[发明专利]一种超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器

说明书

本发明涉及甲醇水蒸气重整制氢领域，公开了一种超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器，包括：反应器本体，该反应器本体围成的内腔为反应腔，且所述反应器本体上设置有超声波探头和连接所述超声波探头的超声波变幅杆；所述反应器本体的两端设置有用于引入甲醇水溶液的物料入口和用于引出氢气的物料出口；按照物流方向，所述反应腔依次包括含有蒸发板的蒸发区和含有金属载体反应板的重整区。采用本发明提供的前述超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器由甲醇水溶液制氢时具有重整制氢效率高和甲醇转化率高的优点。

技术领域

本发明涉及甲醇水蒸气重整制氢领域，具体地，涉及一种超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器。

背景技术

微通道反应器由于具有结构简单、无放大效应、操作条件易于控制和安全可靠等优点，近年获得众多研究者包括化学工程及相关领域人士的极大关注。

在微通道反应器内，流动边界层厚度很小，因而流体热传导和扩散传质阻力很小，传热传质速率急剧增加，同时微通道使得流体与通道单位体积的接触比表面积大幅度提高，整个反应器的体积比常规反应器体积小一个数量级以上。由于微通道反应器中火焰的扩展受到抑制，这类反应器可以在爆炸范围内操作而无需附加任何特殊的安全措施，特别适合应用于催化重整、加氢反应、燃料混合、节能、化学分析和萃取分析等反应过程。

近年来，以甲醇等低碳醇燃料作为反应物，利用催化重整反应转化制备氢气，由于具有工艺条件缓和、能耗低的优点，被认为最适合用作于移动制氢，成为解决燃料电池在线氢源问题最有前景的技术方法。

目前，在制氢微通道反应器中，催化反应速率和催化转化率主要取决于催化反应载体。而反应载体结构多采用微通道金属薄板和多孔金属薄板两种结构形式。

国际上，金属薄板表面微通道通常采用MEMS、激光加工、电火花加工、微细铣削、化学刻蚀等技术加工形成，其尺寸可控制在亚微米到亚毫米量级，然后叠合形成具有微通道几何特征的载体，具有流道一致性好以及性能稳定的优势，但其低生产率和高制造成本等问题成为微通道金属薄板载体的大规模推广使用的最大障碍。多孔金属薄板采用发泡法、粉末烧结以及金属沉积等技术制备多孔金属材料作为反应载体，由于具有三维网状结构、全连通孔径和高孔隙率的特点而成为新型催化反应载体理想材料。但是目前也存在甲醇转化率不高，氢气产量偏低等问题。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术的工艺中甲醇水蒸气重整制氢的重整制氢效率低以及甲醇转化率低的缺陷，提供一种能够提高重整制氢效率的超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器。

本发明的目的之二是将超声技术应用于本发明的超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器中。

为了实现上述目的，本发明提供一种超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器，该反应器包括：反应器本体，该反应器本体围成的内腔为反应腔，且所述反应器本体上设置有超声波探头和连接所述超声波探头的超声波变幅杆；所述反应器本体的两端设置有用于引入甲醇水溶液的物料入口和用于引出氢气的物料出口；按照物流方向，所述反应腔依次包括含有蒸发板的蒸发区和含有金属载体反应板的重整区。

采用本发明提供的前述超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器由甲醇水溶液制氢时具有重整制氢效率高和甲醇转化率高的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器的立体结构示意图；

图2是为本发明的超声辅助甲醇水蒸气重整制氢反应器的左视图；

图3为图2沿A-A的剖视图；