[发明专利]一种多层网状交错肋板的储氢反应装置

说明书

本发明公开了一种多层网状交错肋板的储氢反应装置，该装置为立式结构，包括壳体，壳体的上下两端均通过法兰结构密封连接有上封头和下封头；所述壳体的中心位置处设置有换热管，换热管的外部依次设置有多层周向肋板，相邻两层周向肋板之间设置有径向肋板，径向肋板和周向肋板组成的空间中设置有反应床层；所述上封头与壳体之间设置有管板，管板与上封头之间构成气相缓冲室；上封头上设置有与换热管连通的换热流体入口、与气相缓冲室连接的气相入口和气体安全阀。该装置适用于反应热效应较大的金属氢化物脱氢或氢化的化学反应，该装置具有传热速率快，操作简单，结构紧凑和维护方便的优点。

技术领域

本发明属于化工反应装置技术领域；具体涉及氢化或脱氢反应技术领域；具体涉及一种多层网状交错肋板的储氢反应装置。

背景技术

目前国内外针对氢化/脱氢反应过程中热效应较大的储氢反应器主要有以下几个类型：

固定床式储氢反应器：包括圆柱形壳体，其内部设置有反应腔，腔内填充有固体金属氢化物，反应气体从腔体上方进入，并在腔体外围设置了换热流体，用于氢化/脱氢过程中的热交换。该反应器具有结构简单、造价低等特点，但由于反应腔内填充的金属氢化物较少，氢气从入口完全扩散到金属氢化物速度较慢，整体反应效率不高。

直管式储氢反应器：其反应器整体呈圆柱形，在壳体中心设置有换热流体管道，换热流体管道与壳体之间的空腔填充有金属氢化物，壳体上下方设置有仅让氢气出入的滤网，氢气经过滤网之后快速扩散到金属氢化物床层内，热交换反应通过中心换热管进行。该反应器具有结构简单、气体阻力小、造价低等特点，但由于热量交换主要通过中心换热管进行，换热面积小，因而整体换热效率不高。

螺旋管式储氢反应器：为改善上述直管式反应器换热面积小从而导致换热效率不高的缺点，该反应器将中心换热直管设计成螺旋管，不仅增大了换热面积，而且避免反应过程中热效应过大造成的热应力的影响，但螺旋管的加工工艺复杂，成本较高，而且该反应器的床层温度分布不均匀，床层均一性差。

微通道式储氢反应器：为了增加换热面积，提高换热效率，将换热管微通道化，使用多根直径在1mm以下的管道进行换热。该反应器床层温度分布均匀、换热效率高、反应速度快，但微通道加工复杂，成本高，且储氢过程中温度的快速变化导致热应力和储氢合金的体积膨胀容易对微通道造成损坏。

多管束翅片式储氢反应器：为改善微通道反应器的微通道易受热损坏的缺点，在微通道上增加了环形翅片，减小了换热管的热载荷。该反应器结构紧凑、反应速度快、换热效率高，但由于在细换热管道上放置多片薄环形翅片，使换热器加工工艺复杂，成本高，不利于规模化使用。

其他形式储氢反应器：如U型管式、蜂窝式、弓形板式储氢反应器，具有结构紧凑、操作方便、反应速度快等特点，但由于传热效果一般、加工困难，无法推广到大规模工业应用中。

由此可见，上述现有的储氢反应器都存在一些缺陷，在工业大规模应用中还无法大量推广使用。

发明内容

本发明提供了一种多层网状交错肋板的储氢反应装置；该装置适用于反应热效应较大的金属氢化物脱氢或氢化的化学反应，该装置具有传热速率快，操作简单，结构紧凑和维护方便的优点。

本发明的技术方案是：一种多层网状交错肋板的储氢反应装置，该装置为立式结构，包括壳体，壳体的上下两端均通过法兰结构密封连接有上封头和下封头；所述壳体的中心位置处设置有换热管，换热管的外部依次设置有多层周向肋板，相邻两层周向肋板之间设置有径向肋板，径向肋板和周向肋板组成的空间中设置有反应床层；所述上封头与壳体之间设置有管板，管板与上封头之间构成气相缓冲室；上封头上设置有与换热管连通的换热流体入口、与气相缓冲室连接的气相入口和气体安全阀；其中气相入口处设置有过滤装置；所述管板上均匀开设有若干气孔；所述下封头与上设置有与换热管连通的换热流体出口。

更进一步的，本发明的特点还在于：