[发明专利]一种管式反应器及氢气提纯系统

说明书

本发明公开了一种管式反应器，包括管式反应器和二氧化碳去除组件，所述管式反应器包括用于提供反应空间的反应管、设于所述反应管内的催化剂放置装置、设于反应管一端的进气管及设于反应管另一端的出气管，本发明通过将制取的水煤气通入到管式反应器，放置在管式反应器的催化剂可以将水煤气中的CO催化反应为二氧化碳，在将气体通入到二氧化碳去除组件，将二氧化碳去除，得到高纯度的氢气。

技术领域

本发明属于氢气制取技术领域，尤其是涉及一种管式反应器及氢气提纯系统。

背景技术

氢能是一种清洁的二次能源，虽然自然界存在大量的氢原子，但是氢作为能量载体必须经过一次能源的转化获得。目前氢气主要是通过天然气、煤、石油等化石燃料的热化学转化制取，工业上制取氢气常采用水煤气法制氢，用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气，但制取得到的水煤气中含有CO，难以去除，且去除效果差。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可有效去除气体中CO的氢气制取提纯系统及氢气提纯系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种管式反应器，包括管式反应器和二氧化碳去除组件，所述管式反应器包括用于提供反应空间的反应管、设于所述反应管内的催化剂放置装置、设于反应管一端的进气管及设于反应管另一端的出气管；所述催化剂放置装置包括两端可供气体通过的固定筒和均匀设于固定筒内的多层放置板。本发明将制取的水煤气通入到管式反应器，通过放置在管式反应器的催化剂可以将水煤气中的CO催化反应为二氧化碳，在将气体通入到二氧化碳去除组件，将二氧化碳去除，得到高纯度的氢气；通过多层放置板放置催化剂，及可以增大气体与催化剂的接触面积，还可以增大气体通过的效率。

进一步，所述放置板呈波纹型，且所有放置板波纹相同，相邻放置板的波峰上下相互对应；波纹型的放置板既可以使催化剂在与气体反应过程中，自身不停左右移动，底层的催化剂可以翻转上来，使得催化剂可以得到充分利用，还可以防止流动气体流速过快带动催化剂堆积在尾部，以免影响通气效率和催化效果，且相邻放置板的波峰互相对应，可以使气体在放置板之间以波纹状流动，使得气体可以与放置在波谷催化剂充分接触。

进一步，所述放置板靠近进气管的一端设有导流组件，所述导流组件包括设水平设置的引流板和引导气流向上流动的导流板，所述引流板与放置板端部固连，所述导流板下端固连于引流板上表面上；通过引流板可以引导通入气体进入到放置板之间，且引导气体流动到导流板，在通过导流板引导气体撞击到设置在放置板上方的放置板的波峰下表面，引导气体呈波纹状流动。

进一步，所述固定筒内设有限流板，所述限流板上均匀设有多个条形开口，所述条形开口和位置和引流板相对应；通过限流板可以将通入的气体均匀的从各个条形开口流出，进而进到每个相邻放置板间的间隙，使得每个放置板上的催化剂都可以得到充分利用。

进一步，所述管式反应器还包括有驱动固定管反转的驱动机构，所述驱动机构包括两个分别设于固定筒两端的固定杆、固连于固定杆上的驱动轴、驱动件、用于连接驱动件和驱动轴的连接组件及限位组件；通过驱动件可以将放置板反转，进而使得放置在放置板上的催化剂翻动，上层和底层的催化剂混合在一起，以免底层的催化剂不能得到有效利用。

进一步，所述限位组件包括设于固定筒外壁上的挡板、设于反应管内壁上的限位板及均匀设于限位板上的多个弹性件；当驱动件停止工作时，由于挡板的重力，会接续带动固定筒转动，使得挡板撞击到弹性件上，推动固定筒反向转动，所以通过弹性件和挡板的配合，固定筒将以一定幅度做正反交替转动，而在固定筒正反交替转动时，固定筒中由于翻转而堆积在一起的催化剂将均匀散开，加快了气体通过速率且催化效果更好。