[发明专利]一种节能环保型太阳能甲醇重整制氢反应器

说明书

本发明涉及一种节能环保型太阳能甲醇重整制氢反应器，属于光伏加热设备技术领域。本反应器包括太阳光接收系统、甲醇重整反应系统、尾气除尘处理系统、支撑基座，太阳光接收系统、甲醇重整反应系统、尾气除尘处理系统依次固定设置在支撑基座上，太阳光接收系统、甲醇重整反应系统、尾气除尘处理系统位于同一水平面上且相互连通。本发明可以大大提高能量的利用率，减少光能和余热的损失；减少纳米颗粒的粉尘污染和释放过多废热的热污染，保护环境，节约能源；该设备实时监测运行数据，利用计算机进行反馈控制，具有自动化程度高、高效、清洁、环保、节能的特点。

技术领域

本发明涉及一种节能环保型太阳能甲醇重整制氢反应器，属于光伏加热设备技术领域。

背景技术

目前，现有的太阳能热化学反应器存在很大的问题，只是单独针对热化学反应的发生，没有考虑到余热回收和尾气处理，而且安全性能比较差，容易出现超温超压导致的爆炸，并且自动化程度比较低。现有的太阳能热化学反应器，用于实验或者生产时，在集热装置和反应腔体都会损失大量的热量，而且由于紧凑的结构，往往反应进行的不是很彻底，导致能量利用率和产品转化率比较低。并且没有很好的安全措施，超温超压时容易发生爆炸等安全事故。太阳能热化学反应很不稳定，现有的设计，没有注重数据采集，不能实时监测数据进行反馈调节，对太阳光线强度，反应气体流量，反应压力难以进行精准把握。还有太阳能热化学反应产物气体中混有大量微粒，大部分设计都没有及时有效处理，容易造成环境污染和管路的冲击侵蚀。

太阳能热化学反应器现在主要是应用于实验研究，配合太阳能模拟器，但是现有的设计只是出于实验目的，没有考虑节能环保，传热优化的问题。在多组实验和长期运行，会造成能源的浪费，和严重的粉尘污染。基于此，本发明自助设计了一种环保节能的实验装置，也可以配合其他强光发生装置，投入工业化生产，功能多样。

专利公开号为C12M1/107(2006.01)I公开了一种太阳能仿生沼气反应器，主要由分检器(3)、粉碎机(9)、太阳能集热器(11)、酸化池(15)、阳光温室(14)、沼气反应器(16)、仿生菌床(23)、沼液净化器(26)组成。特点是在工厂内制造成型后运到使用地组装。采用用太阳能、酸化发热和循环沼液余热给原料加温，用阳光温室增温保暖，使冬季能正常运行。采用落差水压原理，使料液交叉自流，设有仿生菌床，加快了微生物生长，提高了产气效率。本发明为人们生产生活排放的垃圾、秸秆、粪便、污水等废物，实现规模化工厂化处理提供了一种高效节能的沼气装置。这项专利采用太阳能、酸化发热和循环沼液余热为热源，加热方式太多，且受季节影响，加热系统结构比较复杂，能耗反而更多。并且没有余热回收装置和反应废料处理装置，造成热损失和环境污染，酸化池还会产生额外的废物。分检器和粉碎机都需要消耗大量电能。系统由8个部分组成，结构复杂，投资成本高，自动化程度低。

专利公开号为C10J3/00(2006.01)I公开了一种太阳能高温热化学气化反应器，该反应器主要包括黑体空腔、反应腔室、导流柱、气体导管、固体导管和伺服电机等。可完成煤炭和生物质等固体碳氢燃料的气化反应所包含的预热、热解和气化等过程。这项专利中采用了伺服电机，它是高能耗的设备。并且没有安全装置和尾气处理装置，高温高压下容易发生事故。固体燃料的气化反应会产生大量的颗粒容易造成严重的环境污染。

专利公开号为B01J19/12(2006.01)I公开了一种悬浮粒子系太阳能热化学反应器，该反应器反应器壳体和集热器壳体由下至上设置，光学窗口盖装在集热器壳体上，反应器壳体内设置有绝热保温层，绝热保温层的上端开有过孔，过孔将集热室和反应室连通，金属氧化物粒子填充在反应室内；进气管和出气管的一端插入反应室内，位于反应室内的一端安装有气帽，出气口气帽结构和进气口气帽结构上开有气流出入口，窗口清洁喷嘴由集热器壳体的侧壁上端插入集热室内。这个设计没有超温超压的安全保护装置，整体的安全性很低。而且悬浮粒子系会产生大量的漂浮微粒，不经处理排放到空气中会造成人体损伤和环境损伤。悬浮粒子发挥作用后，要及时清除，因为高速微粒对系统部件管路的冲击侵蚀非常的严重，不能长时间的滞留腔体。并且该专利没有重视光学窗口在集热器壳体上的最优化位置，不利用焦点聚焦的能量，太阳能利用率低。缺乏余热回收装置，而且腔体的设计比较简单。