[发明专利]一种生物油水蒸气催化重整制氢固定床反应器

说明书

本发明公开了一种生物油水蒸气催化重整制氢固定床反应器，包括反应器外壳，反应器外壳的顶部、底部分别设有生物油进口管及重整产物出口管，反应器外壳的内部从上往下依次设有生物油预热区、重整反应区及热量回收区，生物油预热区内设有低温烟道气加热室，低温烟道气加热室内设有生物油降膜换热管组件，低温烟道气加热室下方设有油气旋流混合结构，油气旋流混合结构连接有水蒸气进口管，重整反应区内设有高温烟道气加热室，高温烟道气加热室内设有反应管束，高温烟道气加热室的上方设有载气分布器，热量回收区内设有水蒸气发生管。本发明结构紧凑，能缓解积碳堵塞，能量利用率高，制氢成本低。

技术领域

本发明涉及生物油水蒸气重整制氢技术领域，尤其是涉及一种生物油水蒸气催化重整制氢固定床反应器。

背景技术

随着化石燃料的日益匮乏和全球气候逐年变暖，人们越来越重视通过生物油等可再生能源来制备氢气。目前已有的利用生物油制氢的方法是水蒸气重整法，一般是将催化剂装在固定床反应器的反应管束内，然后将生物油和水蒸气通入反应管束内；水蒸气重整反应为吸热反应，现在通常是利用燃料气直接燃烧或电加热对反应管束进行加热，为水蒸气重整反应提供热量，反应产生的重整气（富氢混合气）再送入一氧化碳变换反应器内，使部分或全部一氧化碳利用水蒸气转化为氢气和二氧化碳。利用燃料气直接燃烧或电加热对反应管束进行加热，导致能耗与制氢成本高。

另外，专利公开号为CN101177239A的中国专利公开了一种电催化水蒸气重整生物油制氢装置，该装置包括置有重整催化剂的筒形反应器及外加热炉，生物油储存灌、水蒸气发生器与设有预热装置的通入管道接通，输出管道上有尾气收集提纯系统，反应器的内腔中设置有电炉丝。该制氢装置存在以下缺陷：（1）筒形重整反应器外壁设置有外加热炉，通过电加热提供反应热量，能耗与制氢成本高；（2）采用水蒸气发生器产生水蒸气，需要额外的能耗，会增加制氢成本；（3）水蒸气发生器在通入管道上的接入口设在生物油接入口的前方，预热区为一直管，水蒸气会携带生物油快速通过预热区，使得生物油在预热区停留时间短，既不能充分预热，也不能与水蒸气不能充分混合；（4）水蒸汽发生器在通入管道上的接入口设在生物油接入口的前方，使得水蒸气在催化剂床层中的压降大，易导致积碳甚至堵塞。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的电催化水蒸气重整生物油制氢装置所存在的上述问题，提供了一种结构简单紧凑，能缓解积碳堵塞，能量利用率高，能耗低，制氢成本低的生物油水蒸气催化重整制氢固定床反应器。