本发明属于化工产品反应设备技术领域，具体涉及一种可低温启动制氢的化学反应器。
背景技术
化学制氢在野外气象探空、便携式燃料电池供电、野外应急供氢等方面应用较为广泛。目前使用较为广泛的是重整制氢、硅铁制氢和配位氢化物制氢。此处反应器适用于配位氢化物水解制氢。化学制氢反应虽然受催化剂影响较为显著，但温度对催化剂以及化学反应的推动也有相当大的提升。有部分地区特定时节环境温度甚至处于零下40℃左右，在此温度下，催化剂活性及其有限，容易导致打入的制氢反应的原料未反应而累积，后期产生爆发爆炸，及其不安全。同时，制氢催化剂因产物的覆盖很难回收或者更换。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可低温启动制氢的化学反应器，该化学反应器能满足催化剂对温度的要求，适用于对温度较敏感的液体化学反应，且本身结构简单，更换加热催化棒快捷方便。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种可低温启动制氢的化学反应器，该可低温启动制氢的化学反应器包括用以容置反应液的反应器和容置于所述反应器内的一加热催化棒，所述加热催化棒包括电加热棒和镀于电加热棒表面的催化剂镀层。
作为优选地，所述加热催化棒固设在用以密封所述反应器的开口的盖合组件上。
作为优选地，所述盖合组件包括固设于所述反应器的开口的法兰盘和盖合法兰盘的法兰盖，法兰盘和法兰盖之间通过螺栓连接，所述加热催化棒固设在所述法兰盖上。
作为优选地，所述加热催化棒上设置有用以监测温度的温度传感器。
作为优选地，所述法兰盖和法兰盘之间设置有一环形密封件。
作为优选地，所述反应器为管式反应器。
作为优选地，所述反应器的侧壁上设置有一进料口、一出料口以及一出气口，所述进料口靠近所述反应器的开口设置，所述出料口远离所述反应器的开口设置。
作为优选地，所述电加热棒的材质为铜、铜合金、钛合金或钢铁。
作为优选地，所述催化剂镀层为化学镀。
作为优选地，所述催化剂镀层所镀金属为铂、钌、铑、钴或镍。
本发明的可低温启动制氢的化学反应器包括用以容置反应液的反应器和容置于反应器内的一加热催化棒，加热催化棒包括电加热棒和镀于电加热棒表面的催化剂镀层，可通过加热电加热棒将催化剂镀层的温度升至催化剂的活性温度范围，可极大限度地发挥催化剂的作用，避免了因环境温度过低或设备条件不足导致的催化活性低，可适用于对温度较敏感的液体化学反应；且本身结构简单，可通过加热催化棒的安装与拆卸实现催化剂的回收更换。
附图说明
图1为本发明的可低温启动制氢的化学反应器的结构示意图；
图2为本发明的可低温启动制氢的化学反应器的侧视图；
图3为本发明的可低温启动制氢的化学反应器的剖视图。
其中，100-反应器，110-进料口，120-出料口，130-出气口，200-加热催化棒，210-电加热棒，220-催化剂镀层，230-温度传感器，300-盖合组件，310-法兰盘，320-法兰盖，330-螺栓，340-环形密封件。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
请参阅图1、图2、图3，本发明的可低温启动制氢的化学反应器包括用以容置反应液的反应器100和容置于反应器100内的加热催化棒200，加热催化棒200包括电加热棒210和镀于电加热棒210表面的催化剂镀层220。
本发明的电加热棒210的材质为铜、铜合金、钛合金或钢铁，这些材质均为导热性好的金属材料。另外，电加热棒210在进行镀层之前需要进行表面活化处理。催化剂通过化学镀法负载于电加热棒210的表面形成催化剂镀层220，所镀金属为铂(pt)、钌（ru）、铑（rh）贵金属或者钴（co）、镍(ni)过渡金属。化学镀的过程就是还原剂把金属离子从盐中还原出来的过程，使用的还原剂为次磷酸钠、二甲胺硼烷、联氨、硼氢化钾。镀于电加热棒210表面的催化剂镀层220可以为单层，也可以为多层。电加热棒210的形状可以为单根直棒，也可以是多跟直棒、网状结构或者其他可充分与反应液接触的结构。
本发明的实施例的反应器100为管式反应器，加热催化棒200固设在用以密封反应器100的开口的盖合组件300上。盖合组件300包括固设于反应器100的开口的法兰盘310和盖合法兰盘310的法兰盖320。法兰盘310可通过焊接方式焊接在反应器100上，法兰盘310也可以为反应器100自带的。加热催化棒200密封焊接在法兰盖320上，加热催化棒200的接线端位于法兰盖320外侧以防止内部反应液侵蚀。法兰盘310和法兰盖320之间通过螺栓330连接，可通过法兰盖320的拆卸/安装实现加热催化棒200的拆卸/安装，进而实现催化剂的回收与更换，操作简单方便。为了实现法兰盖320和法兰盘310的密封固定，法兰盖320和法兰盘310之间设置有一环形密封件340。该环形密封件340可以为一四氟垫片。
加热催化棒200也可以螺接在法兰盖320上，在法兰盖320上开设有一带内螺纹的通孔，加热催化棒200的接线端设置有与通孔内螺纹配合作用的外螺纹，通过将加热催化棒200的接线端旋入法兰盖320的通孔实现加热催化棒200的安装。为了保证整个反应器100的密封性，在接线端绕设有一限位件，限位件上设置有一密封圈，当加热催化棒200旋入通孔时，限位件通过密封圈与法兰盖320相抵触。加热催化棒200的螺接设置保证了催化剂更换时只需拆卸安装加热催化棒200，而不是将加热催化棒200和法兰盘310整体更换。
本发明的可低温启动制氢的化学反应器的加热催化棒200上设置有用以监测温度的温度传感器230。温度传感器230可以为贴片式温度传感器230，其贴附在加热催化棒200的表面，实时监测催化剂镀层220的温度，使温度保持在催化剂的活性温度范围内，极大限度地发挥催化剂的作用。
请再次参阅图1，本发明的反应器100横置，反应器100的一端开口，一端封闭。反应器100的侧壁上设置有一进料口110、一出料口120以及一出气口130，进料口110靠近反应器100的开口设置，出料口120和出气口130靠近反应器100的封闭端设置，且出气口130方向朝上。利用工业管式反应器原理，反应器的直径和反应量大小有关，量越大直径越大；反应器的长度和转化率有关，所需转化率越高则要求管道越长。
以制氢反应为例对本发明的可低温启动制氢的化学反应器的反应过程进行详述：硼氢化钠配成的制氢溶液，通过进料口110送入反应器100，溶液与加热催化棒200接触瞬间被催化水解，产生大量的氢气、水蒸气、以及泡沫。气液混合物相互推动，沿着管身向前，同时一路上不断的与加热催化棒200接触并反应，气体和水蒸气从出气口130排出反应器100进行后续处理步骤，反应液则通过出料口120排出反应器100进行收集。反应器的管身越长，反应液与催化剂的接触越充分，转化率越高。
本发明的可低温启动制氢的化学反应器包括用以容置反应液的反应器100和容置于反应器100内的一加热催化棒200，加热催化棒200包括电加热棒210和镀于电加热棒210表面的催化剂镀层220，可通过加热电加热棒210将催化剂镀层220的温度升至催化剂的活性温度范围，可极大限度地发挥催化剂的作用，避免了因环境温度过低或设备条件不足导致的催化活性低，可适用于对温度较敏感的液体化学反应；且本身结构简单，可通过加热催化棒200的安装与拆卸实现催化剂的回收、更换。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。