[发明专利]一种水汽变换反应器、重整制氢的方法及水汽变换反应器的应用

说明书

本申请公开了一种水汽变换反应器、重整制氢的方法及水汽变换反应器的应用，所述水汽变换反应器，包括具有圆柱状腔体的高温变换反应器和具有圆柱状腔体的低温变换反应器；所述高温变换反应器与所述高温变换反应器同轴；所述高温变换反应器的腔体半径为r₁，所述低温变换反应器的腔体半径为r₂；所述r₁＜r₂。本申请所提供的水汽变换反应器，可以提高反应器体积比功率，提高CO转化率，高效利用反应所产生的热量。

技术领域

本申请涉及一种水汽变换反应器、重整制氢的方法及水汽变换反应器的应用，属于燃料电池技术领域。

背景技术

自热重整反应为燃料在高氧碳比下进行反应本身提供所需热量，在超700℃下经过重整反应得到富氢反应气体，再依次经过高温水汽变换和低温水汽变换后产生低一氧化碳的富氢气体的反应。

传统重整制氢反应领域中高温变换反应器和低温变换反应器采用独立的两个柱状反应器，经过高温约700℃蒸汽重整后的尾气经过高温变换反应器反应将CO含量降低至3～5％；在经过降温后进入与其串联的低温变换反应器将CO含量进一步降低。

发明内容

为了提高反应器体积比功率；提高CO转化率；高效利用反应产生的热量，本申请提出一种自热重整制氢反应用水汽变换反应器。

本申请的一个方面，提供了一种水汽变换反应器，所述水汽变换反应器，包括具有圆柱状腔体的高温变换反应器和具有圆柱状腔体的低温变换反应器；

所述高温变换反应器与所述高温变换反应器同轴；

所述高温变换反应器的顶部位于所述低温变换反应器的腔体内；

所述高温变换反应器的底部位于所述低温变换反应器的腔体外；

所述高温变换反应器的腔体半径为r₁，所述低温变换反应器的腔体半径为r₂；

所述r₁＜r₂。

可选地，所述高温变换反应器的顶部设有支撑栅板I，所述支撑栅板设有若干个气孔；

所述高温变换反应器的底部设有进料入口和可拆卸的底板。

可选地，所述低温变换反应器的顶部设有可拆卸的盖板；

所述低温变换反应器的腔体内设有支撑栅板II；

所述支撑栅板设有若干个气孔。

可选地，所述低温变换反应器的侧壁下部设有气体出口；

所述支撑栅板II的安装位置位于气体出口的上方。

可选地，所述高温变换反应器的壁厚为2mm～5mm。提供热量用于加热低温变换反应器。

可选地，本申请给定的壁厚只是针对本申请所提及的反应，实际应用过程中，可以根据低温变换反应器所需要的温度调整所述高温变换反应器壁厚，调节达到最优反应温度分布。

可选地，所述15mm＜r₂-r₁＜35mm。

可选地，所述低温变换反应器的盖板与所述高温变换反应器的支撑栅板的距离为d；所述高温变换反应器位于所述低温变换反应器腔体内的高度为h；d1/5h。

可选地，所述低温变换反应器的盖板与所述高温变换反应器的支撑栅板的距离＜所述高温变换反应器位于所述低温变换反应器腔体内的高度为1/5。