CN110801785B - 一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器 - Google Patents

一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器。反应器包括上下盖板、蒸发板、第一第二催化燃烧板、重整腔上盖板、甲醇水汽重整板和重整腔下盖板；螺栓穿过各板紧固连接；上下盖板开有反应物进出口管；蒸发板开设有蛇形流道，作为蒸发腔；第一、第二催化燃烧板设有平行四边形槽，作为燃烧腔；重整腔上盖板和甲醇水汽重整板开有圆角矩形通槽，其中有蜂窝状SiC陶瓷；反应物交替贯穿各板并进入对应腔/槽内流动，实现制氢反应。本发明能够提高流体流动的定向性和流动均匀性，具有导热系数高、热稳定性能好、化学性能稳定、比表面积大等特点，提高反应器内传质传热性能，降低反应器内的压力损失，增强催化剂的负载能力。

Description

一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器
技术领域
本发明涉及甲醇重整制氢反应器，具体来说是涉及一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器。
背景技术
随着社会的不断发展，人类对石油化石燃料的需求量不断增加。然而化石燃料的大量使用导致了环境污染严重及全球气候变暖，与此同时，化石燃料的储量有限，因此寻找可再生的绿色能源成为当今研究的热点。氢能具有可再生、利用率高及来源广泛等特点，是替代化石燃料的理想能源。
氢燃料电池是利用氢能的主要途径之一。目前氢燃料电池在移动场合的应用，严重受制于移动供氢技术的发展。甲醇作为一种氢源载体，具有能量密度高、来源广泛、可再生、氢碳比高、储存运输便捷等特点，其通过制氢反应器可以实现移动场合的重整制氢，是解决移动供氢技术的有效途径。
现有的甲醇重整制氢反应器存在系统动态响应慢、功率密度不高、催化剂易脱落等缺陷，严重制约了现场制氢的效率。蜂窝状SiC陶瓷具有导热系数高、热稳定性好、易于涂覆催化剂等特点，可以弥补现有重整制氢反应结构的缺陷，成为甲醇重整制氢反应器的反应腔体。
中国发明专利(申请号201810889686.2)公开了一种集换热系统一体化的碳化硅微通道反应器，利用第一换热通道和第二换热通道进行冷却液或者加热液体的换热操作，在反应通道进行反应液体的化学反应，结构简单有效，极大的提高了传导效率，节省成本。
中国发明专利(申请号201711481641.3)公开了一种碳化硅管式微反应器，包括反应器本体和碳化硅反应管，反应器本体末端通过压板密封，压板上设有反应液进口和反应液出口，反应器本体和压板之间设有导流板，导流板上设有导流孔。该反应器解决了现有反应器导热性和耐腐性差的问题，适用于高放热、高腐蚀、爆炸危险性高的化学反应。
上述两种技术方案，没有针对甲醇水汽重整制氢反应进行反应器的设计，在已公开的专利中尚未发现采用蜂窝状SiC陶瓷作为重整制氢反应载体，蜂窝状SiC陶瓷具有导热系数高、热稳定性好、易于涂覆催化剂等特点，因此有必要设计一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，并进一步优化制氢反应器的结构，提高反应器的制氢性能。
发明内容
为了解决现有甲醇重整制氢反应器存在功率密度不高、催化剂易脱落、压降大等问题，本发明的目的在于提供一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器。通过将蜂窝状SiC陶瓷作为甲醇重整制氢反应腔体，优化反应器的结构设计，能够提高催化剂在反应腔体中的负载强度，减少反应器中的压力损失，提升甲醇制氢的转化效率。
本发明采用的技术方案是：
反应器包括从上至下依次层叠布置的上盖板、蒸发板、第一催化燃烧板、重整腔上盖板、蜂窝状SiC陶瓷、甲醇水汽重整板、重整腔下盖板、第二催化燃烧板和下盖板；各块板的周围边缘均开设有沿圆周间隔布置的多个定位螺栓孔，螺栓穿过各块板的定位螺栓孔将各块板紧固连接在一起；上盖板的两侧开设有两个进口，两个进口分别安装甲醇水汽重整反应物进口管和甲醇催化燃烧反应物进口管；蒸发板上表面开设有蛇形流道，蛇形流道作为蒸发腔；甲醇水汽重整反应物进口管和蛇形流道的一端连通，蛇形流道的另一端开设蒸发腔出口通孔，蛇形流道之外的蒸发板上表面开设有燃烧气上进入通孔，甲醇催化燃烧反应物进口管和燃烧气上进入通孔连通；第一催化燃烧板上表面设有平行四边形槽，作为上燃烧腔，平行四边形槽中部表面固定设有圆形凸台阵列，燃烧气上进入通孔正下方位于并连通到第一催化燃烧板的平行四边形槽之内的一角，平行四边形槽之内与燃烧气上进入通孔相对角的一角开设有上催化燃烧腔出口通孔，蒸发腔出口通孔同轴正下方的第一催化燃烧板表面开设有甲醇水汽进入通孔，甲醇水汽进入通孔位于平行四边形槽之外，甲醇水汽进入通孔和蒸发腔出口通孔同轴对齐并连通；重整腔上盖板和甲醇水汽重整板中部均开设有圆角矩形通槽，重整腔下盖板上表面中部开设有圆角矩形非通槽，重整腔上盖板和甲醇水汽重整板的圆角矩形通槽以及重整腔下盖板的圆角矩形非通槽形状和大小一致且上下对齐，共同构成重整腔；重整腔内装有蜂窝状SiC陶瓷，重整腔内气体流动方向为从上至下；靠近甲醇水汽进入通孔一侧的圆角矩形通槽侧方的重整腔上盖板上表面开设有进口三角形导向槽，进口三角形导向槽将甲醇水汽进入通孔和重整腔上盖板的圆角矩形通槽连通；靠近上催化燃烧腔出口通孔一侧的圆角矩形通槽侧方的重整腔上盖板表面开设有燃烧气第一通孔，燃烧气第一通孔位于重整腔上盖板的圆角矩形通槽之外，燃烧气第一通孔和上催化燃烧腔出口通孔同轴对齐并连通；甲醇水汽重整板的圆角矩形通槽之外的甲醇水汽重整板表面开设燃烧气第二通孔，燃烧气第二通孔和燃烧气第一通孔同轴对齐并连通；靠近甲醇水汽重整反应物进口管一侧的圆角矩形非通槽侧方的重整腔下盖板上表面开设有出口三角形导向槽，出口三角形导向槽的角处开设重整腔出口通孔，出口三角形导向槽将重整腔出口通孔和重整腔下盖板的圆角矩形非通槽连通；重整腔下盖板表面开设有燃烧气第三通孔，燃烧气第三通孔位于重整腔下盖板的圆角矩形非通槽之外，燃烧气第三通孔和燃烧气第二通孔同轴对齐并连通；第二催化燃烧板上表面设有平行四边形槽，作为下燃烧腔，平行四边形槽中部表面固定也设有圆形凸台阵列，燃烧气第三通孔正下方位于并连通到第二催化燃烧板的平行四边形槽之内的一角，平行四边形槽之内与燃烧气第三通孔相对角的一角开设有下催化燃烧腔出口通孔，重整腔出口通孔同轴正下方的第二催化燃烧板表面开设有甲醇水汽排出通孔，甲醇水汽排出通孔位于平行四边形槽之外，甲醇水汽排出通孔和重整腔出口通孔同轴对齐并连通；下盖板的两侧开设有两个出口，两个进口分别安装甲醇水汽重整气出口管和甲醇催化燃烧气出口管，甲醇水汽重整气出口管和甲醇水汽排出通孔连通，甲醇催化燃烧气出口管和下催化燃烧腔出口通孔连通。
所述的第一催化燃烧板和第二催化燃烧板的平行四边形槽倾斜布置方向相同。
所述的第一催化燃烧板与第二催化燃烧板的平行四边形槽作为催化燃烧腔，催化燃烧腔内填充甲醇燃烧催化剂颗粒。
所述的圆形凸台阵列是由多个圆形凸台以矩形间隔阵列排布构成。
所述的蜂窝状SiC陶瓷的高度和重整腔的腔体高度一致。
所述的蜂窝状SiC陶瓷与甲醇水汽重整板的圆角矩形通槽内壁胶接，蜂窝状SiC陶瓷内部有蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道，并作为甲醇水汽重整反应区，蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道内表面涂覆有甲醇水汽重整催化剂。
所述蛇形流道宽度为8～12mm，深度为1～3mm，流道之间的间距为6～10mm。
所述第一催化燃烧板与第二催化燃烧板内的圆形凸台阵列直径为3～6mm，凸起高度为1～3mm，相邻凸台圆心间距为6～12mm。
所述的蜂窝状SiC陶瓷长度为50～100mm，宽度为50～100mm，内部方形通道长度为15～50mm，宽度为0.8～2mm，壁厚为0.03～0.06mm。
本发明的反应器蒸发板设有蛇形流道，能够提高流体流动的定向性，提升甲醇水溶液的蒸发效率；在催化燃烧板中，采用了设有圆形凸台阵列结构的燃烧腔，有利于催化剂的布置，提高甲醇水蒸气的流动均匀性；在重整腔中采用蜂窝状SiC陶瓷作为重整腔载体，利用蜂窝状SiC陶瓷具有导热系数高、热稳定性能好、化学性能稳定、比表面积大等特点，提高反应器内传质传热性能，降低反应器内的压力损失，增强催化剂的负载能力。
本发明具有的有益效果是：
1)提高反应器内传质传热性能。蜂窝状SiC陶瓷具有导热系数高、热稳定性能好等特点。在甲醇水汽重整腔中，采用蜂窝状SiC陶瓷作为重整腔体，改善了重整腔体的传热情况，使得重整腔内热量分布均匀；蜂窝状SiC陶瓷载体增大了催化剂涂层的负载面积，提高了甲醇水汽重整催化剂的传热性能。良好的传热传质性能，能够提高甲醇的转化效率和反应器的制氢能力。
2)提高催化剂的性能。蜂窝状SiC陶瓷具有化学性能稳定、热容量低、热导率高、比表面积大等特点。采用蜂窝状SiC陶瓷作为重整腔载体，可以避免载体与甲醇水汽重整催化剂之间发生化学反应；蜂窝状SiC陶瓷热容量低、热导率高的特点，能够使得催化剂在较短时间内发挥作用；蜂窝状SiC陶瓷比表面积较大，且存在孔隙结构，可显著提高催化剂的负载量和负载强度。
3)降低反应器内的压力损失。采用蜂窝状SiC陶瓷作为重整腔体，其直通式流道作为甲醇水汽重整反应腔体，采用并联方式，反应物从上至下通过流道进行重整反应，相较于现有反应器采用重整腔串联的方式，能够大大降低反应腔内的压力损失，提高甲醇重整制氢系统的性能。
4)提高自热型制氢反应器结构设计的紧凑型。采用蜂窝状SiC陶瓷作为重整腔体，提高了重整腔的紧凑型，同时减少了燃烧腔的数量，从而使得反应器的整体结构更加紧凑。
5)提高甲醇水溶液蒸发效率和流体流动均匀性。蒸发腔内设有蛇形流道，提高了流体流动的定向性，增加了流体在蒸发腔的流动距离，从而提高了甲醇水溶液的蒸发效率；燃烧腔内设有圆形凸台阵列，有利于催化剂的布置，提高了甲醇水蒸气的流动均匀性。
附图说明
图1是本发明的三维爆炸示意图。
图2是本发明上盖板的左右二等角轴测图。
图3是本发明蒸发板的俯视图。
图4是本发明第一燃烧板的俯视图。
图5是本发明重整腔上盖板的俯视图。
图6是本发明甲醇水汽重整板的俯视图。
图7是本发明蜂窝状SiC陶瓷的俯视图。
图8是本发明重整腔下盖板的俯视图。
图9是本发明第二催化燃烧板的俯视图。
图10是本发明下盖板的左右二等角轴测图。
图11是本发明重整气体流动的示意图。
图中：上盖板(1)、蒸发板(2)、第一催化燃烧板(3)、重整腔上盖板(4)、蜂窝状SiC陶瓷(5)、甲醇水汽重整板(6)、重整腔下盖板(7)、第二催化燃烧板(8)、下盖板(9)、甲醇水汽重整反应物进口管(10)、定位螺栓孔(11)、甲醇催化燃烧反应物进口管(12)、蛇形流道(13)、燃烧气上进入通孔(14)、圆形凸台阵列(15)、进口三角形导向槽(16)、蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道(17)、出口三角形导向槽(18)、甲醇水汽重整气出口管(19)、甲醇催化燃烧气出口管(20)、蒸发腔出口通孔(21)、甲醇水汽进入通孔(22)、上催化燃烧腔出口通孔(23)、燃烧气第一通孔(24)、燃烧气第二通孔(25)、重整腔出口通孔(26)、燃烧气第三通孔(27)、下催化燃烧腔出口通孔(28)、甲醇水汽排出通孔(29)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，反应器包括从上至下依次层叠布置的上盖板1、蒸发板2、第一催化燃烧板3、重整腔上盖板4、蜂窝状SiC陶瓷5、甲醇水汽重整板6、重整腔下盖板7、第二催化燃烧板8和下盖板9；各块板的周围边缘均开设有沿圆周间隔布置的多个定位螺栓孔11，螺栓穿过各块板同轴的定位螺栓孔11将各块板紧固连接在一起；具体实施中，相邻两块板之间均垫有柔性石墨垫片，通过螺栓紧固，这样能有效密封两块板。
如图2所示，上盖板1的两侧开设有两个进口，两个进口分别安装甲醇水汽重整反应物进口管10和甲醇催化燃烧反应物进口管12。
如图3所示，蒸发板2上表面开设有蛇形流道13，蛇形流道13上端连接与上盖板1下表面构成作为蒸发腔；甲醇水汽重整反应物进口管10和蛇形流道13的一端连通，蛇形流道13的另一端开设蒸发腔出口通孔21，蛇形流道13之外的蒸发板2上表面开设有燃烧气上进入通孔14，甲醇催化燃烧反应物进口管12和燃烧气上进入通孔14连通。
如图4所示，第一催化燃烧板3上表面设有平行四边形槽，作为上燃烧腔，平行四边形槽中部表面固定设有圆形凸台阵列15，圆形凸台阵列15是由多个圆形凸台以矩形间隔阵列排布构成。燃烧气上进入通孔14正下方位于并连通到第一催化燃烧板3的平行四边形槽之内的一角，平行四边形槽之内与燃烧气上进入通孔14相对角的一角开设有上催化燃烧腔出口通孔23，上催化燃烧腔出口通孔23和燃烧气上进入通孔14呈对角布置，蒸发腔出口通孔21同轴正下方的第一催化燃烧板3表面开设有甲醇水汽进入通孔22，甲醇水汽进入通孔22位于平行四边形槽之外，甲醇水汽进入通孔22和蒸发腔出口通孔21同轴对齐并连通。
如图5、图6、图8所示，重整腔上盖板4和甲醇水汽重整板6中部均开设有圆角矩形通槽，重整腔上盖板4和甲醇水汽重整板6的圆角矩形通槽作为圆角矩形空腔，重整腔下盖板7上表面中部开设有圆角矩形非通槽，圆角矩形非通槽非贯穿通过重整腔下盖板7开设，重整腔上盖板4和甲醇水汽重整板6的圆角矩形通槽以及重整腔下盖板7的圆角矩形非通槽形状和大小一致且上下对齐，共同构成重整腔；重整腔内装有蜂窝状SiC陶瓷5，重整腔内气体流动方向为从上至下。蜂窝状SiC陶瓷5的高度和重整腔的腔体高度一致。
蜂窝状SiC陶瓷5与甲醇水汽重整板6的圆角矩形通槽内壁胶接，如图7所示，蜂窝状SiC陶瓷5内部有蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道17，并作为甲醇水汽重整反应区，蜂窝状SiC陶瓷5内部直通式微流道17为甲醇水汽重整腔，蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道17内表面涂覆有甲醇水汽重整催化剂。
如图5所示，靠近甲醇水汽进入通孔22一侧的圆角矩形通槽侧方的重整腔上盖板4上表面开设有进口三角形导向槽16，进口三角形导向槽16将甲醇水汽进入通孔22和重整腔上盖板4的圆角矩形通槽连通；靠近上催化燃烧腔出口通孔23一侧的圆角矩形通槽侧方的重整腔上盖板4表面开设有燃烧气第一通孔24，燃烧气第一通孔24位于重整腔上盖板4的圆角矩形通槽之外，燃烧气第一通孔24和上催化燃烧腔出口通孔23同轴对齐并连通。
如图6所示，甲醇水汽重整板6的圆角矩形通槽之外的甲醇水汽重整板6表面开设燃烧气第二通孔25，燃烧气第二通孔25和燃烧气第一通孔24同轴对齐并连通。
如图8所示，靠近甲醇水汽重整反应物进口管10一侧的圆角矩形非通槽侧方的重整腔下盖板7上表面开设有出口三角形导向槽18，出口三角形导向槽18的角处开设重整腔出口通孔26，出口三角形导向槽18将重整腔出口通孔26和重整腔下盖板7的圆角矩形非通槽连通；重整腔下盖板7表面开设有燃烧气第三通孔27，燃烧气第三通孔27位于重整腔下盖板7的圆角矩形非通槽之外，燃烧气第三通孔27和燃烧气第二通孔25同轴对齐并连通。
如图9所示，第二催化燃烧板8上表面设有平行四边形槽，作为下燃烧腔，平行四边形槽中部表面固定也设有圆形凸台阵列15，燃烧气第三通孔27正下方位于并连通到第二催化燃烧板8的平行四边形槽之内的一角，平行四边形槽之内与燃烧气第三通孔27相对角的一角开设有下催化燃烧腔出口通孔28，下催化燃烧腔出口通孔28和燃烧气第三通孔27呈对角布置，重整腔出口通孔26同轴正下方的第二催化燃烧板8表面开设有甲醇水汽排出通孔29，甲醇水汽排出通孔29位于平行四边形槽之外，甲醇水汽排出通孔29和重整腔出口通孔26同轴对齐并连通。
如图10所示，下盖板9的两侧开设有两个出口，两个进口分别安装甲醇水汽重整气出口管19和甲醇催化燃烧气出口管20，甲醇水汽重整气出口管19和甲醇水汽排出通孔29连通，甲醇催化燃烧气出口管20和下催化燃烧腔出口通孔28连通。
第一催化燃烧板3和第二催化燃烧板8的平行四边形槽倾斜布置方向相同，即斜边布置位置一致。第一催化燃烧板3与第二催化燃烧板8的平行四边形槽作为催化燃烧腔，催化燃烧腔内填充甲醇燃烧催化剂颗粒。
具体实施中，蛇形流道13宽度为8～12mm，深度为1～3mm，流道之间的间距为6～10mm。第一催化燃烧板3与第二催化燃烧板8内的圆形凸台阵列15直径为3～6mm，凸起高度为1～3mm，相邻凸台圆心间距为6～12mm。蜂窝状SiC陶瓷5长度为50～100mm，宽度为50～100mm，内部方形通道长度为15～50mm，宽度为0.8～2mm，壁厚为0.03～0.06mm。
本发明的工作原理如下：
本发明以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器共有两条气路：甲醇水汽重整气路与甲醇催化燃烧气路。
如图11所示，第一条甲醇水汽重整气路中，甲醇水溶液从上盖板1的甲醇水汽重整反应物进口管10进入蒸发板2的蛇形流道13中，在蒸发板2内完成汽化与预热过程；随后依次穿经蛇形流道13末端的蒸发腔出口通孔21、第一催化燃烧板3的甲醇水汽进入通孔22后进入重整腔上盖板4的进口三角形导向槽16，经由进口三角形导向槽16水平流入重整腔的蜂窝状SiC陶瓷中，在甲醇水汽重整催化剂的作用下发生重整反应，生成富氢重整气；经重整反应后产生的富氢产物气通过蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道17在重整腔下盖板7的出口三角形导向槽18聚合，再从燃烧气第三通孔27流出后穿经第二催化燃烧板8的甲醇水汽排出通孔29流到下盖板9的甲醇水汽重整气出口管19排出反应器。
如图11所示，第二条甲醇催化燃烧气路中，甲醇与空气的混合物从上盖板1的甲醇催化燃烧反应物进口管12进入，再穿经蒸发板2的燃烧气上进入通孔14进入第一催化燃烧板3的上燃烧腔中，在燃烧催化剂的作用下发生催化燃烧反应；随后燃烧后从第一催化燃烧板3的上催化燃烧腔出口通孔23流出，再依次经重整腔上盖板4的燃烧气第一通孔24、甲醇水汽重整板6的燃烧气第二通孔25、重整腔下盖板7的燃烧气第三通孔27后进入第二催化燃烧板8的下燃烧腔，在燃烧催化剂的作用下再次发生催化燃烧反应，反应生成的热量为反应器中的吸热反应供热，并维持反应器所需的工作温度；再次燃烧后从第二催化燃烧板8的下催化燃烧腔出口通孔28流到下盖板9的甲醇催化燃烧气出口管20排出反应器。
这样通过相邻石墨板的平行四边形通槽的设计构造使得甲醇重整气和甲醇燃烧气流经流道分离，且相错开布置构成了甲醇重整制氢反应空间。
本发明甲醇制氢反应器内主要涉及甲醇催化燃烧反应和甲醇水汽重整反应。反应器通过两个化学反应之间的热耦合，实现自热重整制氢功能，反应器的工作温度在200-300℃之间。
本发明以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器的工作过程分为两个阶段：启动阶段与重整制氢阶段。
在启动阶段，仅甲醇催化燃烧气路工作。甲醇与空气的混合物从上盖板1的甲醇催化燃烧反应物进口管12以设定速率泵入，随后进入蒸发腔，在燃烧催化剂的作用下发生反应并释放放热，使反应器升温。当反应器中甲醇水汽重整板6达到设定温度时，启动阶段结束，进入重整制氢阶段。
在重整制氢阶段，甲醇水汽重整气路与甲醇催化燃烧气路同时工作。通过改变甲醇与空气混合物的供给速度，可以达到控制反应器温度的目的；通过调整甲醇水溶液的供给量，可以获得不同的氢气产率与甲醇转换效率。
在反应器的结构设计上，在蒸发板2中设有蛇形流道13，提高流体流动的定向性，增加流体在蒸发腔的流动距离，从而使甲醇水溶液的蒸发效率得以提升；在第一催化燃烧板3与第二催化燃烧板8中，采用了圆形凸台阵列15结构，有利于催化剂的布置，提高甲醇水蒸气的流动均匀性；在重整腔上盖板4中，设计了三角形导流区16，使得甲醇水汽重整反应物能够更均匀的流入各个蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道17中；在重整腔中采用蜂窝状SiC陶瓷5作为重整腔载体，利用蜂窝状SiC陶瓷5具有导热系数高、热稳定性能好、比表面积大、化学性能稳定等特点，提高反应器内传质传热性能，增强催化剂的负载能力，降低反应器内的压力损失。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，即依本发明保护范围及说明书内容所作的等效的变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：
反应器包括从上至下依次层叠布置的上盖板(1)、蒸发板(2)、第一催化燃烧板(3)、重整腔上盖板(4)、甲醇水汽重整板(6)、重整腔下盖板(7)、第二催化燃烧板(8)和下盖板(9)；各块板的周围边缘均开设有沿圆周间隔布置的多个定位螺栓孔(11)，螺栓穿过各块板的定位螺栓孔(11)将各块板紧固连接在一起；
上盖板(1)的两侧开设有两个进口，两个进口分别安装甲醇水汽重整反应物进口管(10)和甲醇催化燃烧反应物进口管(12)；
蒸发板(2)上表面开设有蛇形流道(13)，蛇形流道(13)作为蒸发腔；甲醇水汽重整反应物进口管(10)和蛇形流道(13)的一端连通，蛇形流道(13)的另一端开设蒸发腔出口通孔(21)，蛇形流道(13)之外的蒸发板(2)上表面开设有燃烧气上进入通孔(14)，甲醇催化燃烧反应物进口管(12)和燃烧气上进入通孔(14)连通；
第一催化燃烧板(3)上表面设有平行四边形槽，作为上燃烧腔，平行四边形槽中部表面固定设有圆形凸台阵列(15)，燃烧气上进入通孔(14)正下方位于并连通到第一催化燃烧板(3)的平行四边形槽之内的一角，平行四边形槽之内与燃烧气上进入通孔(14)相对角的一角开设有上催化燃烧腔出口通孔(23)，蒸发腔出口通孔(21)同轴正下方的第一催化燃烧板(3)表面开设有甲醇水汽进入通孔(22)，甲醇水汽进入通孔(22)位于平行四边形槽之外，甲醇水汽进入通孔(22)和蒸发腔出口通孔(21)同轴对齐并连通；
重整腔上盖板(4)和甲醇水汽重整板(6)中部均开设有圆角矩形通槽，重整腔下盖板(7)上表面中部开设有圆角矩形非通槽，重整腔上盖板(4)和甲醇水汽重整板(6)的圆角矩形通槽以及重整腔下盖板(7)的圆角矩形非通槽形状和大小一致且上下对齐，共同构成重整腔；重整腔内装有蜂窝状SiC陶瓷(5)，重整腔内气体流动方向为从上至下；
靠近甲醇水汽进入通孔(22)一侧的圆角矩形通槽侧方的重整腔上盖板(4)上表面开设有进口三角形导向槽(16)，进口三角形导向槽(16)将甲醇水汽进入通孔(22)和重整腔上盖板(4)的圆角矩形通槽连通；靠近上催化燃烧腔出口通孔(23)一侧的圆角矩形通槽侧方的重整腔上盖板(4)表面开设有燃烧气第一通孔(24)，燃烧气第一通孔(24)位于重整腔上盖板(4)的圆角矩形通槽之外，燃烧气第一通孔(24)和上催化燃烧腔出口通孔(23)同轴对齐并连通；
甲醇水汽重整板(6)的圆角矩形通槽之外的甲醇水汽重整板(6)表面开设燃烧气第二通孔(25)，燃烧气第二通孔(25)和燃烧气第一通孔(24)同轴对齐并连通；
靠近甲醇水汽重整反应物进口管(10)一侧的圆角矩形非通槽侧方的重整腔下盖板(7)上表面开设有出口三角形导向槽(18)，出口三角形导向槽(18)的角处开设重整腔出口通孔(26)，出口三角形导向槽(18)将重整腔出口通孔(26)和重整腔下盖板(7)的圆角矩形非通槽连通；重整腔下盖板(7)表面开设有燃烧气第三通孔(27)，燃烧气第三通孔(27)位于重整腔下盖板(7)的圆角矩形非通槽之外，燃烧气第三通孔(27)和燃烧气第二通孔(25)同轴对齐并连通；
第二催化燃烧板(8)上表面设有平行四边形槽，作为下燃烧腔，平行四边形槽中部表面固定也设有圆形凸台阵列(15)，燃烧气第三通孔(27)正下方位于并连通到第二催化燃烧板(8)的平行四边形槽之内的一角，平行四边形槽之内与燃烧气第三通孔(27)相对角的一角开设有下催化燃烧腔出口通孔(28)，重整腔出口通孔(26)同轴正下方的第二催化燃烧板(8)表面开设有甲醇水汽排出通孔(29)，甲醇水汽排出通孔(29)位于平行四边形槽之外，甲醇水汽排出通孔(29)和重整腔出口通孔(26)同轴对齐并连通；
下盖板(9)的两侧开设有两个出口，两个出口分别安装甲醇水汽重整气出口管(19)和甲醇催化燃烧气出口管(20)，甲醇水汽重整气出口管(19)和甲醇水汽排出通孔(29)连通，甲醇催化燃烧气出口管(20)和下催化燃烧腔出口通孔(28)连通。
2.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述的第一催化燃烧板(3)和第二催化燃烧板(8)的平行四边形槽倾斜布置方向相同。
3.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述的第一催化燃烧板(3)与第二催化燃烧板(8)的平行四边形槽作为催化燃烧腔，催化燃烧腔内填充甲醇燃烧催化剂颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述的圆形凸台阵列(15)是由多个圆形凸台以矩形间隔阵列排布构成。
5.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述的蜂窝状SiC陶瓷(5)的高度和重整腔的腔体高度一致。
6.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述的蜂窝状SiC陶瓷(5)与甲醇水汽重整板(6)的圆角矩形通槽内壁胶接，蜂窝状SiC陶瓷(5)内部有蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道(17)，并作为甲醇水汽重整反应区，蜂窝状SiC陶瓷直通式微流道(17)内表面涂覆有甲醇水汽重整催化剂。
7.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述蛇形流道(13)宽度为8～12mm，深度为1～3mm，流道之间的间距为6～10mm。
8.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述第一催化燃烧板(3)与第二催化燃烧板(8)内的圆形凸台阵列(15)直径为3～6mm，凸起高度为1～3mm，相邻凸台圆心间距为6～12mm。
9.根据权利要求1所述的一种以蜂窝状SiC陶瓷为催化剂载体的制氢反应器，其特征在于：所述的蜂窝状SiC陶瓷(5)长度为50～100mm，宽度为50～100mm，内部方形通道长度为15～50mm，宽度为0.8～2mm，壁厚为0.03～0.06mm。
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