【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及醇类重整制氢反应器，特别是涉及一种制氢反应器。
技术介绍
1、氢能源因其清洁、高效是特性，被誉为21世纪最具潜力的新型清洁能源。随着燃料电池技术的发展，氢能领域有了更大的发展空间，与其他领域也呈现了更深层次的交叉、融合和发展，氢能作为一种绿色能源，从而备受关注。
2、氢能不易储运，现有的各类储氢手段都存在着各类缺点，并且固定用氢场所的长期存氢的情况也存在着氢泄露、氢爆炸的危险性。而发展移动式制氢装置，实现氢气“现用现制，不用即停”的生产模式，便可避免复杂的氢气储运过程和危险的氢泄露隐患。综合考虑，以甲醇水蒸气重整制氢技术为代表的制氢方式更适合作为移动式制氢装置的核心制氢反应，其一般采用集成式制氢反应器进行制氢反应。
3、而传统的集成式制氢反应器存在着组成零件多，焊接步骤复杂的缺点，因此设计一种在继承集成式反应器的优点的前提下，能够降低结构复杂度的制氢装置，成为亟需解决的一个技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种制氢反应器，以解决上述现有技术存在的问题，结构简便，便于加工制造，能够降低结构复杂度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种制氢反应器，包括：
4、制氢反应器芯体，其内分隔为间隔布置的燃烧腔体和重整腔体，每个燃烧腔体内均设有多个依次连通的燃烧反应空间，所述燃烧反应空间用于发生氢氧燃烧反应；每个重整腔体内均设有多个依次连通的重整反应空间，所述重整反应空间
5、盖板，多个所述盖板分别密封扣合于所述燃烧腔体和重整腔体的开口处。
6、本专利技术通过一体化注模建造反应器基体，使得制造制氢反应器更加简便。一体化集成式反应器相比于其他反应器有着结构更简单、焊接步骤少、反应物流股换热更充分的优势。本专利技术一体化注模制氢反应器分为两个重整腔体和两个燃烧腔体，单个反应空间内存在着气路通道，保证反应流股可以充分地充斥腔体并进行热量交换。该方案采用铸造的方式，浇铸成带有气路通道的制氢反应器芯体，避免了复杂的焊接过程，大大降低了制氢反应器的制作和焊接的难度。
7、可选的，所述燃烧腔体包括通过第一连接管连通的燃烧内腔和燃烧外腔，所述燃烧内腔的盖板上开设有用于外接进气管的通孔，所述燃烧外腔的盖板上开设有外接排气管的通孔；所述重整腔体包括通过第二连接管连通的重整内腔和重整外腔，所述重整内腔的盖板上开设有用于外接进料管的通孔，所述重整外腔的盖板上开设有外接出料管的通孔。本专利技术工作时，重整物料经重整腔体盖板的通孔进入重整内腔，通过重整内腔挡板分割出的重整反应空间依次反应流通，再通过重整内外腔的连接管道到达重整外腔，经过挡板分割出的气路通道后，最后从出气孔排出。在这个过程中，重整物料吸收燃烧腔释放的热量，发生重整反应产出富氢气体。其中燃烧腔发生氢氧燃烧反应，通入的氢气和氧气在催化剂的作用下，催化燃烧，放出大量热量，供给重整腔发生的重整反应。燃烧气的气体路线与重整腔相同。
8、可选的，所述燃烧腔体和重整腔体的竖直投影均为圆形结构；所述燃烧内腔外部环设有所述重整内腔，所述重整内腔外部环设有所述燃烧外腔，所述燃烧外腔外部环设有重整外腔。
9、可选的，所述盖板包括固定焊接于所述燃烧内腔开口端的燃烧内腔盖，所述燃烧内腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述燃烧内腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接进气管，另一个通孔用于与第一连接管一端连通。燃烧内腔盖焊接在一体化集成式制氢反应器的燃烧内腔开口边缘，使得燃烧内腔空间仅留进气口和出气孔。氢气和氧气从一个通孔进入一体化集成式制氢反应器芯体的燃烧内腔的一个燃烧反应空间，在挡板和挡板上预留的气路通孔以及燃烧腔中的氢氧燃烧催化剂的作用下，氢气和氧气发生燃烧反应，为重整腔体提供热量。反应后的尾气会汇合在与燃烧内腔盖的另一个通孔连通的燃烧反应空间内，并从燃烧内腔盖的另一个通孔经第一连接管流向燃烧外腔。
10、可选的，所述盖板还包括固定焊接于所述燃烧外腔开口端的燃烧外腔盖，所述燃烧外腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述燃烧外腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接排气管，另一个通孔用于与第一连接管另一端连通。
11、可选的，所述盖板包括固定焊接于所述重整内腔开口端的重整内腔盖，所述重整内腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述重整内腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接进料管，另一个通孔用于与第二连接管一端连通，第二连接管使得在重整内腔汽化的甲醇水蒸汽和未反应完全的重整气进入到重整外腔，继续发生重整反应，提高产氢效率。重整内腔盖焊接在一体化集成式制氢反应器的重整内腔的底部开口边缘上，焊道需要覆盖重整内腔盖的内、外径两圈，保证整个重整内腔仅有一个进料孔和一个内外腔连接孔与外部进行流股交互。
12、可选的，所述盖板还包括固定焊接于所述重整外腔开口端的重整外腔盖，所述重整外腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述重整外腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接出料管，另一个通孔用于与第二连接管另一端连通。
13、可选的，所述燃烧腔体和重整腔体内均分别环设有多个挡板，所述挡板分别与所述燃烧腔体内壁或重整腔体内壁固定密封连接；位于燃烧腔体内相邻两个所述挡板之间形成为一个燃烧反应空间，位于重整腔体内相邻两个所述挡板之间形成为一个重整反应空间；每个所述挡板上均开设有一个气路通孔。
14、可选的，位于燃烧腔体内的所述挡板上的气路通孔依次上下交替布置；位于重整腔体内的所述挡板上的气路通孔依次上下交替布置，保证气路路径尽可能的长、尽可能的利用每一处反应空间。
15、可选的，还包括导热机构，所述导热机构包括均匀设置于所述燃烧反应空间和重整反应空间内的换热翅片。
16、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
17、本专利技术简化了制氢反应器的复杂制造工艺，使得其整体结构更简便。本专利技术只需要简单焊接各个腔体的盖板以及进气管、进料管、出气管和出料管，无其他困难、复杂的焊接要求。在制取氢气时，先向燃烧腔体的进气管路通入氢气和氧气，氢气和氧气在燃烧催化剂的作用下，燃烧释放大量的热，热量通过不锈钢腔壁和换热翅片，传递到重整腔体，使得重整腔体升至合适温度。再向重整腔体内通入甲醇水溶液，在合适的温度下，通入重整内腔体的甲醇水溶液发生汽化，汽化的甲醇水蒸汽通过预留的气体路径到达重整外腔，在催化剂和热量的双重促进作用下，发生重整反应，产出富氢气体，富氢气体通过重整外腔连接的出料管排出反应器。排出的富氢气体可通入后续的氢气提纯阶段，提纯的氢气少部分可回流到燃烧腔作为燃烧原料，实现自供热，从而大大节省能耗，大部分提纯后的氢气可作为商品气，用于各项需氢工艺。故本专利技术在保留传统制氢反应器的优点的前提下，大大简化了反应器的结构与制造本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制氢反应器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制氢反应器，其特征在于，所述燃烧腔体包括通过第一连接管连通的燃烧内腔和燃烧外腔，所述燃烧内腔的盖板上开设有用于外接进气管的通孔，所述燃烧外腔的盖板上开设有外接排气管的通孔；所述重整腔体包括通过第二连接管连通的重整内腔和重整外腔，所述重整内腔的盖板上开设有用于外接进料管的通孔，所述重整外腔的盖板上开设有外接出料管的通孔。
3.根据权利要求2所述的制氢反应器，其特征在于，所述燃烧腔体和重整腔体的竖直投影均为圆形结构；所述燃烧内腔外部环设有所述重整内腔，所述重整内腔外部环设有所述燃烧外腔，所述燃烧外腔外部环设有重整外腔。
4.根据权利要求2所述的制氢反应器，其特征在于，所述盖板包括固定焊接于所述燃烧内腔开口端的燃烧内腔盖，所述燃烧内腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述燃烧内腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接进气管，另一个通孔用于与第一连接管一端连通。
5.根据权利要求4所述的制氢反应器，其特征在于，所述盖板还包括固定焊接于所述燃烧外腔开
6.根据权利要求2所述的制氢反应器，其特征在于，所述盖板包括固定焊接于所述重整内腔开口端的重整内腔盖，所述重整内腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述重整内腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接进料管，另一个通孔用于与第二连接管一端连通。
7.根据权利要求6所述的制氢反应器，其特征在于，所述盖板还包括固定焊接于所述重整外腔开口端的重整外腔盖，所述重整外腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述重整外腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接出料管，另一个通孔用于与第二连接管另一端连通。
8.根据权利要求1所述的制氢反应器，其特征在于，所述燃烧腔体和重整腔体内均分别环设有多个挡板，所述挡板分别与所述燃烧腔体内壁或重整腔体内壁固定密封连接；位于燃烧腔体内相邻两个所述挡板之间形成为一个燃烧反应空间，位于重整腔体内相邻两个所述挡板之间形成为一个重整反应空间；每个所述挡板上均开设有一个气路通孔。
9.根据权利要求8所述的制氢反应器，其特征在于，位于燃烧腔体内的所述挡板上的气路通孔依次上下交替布置；位于重整腔体内的所述挡板上的气路通孔依次上下交替布置。
10.根据权利要求1所述的制氢反应器，其特征在于，还包括导热机构，所述导热机构包括均匀设置于所述燃烧反应空间和重整反应空间内的换热翅片。
...【技术特征摘要】
1.一种制氢反应器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制氢反应器，其特征在于，所述燃烧腔体包括通过第一连接管连通的燃烧内腔和燃烧外腔，所述燃烧内腔的盖板上开设有用于外接进气管的通孔，所述燃烧外腔的盖板上开设有外接排气管的通孔；所述重整腔体包括通过第二连接管连通的重整内腔和重整外腔，所述重整内腔的盖板上开设有用于外接进料管的通孔，所述重整外腔的盖板上开设有外接出料管的通孔。
3.根据权利要求2所述的制氢反应器，其特征在于，所述燃烧腔体和重整腔体的竖直投影均为圆形结构；所述燃烧内腔外部环设有所述重整内腔，所述重整内腔外部环设有所述燃烧外腔，所述燃烧外腔外部环设有重整外腔。
4.根据权利要求2所述的制氢反应器，其特征在于，所述盖板包括固定焊接于所述燃烧内腔开口端的燃烧内腔盖，所述燃烧内腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述燃烧内腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接进气管，另一个通孔用于与第一连接管一端连通。
5.根据权利要求4所述的制氢反应器，其特征在于，所述盖板还包括固定焊接于所述燃烧外腔开口端的燃烧外腔盖，所述燃烧外腔盖上开设有两个所述通孔，两个所述通孔分别与所述燃烧外腔盖中心连线后所形成的夹角为180°，其中一个所述通孔用于外接排气管，另一个通孔用于与第一连接管另一端连通。
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘立卫，王斌，张晶，贾云，陈彪，宋仁升，刘玉龙，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：
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