CN210103451U - 微型甲烷重整制氢器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微型甲烷重整制氢器，包括具有内腔的壳体，所述的壳体的内腔形成供热室，壳体两侧分别设置有与所述供热室相连通的供热气体入口和剩余气体出口；供热室的底部设置有预热混合室，供热室的顶部设置有重整气体混合室；供热室内设置多根反应管，任意一根反应管的两端分别与预热混合室和重整气体混合室连通；壳体上分别有所述预热混合室相通的原料气入口以及与所述重整气体混合室相通的重整气体出口。本实用新型所述的反应管均布于供热室内，可充分利用燃烧气体热量为每根反应管进行均匀加热，避免热量不均导致的效率降低等问题，此外，该重整制氢器体积小，提高了其使用范围。
Description
技术领域
本实用新型属于重整制氢技术领域，尤其涉及一种微型甲烷重整制氢器。
背景技术
随着传统石油、煤炭资源的日益枯竭和环境污染问题的日益严重，开发和利用清洁、廉价的燃料资源受到普遍关注。氢气是一种理想的清洁能源，其燃烧物只有H2O，对环境无任何污染。而且氢气在航天、城市交通、燃料电池等各方面广泛应用。其中甲烷来源丰富，是制氢的首选原料。甲烷水蒸气重整制氢工艺产氢率高，氢气纯度高，是解决氢源的有效途径。
传统重整制氢器存在设备体积较大、反应器受热不均匀，转化效率不高等问题，导致设备应用限制较多，适用范围较小，不能得到大范围的推广使用。
发明内容
本实用新型要解决技术问题是提供一种微型甲烷重整制氢器，至少达到使反应部件内均匀受热的目的。
为解决以上技术问题，本实用新型提供的微型甲烷重整制氢器，包括具有内腔的壳体，所述的壳体的内腔形成供热室，壳体两侧分别设置有与所述供热室相连通的供热气体入口和剩余气体出口；供热室的底部设置有预热混合室，供热室的顶部设置有重整气体混合室；供热室内设置多根反应管，任意一根反应管的两端分别与预热混合室和重整气体混合室连通；壳体上分别有所述预热混合室相通的原料气入口以及与所述重整气体混合室相通的重整气体出口。
进一步地，所述的反应管包括至少两层套管，外层套管的内壁以及内层套管的外壁和内壁上均涂覆催化剂层。
进一步地，所述的反应管等间距地竖直设置于供热室内，反应管之间的间距为8-12mm。
进一步地，所述的反应管之间的间距为10mm。
本实用新型所述的反应管均布于供热室内，可充分利用燃烧气体热量为每根反应管进行均匀加热，避免热量不均导致的效率降低等问题，此外，该重整制氢器体积小，提高了其使用范围。
附图说明
图1是本实用新型提供的重整器剖面图1。
图2是本实用新型提供的重整器剖面图2。
图3是本实用新型提供的反应管结构图。
图中，1-壳体，2-供热室，3-供热气体入口，4-剩余气体出口，5-预热混合室，6-重整气体混合室，7-反应管，8-原料气入口，9-重整气体出口，70-套管。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本实用新型一种优选的实施方式提供的微型甲烷重整制氢器，包括具有内腔的壳体1，所述的壳体1的内腔形成供热室2，壳体1两侧分别设置有与所述供热室2相连通的供热气体入口3和剩余气体出口4；供热室2的底部设置有预热混合室5，供热室2的顶部设置有重整气体混合室6；供热室2内设置多根反应管7，任意一根反应管7的两端分别与预热混合室5和重整气体混合室6连通；壳体1上分别有所述预热混合室5相通的原料气入口8以及与所述重整气体混合室6相通的重整气体出口9。
以上实施方式中，反应管7为空腔柱体，腔体内部填充有甲烷水蒸气重整催化剂。反应管7中可采用两种催化剂填充方式，一种是采用2-5mm左右颗粒状或20mm左右蜂窝状催化剂进行填充；另一种是采用喷涂法在反应管表面涂覆催化剂层。常用的甲烷蒸汽重整制氢的催化剂有镍基和贵金属（铂、钯、铑、钌、铱）基催化剂，可根据对甲烷转化率及工作条件的要求选择合适的催化剂。
所述供热室2可以作为燃烧室或加热室，对应地，系统供热可采用两种方式，一种是在燃烧室填充催化燃烧催化剂，通入甲烷和空气混合气进行催化燃烧为系统供热；另一种是通入工业废气、汽车尾气等高温空气为系统提供热量。系统工作温度区间为400~850℃，可根据甲烷转化率的要求选择合适的温度区间。
具体工作过程如下：燃烧气体或热空气通过供热气体入口3通入供热室2中为整个反应器加热，燃烧废气或换热后的热空气从剩余气体出口4排出；甲烷及水蒸气通过原料气入口8进入预热混合室5中，混合后的气体通入反应管7中进行重整反应；反应后的富氢气体经过重整气体混合室6混合以后从重整气体出口9流出。
根据以上实施方式，反应管7均布于供热室2内，可充分利用燃烧气体热量或热空气热量为每根反应管进行均匀加热，避免热量不均导致的效率降低等问题。本实用新型所采用的设计结构使得重整制氢器体积小，提高了其使用范围。
在一种优选的实施方式中，所述的反应管7包括至少两层套管70，即内径较小的套管套装在外层套管内，每层套管的两端均与预热混合室和重整气体混合室相连接，套管之间的空隙与预热混合室和重整反应室相连通。外层套管的内壁以及内层套管的外壁和内壁上均涂覆催化剂层。该实施方式可以进一步增加催化剂的填充量，同时该方法可增加催化剂层的接触面积，进而增加重整反应的转化效率及产氢量。
下面提供一个实施例对本实用新型要求保护的技术方案做进一步清楚、完整的说明。
实施例
整个反应器的体积为19L左右，外观是直径250mm，高度400mm的圆柱。系统采用的管件优选选用316L不锈钢材质，耐腐蚀、高温强度优异、无磁性。反应管7均为壁厚1mm的空腔柱体，均匀布设于供热室2内。反应管7为直径30mm，长度300mm的圆柱，反应管7之间间距可在8-12mm之间，优选的是10mm，反应效果最佳。供热室2的底部设置预热混合室5，供热室2的顶部设置有重整气体混合室6；反应管7的两端分别与预热混合室5和重整气体混合室6连通。系统产生的氢气可为30kW固体氧化物燃料电池（SOFC）提供氢源，搭载本实用新型重整器的固体氧化物燃料电池供电系统可应用于固定式发电及车载移动式发电等领域。
Claims (4)
1.一种微型甲烷重整制氢器，包括具有内腔的壳体，其特征在于：所述的壳体的内腔形成供热室，壳体两侧分别设置有与所述供热室相连通的供热气体入口和剩余气体出口；供热室的底部设置有预热混合室，供热室的顶部设置有重整气体混合室；供热室内设置多根反应管，任意一根反应管的两端分别与预热混合室和重整气体混合室连通；壳体上分别有所述预热混合室相通的原料气入口以及与所述重整气体混合室相通的重整气体出口。
2.根据权利要求1所述的微型甲烷重整制氢器，其特征在于：所述的反应管包括至少两层套管，外层套管的内壁以及内层套管的外壁和内壁上均涂覆催化剂层。
3.根据权利要求1或2所述的微型甲烷重整制氢器，其特征在于：所述的反应管等间距地竖直设置于供热室内，反应管之间的间距为8-12mm。
4.根据权利要求3所述的微型甲烷重整制氢器，其特征在于：所述的反应管之间的间距为10mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920955984.7U CN210103451U (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 微型甲烷重整制氢器 |
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| CN201920955984.7U CN210103451U (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 微型甲烷重整制氢器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210103451U true CN210103451U (zh) | 2020-02-21 |
Family
ID=69564044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920955984.7U Active CN210103451U (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 微型甲烷重整制氢器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210103451U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112607705A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-06 | 太原理工大学 | 一种水蒸气甲烷重整制氢装置及工艺 |
| CN116443816A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-07-18 | 浙江银轮机械股份有限公司 | 催化重整反应装置及新能源汽车 |
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2019
- 2019-06-24 CN CN201920955984.7U patent/CN210103451U/zh active Active
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