CN117599711A - 一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器，该反应载体板的上表面设有正方柱状微凸台阵列；反应载体板上的微凸台结构一致，平行排布，间隔相同。本发明通过设计反应载体板上的柱状微结构，可以显著提高光催化制氢反应速率同时生成的氢气小气泡能够迅速逃逸反应载体板从而提高氢气的富集速率，制氢的效果更好。
Description
技术领域
本申请涉及制氢微反应器技术领域，尤其涉及一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器。
背景技术
氢气作为一种优质的能源载体，也是一种十分重要的工业原料，它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域。制氢微反应器是制氢系统的核心部件之一，而其中的反应载体板又是影响氢气的富集速率的重要因素，进而影响制氢微反应器的制氢性能。
中国发明专利(CN202898013U)公开了一种层叠式微凸台阵列型重整制氢微反应器，其中反应载体(15)为上表面设有微凸台阵列结构的矩形板；反应载体(15)上的圆柱状微凸台结构一致，平行排布，横纵方向上微凸台数量相同。相邻微凸台之间的中心间距为1.8mm，横纵方向上微凸台数量相等。所有微凸台结构均为圆柱体，直径为1mm，高为0.5mm。
中国发明专利(CN103693617B)公开了一种带星型微凸台阵列的层叠自热型醇类制氢微反应器，反应载体(3)的上下两侧具有外围圆环，中间形成凹平面，在两个凹平面上都均匀分布有辐射状的微凸台阵列(6)，且每个微凸台上均附着催化剂，微凸台阵列6的高度为0.8mm，微凸台的直径为1mm，每列微凸台阵列中，相邻微凸台间的中心距为1.5mm。
但是，以上专利中的微凸台尺寸都较大，并且由于微凸台为圆柱状，相邻微凸台的边缘之间的距离不同，导致氢气泡逃逸时的大小不一致，导致光照在气泡发生较大散射，降低制氢效率。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器以解决现有制氢微反应器中氢气富集速率低，反应载体板上氢气附着表面难以脱离的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柱状微结构制氢反应载体板，反应载体板的上表面设有正方柱状微凸台阵列；反应载体板上的微凸台结构一致，平行排布，间隔相同。
优选的，所述反应载体板上相邻正方柱状微凸台的中心间距为25-30um。
优选的，所述正方柱状微凸台的边长为10μm，高度为50-60μm。
优选的，所述反应载体板为矩形。
优选的，所述反应载体板为硅基载体。
本发明还提供了一种制氢微反应器，包括上述的反应载体板，反应载体板表面均布反应催化剂。
优选的，上述制氢微反应器还包括透明上罩板和下罩板及进出口通道；
所述下罩板上表面中部设有安装所述反应载体板的凹槽，两侧设有所述进出口通道；
所述反应载体板位于透明上罩板和下罩板之间，所述反应载体板与透明上罩板间距≤100μm。
优选的，所述制氢微反应器安装时与水平面的夹角α的取值跟所安装地的大地维度、季节设置，且α≥15°。
本发明的有益效果：
制氢微反应器的反应载体板上生成的氢气汇聚成气泡，本发明通过设计反应载体板的微凸台形状和尺寸能够改变反应载体板上制氢牺牲剂的流场和氢气泡的微重力场，提高氢气在面板上的逃逸速率，实现对制氢反应中氢气的富集效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为实施例1提供的反应载体板的立体图；
图2为实施例1提供的反应载体板的俯视图；
图3为实施例2提供的制氢微反应器不包括透明上罩板的立体图；
图4为实施例2提供的制氢微反应器的立体图。
图1-4中，
1-正方柱状微凸台；2-制氢反应载体板；3-透明上罩板；4-下罩板；5-进出口通道。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种柱状微结构制氢反应载体板2，反应载体板2的上表面设有正方柱状微凸台1阵列；反应载体板上的微凸台1结构一致，平行排布，间隔相同；反应载体板2上相邻正方柱状微凸台1的中心间距为30μm；
正方柱状微凸台1的边长为10μm，高度为60μm；反应载体板2为矩形硅基载体。
实施例2
本发明还提供了一种制氢微反应器，包括实施例1的反应载体板2，反应载体板2表面均布反应催化剂，制氢微反应器还包括透明上罩板3和下罩板4及进出口通道5，高强度透明上罩板3扣在制氢反应载体板2上用于隔绝内部制氢环境和外部环境，透明上罩板3与反应载体板2平行，反应载体板2与透明上罩板3间距为100μm；下罩板4上表面中部设有安装所述反应载体板2的凹槽，进出口管道5设置在下罩板4两侧，用于输入制氢的牺牲剂和排出气体；透明上罩板3、反应载体板2和下罩板4之间添加密封材料并用螺栓紧密连接。
制氢微反应器2底部设有支架，支架倾斜设置，制氢微反应器2安装时支架上斜面与水平面的夹角α的取值跟所安装地的大地维度、季节设置，且α≥15°。
工作原理：在微反应器制氢中，制氢液通过多条输入管道快速均匀布满反应载体板，制氢液在催化剂和加热装置的作用下快速反应制氢，生成的氢气由于反应载体板的微凸台结构及流场作用能够快速逃逸，逃逸出的氢气通过输出管道迅速排出制氢微反应器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，反应载体板的上表面设有正方柱状微凸台阵列；反应载体板上的微凸台结构一致，平行排布，间隔相同。
2.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述反应载体板上相邻正方柱状微凸台的中心间距为25-30μm。
3.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述正方柱状微凸台的边长为10μm，高度为50-60μm。
4.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述反应载体板为矩形。
5.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述反应载体板为硅基载体。
6.一种制氢微反应器，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的反应载体板，反应载体板表面均布反应催化剂。
7.根据权利要求6所述的一种制氢微反应器，其特征在于，还包括透明上罩板和下罩板及进出口通道；
所述下罩板上表面中部设有安装所述反应载体板的凹槽，两侧设有所述进出口通道；
所述反应载体板位于透明上罩板和下罩板之间，所述反应载体板与透明上罩板间距≤100μm。
8.根据权利要求7所述的一种制氢微反应器，其特征在于，所述制氢微反应器安装时与水平面的夹角α的取值跟所安装地的大地维度、季节设置，且α≥15°。
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