[发明专利]一种高效余热利用的分流夹层式多单元重整制氢反应装置

说明书

本发明提出了一种高效余热利用的分流夹层式多单元重整制氢反应装置，属于碳氢燃料重整制氢装置领域。解决了现有利用尾气余热的重整制氢装置在余热的利用率低以及制氢效率低的问题。它包括重整腔、多个矩形螺旋外尾气流道单元和多个矩形螺旋气化流道单元，所述重整腔的内部设置有圆柱型内尾气流道，所述多个矩形螺旋外尾气流道单元和多个矩形螺旋气化流道单元均以矩形螺旋流道的形式相互交替盘绕在重整腔的外侧，所述重整腔包括多个重整流道单元，所述多个重整流道单元沿圆周排列设置，所述多个矩形螺旋气化流道单元与多个重整流道单元一一对应。它主要用于碳氢燃料的重整制氢。

技术领域

本发明属于碳氢燃料重整制氢装置领域，特别是涉及一种高效余热利用的分流夹层式多单元重整制氢反应装置。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础，是经济和社会发展的保障。但当今世界能源资源日益紧张，面临着严重的环境污染和能源枯竭问题。现有的很多机械设备的能量利用率有限，化石能源的不充分利用会造成资源的浪费，此外，化石燃料的使用过程还会产生大量温室气体以及有害物质，会对环境造成严重的污染破坏。因此可以将化石燃料使用过程中产生的高温尾气进行收集利用，提高能量利用率。

在环境污染严重的今天，大力开发与推广利用新能源势在必行，氢能是一种目前研究较热的新能源，其燃烧热值高，燃烧产物无污染，获取方式容易且多样，是一种较为理想的清洁能源，具有广阔的应用前景，其高效、安全、无污染的特点，将在不远的将来成为新能源的支柱。

因氢气常温呈气态，且易燃易爆等问题，导致储存、运输困难，利用碳氢燃料进行现场制氢成为各种设备常用的制氢方式，碳氢燃料重整制氢的方法主要有三种，即水蒸气重整、部分氧化重整及自热重整。在有外部热源的情况下，水蒸气重整产氢量大含量高，条件温和，是当前主流的选择。

目前公开的有关机械设备尾气余热利用的重整制氢装置，其结构在余热的利用以及制氢效率上仍存在一定的不足，可以进一步优化设计。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高效余热利用的分流夹层式多单元重整制氢反应装置，以解决现有利用尾气余热的重整制氢装置在余热的利用率低以及制氢效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效余热利用的分流夹层式多单元重整制氢反应装置，它包括重整腔、多个矩形螺旋外尾气流道单元和多个矩形螺旋气化流道单元，所述重整腔的内部设置有圆柱型内尾气流道，所述多个矩形螺旋外尾气流道单元和多个矩形螺旋气化流道单元均以矩形螺旋流道的形式相互交替盘绕在重整腔的外侧，所述重整腔包括多个重整流道单元，所述多个重整流道单元沿圆周排列设置，所述多个矩形螺旋气化流道单元与多个重整流道单元一一对应，所述矩形螺旋气化流道单元的一端与重整流道单元连通。

更进一步的，所述重整腔的两端分别设置有尾气入口和尾气排出通道，所述尾气入口通过圆柱型内尾气流道和多个矩形螺旋外尾气流道单元与尾气排出通道连通。

更进一步的，所述尾气排出通道与圆柱型内尾气流道和多个矩形螺旋外尾气流道单元之间设置有内外流道尾气汇集腔。

更进一步的，所述多个矩形螺旋外尾气流道单元和多个矩形螺旋气化流道单元的外部设置有燃料缓冲分流腔体，所述燃料缓冲分流腔体靠近尾气排出通道的一侧设置有燃料入口，所述多个矩形螺旋气化流道单元靠近尾气入口的一端均与燃料缓冲分流腔体连通。

更进一步的，所述重整流道单元的一端设有重整单元入口，所述多个矩形螺旋气化流道单元的靠近尾气入口的一端均通过气化单元入口通道与燃料缓冲分流腔体连通，另一端均通过重整单元入口通道与重整流道单元连通。

更进一步的，所述缓冲分流腔体的一端设置有气体产物汇集腔，气体产物汇集腔上设置有气体产物出口，所述重整流道单元靠近尾气入口的一端设置有重整单元出口通道，所述多个重整流道单元均通过重整单元出口通道与气体产物汇集腔连通。