[实用新型]高效选择性氧化一氧化碳反应器

说明书

本实用新型提供一种高效选择性氧化一氧化碳反应器，涉及化工反应器领域，包括反应器本体、富氢重整气进气管和产品气排气管，富氢重整气进气管和产品气排气管均穿过反应器本体的容器壁，富氢重整气进气管伸入于反应器本体内反应腔的部分自反应腔的顶部延伸至反应腔的底部，且在富氢重整气进气管伸入于反应腔的部分的管壁上开设有多个进气孔，多个进气孔沿富氢重整气进气管的延伸方向间隔分布。本实用新型至少缓解了现有技术中选择性氧化一氧化碳反应器中富氢重整气与催化剂无法均匀接触，不能充分利用催化剂的技术问题，进而提高了选择性氧化一氧化碳反应器的反应效率，以高效氧化去除一氧化碳。

技术领域

本实用新型涉及化工反应器技术领域，尤其是涉及一种高效选择性氧化一氧化碳反应器。

背景技术

天然气重整制氢具有环境污染小、含氢量高、经济实惠、技术成熟、安全可靠以及供应基础设施完善等优点，不仅能集中制氢，还可以现场在线制氢，因而成为燃料电池燃料氢气来源的首选。天然气蒸汽重整是目前技术较为成熟、工业应用最多的方法，其化学反应式为：CH₄+H₂O→3H₂+CO。重整富氢气中含有氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等成分，其中一氧化碳高于10ppm将会引起燃料电池内贵金属催化剂中毒，影响燃料电池的性能，对燃料电池造成不可挽回的损坏。因此，通过天然气重整制取的氢气必须经过相关的净化，将CO降低到10ppm以下，达到燃料电池的要求。

为实现反应器的小型化以及易于集成，目前去除一氧化碳通常采用一氧化碳水汽变换反应将一氧化碳降低到1％，其化学反应式为：CO+H₂O→CO₂+H₂；然后经过选择性氧化一氧化碳反应来将CO降低到10ppm以下，化学反应式为：2CO+O₂→2CO₂，选择性氧化一氧化碳反应器的反应效率尤为重要。

现有技术中常规使用的选择性氧化一氧化碳反应器包括反应器本体、气体分布板、电加热套和换热管等结构；在反应器本体的容器壁上设置有穿过反应器本体容器壁的富氢重整气进气管、产品气排气管、冷却水进水管和冷却水出水管；气体分布板位于反应器本体内腔的顶部位置处，反应器本体内腔的位于气体分布板下方的部位为反应腔，换热管位于反应腔内且其两端分别与冷却水进水管和冷却水出水管连接，富氢重整气进气管的出气口位于气体分布板的上方，产品气排气管的进气口位于反应器本体的底部，电加热套设置于反应器本体的外部并紧贴反应器本体的容器外侧壁，用于对反应器本体内腔进行加热。使用时，将选择性氧化一氧化碳用的催化剂填装在反应腔内，利用加热套将反应器加热到反应温度，制氢系统制得的富氢重整气经过入口管在反应器本体内腔上部流出，经过气体分布板的气体分散进入反应腔，在催化剂的作用下进行反应，反应生成的产品气体从产品气排气管排出，反应产生的热量由换热管排出。

但是，现有技术中的选择性氧化一氧化碳反应器的反应效率较低，导致其反应效率较低的原因包括但不限于：由于催化剂填装的不均匀性以及富氢重整气在反应器本体内腔上部流出后通过气体分布板流入反应腔，造成富氢重整气与催化剂接触不均匀，从而无法充分利用催化剂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效选择性氧化一氧化碳反应器，本实用新型至少能够缓解现有技术中选择性氧化一氧化碳反应器中富氢重整气与催化剂无法均匀接触，不能充分利用催化剂的技术问题，以提高选择性氧化一氧化碳反应器的反应效率。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种高效选择性氧化一氧化碳反应器，包括反应器本体、富氢重整气进气管和产品气排气管，所述富氢重整气进气管和所述产品气排气管均穿过所述反应器本体的容器壁，其中：

所述富氢重整气进气管伸入于所述反应器本体内反应腔的部分自所述反应腔的顶部延伸至所述反应腔的底部，且在所述富氢重整气进气管伸入于所述反应腔的部分的管壁上开设有多个进气孔，多个所述进气孔沿所述富氢重整气进气管的延伸方向间隔分布。