CN216336596U - 一种具有丝网结构的自热重整制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于制氢设备技术领域，尤其为一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，包括装置主体，所述装置主体内设置有加热腔，且加热腔内设置有加热管，所述加热腔的内侧设置有对流腔，且对流腔内设置有换热管，所述对流腔的内侧设置有第一反应腔，且第一反应腔的底部设置有第一均流管，所述第一均流管的上方连接有第二均流管，且第二均流管上开设有出气孔，所述第一均流管的上方设置有丝网板，且第一反应腔的上端设置有网孔板，所述第一反应腔的内侧设置有第二反应腔。本实用新型通过在第一反应腔的底部设置第一均流管，并在第一均流管的上方设置第二均流管，同时在第二均流管的侧壁上开设多组出气孔，可以达到提高装置制氢速度的目的。

Description

一种具有丝网结构的自热重整制氢装置

技术领域

本实用新型涉及制氢设备技术领域，具体为一种具有丝网结构的自热重整制氢装置。

背景技术

燃料电池是近年来新兴的一种高效电化学电源装置，其发电效率高、运行平稳、无噪声、清洁环保，在交通、建筑、军事、通讯等领域均具有广阔的应用前景，燃料电池种类繁多、技术路线多样，其中质子交换膜燃料电池以其功率密度高、工作温度低、启动性能好、技术较成熟等优点，在中小型固定式电源、电动交通等行业成为主流，然而随着近年来燃料电池汽车商业化进程的不断推进，与之相配套的超纯氢来源、成本及加注设施问题日益凸显，供氢问题亟待解决，所以制氢装置在该行业中是尤为重要的。

现有技术存在以下问题：

1、目前市场上存在的一种自热重整制氢装置，在将混合气体通入第一反应腔后，由于混合气体只通过一组气体入口进入第一反应腔，从而导致了第一反应腔内的气体入口处气体的浓度较高，也就导致了该处的化学反应较为强烈产生的热能更高，从而导致了整个第一反应腔内受热不均匀，以及导致了发生的化学反应速率较低；

2、目前市场上存在的一种自热重整制氢装置，使用时之直接将混合气体通入装置内部的，并在装置内部流动时完成气体的均匀混合，最后再进入第一反应腔内的，然而该方式由于装置主体内的通气管道空间有限，会导致混合气体的混合度不够均匀，从而会影响到后续发生的化学反应，导致氢气的转化效率较低。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，解决了现今存在的装置内部反应速率较低以及氢气的转化效率较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，包括装置主体，所述装置主体内设置有加热腔，且加热腔内设置有加热管，所述加热腔的内侧设置有对流腔，且对流腔内设置有换热管，所述对流腔的内侧设置有第一反应腔，且第一反应腔的底部设置有第一均流管，所述第一均流管的上方连接有第二均流管，且第二均流管上开设有出气孔，所述第一均流管的上方设置有丝网板，且第一反应腔的上端设置有网孔板，所述第一反应腔的内侧设置有第二反应腔，且第二反应腔的下端设置有第一出气口，所述装置主体的一侧设置有混合腔，且混合腔远离装置主体的侧壁上开设有进气口，所述混合腔内设置有均流板，且装置主体的上端面开设有第二出气口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述装置主体为圆柱状结构，且加热腔、对流腔和第一反应腔均为环形结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述加热管和换热管均为螺旋状排布，且第一均流管通过换热管与混合腔相连通。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一均流管为圆环状结构，且四组第二均流管等距环形设置在第一均流管上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述网孔板与装置主体上端面之间设置有流动腔，且第一反应腔通过流动腔与第二反应腔相连通。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第二反应腔通过第一出气口与对流腔相连通，且第二出气口与对流腔相连通。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述均流板的数目为两组，且两组均流板对称设置在混合腔内。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，具备以下有益效果：

1、该一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，通过在第一反应腔的底部设置第一均流管，并在第一均流管的上方设置第二均流管，同时在第二均流管的侧壁上开设多组出气孔，使用时换热管内的混合气体通过第一均流管流入第二均流管内，并通过第二均流管上的出气孔进入第一反应腔内，相比于传统的自热重整制氢装置，该结构能够使混合气体更加均匀的充斥到第一反应腔的内部空间里，并与第一反应腔内的催化剂充分接触并发生化学反应，从而能够有效的解决传统自热重整制氢装置，存在的装置内部反应速率较低的问题，继而提高了装置的制氢速度。

2、该一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，通过在装置主体的一侧设置混合腔，并在混合腔内设置均流板，利用均流板和混合腔能够使燃气和蒸气进入换热管内前得到均匀的混合，再通过设置在第一反应腔内丝网板上均匀的孔洞，可使混合气体在第一反应腔内均匀的分布，从而能够显著的提高第一反应腔内的发生化学反应的效率，从而有效的解决了传统自热重整制氢装置，存在的氢气转化效率较低的问题。

附图说明

图1为本实用新型剖视结构示意图；

图2为本实用新型图1中A部放大结构示意图；

图3为本实用新型换热管结构示意图；

图4为本实用新型第一均流管结构示意图；

图5为本实用新型第二均流管结构示意图。

图中：1、装置主体；2、加热腔；3、加热管；4、对流腔；5、换热管；6、第一反应腔；7、第一均流管；8、第二均流管；9、出气孔；10、丝网板；11、网孔板；12、第二反应腔；13、第一出气口；14、混合腔；15、进气口；16、均流板；17、第二出气口；18、流动腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实施方案中：一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，包括装置主体1，装置主体1内设置有加热腔2，加热腔2内设置有加热管3，加热腔2的内侧设置有对流腔4，对流腔4内设置有换热管5，对流腔4的内侧设置有第一反应腔6，第一反应腔6的底部设置有第一均流管7，第一均流管7的上方连接有第二均流管8，第二均流管8上开设有出气孔9，第一均流管7的上方设置有丝网板10，第一反应腔6的上端设置有网孔板11，第一反应腔6的内侧设置有第二反应腔12，第二反应腔12的下端设置有第一出气口13，装置主体1的一侧设置有混合腔14，混合腔14远离装置主体1的侧壁上开设有进气口15，混合腔14内设置有均流板16，装置主体1的上端面开设有第二出气口17。

本实施例中，装置主体1为圆柱状结构，且加热腔2、对流腔4和第一反应腔6均为环形结构，便于装置进行装卸；加热管3和换热管5均为螺旋状排布，且第一均流管7通过换热管5与混合腔14相连通，以增长混合气体的受热时间；第一均流管7为圆环状结构，且四组第二均流管8等距环形设置在第一均流管7上，以使混合气体能够均匀的充斥到第一反应腔6内；网孔板11与装置主体1上端面之间设置有流动腔18，且第一反应腔6通过流动腔18与第二反应腔12相连通，以便于气体的流动；第二反应腔12通过第一出气口13与对流腔4相连通，且第二出气口17与对流腔4相连通，以将产品气体的热能传递到混合气体中；均流板16的数目为两组，且两组均流板16对称设置在混合腔14内，以将燃气和蒸汽混合的更加均匀。

本实用新型的工作原理及使用流程：使用时，将燃气和蒸汽从进气口15通入混合腔14内，在混合腔14内均匀混合后流入换热管5内，并在加热腔2及加热管3的作用下使混合气体的温度升高到一定的值，再经第一均流管7和第二均流管8进入第一反应腔6内，并在第一反应腔6内及丝网板10上催化剂的作用下发生化学反应，反应产生的气体经网孔板11进入流动腔18，然后再进入第二反应腔12，并在第二反应腔12内催化剂的作用下将初步反应气体中的一氧化碳去除，最终得到的产品气体从第一出气口13进入对流腔4内并从第二出气口17流出，同时产品气体在对流腔4内会将自身的热能通过换热管5传递到填充的混合气体中，当产品气体得以制备后，加热管3即可停止加热了。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，包括装置主体（1），其特征在于：所述装置主体（1）内设置有加热腔（2），且加热腔（2）内设置有加热管（3），所述加热腔（2）的内侧设置有对流腔（4），且对流腔（4）内设置有换热管（5），所述对流腔（4）的内侧设置有第一反应腔（6），且第一反应腔（6）的底部设置有第一均流管（7），所述第一均流管（7）的上方连接有第二均流管（8），且第二均流管（8）上开设有出气孔（9），所述第一均流管（7）的上方设置有丝网板（10），且第一反应腔（6）的上端设置有网孔板（11），所述第一反应腔（6）的内侧设置有第二反应腔（12），且第二反应腔（12）的下端设置有第一出气口（13），所述装置主体（1）的一侧设置有混合腔（14），且混合腔（14）远离装置主体（1）的侧壁上开设有进气口（15），所述混合腔（14）内设置有均流板（16），且装置主体（1）的上端面开设有第二出气口（17）。

2.根据权利要求1所述的一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，其特征在于：所述装置主体（1）为圆柱状结构，且加热腔（2）、对流腔（4）和第一反应腔（6）均为环形结构。

3.根据权利要求1所述的一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，其特征在于：所述加热管（3）和换热管（5）均为螺旋状排布，且第一均流管（7）通过换热管（5）与混合腔（14）相连通。

4.根据权利要求1所述的一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，其特征在于：所述第一均流管（7）为圆环状结构，且四组第二均流管（8）等距环形设置在第一均流管（7）上。

5.根据权利要求1所述的一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，其特征在于：所述网孔板（11）与装置主体（1）上端面之间设置有流动腔（18），且第一反应腔（6）通过流动腔（18）与第二反应腔（12）相连通。

6.根据权利要求1所述的一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，其特征在于：所述第二反应腔（12）通过第一出气口（13）与对流腔（4）相连通，且第二出气口（17）与对流腔（4）相连通。

7.根据权利要求1所述的一种具有丝网结构的自热重整制氢装置，其特征在于：所述均流板（16）的数目为两组，且两组均流板（16）对称设置在混合腔（14）内。

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