[发明专利]一种醇类催化氧化反应器及其使用方法

说明书

本发明公开了一种醇类催化氧化反应器。本发明的技术方案是：一种醇类催化氧化反应器，包括依次连接的进气均流罩、反应罩以及尾气汇流罩，所述进气均流罩包括第一空气进口，所述进气均流罩的顶部设置有甲醇雾化器，所述甲醇雾化器包括甲醇液进口以及第二空气进口，所述反应罩内设置有能够对甲醇液加热汽化的电加热单元以及让甲醇蒸汽发生反应的催化氧化单元，所述尾气汇流罩包括尾气出口。本发明提供的方案模块化设计、温度稳定且节能。

技术领域

本发明涉及醇类燃料电池技术领域，特别涉及一种醇类催化氧化反应器及其使用方法。

背景技术

现有技术的甲醇燃料电池的催化氧化反应器的缺点是结构笨重，温度控制不稳定且耗能较大。

在甲醇重整制氢高温燃料电池启动过程中，需要将重整反应室加热到催化剂活性反应温度，并且对重整室持续供热，才能保证反应重整制氢过程持续进行。

现有的方式加热方式通常采用PTC加热块加热或者电加热棒加热将甲醇水加热蒸发为气体，然后甲醇水蒸气进入催化氧化室发生催化氧化反应，给重整室加热，这种方式耗电量大，需要为加热启动过程配大的储能电池。对于作为电动车增程器的等应用场合，较大的电加热能耗会缩短电动车的续航里程。

CN207800762U专利（甲醇重整高温燃料电池的快速启动燃烧室）中提到了利用两个并联的催化燃烧器（一级燃烧器和二级燃烧器），利用较小功率的电加热先加热一级燃烧器，然后通过一级燃烧器启动较大功率的二级燃烧器，这种加热方式虽然能减少电加热的能量消耗，但存在系统结构复杂，系统体积大等缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种模块化设计、温度稳定且不需要设置甲醇水蒸发器的醇类催化氧化反应器及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种醇类催化氧化反应器，包括依次连接的进气均流罩、反应罩以及尾气汇流罩，所述进气均流罩包括第一空气进口，所述进气均流罩的顶部设置有甲醇雾化器，所述甲醇雾化器包括甲醇液进口以及第二空气进口，所述反应罩内设置有能够对甲醇液加热汽化的电加热单元以及让甲醇蒸汽发生反应的催化氧化单元，所述尾气汇流罩包括尾气出口。

优选的，所述进气均流罩的形状呈牛角喇叭状。

优选的，所述电加热单元包括网状的电加热片。

优选的，所述催化氧化单元包括涂覆甲醇氧化催化剂的网状承载片。

一种醇类催化氧化反应器的使用方法，包括以下步骤：

S1、接通电加热单元的电源，使得电加热区加热到指定温度；

S2、空气从第一空气进口进入进气均流罩在空气均流区完成均流，均流后的空气在电加热区升温，并将温度传递至催化氧化区,使催化氧化区温度达到氧化催化剂活性温度范围；

S3、从甲醇液进口进入的醇水混合液与从第二空气进口进入的空气在甲醇雾化器中汇流，在醇类雾化区完成雾化，雾化后的醇水混合物随均流后的空气进入电加热区，完成加热蒸发；

S4、蒸发后的醇水混合气体与高温空气进入催化氧化区，在催化氧化区氧化催化剂作用下发生氧化放热反应，尾气经过尾气汇流罩中的尾气汇流区从尾气出口排出；

S5、催化氧化反应生成的热量可维持电加热区的醇水混合液蒸发时，切切断电加热单元的电源。