CN209348604U - 一种钯复合膜或纯钯膜制氢反应器 - Google Patents

Abstract

一种钯复合膜或纯钯膜反应器，包括将钯复合膜或者纯钯膜束状组装在反应器中，膜外或者膜前装有催化剂。其中钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在金属支撑载体上，而钯复合膜或者纯钯膜通过焊接方式进行密封和集成。膜反应器实现了反应，原位分离，提纯的一体化，具有高集成，体积小，反应效率高，产氢量大的特点。

Description

一种钯复合膜或纯钯膜制氢反应器

技术领域

本实用新型属于制氢、氢气纯化技术领域，具体涉及一种膜反应器，特别涉及一种钯复合膜或纯钯膜反应器，及其组装密封和催化剂装填方法。

背景技术

氢气在工业上有着广泛的用途。近年来，由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展，对纯氢需求量急速增加。对没有方便氢源的地区，如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资，只适用于大规模用户。改用甲醇蒸汽或轻质烃类转化制氢的工艺路线由于小型化，便捷性和低成本脱颖而出。

通过钯复合膜或纯钯膜反应器，可以实现将甲醇或轻质烃类原料气，一步反应直接得到提纯的氢气，实现了制氢和纯化的集成化和一体化，并且由于钯复合膜或纯钯膜反应器实现了在反应中原位移除氢气，会大大提高反应效率。

本膜反应器关键点在于采用了负载在金属支撑载体上的钯复合模或纯钯膜，利用焊接的密封方式将管束集成在一起，并且采用高温转化催化剂和膜相匹配。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种将制氢、氢气提纯过程有机集成起来的膜反应器，特点是反应效率高，结构紧凑，使用方便，提纯效率高。

本实用新型公开了一种钯复合膜或纯钯膜反应器，包括将钯复合膜或者纯钯膜束状组装在反应器中，膜外或者膜前装有催化剂。其中钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在金属支撑载体上，而钯复合膜或者纯钯膜通过焊接方式进行密封和集成。膜反应器实现了反应，原位分离，提纯的一体化，具有高集成，体积小，反应效率高，产氢量大的特点。

一种钯复合膜或纯钯膜反应器，包括利用焊接，将钯复合膜或纯钯膜成束状焊接在多空不锈钢盘上，反应器为圆柱形或者长方形，反应器有原料入口和尾气出口，钯复合膜或纯钯膜内为纯化氢出口并连接真空泵，反应器中在钯复合膜或纯钯膜的周围或者原料气接触钯复合膜或纯钯膜之前装填催化剂。

膜反应器实现了反应，原位分离，提纯的一体化，具有高集成，体积小，反应效率高，产氢量大的特点。

附图说明

图1为膜反应器结构示意图；其中：1尾气出口，2原料气进口，3膜管，4催化剂，5氢气出口。

具体实施方式

钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在金属支撑载体上。纯钯膜为无支撑体纯钯结构。

钯复合膜或纯钯膜成束状焊接在多空不锈钢盘上进行密封，数量为1～1000根，钯复合膜或纯钯膜的管长度为20～1000mm，管直径为1～40mm。钯复合膜或纯钯膜反应器，催化剂装填在膜管周围或者原料气接触膜管之前的空间中，催化剂装填量为体积10～10000ml，重量为10～10000g。

实施例1：

图中3为10根300mm长的钯复合膜，钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在金属支撑载体上，管直径为10mm，金属支撑载体焊接在多空不锈钢盘上进行密封。4为高温甲醇重整催化剂，反应原料为甲醇水混合液，汽化后由2原料气进口进入反应器，反应压力为7Bar，反应温度400℃，气体空速2000，甲醇反应同时，钯复合膜对氢气进行分离，氢气由5氢气出口排出，分离后尾气由1尾气出口排出。反应氢气回收率95％，纯度＞99％。

实施例2：

图中3为100根200mm长的纯钯膜，管直径为2mm，纯钯膜焊接在多空不锈钢盘上进行密封。4为液态烃重整催化剂，反应原料为液态烃和水，汽化后由2原料气进口进入反应器，反应压力为12Bar，反应温度500℃，气体空速2000，液态烃反应同时，纯钯膜对氢气进行分离，氢气由5氢气出口排出，分离后尾气由1尾气出口排出。反应氢气回收率95％，纯度＞99％。

实施例3：

图中3为5根1000mm长的钯复合膜，钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在金属支撑载体上，管直径为12mm，金属支撑载体焊接在多空不锈钢盘上进行密封。4为液态烃重整催化剂，反应原料为液态烃和水，汽化后由2原料气进口进入反应器，原料气先和催化剂进行反应，反应压力为15Bar，反应温度500℃，气体空速2000，液态烃反应后合成气经过钯复合膜分离，氢气由5氢气出口排出，分离后尾气由1尾气出口排出。反应氢气回收率95％，纯度＞99％。

实施例4：

图中3为10根300mm长的钯复合膜，钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在金属支撑载体上，管直径为10mm，金属支撑载体焊接在多空不锈钢盘上进行密封。4为氨分解催化剂，反应原料为氨气，氨气由2原料气进口进入反应器，氨气先和催化剂进行反应，反应压力为7Bar，反应温度400℃，气体空速2000，氨气分解后经过钯复合膜分离，氢气由5氢气出口排出，分离后尾气由1尾气出口排出。反应氢气回收率95％，纯度＞99％。

Claims (6)

1.一种钯复合膜或纯钯膜制氢反应器，包括反应器壳体，一端开口、另一端密闭的中空钯复合膜或纯钯膜中的一种或二种；利用焊接的方法将钯复合膜和/或纯钯膜开口端焊接在带有通孔的不锈钢盘上，且开口端穿过不锈钢盘通孔，开口端四周边缘与不锈钢盘通孔密闭连接；反应器壳体为圆柱形或者长方形中空筒体，焊接不锈钢盘上的钯复合膜或纯钯膜置于壳体内，不锈钢盘四周边缘与壳体壁面间密闭连接，反应器壳体上设有原料入口和尾气出口，钯复合膜和/或纯钯膜内开口端为纯化氢出口，纯化氢出口连接真空泵，反应器壳体中在钯复合膜和/或纯钯膜的周围和/或原料气接触钯复合膜或纯钯膜之前的区域装填催化剂。

2.如权利要求1所述的反应器，其特征在于：反应器反应器包括上端开口、下端密闭的反应器壳体，壳体开口端设有密封封头，焊接不锈钢盘上的钯复合膜或纯钯膜置于壳体内，不锈钢盘四周边缘置于壳体上开口端和密封封头之间，壳体上开口端、不锈钢盘和密封封头密闭连接；密封封头上设有与连接真空泵的纯化氢出口，壳体上设有原料入口和尾气出口。

3.如权利要求1所述的反应器，其特征在于：钯复合膜为金属钯通过化学镀负载在一端开口、另一端密闭的中空的多孔金属支撑载体上。

4.如权利要求1所述的反应器，其特征在于：纯钯膜为无支撑体纯钯结构一端开口、另一端密闭的中空管。

5.如权利要求1所述的反应器，其特征在于：钯复合膜或纯钯膜成束状焊接在带1个以上通孔的不锈钢盘上进行密封，数量为1~1000根，成束状；钯复合膜或纯钯膜的管长度为20~1000mm，管直径为1~40mm。

6.如权利要求1所述的反应器，其特征在于：钯复合膜或纯钯膜反应器，催化剂装填在膜管周围和/或者原料气接触膜管之前的空间中，催化剂装填量为体积10~10000ml，重量为10~10000g。