CN211445043U - 一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及重整制氢的技术领域，尤其涉及一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置。本申请包括：第一重整器、第二重整器、再生器、加热器、副产物回收罐和汽化管；第一重整器的产物出口通过加热器与副产物回收罐的第一进口管道连接；副产物回收罐的第一出口与汽化管的进口连接；汽化管的出口与第二重整器的反应物进口连接；第二重整器的产物出口与副产物回收罐的第二进口连接；第一重整器和第二重整器的催化剂出口与再生器的催化剂进口连接。本申请提供的装置，可对反应副产物进行回收并使之能再次得到利用，以便提高化学链重整制氢过程中燃料的利用率，而且降低了能耗和减少污染物的排放。

Description

一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置

技术领域

本申请涉及重整制氢的技术领域，尤其涉及一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置。

背景技术

氢能以其洁净、高效、高热值、环境友好等特点，成为能源革命的关注热点。据国际氢能委员会(Hydrogen Council)预测，到2050年，氢能占全部能源消费的比重将提高到18％，氢经济的市场规模将达到2.5万亿美元。其中，氢能利用最重要的领域是交通运输，2050年，交通运输用氢能占氢能总消费的比重将达到28％。

通过蒸汽重整方法制氢，特点是技术成熟且制取氧的成本低廉，使得这种方法在工业制氢中占有绝对优势，但由于存在转化工艺流程长，投资大，水碳比高，能耗大，易烧结以及抗中毒能力低等缺点，本发明专利采用了部分氧化的制氢方法，该反应为一强放热反应。该过程虽然不可避免有CO和 H₂O生成，但可利用水汽变换反应消去。故此本专利发明需配合CO₂吸附剂使用，吸附剂能够在制氢反应过程中可起到原位脱除主要反应副产物CO₂，促进水汽变换平衡右移的作用，可以提高原料转化率和氢气纯度。

研究表明，部分氧化反应通常采用的空气直接接触氧化过程的安全性和局部过热问题较为突出，通过把反应所产生的副产物焦油和水蒸气重新引入，部分氧化反应所放出的热量可用于补充焦油或水蒸气重整制氢吸收的热量，不仅节约能源，而且加速化学反应，降低燃料用量，提高燃料利用率。

基于勒夏特列原理(Le Chatelier's principle)，吸附强化是在氢气产生的同时通过吸附剂来连续地原位移除CO₂，这样就使得这种可逆反应的反应平衡朝着向有利于产氢的趋势移动。这种方法的好处是，除了能够原位吸附使之被固定，而且能够大幅度地提高产物中的纯度，从而降低了气体产物进行再分离的成本。并且这种方法也强化了水蒸气变换反应进而降低产品中CO和 CO₂浓度，抑制了甲烷化副反应。另一方面，CO₂的化学吸附一般是放热反应，这样就部分补偿了重整反应进行时所需的热量，使整个系统的能量利用更为高效。

国内外广泛研究的吸附强化甲烷(或天然气)水蒸气重整制氢(SE-MSR)已初步证实了这些重要的效应。国内外已公布的专利都基于上述原理，诸如:英国P.Pimenidou和V.Dupont等人发表在2010年Bioresource Technology(P. Pimenidou,etal,BiorsoureeTechnology，2010年101卷9279-9286页)研究废弃餐饮油化学链重整制氢并进行原位吸附CO₂，实验测定了NiO的还原氧化的氧传递性能，但其过程采用固定床反应器，进行间歇式操作，而且未涉及任何再生问题。现有的重整制氢技术均未考虑到反应过程中会产生诸如焦油等副产物的问题，没有考虑反应过程中污染物排放的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置，可对反应副产物进行回收并使之能再次得到利用，以便提高化学链重整制氢过程中燃料的利用率，而且降低了能耗和减少污染物的排放。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置，所述装置包括：

第一重整器、第二重整器、再生器、加热器、副产物回收罐和汽化管；

所述第一重整器的产物出口通过所述加热器与所述副产物回收罐的第一进口管道连接；

所述副产物回收罐的第一出口与所述汽化管的进口连接；所述汽化管的出口与所述第二重整器的反应物进口连接；所述第二重整器的产物出口与所述副产物回收罐的第二进口连接；

所述第一重整器和第二重整器的催化剂出口与所述再生器的催化剂进口连接；所述再生器的催化剂出口分别与所述第一重整器和第二重整器的催化剂进口连接。

作为优选，所述副产物回收罐包括罐体、隔板和气体导管；

所述隔板设置在所述罐体的内部，所述隔板与所述罐体的底壁形成副产物回收腔，所述副产物回收腔的侧壁设有第一进口和第二进口，所述罐体的底壁设有第一出口，所述罐体的顶壁设有氢气出口；

所述隔板设有通孔，所述气体导管固定设置在所述隔板上，且所述气体导管的一端开口与所述通孔连通，所述气体导管的另一端开口向所述罐体的底壁延伸，所述气体导管的另一端开口与所述第一出口对齐，且所述气体导管的另一端开口不与所述罐体的底壁连接。

作为优选，所述装置，还包括水箱、泵、喷管和喷头，所述喷头均匀设置在所述隔板的下表面，所述喷头与所述喷管连接，所述喷管通过泵与所述水箱连接。

作为优选，所述汽化管内置在所述第一重整器的内部。

作为优选，所述装置，还包括加压泵，所述加压泵设置在所述副产物回收罐的第一出口与所述汽化管的进口的管道上。

作为优选，所述装置，还包括冷凝器，所述氢气出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的第一出口与所述副产物回收罐的第二进口连接。

作为优选，所述装置，还包括干燥管，所述冷凝器的第二出口与所述干燥管的进口连接。

作为优选，所述装置，还包括燃料电池，所述干燥管的出口与所述燃料电池的气体进口连接。

作为优选，所述装置，还包括丙烷气瓶、气体流量计和空气压缩泵；

所述空气压缩泵的空气出口通过气体流量计与所述第一重整器的气体入口管道连接，所述丙烷气瓶的出口通过气体流量计与所述第一重整器的气体入口管道连接。

作为优选，所述再生器的气体进口与所述空气压缩泵的空气出口通过流量计管道连接。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中，提供了一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置，本装置的制氢分成三个部分：CO₂原位吸附催化丙烷部分氧化化学链重整制氢、反应副产物循环回收重复利用以及制氢催化剂和CO₂吸附剂的再生。

1、CO₂原位吸附催化丙烷部分氧化化学链重整制氢：将丙烷与空气的混合物从第一重整器的气体入口通入进第一重整器，丙烷与空气的混合气体从第一重整器的下部向上部流动，CO₂吸附剂和制氢催化剂在第一重整器自上而下移动，与丙烷和空气的混合气逆流接触反应，生成的氢气和反应副产物(焦油、乙酸、丙醛和丙酸等物质)从第一重整器的出口流出。而反应后的制氢催化剂则从第一重整器下侧的催化剂出口进入再生器中进行再生。

2、反应副产物循环回收重复利用：第一重整器中反应后所生成的气体通过管道流进副产物回收罐中，加热器将第一重整器6中反应后所生成的气体加热保温，确保产生的反应副产物能在副产物回收罐中液化，氢气则从副产物回收罐的氢气出口；同时，形成液滴的反应副产物从副产物回收罐的第一出口流到汽化管的进口，汽化管9将液体状的反应副产物汽化成气体后，将气体状的反应副产物通入第二重整器的反应物进口，第二重整器将反应副产物进行催化和吸附反应后，得到第二重整器的氢气和反应副产物，第二重整器的氢气和反应副产物从第二重整器的产物出口进入副产物回收罐中，第二重整器的氢气从副产物回收罐的氢气出口；实质上，副产物回收罐的作用是将反应副产物截留和保存，并输送到汽化管进行汽化。因此，本申请的装置能对重整制氢过程中产生的反应副产物进行多次催化和吸附，使得反应副产物不会直接排放到外界，从而减少重整制氢过程中的污染和提高制氢的效率。

3、制氢催化剂和CO₂吸附剂的再生：CO₂吸附剂和制氢催化剂在第一重整器自上而下移动，与丙烷和空气的混合气逆流接触反应后得到的制氢催化剂和CO₂吸附剂混合物进入再生器中，副产物催化剂和副产物吸附剂在第一重整器6’自上而下移动，与反应副产物的混合气逆流接触反应后得到的副产物催化剂和副产物吸附剂进入再生器中。空气进入再生器，外部给再生器进行供热，使温度保持在700-800℃，再生器的内部发生催化剂的氧化和烧碳再生，吸附剂CaO所吸附的CO₂因CaCO₃受热分解而被脱附。CO₂从再生器的上侧的气体出口向外排出。因此，本申请的装置能对重整制氢过程中吸附剂、制氢催化剂、副产物催化剂和副产物吸附剂进行再生，得到可循环利用的吸附剂、制氢催化剂、副产物催化剂和副产物吸附剂，且，再生器排出的是无害的CO₂，从而减少再生吸附剂、制氢催化剂、副产物催化剂和副产物吸附剂过程中的污染，以及降低制氢成本。

本申请针对丙烷部分氧化反应中会产生液体副产物的问题，设计了具有回收重复利用功能的装置，能适应大空速状态下运行，可将未反应完全或反应中所产生的液体副产物收集起来并重新得到利用，提高了原料气丙烷的利用率和转化率，不仅提高了产氢量，还极大地降低了污染物的排放，本发明把反应副产物回收利用和CO₂吸附强化耦合到了一起，使吸附强化催化剂得以连续移动、反应和再生，使催化剂始终处于新鲜状态，实现了H₂连续化生产，使得该装置能长时间连续运行。本发明保证了连续稳定的在低温常压下制氢，大幅度节省了制氢成本。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置的结构图；

图2本申请实施例中提供的循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置的另一种结构图；

图3为本申请实施例中提供的循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置的副产物回收罐的结构图；

图4为图3的副产物回收罐的内部结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

应理解，本申请应用于重整制氢的领域，请参阅图1，图1为本申请实施例中提供的循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置的结构图，如图1 所示，图1中包括第一重整器6、第二重整器6’、再生器7、加热器11、副产物回收罐14和汽化管9；第一重整器的产物出口25’通过加热器11与副产物回收罐14的第一进口管道连接；副产物回收罐14的第一出口与汽化管9的进口连接；汽化管9的出口与第二重整器的反应物进口26连接；第二重整器的产物出口26’与副产物回收罐14的第二进口连接；第一重整器6和第二重整器6’的催化剂出口12’与再生器7的催化剂进口连接；再生器7的催化剂出口分别与第一重整器6和第二重整器6’的催化剂进口连接。

本申请设计了一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置，本装置适用于不同的重整制氢的原料，以丙烷和空气为原料、CO₂吸附剂和制氢催化剂为添加剂采用本装置的制氢进行说明，本装置的制氢分成三个部分：CO₂原位吸附催化丙烷部分氧化化学链重整制氢、反应副产物循环回收重复利用以及制氢催化剂和CO₂吸附剂的再生。

进一步的，本申请实施例还包括加压泵10，加压泵10设置在副产物回收罐的第一出口14-6与汽化管9的进口的管道上，加压泵10的作用是推动副产物回收罐14的液体反应副产物进入汽化管9。

请参阅图1，在加热器11与副产物回收罐14的管道设置流量计27和截止阀4，在副产物回收罐14的氢气出口设置流量计27和截止阀4，在副产物回收罐14的第一出口与汽化管9的管道设置流量计27和加压泵10(加压泵 10的作用是推动副产物回收罐14的液体反应副产物进入汽化管9)，汽化管 9与第一重整器6’的管道4设置流量计27和截止阀4，第一重整器6’的产物出口26’与副产物回收罐14的第二进口的管道设置流量计27和截止阀4，再生器7的催化剂出口与第一重整器6的管道设置截止阀，再生器7的催化剂出口与第二重整器6’的催化剂进口的管道设置截止阀。

1、CO₂原位吸附催化丙烷部分氧化化学链重整制氢：将丙烷与空气的用量比例按照体积比为1/7.14(即C3H8/O2＝1/1.5vol.％)从第一重整器的气体入口25通入进第一重整器6，丙烷与空气的混合气体从第一重整器6的下部向上部流动， CO₂吸附剂和制氢催化剂在第一重整器6自上而下移动，与丙烷和空气的混合气逆流接触反应，催化剂移动速度保持在5-20cm/min，生成的氢气和反应副产物(焦油、乙酸、丙醛和丙酸等物质)从第一重整器6的出口25’流出。而反应后的制氢催化剂则从第一重整器6下侧的催化剂出口12’进入再生器7中进行再生。

2、反应副产物循环回收重复利用：第一重整器6中反应后所生成的气体通过管道流进副产物回收罐14中，加热器11将第一重整器6中反应后所生成的气体加热保温，确保产生的反应副产物能在副产物回收罐14中液化，反应副产物从副产物回收罐14的第一进口进入副产物回收腔中，反应副产物与隔板14-1和气体导管14-2的表面接触，并沿隔板14-1和气体导管14-2的表面落下形成液滴，氢气则从气体导管14-2的另一端开口通入副产物回收罐14 的氢气出口；同时，形成液滴的反应副产物从副产物回收罐14的第一出口流到汽化管9的进口，汽化管9将液体状的反应副产物汽化成气体后，将气体状的反应副产物通入第二重整器的反应物进口26，第二重整器6’将反应副产物进行催化和吸附反应后，得到第二重整器的氢气和反应副产物，第二重整器的氢气和反应副产物从第二重整器的产物出口26’进入副产物回收罐14的第二进口，第二重整器的氢气从气体导管14-2的另一端开口通入副产物回收罐14的氢气出口；第二重整器的反应副产物与隔板14-1和气体导管14-2的表面接触，并沿隔板14-1和气体导管14-2的表面落下形成液滴，形成液滴的第二重整器的反应副产物从副产物回收罐14的第一出口流到汽化管9的进口，完成一个循环；实质上，副产物回收罐14的作用是将反应副产物截留和保存，并输送到汽化管9进行汽化。因此，本申请的装置能对重整制氢过程中产生的反应副产物进行多次催化和吸附，使得反应副产物不会直接排放到外界，从而减少重整制氢过程中的污染和提高制氢的效率。

3、制氢催化剂和CO₂吸附剂的再生：CO₂吸附剂和制氢催化剂在第一重整器6自上而下移动，与丙烷和空气的混合气逆流接触反应后得到的制氢催化剂和CO₂吸附剂混合物进入再生器7中，副产物催化剂和副产物吸附剂在第一重整器6’自上而下移动，与反应副产物的混合气逆流接触反应后得到的副产物催化剂和副产物吸附剂进入再生器7中。空气进入再生器7，外部给再生器7进行供热，使温度保持在700-800℃，再生器7的内部发生催化剂的氧化和烧碳再生，吸附剂CaO所吸附的CO₂因CaCO₃受热分解而被脱附。CO₂从再生器7的上侧的气体出口23向外排出。因此，本申请的装置能对重整制氢过程中吸附剂、制氢催化剂、副产物催化剂和副产物吸附剂进行再生，得到可循环利用的吸附剂、制氢催化剂、副产物催化剂和副产物吸附剂，且，再生器7排出的是无害的CO₂，从而减少再生吸附剂、制氢催化剂、副产物催化剂和副产物吸附剂过程中的污染，以及降低制氢成本。

具体的，第一重整器6中部分氧化催化剂被还原可表示为(催化剂以 NiO/Al₂O3为例，吸附剂以CaO为例)：

C₃H₈(g)+3NiO→3CO(g)+4H₂(g)+3Ni；

C₃H₈(g)+10NiO→3CO₂(g)+4H2O(g)+10Ni。

重整器6中部分氧化制氢主要反应包括：

C₃H₈(g)+1.5O₂(g)→3CO(g)+4H₂(g)；

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)；

重整器中CO₂原位吸附为：

CaO(s)+CO₂(g)→CaCO₃(s)。

重整器6中丙烷部分氧化副反应：

C₃H₈(g)+1.5O₂(g)→CH₂CHCHO(l)+2H₂O(g)；

C₃H₈(g)+1.5O₂(g)→CH₃CH₂COOH(l)+H₂O(g)；

C₃H₈(g)→Tar+Char+Gas；

CH₂CHCHO、CH₃CH₂COOH、Tar和H₂O经冷凝后变成液态。

重整器6’中副产物的水蒸气重整反应：

CH₂CHCHO(g)+5H₂O(g)→3CO₂(g)+7H₂(g)；

CH₃CH₂COOH(g)+4H₂O(g)→3CO₂(g)+7H₂(g)；

Tar+H₂O(g)→C(s)+H₂(g)+CO(g)+CnHm；

CnHm+H₂O→CO₂(g)+H₂(g)。

再生器中吸附强化催化剂主要通过加热使已吸附的CO₂脱附再生：

CaCO₃(s)→CaO(s)+CO₂(g)。

再生器中催化剂积碳的烧碳再生反应为：

C+O2→CO₂。

本发明的技术方案：本发明可以以成品油副产物丙烷为原料，进行移动床连续催化吸附强化化学链部分氧化重整制氢，并设有副产物回收罐14，使反应中产生的反应副产物得以回收再利用。第一重整器6中废液的汽化吸热和丙烷部分氧化放热互相补充，制氢水汽变换反应与CO₂原位吸附反应高度耦合，其中第一重整器6中的主要化学反应包括部分氧化，水蒸气重整，水汽变换反应和CO₂吸附反应。

进一步的，本申请实施例的副产物回收罐14包括罐体、隔板14-1和气体导管14-2；隔板14-1设置在罐体的内部，隔板14-1与罐体的底壁形成副产物回收腔14-3，副产物回收腔14-3的侧壁设有第一进口14-4和第二进口14-5，罐体的底壁设有第一出口14-6，罐体的顶壁设有氢气出口14-7；

隔板14-1设有通孔14-8，气体导管14-2固定设置在隔板14-1上，且气体导管的一端开口与通孔14-8连通，气体导管的另一端开口14-9向罐体的底壁延伸，气体导管的另一端开口14-9与第一出口14-6对齐，且气体导管的另一端开口14-9不与罐体的底壁连接。第一重整器6的氢气和反应副产物从第一进口14-4进入副产物回收腔14-3，第一重整器6的氢气从气体导管的另一端开口14-9通入氢气出口14-7；第二重整器6’的氢气和反应副产物从第二进口 14-5进入副产物回收腔14-3，第二重整器6’的氢气从气体导管的另一端开口14-9通入氢气出口14-7；反应副产物接触隔板14-1和气体导管14-2的外壁冷凝成液滴的反应副产物从第一出口14-6流出。

进一步的，本申请实施例还包括水箱、泵、喷管和喷头，喷头均匀设置在隔板14-1的下表面，喷头与喷管连接，喷管通过泵与水箱连接。通过在隔板14-1设置喷头，对副产物回收腔14-3进行喷淋，一方面将反应副产物从气体导管14-2的外壁洗落，并将反应副产物进行稀释形成废液，还能调节废液的反应量。

其中，由于部分氧化反应具有比水蒸气重整反应更少的焦油产生，并且由于重整器排出的气体直接通入副产物回收罐，虽然反应中不可避免有 CH₂CHCHO和CH₃CH₂COOH等液体副产物产生，但可起到稀释焦油浓度，避免管道被焦油堵死；并且可对副产物回收罐的副产物回收腔14-3进行加水，有助于强化水汽变换反应，提高产氢量，调节物料的反应量，并且其为放热反应，有助于补偿水蒸气重整中所吸收的热量，降低了能耗。

请参阅图2，本申请实施例的汽化管9内置在第一重整器6的内部，将汽化管9内置在第一重整器6的内部，可以充分利用第一重整器6的热量。

进一步的，本申请实施例还包括冷凝器16，氢气出口14-7与冷凝器16 的进口连接，冷凝器的第一出口17与副产物回收罐的第二进口14-5连接，冷凝器16一方面可见高温的氢气冷却，另一方面使被氢气带出的还未冷凝的少量液体反应副产物进一步冷凝并回到副产物回收罐14中。

进一步的，本申请实施例还包括干燥管19，冷凝器16的第二出口与干燥管16的进口连接，干燥管19用于将氢气进行干燥，方面后续的产能。

进一步的，本申请实施例还包括燃料电池21，干燥管19的出口与燃料电池21的气体进口连接，燃料电池21用于将将氢气产能。燃料电池的运行：氢气由冷凝器16流出后经干燥器19干燥后由氢气进口20进入燃料电池，空气则由空气进口24进入。所产生的电力由22向外输出。燃料电池可以现有常规的燃料电池。

进一步的，请参阅图2，本申请实施例还包括丙烷气瓶1、流量计4和空气压缩泵2；空气压缩泵的空气出口3通过流量计4与第一重整器6的气体入口管道连接，丙烷气瓶1的出口通过流量计4与第一重整器6的气体入口管道连接。丙烷储存在丙烷气瓶1中，空气则直接经空气压缩机2压缩后供给，通过设计流量计4形成适用的丙烷和空气的混合气体。

请参阅图2，可以在第一重整器6的气体入口25设置流量计和截止阀，再生器7的气体进口与空气压缩泵的空气出口3通过流量计27和截止阀4管道连接，可以通过三通阀5管道连接。

本申请实施例为耦合了副产物循环回收重复利用和连续吸附强化催化丙烷化学链重整制氢的装置，由多个重整器、空气压缩机、副产物回收罐、气化管、冷凝器、干燥管和燃料电池等组成。整个工艺可分为两个循环，分别是：副产物的循环回收循环再利用；吸附剂和催化剂的反应和再生循环。以石油工业中的尾气丙烷作为制氢原料，直接以外界的空气作为重整器中的载气，丙烷和空气的混合气在重整器中自下而上流动，与吸附强化催化剂颗粒逆流接触反应，空气具有五重作用：作为原料参与制氢反应、作为重整器的载气、作为再生器中催化剂烧炭再生的原料气、推动催化剂在移动床中移动、作为燃料电池的氧源。产品氢气和反应副产物从重整器上侧排出后进入副产物回收罐中冷凝。副产物回收罐内设有隔板可让副产物冷凝后沿板壁落下。产品氢气从副产物回收罐上方流出，经冷凝器再次冷凝后冷凝水回流至副产物回收罐，氢气则进入干燥管，经干燥后往燃料电池提供氢气，氧源则由空气压缩泵直接供给。而废液则从副产物回收罐下方流出，经加压泵送至汽化管加热汽化后进入另一个重整器反应，生成的气体再通入副产物回收罐冷凝，完成一个循环。催化剂与吸附剂则由重整器的底部出口送出，经移动床送至再生器进行烧碳再生和CO₂脱附再生后再由高压空气推动送入重整器反应，进行连续化循环操作。

本申请实施例的燃料丙烷是一种易储存易压缩液化的成品油副产品，整个工艺的原料来源只有丙烷和空气，这大大的简化了制氢流程和设备复杂性，使之更加紧凑和小型化；而水蒸气重整需要安装水蒸气发生器，需要首先把液态水进行汽化，并且因水蒸气重整反应是强吸热反应，导致其耗能十分大，而部分氧化反应是强放热反应，其在反应时放出大量的热使之可具有自供热的作用，减少外部能耗，与传统的水蒸气重整相比，这大大地降低了能耗和生产成本；并且由于空气可随时获取，不像水蒸气重整需要首先将其汽化，当处于气温在零下等严寒地区时，该装置所具有的优势就可充分体现出来，换言之，原料只需要有丙烷和催化剂，该装置便能在任何地方进行使用，其使用场合十分广泛。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等 (如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或 c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种循环回收反应副产物的化学链重整制氢的装置，其特征在于，包括：第一重整器、第二重整器、再生器、加热器、副产物回收罐和汽化管；

所述第一重整器的产物出口通过所述加热器与所述副产物回收罐的第一进口管道连接；

所述副产物回收罐的第一出口与所述汽化管的进口连接；所述汽化管的出口与所述第二重整器的反应物进口连接；所述第二重整器的产物出口与所述副产物回收罐的第二进口连接；

所述第一重整器和第二重整器的催化剂出口与所述再生器的催化剂进口连接；所述再生器的催化剂出口分别与所述第一重整器和第二重整器的催化剂进口连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副产物回收罐包括罐体、隔板和气体导管；

所述隔板设置在所述罐体的内部，所述隔板与所述罐体的底壁形成副产物回收腔，所述副产物回收腔的侧壁设有第一进口和第二进口，所述罐体的底壁设有第一出口，所述罐体的顶壁设有氢气出口；

所述隔板设有通孔，所述气体导管固定设置在所述隔板上，且所述气体导管的一端开口与所述通孔连通，所述气体导管的另一端开口向所述罐体的底壁延伸，所述气体导管的另一端开口与所述第一出口对齐，且所述气体导管的另一端开口不与所述罐体的底壁连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括水箱、泵、喷管和喷头，所述喷头均匀设置在所述隔板的下表面，所述喷头与所述喷管连接，所述喷管通过泵与所述水箱连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述汽化管内置在所述第一重整器的内部。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括加压泵，所述加压泵设置在所述副产物回收罐的第一出口与所述汽化管的进口的管道上。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括冷凝器，所述氢气出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的第一出口与所述副产物回收罐的第二进口连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括干燥管，所述冷凝器的第二出口与所述干燥管的进口连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括燃料电池，所述干燥管的出口与所述燃料电池的气体进口连接。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括丙烷气瓶、气体流量计和空气压缩泵；

所述空气压缩泵的空气出口通过气体流量计与所述第一重整器的气体入口管道连接，所述丙烷气瓶的出口通过气体流量计与所述第一重整器的气体入口管道连接。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述再生器的气体进口与所述空气压缩泵的空气出口通过流量计管道连接。

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