[发明专利]重整制氢反应器及转化炉、重整制氢反应的方法

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）、催化反应区（13）和换热区（15）；所述进气口（1）位于所述壳体（12）侧壁，所述出气口（2）位于所述壳体（12）底部；

所述换热区（15）包括第一流体通道和第二流体通道，所述进气口（1）位于所述壳体（12）侧壁且通过第一直管（11）与所述换热区（15）的第一流体通道连通；

所述催化反应区（13）的顶部和底部分别由催化反应区顶部密封板（5）和催化反应区底部密封板（8）密封，所述催化反应区（13）包括轴向设置的中心管（6），所述中心管（6）穿过所述催化反应区底部密封板（8）与所述换热区（15）的第一流体通道连通；

所述换热区（15）包括换热管（16），所述换热管（16）的入口和出口分别与所述第一直管（11）和所述中心管（6）连通，以在所述换热管（16）内形成所述第一流体通道，并在所述换热管（16）管外空间形成所述第二流体通道；或者，

所述换热区（15）的顶部和底部分别由换热区顶部密封板（19）和换热区底部密封板（18）密封，所述中心管（6）的底端边缘与所述换热区顶部密封板（19）密封连接；所述换热管（16）连接于所述换热区顶部密封板（19）和换热区底部密封板（18）之间，以在所述换热管（16）内形成所述第二流体通道；所述换热管（16）外壁、所述换热区顶部密封板（19）与换热区底部密封板（18）所围成的空间形成为所述第一流体通道；

所述催化反应区（13）外侧壁与壳体（12）的内壁之间形成有环隙（7）；所述中心管（6）和所述催化反应区（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；所述催化反应区底部密封板（8）与所述换热区（15）之间形成有中间集气腔（9），所述换热区底部与所述壳体（12）下部的内壁之间形成有底部集气腔（17），所述底部集气腔（17）与第二直管（14）连通，所述中间集气腔（9）与所述环隙（7）流体连通，且所述中间集气腔（9）仅通过所述换热区（15）的第二流体通道与所述底部集气腔（17）连通；所述催化反应区（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；

所述微催化反应板（10）为筒状且套设于所述中心管（6）外，所述微催化反应板（10）包括交替间隔设置的上微催化反应板和下微催化反应板，所述上微催化反应板的顶端与所述催化反应区顶部密封板（5）固定连接、底端与所述催化反应区底部密封板（8）留有空隙；所述下微催化反应板的底端与所述催化反应区底部密封板（8）固定连接、顶端与所述催化反应区顶部密封板（5）留有空隙。

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）轴向延伸且围绕所述中心管（6）呈螺旋状分布或呈放射状分布。

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）为选自平面板、齿形板、波纹板和波形板中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的重整制氢反应器，其特征在于，所述换热管（16）为选自直管、筒状绕制管线、环状绕制管线和盘状绕制管线中的至少一种。

5.一种重整制氢转化炉，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1~4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。

6.采用权利要求5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），在所述催化反应区（13）内进行重整制氢反应，得到富含氢气的转化气。