[发明专利]一种重整制氢反应器、制氢转化炉及重整制氢方法

权利要求书

1.一种重整制氢反应器，其特征在于，该反应器包括圆筒形密封承压壳体（12）、进气口（1）、出气口（2）、从所述壳体（12）顶部伸入到壳体内部的第一直管（11）、从所述壳体（12）底部伸入到壳体内部的第二直管（14）和设置在所述壳体（12）内所述第一直管（11）下方所述第二直管（14）上方的催化反应单元（13）；所述进气口与所述第一直管（11）连通，所述出气口（2）与所述第二直管（14）连通；

所述催化反应单元（13）的顶部和底部分别由顶部密封板（5）和底部密封板（8）密封，所述催化反应单元（13）包括轴向设置的中心管（6），所述中心管（6）穿过顶部密封板（5）与第一直管（11）流体连通；所述催化反应单元外侧壁（15）与壳体（12）的内壁之间形成有环隙（7）；所述中心管（6）和所述催化反应单元（13）的侧壁分别形成有开孔，以使所述中心管（6）通过所述开孔与所述环隙（7）流体连通；所述底部密封板（8）与所述壳体（12）下部的内壁之间形成有与所述环隙（7）流体连通的集气腔（9），所述环隙（7）通过所述集气腔（9）与所述第二直管（14）连通；所述催化反应单元（13）内设有微催化反应板（10），所述微催化反应板（10）的板面负载有重整制氢催化剂；

其中，所述微催化反应板（10）沿轴向延伸且围绕所述中心管（6）呈螺旋状分布，所述微催化反应板（10）的顶端与所述顶部密封板（5）密封连接，所述微催化反应板（10）的底端与所述底部密封板（8）密封连接；

所述微催化反应板（10）为一个环状板或同轴设置的多个环状板；所述微催化反应板（10）的内边缘与所述催化反应单元内侧壁（17）密封固定连接，所述微催化反应板（10）的外边缘与所述催化反应单元外侧壁（15）密封固定连接。

2.根据权利要求1所述的重整制氢反应器，其特征在于，所述微催化反应板（10）为选自平面板、齿形板和波纹板中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的重整制氢反应器，其特征在于，所述微催化反应板（10）为波形板。

4.一种重整制氢转化炉，包括进气管（24）、出气管（25）、烧嘴（23）和燃烧室（22），其特征在于，该转化炉还包括权利要求1~3中任意一项所述的重整制氢反应器（21），所述重整制氢反应器（21）位于所述燃烧室（22）内，所述重整制氢反应器（21）的进气口（1）与所述进气管（24）连通，所述重整制氢反应器的出气口（2）与所述出气管（25）连通。

5.采用权利要求4所述的重整制氢转化炉进行重整制氢反应的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）使燃料气和空气经过所述烧嘴（23）喷入所述燃烧室（22）进行燃烧；

（2）使原料气与水蒸气经所述转化炉的进气管（24）进入所述重整制氢反应器（21），在所述催化反应单元（13）内进行重整制氢反应，得到富含氢气的转化气。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述重整制氢反应的条件包括：反应温度为700～1100℃，反应压力为1.8～5.5MPaG，水蒸气中的H₂O与原料气中的碳原子的摩尔比为（2.5～5）：1，空速为1000～100000h^-1。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述原料气在所述催化反应单元（13）内的平均流速为0.001～100m/s。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述原料气为天然气、液化石油气、炼厂气、重整氢提浓PSA的解析气和石脑油中的至少一种。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述重整制氢反应催化剂包括重整制氢活性组分，所述重整制氢活性组分包括镍、钌、铂、钯、铱和铑中的至少一种。