【技术实现步骤摘要】
本技术属甲醇重整器，特别是涉及一种集成式甲醇重整制氢反应器。
技术介绍
1、甲醇重整器是一种用于化学工程，特别是燃料电池
的装置，它可以通过甲醇和水(蒸汽)混合物的反应为氢燃料电池或其他用氢场景生产氢气。其中，甲醇通过压力、热量以及催化剂的共同作用转化为氢气和二氧化碳，之后可通过变压吸附(psa)或分离膜等方法提取出高纯度氢气。
2、常规的甲醇重整器系统采用的重整催化剂的最佳反应温度区间在350±25℃，现有技术中为将重整反应中重整催化剂维持在最佳反应温度区间通常都采用以下方法：使用两套热源，其中一套为重整器的烟气流道供热，由于催化剂的反应温度区间限制，热烟气的温度不能过高，否则会使得催化剂因超温导致不可逆转地失去活性，在此基础上为保证供热量，只能通过增加烟气流量来补偿，导致系统功耗高、部件选型困难；同时由于剩余的尾气热量不足以提前将甲醇水温度提高至反应温度，需要设置另一套热源及换热器或蒸发器来对甲醇水加热达到最佳反应温度区间。如果不设置另一套热源加热甲醇水，而将甲醇水直接通入重整器内，则重整器反应管前段只是起到再热器的功能，该区域内填充的催化剂没有起到作用，降低了重整器的反应效率。
3、此外，还需要更多的管路对各个功能独立的部件进行连接，导致重整器整体的体积、重量、系统效率都失去优势，制造组装工艺较为繁琐，独立部件也增加了系统控制的复杂性，过多的管路连接也会增加系统泄漏的风险，并有大量热量损失，能量转换效率低。
技术实现思路
1、本技术所要解决的技术
2、本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种集成式甲醇重整制氢反应器，包括壳体，所述壳体内设有若干互相平行的重整反应管，所述壳体外套有甲醇水蒸发部，各重整反应管间的间隙为热烟气流道，所述壳体的两端分别为与所述热烟气流道相通的热烟气入口及与所述重整反应管尾端相通的重整侧出口，所述甲醇水蒸发部包括甲醇水溶液汽化流道及与其相邻的尾气流道，所述甲醇水溶液汽化流道的一端设有重整侧甲醇水入口，所述尾气流道的一端与所述热烟气流道的尾端相通、另一端设有烟气尾气出口，所述重整反应管的入口端设有反应管端面连接板，所述反应管端面连接板包括内板及外板，所述内板与外板之间设有与所述甲醇水溶液汽化流道尾端相通的转运腔，所述转运腔与所述重整反应管内的重整反应流道相通，所述重整反应管内装填有涂覆重整催化剂的载体或重整催化剂颗粒，所述热烟气入口通过贯穿所述反应管端面连接板的烟气输入孔与所述热烟气流道相通。
3、优选地，所述壳体外表面与所述甲醇水蒸发部之间设有隔热层。
4、优选地，所述热烟气流道内等距布置有均流板及折流板。
5、优选地，所述甲醇水溶液汽化流道的两侧分别设有一层烟气流道，所述烟气流道的尾端与环绕于所述热烟气入口外的烟气尾气出口相通。
6、优选地，所述重整反应管的输入端外壁表面设有一段强化传热结构。
7、优选地，所述强化传热结构为环绕所述重整反应管前端外壁设置的若干翅片。
8、有益效果
9、现有技术需要将大流量且温度只能略高于催化剂最佳反应温度350±25℃的相对低温热烟气输入所述烟气流道中，而采用本技术提供的集成式甲醇重整制氢反应器后，输入所述烟气流道中的热烟气温度可提升至600±50℃并有效降低所需流量，而穿过烟气流道后的热烟气尾气会降温至约350℃，将经重整器换热后的热烟气尾气通入蒸发器层，足以将甲醇水蒸气进行升温汽化至125±15℃，初步汽化后的甲醇水蒸气与高温热烟气热交换进行二次升温，使甲醇水蒸气在接触催化剂前达到最佳反应温度范围350±25℃，保障催化剂的反应效率，促进重整反应的快速进行。
10、本技术将重整器与蒸发器结合在一起，在保证制氢量的前提下仅需要为重整反应器的烟气流道提供一套热源，结构更紧凑，体积更小，降低热损失，从而提高整体效率，也便于对重整反应器进行温度控制；通过在反应管的前端设置强化传热结构，将刚进入重整器壳侧的高温烟气更加快速均匀地扩散到反应管的前段与中段，防止高度堆积在重整反应管前段，降低前端温度，减少重整侧反应管前后温差，同时消除入口高温对重整催化剂的破坏性损伤。
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1.一种集成式甲醇重整制氢反应器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设有若干互相平行的重整反应管，所述壳体外套有甲醇水蒸发部，
2.根据权利要求1所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述壳体外表面与所述甲醇水蒸发部之间设有隔热层。
3.根据权利要求1所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述热烟气流道内等距布置有均流板及折流板。
4.根据权利要求1所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述甲醇水溶液汽化流道的两侧分别设有一层烟气流道，所述烟气流道的尾端与环绕于所述热烟气入口外的烟气尾气出口相通。
5.根据权利要求1所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述重整反应管的输入端外壁表面设有一段强化传热结构。
6.根据权利要求5所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述强化传热结构为环绕所述重整反应管前端外壁设置的若干翅片。
【技术特征摘要】
1.一种集成式甲醇重整制氢反应器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设有若干互相平行的重整反应管，所述壳体外套有甲醇水蒸发部，
2.根据权利要求1所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述壳体外表面与所述甲醇水蒸发部之间设有隔热层。
3.根据权利要求1所述的一种集成式甲醇重整制氢反应器，其特征在于，所述热烟气流道内等距布置有均流板及折流板。
4.根据权利要求1所述的一种集成...
【专利技术属性】
技术研发人员：仝赵杰，张洪图，史笑，沈建跃，
申请(专利权)人：苏州氢洁电源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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