[实用新型]一种基于铁铬铝丝团簇载体的重整制氢系统

说明书

本实用新型公开了一种基于铁铬铝丝团簇载体的重整制氢系统，重整反应器，其内周壁上沿轴向间隔分布有限位凸起，重整反应器的入口和出口开设在重整反应器的轴向两端，限位凸起呈从入口至出口旋进的螺旋体结构；铁铬铝丝，其设置成易弯曲的圆柱形金属丝状结构，铁铬铝丝的直径在0.02mm～2mm之间，铁铬铝丝以团簇的形式填充在重整反应器内部，铁铬铝丝所形成团簇在重整反应器内的孔隙率为60‑85％；催化剂涂层，其均匀覆盖在铁铬铝丝的外表面形成铁铬铝丝团簇载体，铁铬铝丝外表面的催化剂涂层厚度在0.01mm～1mm之间，铁铬铝丝团簇载体外周与限位凸起相抵触。本实用新型解决了现有甲醇重整反应器所选用的催化剂可靠性不足的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及甲醇水蒸气重整制氢技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种基于铁铬铝丝团簇载体的重整制氢系统。

背景技术

燃料电池因其使用过程高效无污染等优点被认为是未来极具应用潜力的车用动力源。目前，车载氢气的主要来源是通过液体燃料制取氢气。其中，甲醇水蒸气重整制氢，因其较高的产氢率，成熟的技术工艺，已在车载燃料电池系统中广泛应用。车载甲醇重整制氢系统通常由以下几部分组成：换热器(气化、传热等)、燃烧室、重整反应器、净化室等，为了提高燃料电池系统的重量比功率与体积比功率，有必要提高制氢系统部分的重量和体积的集成度，重整反应器的重量和体积缩小是其中非常关键的环节。

目前，甲醇重整反应器所选用的成熟催化剂为固体颗粒状催化剂，此类催化剂在车载环境下，受振动及冷热交变等因素影响，易于粉化，另外，热量的径向混合不好,会引起催化剂局部过热,产生有害影响,造成催化剂迅速失活。对于涂层式微反应器，虽然微反应器具有大比表面积、快速传热等优点，但微反应器加工成型困难，经济性不高。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种基于铁铬铝丝团簇载体的重整制氢系统，在重整反应器中，铁铬铝丝催化剂载体的结构与反应器内壁的形状相似，能够填充反应器的内部空间。在铁铬铝丝载体的表面涂敷有Pd-ZnO/Al₂O₃催化剂，甲醇和水蒸气混合气进入反应器中进行反应，产生的气体从反应器出口排出，解决了现有甲醇重整反应器所选用的催化剂可靠性不足的技术问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种基于铁铬铝丝团簇载体的重整制氢系统，包括：

重整反应器，其内周壁上沿轴向间隔分布有限位凸起，所述重整反应器的入口和出口开设在所述重整反应器的轴向两端，所述限位凸起呈从所述入口至出口旋进的螺旋体结构；

铁铬铝丝，其设置成易弯曲的圆柱形金属丝状结构，所述铁铬铝丝的直径在0.02mm～2mm之间，所述铁铬铝丝以团簇的形式填充在所述重整反应器内部，所述铁铬铝丝所形成团簇在所述重整反应器内的孔隙率为60-85％；

催化剂涂层，其均匀覆盖在所述铁铬铝丝的外表面形成铁铬铝丝团簇载体，所述铁铬铝丝外表面的所述催化剂涂层厚度在0.01mm～1mm之间，所述铁铬铝丝团簇载体外周与所述限位凸起相抵触。

优选的，所述铁铬铝丝的直径为0.15-0.5mm。

优选的，所述催化剂涂层为Pd-ZnO/Al₂O₃催化剂涂层，所述铁铬铝丝外表面的所述催化剂涂层厚度在0.03-0.1mm。

优选的，所述铁铬铝丝团簇载体呈空间立体结构且均匀填充在所述入口和出口之间的所述重整反应器内。

优选的，所述铁铬铝丝团簇在所述重整反应器内的孔隙率为65-75％。

优选的，所述铁铬铝丝团簇载体在所述重整反应器内的孔隙率为70-85％。