一种反应器的制作方法

本发明涉及重整制氢技术领域，特别是涉及一种反应器。

背景技术：

甲醇水蒸气重整制氢具有较高的制氢效率、生产过程清洁无污染、设备大小可控；易于同加氢站、燃料电池等进行集成。随着生产、生活当中对清洁能源的需求越来越迫切，甲醇重整制氢技术需求领域得到不断的扩展。伴随着新能源汽车、新能源动力系统的快速发展，甲醇重整制氢装备与燃料电池集成作为新能源动力系统中电能的持续供应模块已成果近年来产业界和科研界研究的热点。

然而，作为车载、船载甲醇制氢系统，其对甲醇重整装备的小型化、轻量化和高效化有着更高的要求。目前，大多数甲醇重整制氢系统多适合于在固定场合使用，尚不能实现车载和船载。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种(用于甲醇重整制氢的)反应器，以解决目前的反应器不够小型化、轻量化和高效化的技术问题。具体方案如下：

一种反应器，包括：

壳体，所述壳体内形成容纳腔，所述壳体上设有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口；

隔板，所述隔板设置在所述容纳腔内以将所述容纳腔分隔为第一隔腔和第二隔腔，所述隔板上形成有第一凸起，所述第一凸起朝向所述第一隔腔延伸，所述第一凸起内形成第一空腔，所述第一空腔与所述第二隔腔相连通以形成第一腔体，所述第一入口和第一出口与所述第一隔腔相连通，所述第二入口和第二出口与所述第二隔腔相连通，所述第一隔腔中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的一者，所述第一腔体中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的另一者。

本发明所述的反应器，优选地，所述隔板上形成有第二凸起，所述第二凸起朝向所述第二隔腔延伸，所述第二凸起内形成第二空腔，所述第二空腔与所述第一隔腔相连通以形成第二腔体，所述第一腔体中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的一者，所述第二腔体中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的另一者。

本发明所述的反应器，优选地，所述第一凸起和第二凸起均为多个。

本发明所述的反应器，优选地，所述第一凸起和第二凸起在所述隔板的长度方向上交替设置。

本发明所述的反应器，优选地，所述第一凸起和第二凸起在所述隔板的宽度方向上交替设置。

本发明所述的反应器，优选地，所述第一凸起在第一平面上的正投影为第一投影，所述第二凸起在所述第一平面上的正投影为第二投影，所述第一平面沿所述隔板的长度和宽度方向延伸，相邻所述第一投影与所述第二投影的边缘相接触。

本发明所述的反应器，优选地，所述第一投影和第二投影的形状和面积相同。

本发明所述的反应器，优选地，所述第一投影和第二投影的形状为矩形或圆形。

本发明所述的反应器，优选地，相邻所述第一投影与所述第二投影的相接触的边缘长度一致且完全重合。

本发明所述的反应器，优选地，所述燃烧催化剂和所述重整催化剂分别贴覆在所述隔板的两侧。

本发明结合催化燃烧供热和催化重整制氢两个系统，以催化燃烧系统向甲醇重整制氢单元提供热量，通过二者之间的结构设计，实现热量的有效供给和高效利用。突破甲醇重整制氢系统的小型化、轻量化困难，实现其应用领域的扩展。

更进一步地，本发明提供优选的技术方案如下：所述重整催化剂选自贵金属系催化剂、铜系催化剂、镍系催化剂中的一种或至少两种；

本发明所述的重整催化剂以如下方法制备得到：

向原硅酸溶液滴加活性成分溶液，调节ph值至中性后，干燥形成凝胶，在250℃-450℃焙烧后即得；其中，所述活性成分溶液为含有铜离子(cu²⁺)、铝离子(al³⁺)和锌离子(zn²⁺)的溶液。

优选地，所述的方法，所述原硅酸溶液为原硅酸的水溶液，质量浓度在5％-20％之间。

优选地，所述活性成分溶液中，所述金属离子以硝酸盐的形式提供。硝酸盐溶解性好的优势，且硝酸盐于加热过程中能分解形成氧化物，同时，起到发泡的作用，使制备产生的催化剂具有较大的表面积和更低的密度。

所述的方法，优选地，所述干燥为：在不高于130℃的温度下进行干燥。

所述的方法，优选地，向原硅酸溶液滴加活性成分溶液，调节ph值至中性后，干燥形成凝胶，在250℃-450℃焙烧后，还包括研磨、清洗和再次焙烧的步骤。

所述研磨为：将焙烧后所得产物研磨至小于50目的粉末；

所述清洗为：将研磨后所得产物以稀硝酸洗涤至少5次；

所述再次焙烧为在250℃-450℃焙烧。

所述的方法，优选地，所述调节ph值的步骤以滴加碱的方式完成，更优选所述碱为氢氧化钠。

采用本发明提供的新的催化剂，该催化剂将传统催化剂中催化剂活性成分与催化剂载体之间的物理附载转化为化学附载。且优化了活性成分的组合方式以及活性成分和载体之的成分比，采用本发明所提供的方法所制备的催化剂具有较高的催化活性、更好的稳定性和耐候性。上述催化剂在催化甲醇重整制氢反应中具有优良的应用性能。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的反应器的横截面结构示意图；

图2为本发明所提供的反应器的轴向截面结构示意图。

附图标记：

101：壳体；

102：容纳腔；

103：第一入口；

104：第一出口；

105：第二入口；

106：第二出口；

107：隔板；

108：第一隔腔；

109：第二隔腔；

110：第一凸起；

111：第一空腔；

112：第一腔体；

113：第二凸起；

114：第二空腔；

115：第二腔体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合附图1、附图2，本实施例提供一种反应器，包括：

壳体101，所述壳体101内形成容纳腔102，所述壳体101上设有第一入口103、第一出口104、第二入口105、第二出口106；

隔板107，所述隔板107设置在所述容纳腔102内以将所述容纳腔102分隔为第一隔腔108和第二隔腔109，所述隔板107上形成有第一凸起110，所述第一凸起110朝向所述第一隔腔108延伸，所述第一凸起110内形成第一空腔111，所述第一空腔111与所述第二隔腔109相连通以形成第一腔体112，所述第一入口103和第一出口104与所述第一隔腔108相连通，所述第二入口105和第二出口106与所述第二隔腔109相连通，所述第一隔腔108中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的一者，所述第一腔体112中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的另一者。

由此，以所述隔板将壳体区分为第一隔腔和第二隔腔。以第一隔腔内容纳有燃烧催化剂，第二隔腔内容纳有重整催化剂为例，在使用所述反应器进行甲醇重整反应时，气体甲醇和空气混合后，由第一入口进入，与第一隔腔内的燃烧催化剂相接触，即可燃烧并放出大量的热；该热量可由隔板从第一隔腔传递至第二隔腔；甲醇和水气化后由第二入口进入，与第二隔腔内的重整催化剂接触，在所述重整催化剂的作用下发生重整反应，以产生富氢混合气。在上述方案的限定下，催化燃烧反应所产生的热被利用，且整体反应器的体积可缩小，但由于第一腔体的设置，两种催化剂与反应气体的接触面积更大。

本实施例所述的反应器，优选地，所述燃烧催化剂和所述重整催化剂分别贴覆在所述隔板107的两侧。由此，两种催化剂分别贴覆于隔板107两侧，由于隔板107形成第一空腔111，所以催化剂与反应气的接触面积提升，可有效提高反应效率。

本实施例所述的反应器，优选地，所述隔板107上形成有第二凸起113，所述第二凸起113朝向所述第二隔腔109延伸，所述第二凸起113内形成第二空腔114，所述第二空腔114与所述第一隔腔108相连通以形成第二腔体115，所述第一腔体112中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的一者，所述第二腔体115中容纳有燃烧催化剂和重整催化剂中的另一者。

由此，以进一步提升催化剂与反应气的接触的表面积。

本实施例所述的反应器，优选地，所述第一凸起110和第二凸起113均为多个。由此，可形成多个第一空腔111和第二空腔114，更进一步提升反应气与催化剂的接触面。

本实施例所述的反应器，优选地，所述第一凸起110和第二凸起113在所述隔板107的长度方向上交替设置。

本实施例所述的反应器，优选地，所述第一凸起110和第二凸起113在所述隔板107的宽度方向上交替设置。

本实施例所述的反应器，优选地，所述第一凸起110在第一平面上的正投影为第一投影，所述第二凸起113在所述第一平面上的正投影为第二投影，所述第一平面沿所述隔板107的长度和宽度方向延伸，相邻所述第一投影与所述第二投影的边缘相接触。

由此，合理利用隔板的面积形成更的多的第一凸起和第二凸起，从而利于提高催化剂面积以及第一腔体和第二腔体的接触面积。

本实施例所述的反应器，优选地，所述第一投影和第二投影的形状和面积相同。

本实施例所述的反应器，优选地，所述第一投影和第二投影的形状为矩形或圆形。由此，采用矩形或圆形可加工简便。

本实施例所述的反应器，优选地，相邻所述第一投影与所述第二投影的相接触的边缘长度一致且完全重合。由此，使得所述第一凸起和第二凸起合理布置以形成更多凸起，从而提升催化剂与反应气体的接触面积。

本实施例所提供的反应器结合催化燃烧供热和催化重整制氢两个系统，以催化燃烧系统向甲醇重整制氢单元提供热量，通过二者之间的结构设计，实现热量的有效供给和高效利用。突破甲醇重整制氢系统的小型化、轻量化困难，实现其应用领域的扩展。

实施例2

本实施例提供一种反应器，在实施例1的基础之上，所述燃烧催化剂为铂钯贵金属催化剂，优选采用斐腾科技的mc5631催化剂。

所述重整催化剂为蜀泰化工的scst-401催化剂。

实施例3

本实施例提供一种反应器，与实施例2的区别仅在于，所述重整催化剂以如下方法制备得到：

将10克三水硝酸铜、5克硝酸铝、8克六水硝酸锌溶解在50ml去离子水中，搅拌过程中，将上述溶液滴加到50克原硅酸水溶液中(1小时滴加完毕)。滴加完毕，滴加1m的氢氧化钠溶液至中性，过滤，虑饼于80℃下干燥过夜。然后，350℃高温焙烧3小时。将上述焙烧过的样品研磨至小于50目的粉末后用0.5m的硝酸洗涤5次以上，重复上述干燥、焙烧过程2次即得。

采用本实施例所提供的重整催化剂，相比较实施例2，进一步提升了燃烧热的利用效率(重整1公斤甲醇所需燃烧甲醇的量有150克降低到120克)，加快了反应炉的升温速度(由采用传统加热方式的30分钟降低到15分钟)。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。