38)，扇叶(37)通过轴承与转轴(38)连接，转轴(38)垂直于扰流孔(36)的轴线。
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