CN220845500U - 一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器 - Google Patents
一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220845500U CN220845500U CN202322666477.0U CN202322666477U CN220845500U CN 220845500 U CN220845500 U CN 220845500U CN 202322666477 U CN202322666477 U CN 202322666477U CN 220845500 U CN220845500 U CN 220845500U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- methanol
- fluidized bed
- hydrogen production
- vaporizer
- steam reforming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000001651 catalytic steam reforming of methanol Methods 0.000 title claims abstract description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 286
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims abstract description 32
- GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N methanol;hydrate Chemical compound O.OC GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
本实用新型提出了一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，属于甲醇重整制氢技术领域。解决了传统的甲醇重整器制氢效率低、能源利用率低、能耗高、生产成本高的问题。它包括甲醇水储罐、汽化器和流化床甲醇重整器，所述甲醇水储罐的出口端与汽化器底部的入口端相连，所述汽化器顶部的出口端与流化床甲醇重整器底部的入口端相连，所述流化床甲醇重整器顶部的出口端流出反应产物，所述流化床甲醇重整器为流化床式结构，所述流化床甲醇重整器包括床层壳体、加热管和甲醇重整催化剂，所述甲醇重整催化剂为颗粒状结构，所述甲醇重整催化剂设置在床层壳体的内部，所述床层壳体外侧设置有加热管。它主要用于甲醇蒸汽重整制氢。
Description
技术领域
本实用新型属于甲醇重整制氢技术领域，特别是涉及一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器。
背景技术
氢能是一种清洁零碳、灵活高效、来源丰富的二次能源，对环境保护、节能减排具有重要意义，具有巨大的发展潜力。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，又可以作为能源材料用于燃料电池直接产生电能，为燃料电池车、分布式发电设施提供动力，或转换为固态氢用作结构材料。甲醇来源丰富、成本低廉，并且在常温常压下为液体，甲醇制氢是制氢的一种重要技术路线，甲醇水液体经过预热、汽化、过热、在专用催化剂上转化反应并冷却吸收等过程后，得到的含CO2和H2的转化气，再送入变压吸附装置提纯，分离得到纯度极高的H2。
甲醇重整制氢主要有三种方法：甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化重整制氢和甲醇自热重整制氢。甲醇水蒸汽重整反应氢产率较高，但不足之处在于反应本身和原料的汽化均要吸热，制氢时需燃烧部分燃料供热，因此反应启动慢，反应器相对比较复杂。传统的甲醇重整器腔体内主要填充颗粒状甲醇重整催化剂，利用外部热源供热，反应物进入甲醇重整器腔体内，与催化剂的接触面积有限，甲醇水蒸气重整制氢反应进行得不够充分，传热传质效率低，不能充分发挥甲醇重整催化剂效能，同时外部热源加热较慢，热能利用率低，传统的甲醇重整器制氢效率低、能源利用率低、能耗高、生产成本高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，以解决传统的甲醇重整器制氢效率低、能源利用率低、能耗高、生产成本高的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，它包括甲醇水储罐、汽化器和流化床甲醇重整器，所述甲醇水储罐的出口端与汽化器底部的入口端相连，所述汽化器顶部的出口端与流化床甲醇重整器底部的入口端相连，所述流化床甲醇重整器顶部的出口端流出反应产物，所述流化床甲醇重整器为流化床式结构，所述流化床甲醇重整器包括床层壳体、加热管和甲醇重整催化剂，所述甲醇重整催化剂为颗粒状结构，所述甲醇重整催化剂设置在床层壳体的内部，所述床层壳体外侧设置有加热管。
更进一步的，所述床层壳体上部为扩张段结构，所述床层壳体顶部设置有颗粒回收装置。
更进一步的，所述颗粒回收装置为旋风分离器结构。
更进一步的，所述床层壳体的腔体下部设置有气体分布器。
更进一步的，所述气体分布器为锥型侧孔分布板结构。
更进一步的，所述气体分布器上方设置有均流构件。
更进一步的，所述均流构件包括多个挡板状结构，多个挡板状结构交错布置在床层壳体的腔体内壁上。
更进一步的，所述甲醇重整催化剂为Cu或ZnO或Al2O3，所述甲醇重整催化剂的粒径小于5mm。
更进一步的，所述甲醇水储罐的出口端与泵的入口端相连，所述泵的出口端与汽化器底部的入口端相连。
更进一步的，所述加热管为电加热管，所述汽化器上设置有电加热器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型利用流化床设备的特点，由汽化器产生的甲醇和水混合蒸气通过管路从流化床甲醇重整器的底部的入口端进入，将颗粒状甲醇重整催化剂固体吹起，使之处于流化状态，能够使甲醇和水混合蒸气与甲醇重整催化剂充分接触，同时具有较高传热传质效能，并且无需催化剂涂覆工艺，让甲醇重整制氢反应进行得更加充分，产氢率更高。
2.由于流化床甲醇重整器顶部设置有扩张段和颗粒回收装置，方便甲醇重整催化剂的回收利用。
3.汽化器和流化床甲醇重整制氢器均采用电加热，整个系统反应启动快，热能利用效率较高。
4.整个反应器系统流程简单、加工成本低，能耗低、产氢率高。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器结构示意图；
图2为本实用新型所述的流化床甲醇重整器结构示意图。
1-甲醇水储罐，2-泵，3-汽化器，4-流化床甲醇重整器，5-床层壳体，6-气体分布器，7-加热管，8-甲醇重整催化剂，9-均流构件，10-扩张段，11-颗粒回收装置，12-反应产物。
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、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。
参见图1-2说明本实施方式，一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，它包括甲醇水储罐1、汽化器3和流化床甲醇重整器4，所述甲醇水储罐1的出口端通过管路与泵2的入口端相连，所述泵2的出口端通过管路与汽化器3底部的入口端相连。所述汽化器3顶部的出口端通过管路与流化床甲醇重整器4底部的入口端相连，所述流化床甲醇重整器4顶部的出口端流出反应产物12。
所述汽化器3上设置有电加热器，汽化器3采用电加热的形式，由甲醇水储罐1输出的液体经过泵2加压后从汽化器3底部的入口端进入汽化器3，所述汽化器3内的甲醇和水混合液体温度升高，达到泡点温度后，甲醇水混合液体在所述汽化器3中升温汽化，所述汽化器3内为气液两相共存状态，产生的甲醇蒸气与水蒸气组成的混合物从汽化器3顶部的出口端流出，通过管路与流化床甲醇重整器4底部的入口端连通。
所述流化床甲醇重整器4是该反应器的核心部件，所述流化床甲醇重整器4为流化床式结构，所述流化床甲醇重整器4包括床层壳体5、加热管7和甲醇重整催化剂8，所述甲醇重整催化剂8为颗粒状结构，所述甲醇重整催化剂8设置在床层壳体5的内部，所述床层壳体5外侧设置有加热管7，所述加热管7为电加热管。
所述流化床甲醇重整器4中负载有颗粒状固体甲醇重整催化剂8，甲醇重整催化剂8采用商用最广泛的Cu或ZnO或Al2O3甲醇重整催化剂，为保证颗粒状固体甲醇重整催化剂8能够处于流化态，颗粒状固体甲醇重整催化剂8的粒径应小于5mm。
所述床层壳体5的腔体下部设置有气体分布器6，气体分布器6设置在流化床甲醇重整器4的腔体的底部，采用锥型侧孔分布板结构，起着支承甲醇重整催化剂8、均布气体、气体整流、稳定操作和强化传热传质的作用。
所述气体分布器6上方设置有均流构件9，所述均流构件9包括多个挡板状结构，多个挡板状结构交错布置在床层壳体5的腔体内壁上，起着对气泡的增大进行控制或是破碎，促使气固体返混进一步减小，对床中气体固体颗粒的实际停留时间分布落实变更处理的作用。
所述床层壳体5上部为扩张段10结构，可以降低气流速度，从而防止甲醇重整催化剂8被气流携带出流化床甲醇重整器4。所述床层壳体5顶部设置有颗粒回收装置11，所述颗粒回收装置11为旋风分离器结构，可以继续收集流过扩张段10的甲醇重整催化剂。
所述流化床甲醇重整器4的顶部的出口端即可得到反应产物12，可再经过氢气提纯加压后用于现场制氢加氢，也可以提纯后通入低温质子交换膜燃料电池或者不提纯直接连通高温质子交换膜燃料电池集成为分布式电源。
使用时，从甲醇水储罐1输出的液体经过泵2加压后，从汽化器3的底部的入口端进入汽化器3，汽化器3采用电加热，甲醇和水混合液体在汽化器3中升温汽化，汽化器3内为气液两相共存状态，由甲醇蒸气和水蒸气组成的混合气体从汽化器3的顶部的出口端流出，由甲醇蒸气和水蒸气组成的混合气体从流化床甲醇重整器4的底部的入口端进入，流化床甲醇重整器4内负载有颗粒状固体甲醇重整催化剂8，由甲醇蒸气和水蒸气组成的混合气体在流化床甲醇重整器4的底部将甲醇重整催化剂8吹起，使甲醇重整催化剂8处于流化态，能够使甲醇和水混合蒸气与甲醇重整催化剂8充分接触，具有较高的传热传质效率，并且无需催化剂涂覆工艺，使甲醇水蒸汽重整制氢反应进行得更加彻底，产氢率更高，同时流化床甲醇重整器4顶部具有扩张段10，能够降低气流速度，防止气流将甲醇重整催化剂8携带出流化床甲醇重整器4，流化床甲醇重整器4顶部设置有颗粒回收装置11，能够继续吸收流过扩张段10之后的甲醇重整催化剂8。流化床甲醇重整器4的顶部出口端即可得到反应产物12，可再经过氢气提纯加压后用于现场制氢加氢，也可以提纯后通入低温质子交换膜燃料电池或者不提纯直接连通高温质子交换膜燃料电池集成为分布式电源。
以上公开的本实用新型实施例只是用于帮助阐述本实用新型。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。
Claims (10)
1.一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：它包括甲醇水储罐(1)、汽化器(3)和流化床甲醇重整器(4)，所述甲醇水储罐(1)的出口端与汽化器(3)底部的入口端相连，所述汽化器(3)顶部的出口端与流化床甲醇重整器(4)底部的入口端相连，所述流化床甲醇重整器(4)顶部的出口端流出反应产物(12)，所述流化床甲醇重整器(4)为流化床式结构，所述流化床甲醇重整器(4)包括床层壳体(5)、加热管(7)和甲醇重整催化剂(8)，所述甲醇重整催化剂(8)为颗粒状结构，所述甲醇重整催化剂(8)设置在床层壳体(5)的内部，所述床层壳体(5)外侧设置有加热管(7)。
2.根据权利要求1所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述床层壳体(5)上部为扩张段(10)结构，所述床层壳体(5)顶部设置有颗粒回收装置(11)。
3.根据权利要求2所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述颗粒回收装置(11)为旋风分离器结构。
4.根据权利要求1所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述床层壳体(5)的腔体下部设置有气体分布器(6)。
5.根据权利要求4所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述气体分布器(6)为锥型侧孔分布板结构。
6.根据权利要求4所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述气体分布器(6)上方设置有均流构件(9)。
7.根据权利要求6所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述均流构件(9)包括多个挡板状结构，多个挡板状结构交错布置在床层壳体(5)的腔体内壁上。
8.根据权利要求1所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述甲醇重整催化剂(8)为Cu或ZnO或Al2O3，所述甲醇重整催化剂(8)的粒径小于5mm。
9.根据权利要求1所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述甲醇水储罐(1)的出口端与泵(2)的入口端相连，所述泵(2)的出口端与汽化器(3)底部的入口端相连。
10.根据权利要求1所述的一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器，其特征在于：所述加热管(7)为电加热管，所述汽化器(3)上设置有电加热器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322666477.0U CN220845500U (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322666477.0U CN220845500U (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220845500U true CN220845500U (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=90743411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322666477.0U Active CN220845500U (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220845500U (zh) |
-
2023
- 2023-09-28 CN CN202322666477.0U patent/CN220845500U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110203882B (zh) | 一种氨分解装置及系统和制氢方法 | |
| CN100500550C (zh) | 一种甲醇水蒸气重整制备氢气的方法 | |
| CN105084311B (zh) | 一种零碳排放的甲醇水重整制氢系统及其应用和制氢方法 | |
| CN101222975B (zh) | 紧凑型重整反应器 | |
| CN107352509B (zh) | 一种适用于小微型家庭的燃气制氢集成反应装置及方法 | |
| CN101208264B (zh) | 紧凑型重整反应器 | |
| CN104134811B (zh) | 一种可以回收利用变压吸附解析气的重整制氢装置及工艺 | |
| CN104445066B (zh) | 一种甲烷二氧化碳催化制氢装置及方法 | |
| CN103086325A (zh) | 一种天然气制氢反应器及其制氢工艺 | |
| CN110902651B (zh) | 一种自热型的环形甲醇重整制氢反应器 | |
| CN112892460B (zh) | 一种自供热的甲醇重整制氢反应器 | |
| CN111302306A (zh) | 一种可用于高温燃料电池的微型甲醇重整制氢反应器 | |
| CN207227004U (zh) | 一种适用于小微型家庭的燃气制氢集成反应装置 | |
| CN203983407U (zh) | 一种可以回收利用变压吸附解析气的重整制氢装置 | |
| CN220845500U (zh) | 一种流化床甲醇蒸汽重整制氢反应器 | |
| CN201154897Y (zh) | 一种简易型便携式氢气发生器 | |
| CN220811864U (zh) | 一种流化床甲醇重整制氢加氢一体化装置 | |
| CN113813884A (zh) | 一种安全高效的重整制氢反应器 | |
| CN209691853U (zh) | 一种基于双氧水反应的甲醇水重整燃料电池系统 | |
| CN209210382U (zh) | 一种甲烷二氧化碳干重整反应器 | |
| CN202089764U (zh) | 一种便携式乙醇自热制氢反应器 | |
| CN201662066U (zh) | 一种利用制氢所生尾气作为热源的催化燃烧器 | |
| CN207713397U (zh) | 一种重整气加热系统 | |
| CN214653629U (zh) | 一种甲醇水重整制氢用混合加热器 | |
| CN203591782U (zh) | 一种自循环化合反应器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |