CN218931718U - 甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制氢设备技术领域，具体涉及甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器，包括反应器本体。本实用新型中，通过于进料管二中加入甲醇和空气的混合原料，然后从下到上会通过多个催化载体，甲醇和空气混合物在通过催化载体时会被钯、铂等金属催化剂进行催化燃烧反应，从而会释放大量热量，当原料的液面达到一定的高度后会流入到多个反应管中，在反应管中cu系催化剂的作用下会发生重整反应，从而会生成富氢合成气，最后能够通过出料管排出，将合成气排出进入到下一道工序，通过多个催化载体中释放出的热量能对重整反应进行供热，从而能将热量快速的传递给甲醇和水蒸气，进而能加快制氢反应的过程，从而提高了氢气的制取效率。

Description

甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器

技术领域

本实用新型涉及制氢设备技术领域，具体涉及甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器。

背景技术

传统的甲醇重整制氢反应是指甲醇与水蒸气在一定温度、压力条件下通过催化剂床层，在催化剂的作用下，进行裂解和变换，生成二氧化碳和氢气。甲醇重整制氢反应温度为250±20℃，是吸热反应，因此需要外部环境提供大量的热。

目前，现有甲醇重整制氢反应装置普遍以导热油作为加热、传热载体。导热油为传热载体的优点在于控温较精确，重整反应器内部受热均匀，使用安全性好，其不足之处在于：随着使用时间延长，导热油容易发生热裂解、热聚合等反应，导致导热油的流动性变差而产生结焦、堵塞油管甚至引发爆管事故，这就使得甲醇重整制氢反应中设备系统需定期停车，设备运行可靠性将受到极大影响。此外，受限于液体的不可压缩性，导热油设备系统为开放式的加热系统，其长期工作时，导热油中低分子量组分的挥发对作业环境也会造成严重污染。

实用新型内容

为了克服上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器，通过于进料管二中加入甲醇和空气的混合原料，然后从下到上会通过多个催化载体、预热筒和顶壳，最后反应后的产物从排出管排出反应器本体，甲醇和空气混合物在通过催化载体时会被钯、铂等贵金属催化剂进行催化燃烧反应，从而会释放大量热量，反应器本体中的部分热量会通过导热管导入到预热筒中，通过于进料管一加入甲醇重整原料即甲醇和水蒸气，甲醇重整原料会在预热筒中先被导热管进行预热处理，当原料的液面达到一定的高度后会流入到多个反应管中，在反应管中cu系催化剂的作用下会发生重整反应，从而会生成富氢合成气，最后能够通过出料管排出，将合成气排出进入到下一道工序，通过多个催化载体中释放出的热量能对重整反应进行供热，从而能将热量快速的传递给甲醇和水蒸气，进而能加快制氢反应的过程，从而提高了氢气的制取效率，在此制取过程中低碳环保，环保无污染，且安全性较高，且甲醇原料来源较方便，其运行成本低。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器，包括反应器本体，所述反应器本体的顶端固定连接有顶壳，所述顶壳顶部的中心位置处固定连接有进料管一，所述反应器本体的底端外壁上固定连接有与其内部相连通的进料管二，所述反应器本体的底部固定连接有出料管，所述反应器本体的内部环形等距离设置有多个与出料管相连通的反应管，所述进料管一、进料管二上均固定设置有控制阀。

进一步在于，所述顶壳中固定设置有预热筒，所述预热筒的顶部固定连接有圆板，所述预热筒与多个反应管相套接且内部连通。

进一步在于，所述反应器本体中等距离固定设置有多个与反应管相套接的催化载体，相邻的两个所述催化载体之间旋合套接有安装环，通过安装环能对多个催化载体进行堆叠式的安装，且在堆叠时能将相邻的催化载体上的通孔交错装置，这样可以减缓高温烟气的通过，从而提高了能量的利用率。

进一步在于，所述顶壳的外壁上固定连接有与其内部相连通的排出管，通过排出管能排出二氧化碳和水。

进一步在于，所述预热筒中环形等距离固定连接有多个导热管，所述导热管的顶端与圆板固定连接，且导热管的顶端与顶壳的内部相连通，所述导热管的底端固定连接有与反应器本体内壁相套接的封闭板，且导热管的底端与反应器本体的内部相连通，通过导热管能将自供热的热量先输送到预热筒对加入的甲醇重整原料进行预热，使得后面的重整反应温度更均匀，甲醇的转化率更高。

进一步在于，所述反应管中填充有cu系催化剂，通过于反应管中填充有cu系催化剂，从而能催化进行甲醇重整制氢反应。

进一步在于，所述催化载体为蜂窝状载体，所述催化载体中填充有钯、铂金属催化剂，通过于催化载体中填充有贵金属催化剂，从而能在催化剂的作用下对甲醇和空气混合物进行催化燃烧反应，从而为甲醇重整制氢反应提供热量，且堆叠的蜂窝状的催化载体能提高热量的汇聚，使得热量利用率得到提高。

本实用新型的有益效果：

1、通过于进料管二中加入甲醇和空气的混合原料，然后从下到上会通过多个催化载体、预热筒和顶壳，最后反应后的产物从排出管排出反应器本体，甲醇和空气混合物在通过催化载体时会被钯、铂等贵金属催化剂进行催化燃烧反应，从而会释放大量热量，反应器本体中的部分热量会通过导热管导入到预热筒中，通过于进料管一加入甲醇重整原料即甲醇和水蒸气，甲醇重整原料会在预热筒中先被导热管进行预热处理，当原料的液面达到一定的高度后会流入到多个反应管中，在反应管中cu系催化剂的作用下会发生重整反应，从而会生成富氢合成气，最后能够通过出料管排出，将合成气排出进入到下一道工序，通过多个催化载体中释放出的热量能对重整反应进行供热，从而能将热量快速的传递给甲醇和水蒸气，进而能加快制氢反应的过程，从而提高了氢气的制取效率，在此制取过程中低碳环保，环保无污染，且安全性较高，且甲醇原料来源较方便，其运行成本低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型中整体剖面结构示意图；

图3是本实用新型中反应器本体内部结构示意图；

图4是本实用新型中反应管结构示意图。

图中：100、反应器本体；101、顶壳；102、进料管一；103、排出管；104、进料管二；105、控制阀；106、出料管；200、预热筒；201、圆板；202、导热管；203、封闭板；300、反应管；400、催化载体；401、安装环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4所示，甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器，包括反应器本体100，反应器本体100的顶端固定连接有顶壳101，顶壳101顶部的中心位置处固定连接有进料管一102，反应器本体100的底端外壁上固定连接有与其内部相连通的进料管二104，反应器本体100的底部固定连接有出料管106，反应器本体100的内部环形等距离设置有多个与出料管106相连通的反应管300，进料管一102、进料管二104上均固定设置有控制阀105。

顶壳101中固定设置有预热筒200，预热筒200的顶部固定连接有圆板201，预热筒200与多个反应管300相套接且内部连通。

反应器本体100中等距离固定设置有多个与反应管300相套接的催化载体400，相邻的两个催化载体400之间旋合套接有安装环401，通过安装环401能对多个催化载体400进行堆叠式的安装，且在堆叠时能将相邻的催化载体400上的通孔交错装置，这样可以减缓高温烟气的通过，从而提高了能量的利用率。

顶壳101的外壁上固定连接有与其内部相连通的排出管103，通过排出管103能排出二氧化碳和水；预热筒200中环形等距离固定连接有多个导热管202，导热管202的顶端与圆板201固定连接，且导热管202的顶端与顶壳101的内部相连通，导热管202的底端固定连接有与反应器本体100内壁相套接的封闭板203，且导热管202的底端与反应器本体100的内部相连通，通过导热管202能将自供热的热量先输送到预热筒200对加入的甲醇重整原料进行预热，使得后面的重整反应温度更均匀，甲醇的转化率更高；反应管300中填充有cu系催化剂，通过于反应管300中填充有cu系催化剂，从而能催化进行甲醇重整制氢反应。

催化载体400为蜂窝状载体，催化载体400中填充有钯、铂金属催化剂，通过于催化载体400中填充有贵金属催化剂，从而能在催化剂的作用下对甲醇和空气混合物进行催化燃烧反应，从而为甲醇重整制氢反应提供热量，且堆叠的蜂窝状的催化载体400能提高热量的汇聚，使得热量利用率得到提高。

工作原理：使用时，于进料管二104中加入甲醇和空气的混合原料，甲醇和空气混合物在从而下至上通过时，会被催化载体400中的钯、铂等贵金属催化剂进行催化燃烧反应，从而会释放出大量热量，由于多个反应管300是环绕式和多个叠加的催化载体400相套接，从而反应管300能被第一时间传递大量热量，其中有部分热量会在多个导热管202的作用下将热量传输至预热筒200中，通过于进料管一102中加入甲醇重整原料(甲醇和水蒸气)，重整原料会先被预热筒200中的导热管202进行预热，当重整原料的液面达到一定的高度后会流入到多个反应管300中，在反应管300中经过cu系催化剂的作用下会发生重整反应，这样会生成富氢合成气，最后能通过出料管106排入到下一道工序，通过这种能够快速供热的方式能使制氢反应快速进行，通过将催化燃烧反应的放热反应和重整反应的吸热反应相耦合，从而加快整体的制氢效率；

设备的整体操作较简单，且设备成本低易于维护，在此制取过程中低碳环保，环保无污染，且安全性较高，且甲醇原料来源较方便，其运行成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器，其特征在于，包括反应器本体(100)，所述反应器本体(100)的顶端固定连接有顶壳(101)，所述顶壳(101)顶部的中心位置处固定连接有进料管一(102)，所述反应器本体(100)的底端外壁上固定连接有与其内部相连通的进料管二(104)，所述反应器本体(100)的底部固定连接有出料管(106)，所述反应器本体(100)的内部环形等距离设置有多个与出料管(106)相连通的反应管(300)，所述进料管一(102)、进料管二(104)上均固定设置有控制阀(105)，所述顶壳(101)中固定设置有预热筒(200)，所述预热筒(200)的顶部固定连接有圆板(201)，所述预热筒(200)与多个反应管(300)相套接且内部连通，所述预热筒(200)中环形等距离固定连接有多个导热管(202)，所述导热管(202)的顶端与圆板(201)固定连接，且导热管(202)的顶端与顶壳(101)的内部相连通，所述导热管(202)的底端固定连接有与反应器本体(100)内壁相套接的封闭板(203)，且导热管(202)的底端与反应器本体(100)的内部相连通。

2.根据权利要求1所述的甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器,其特征在于，所述反应器本体(100)中等距离固定设置有多个与反应管(300)相套接的催化载体(400)，相邻的两个所述催化载体(400)之间旋合套接有安装环(401)。

3.根据权利要求1所述的甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器,其特征在于，所述顶壳(101)的外壁上固定连接有与其内部相连通的排出管(103)。

4.根据权利要求1所述的甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器,其特征在于，所述反应管(300)中填充有cu系催化剂。

5.根据权利要求2所述的甲醇重整制氢反应用自供热型列管式反应器,其特征在于，所述催化载体(400)为蜂窝状载体。

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