[发明专利]进行蒸汽重整和水煤气反应来生产氢气的交换器-反应器

权利要求书

1.一种包括至少三个级的交换器-反应器，其中至少一个级包括以下两者：

-至少部分地被适合于促进蒸汽重整反应的催化剂覆盖的毫米级通道，以及

-至少部分地被适合于促进水煤气变换反应的催化剂覆盖的毫米级通道，

其中，所述交换器-反应器包括以下三个级的叠加：

-至少一个第一级(1)，该第一级包括：具有多个毫米级通道的第一区，能够实现在高于700℃的温度下的流体的循环以提供蒸汽重整反应所需的热量的一部分；以及具有多个毫米级通道的第二区，能够实现在低于650℃的温度下的流体的循环以回收水煤气变换反应所产生的热量；

-至少一个第二级(2)，该第二级包括至少部分地被适合于促进蒸汽重整反应的催化剂覆盖的具有多个毫米级通道的第一区、以及至少部分地被适合于促进水煤气变换反应的至少一种催化剂覆盖的具有多个毫米级通道的第二区；以及

-至少一个第三级(3)，该第三级包括：具有多个毫米级通道的第一区，能够实现通过蒸汽重整反应获得的合成气的循环以回收该蒸汽重整反应所需的热量的一部分；以及具有多个毫米级通道的第二区，能够实现在低于650℃的温度下的流体的循环以回收该水煤气变换反应所产生的热量。

2.如权利要求1所述的交换器-反应器，其特征在于，所述至少一个第一级(1)的具有多个毫米级通道的第二区能够实现在低于500℃的温度下的流体的循环以回收水煤气变换反应所产生的热量。

3.如权利要求1所述的交换器-反应器，其特征在于，所述至少一个第三级(3)的具有多个毫米级通道的第二区能够实现在低于500℃的温度下的流体的循环以回收该水煤气变换反应所产生的热量。

4.如权利要求1所述的交换器-反应器，其特征在于，该第三级(3)两侧为两个第二级(2)，并且由该第三级(3)和这两个第二级如此形成的组件自身的两侧是两个第一级(1)。

5.如权利要求1所述的交换器-反应器，其特征在于，该第一区占每个级的表面积的50％与95％之间并且该第二区占每个级的表面积的5％与50％之间。

6.如权利要求1至5之一所述的交换器-反应器，其特征在于，该促进蒸汽重整反应的催化剂包括基于Pd、Pt、Ir、Ni或Rh或基于NiRh混合物的纳米金属颗粒。

7.如权利要求6所述的交换器-反应器，其特征在于，这些纳米金属颗粒被无机氧化物负载。

8.如权利要求1至5和7中任一项所述的交换器-反应器，其特征在于，该促进水煤气变换反应的催化剂包括纳米金属颗粒。

9.如权利要求8所述的交换器-反应器，其特征在于，该促进水煤气变换反应的催化剂的这些纳米金属颗粒分散在无机氧化物上。

10.如权利要求1至5、7和9中任一项所述的交换器-反应器，其特征在于，所述交换器-反应器在各个级之间没有组装界面。

11.如权利要求10所述的交换器-反应器，其特征在于，所述交换器-反应器是通过增材制造方法制造的。

12.一种使用根据权利要求1至10之一所述的交换器-反应器来生产氢气的方法。