[发明专利]一种以挤出式蜂窝陶瓷为重整反应通道的制氢反应器

说明书

本发明公开了一种以挤出式蜂窝陶瓷为重整反应通道的制氢反应器。包括壳体、挤出式蜂窝陶瓷件、进气端盖、出气端盖、加热进气管和加热出气管；挤出式蜂窝陶瓷件设置在壳体内，壳体与挤出式蜂窝陶瓷件之间设有加热气通道，沿壳体侧壁上设有径向布置的与加热气通道连通的加热进气管和加热出气管，壳体的两端分别与进气端盖和出气端盖连接，且进气端盖的内部腔体作为重整气进气室，出气端盖的内部腔体作为重整气出气室。本发明具有结构简单、制造成本低、零件数量少、催化剂载体比表面积大等特点，能够提升能量利用率，提高制氢效率，降低运行失效风险低；并且本发明可拆装地连接以便于制氢反应器的维护和更换。

技术领域

本发明涉及重整制氢技术领域，具体涉及一种以挤出式蜂窝陶瓷件为重整反应通道的制氢反应器。

背景技术

从能源演变角度来看，主流能源正在走向深度脱碳加氢的状态，即能源分子中碳分子越来越少，氢分子越来越多。氢能源只有氢，没有碳，是替代化石燃料的理想能源。氢的制造、存储和运输限制了氢作为能源的运用和发展。甲醇具有氢碳比高、来源广泛、可再生、重整反应温度低、储运方便等特点，成为一种理想的氢源载体。通过制氢反应器可以实现甲醇重整制氢为氢能源使用提供有效解决方案。现有的制氢反应器存在催化剂载体比表面积小，制氢效率低等缺陷，制约了制氢反应器的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以挤出式蜂窝陶瓷为重整反应通道的制氢反应器，以在一定程度上解决现有技术中存在的结构复杂、制造成本高、密封不可靠等技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明包括壳体、挤出式蜂窝陶瓷件、进气端盖、出气端盖、加热进气管和加热出气管；挤出式蜂窝陶瓷件设置在壳体内，壳体与挤出式蜂窝陶瓷件之间设有加热气通道，沿壳体侧壁上设有径向布置的与加热气通道连通的加热进气管和加热出气管，壳体的两端分别与进气端盖和出气端盖连接，且进气端盖的内部腔体作为重整气进气室，出气端盖的内部腔体作为重整气出气室。

所述的壳体为双壳结构，壳体包括外壳体和设置在外壳体内部的内壳体，外壳体与内壳体固定连接，外壳体与内壳体之间抽真空形成空间间隔，挤出式蜂窝陶瓷件设置在内壳体的内部，内壳体和挤出式蜂窝陶瓷件之间形成呈环柱形的加热气通道，加热进气管与加热出气管均穿过外壳体和内壳体后与加热气通道连通；进气端盖的一端设置在内壳体与挤出式蜂窝陶瓷件之间的一端，出气端盖的一端设置在内壳体与挤出式蜂窝陶瓷件之间的另一端，进气端盖和出气端盖的外侧壁均与内壳体通过螺纹或V型卡箍可拆装地连接，进气端盖和出气端盖的内壁上沿周向均设有容纳密封圈的密封圈容纳槽，进气端盖和出气端盖的内壁均与挤出式蜂窝陶瓷件之间通过密封圈紧挨，密封圈位于各自的密封圈容纳槽中；进气端盖和出气端盖的内壁上均沿周向设有容纳端面垫片的垫片容纳槽，挤出式蜂窝陶瓷件的两个端面分别与进气端盖和出气端盖通过端面垫片连接，端面垫片位于各自的垫片容纳槽中。

沿所述的端面垫片的径向，端面垫片的表面为非平面，端面垫片的表面呈波浪形或具有弧形凸起。

所述的密封圈是采用耐400℃高温的氟橡胶制成，密封圈的内径等于挤出式蜂窝陶瓷件的外径。

所述的加热进气管设置在靠近重整气进气室一端的壳体侧壁上，加热出气管设置在靠近重整气出气室一端的壳体侧壁上，或加热进气管设置在靠近重整气出气室一端的壳体侧壁上，加热出气管设置在靠近重整气进气室一端的壳体侧壁上。

所述的挤出式蜂窝陶瓷件沿轴向均布多条贯通的反应通道，加热气通道环绕在挤出式蜂窝陶瓷件周围，重整气进气室、每条贯通的反应通道和重整气出气室依次连通而形成多条重整通道；每条反应通道的内表面均涂覆有重整催化剂。

所述的挤出式蜂窝陶瓷件为挤出式蜂窝碳化硅陶瓷、挤出式蜂窝堇青石陶瓷或挤出式蜂窝莫来石陶瓷。