[发明专利]带星型微凸台阵列的层叠自热型醇类制氢微反应器

摘要

本发明公开了一种带星型微凸台阵列结构的层叠自热型醇类制氢微反应器。反应器由上盖板、壳体和n层反应载体组成。反应载体具有双面的星型微凸台阵列，叠合形成各反应腔。在相邻的反应腔中，交替进行吸热和放热反应，以实现自热重整。气体的入口在上盖板上，通过不同的流道，进入到反应腔中进行反应，最后流出反应腔。在放热反应中，利用氢气等燃烧气体在放热腔内燃烧产生热量，通过金属反应板将热量传递到醇类重整的反应腔，以满足醇类制氢所需要的大量热量，实现自热重整制氢。本发明采用带有星型微凸台阵列的层叠式反应载体，减小了反应过程中的压降，提高了醇类反应的转化率和制氢效率，可以为氢燃料电池等提供足够的氢燃料。

主权项

带星型微凸台阵列的层叠自热型醇类制氢微反应器，其特征在于：包括由壳体（2）和上盖板（1）构成的密封箱体，在箱体内叠置有n层圆盘形反应载体（3），n=3～6，上盖板（1）的中央设有第一、第二两个轴向气体入口（4‑1、4‑2），壳体（2）的底面有四组对称布置的轴向气体出口（5），每组含第一、第二两个气体出口（5‑1、5‑2）；每层反应载体（3）的上下两侧具有外围圆环，中间形成凹平面，在两个凹平面上都均匀分布有辐射状的微凸台阵列（6），在上、下凹平面中央交错布置有两个圆形凸台（9、13），其中，下凹平面圆形凸台（9）上设有第三轴向气体入口（7），上凹平面圆形凸台（13）上设有第四轴向气体入口（8），反应载体（3）外围圆环上有四组对称布置的轴向气体出口（10），每组含第三、第四两个气体出口（10‑1、10‑2），其中，奇数层反应载体外围圆环上的第三气体出口（10‑1）设有与上部凹平面连通的切口，第四气体出口（10‑2）设有与下部凹平面连通的切口，偶数层反应载体外围圆环上的第三气体出口（10‑1）设有与下部凹平面连通的切口，第四气体出口（10‑2）设有与上部凹平面连通的切口，二个圆形凸台（9、13）的高度各与同一侧凹平面外围圆环的高度相同，微凸台阵列的高度为外围圆环高度的0.7～0.9倍，每列微凸台阵列中，相邻微凸台间的中心距为微凸台直径的1.4～1.6倍； n层反应载体（3）叠置时，相邻反应载体（3）的二个圆形凸台相对应，在该二个圆形凸台间有O形硅胶密封圈（12），反应载体（3）中央的两个轴向气体入口（7、8）与上盖板（1）中央的两个轴向气体入口（4‑1、4‑2）相对应，外围圆环的四组轴向气体出口分别与壳体（2）上的四组轴向气体出口相对应，在相邻反应载体（3）外围圆环之间有柔性石墨垫（11）。