一种可控制催化添加的乙醇水蒸汽重整制氢装置的制作方法

本实用新型涉及乙醇水蒸汽重整制氢技术领域，具体为一种可控制催化添加的乙醇水蒸汽重整制氢装置。

背景技术：

目前，接近95％的氢气来源于化石原料。并且大部分氢气被应用于石油化工、食品、电子和冶金等行业。随着燃料电池的发展，在不远的将来氢气将被作为二次能源大量地用在燃料电池汽车和中小型燃料电池发电站中。对氢气的需求也会迅速增加。短期内对氢的需求可以通过化石原料制氢等方法来满足这些需求。但是由于传统的煤制氢、水电解制氢(氯碱工业)和石化制氢的规模大，存在运输、贮存等问题。为了解决氢气的运输和贮存等问题小规模制氢成为了研究的热点。研究所采用的原料主要为：甲醇、天然气、汽油、重油、水(太阳能、生物)、生物质等。这些原料中除水和生物质外，其它仍然是以化石原料为原料的。这些化石原料一方面不可再生，另外一方面没有从根本上消除温室气体的产生，未能达到使用氢气解决污染的目的。风能、太阳能电解水以及生物法直接光解水制氢可以作为以后制氢的方法，然而短期内很难达到实用的水平。不远的将来生物质制氢是比较实用和可靠的途径，并且生物质制氢中释放出来的CO2可以在植物生长过程中被利用，整个循环过程中基本不产生多余的温室气体，在生物制氢中乙醇是最具有吸引力和竞争力的原料。因为乙醇可以由生物质或废弃物发酵产生，并且乙醇还具有易贮存、易运输、无毒无害、热值高等优点。因此研究开发乙醇制氢技术具有十分重要意义，在乙醇制氢时需要使用反应釜，传统的反应釜很难满足该反应的催化剂的添加。

技术实现要素：

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可控制催化添加的乙醇水蒸汽重整制氢装置，包括反应釜，所述反应釜的侧面设置有进料管，所述反应釜的底部开设有出料管，所述反应釜上靠近其顶部开设有排气管，所述反应釜上靠近其顶部设置有催化剂添加装置。

所述催化剂添加装置包括支撑腿，所述支撑腿固定连接在反应釜的顶部，所述支撑腿固定连接有支撑块，所述支撑块的上表面固定连接有加料箱，所述加料箱的上表面固定连接有料斗，所述加料箱的下表面固定连接有输送管，所述加料箱的箱内滑动连接有储料块，所述储料块的内部开设有两个储料槽，所述储料块的上下表面均开设有两个开口且与储料槽相通，所述加料箱的下表面开设有通孔，所述储料块的下表面固定连接有转动轴，所述转动轴穿过加料箱下表面的通孔转动连接在支撑块上，所述转动轴的轴壁上固定连接有传动齿轮，所述加料箱通过输送管固定连接有防泄漏催化剂添加机构，所述防泄漏催化剂添加机构通过输送管与反应釜内部相通。

优选的，所述防泄漏催化剂添加机构包括第一阀门，所述第一阀门通过输送管与反应釜内部相通。

优选的，所述第一阀门通过输送管固定连接有催化剂腔。

优选的，所述催化剂腔通过输送管固定连接有第二阀门。

优选的，所述第二阀门通过输送管固定连接在加料箱的下表面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

一、本实用新型通过设置催化剂添加装置、支撑腿、支撑块、加料箱、料斗、储料块、储料槽、转动轴和传动齿轮，在需要添加催化剂时，将需要添加的催化剂倒入料斗中，料斗中的催化剂从开口处流入储料箱箱内滑动连接的储料块开设的储料槽中，完成填充定量的催化剂，启动电机，电机带动传动齿轮转动，传动齿轮通过转动轴带动储料块沿储料箱的内壁转动，右侧填充定量催化剂的储料槽转动到左侧，经输送管连接的防泄漏催化剂添加机构将催化剂导入反应釜中，同时原先左侧的储料槽转动到右侧进行填充定量的催化剂，其两个储料槽相互转换，反复进行上述的填充定量催化剂和输送的过程，从而实现定量控制催化剂添加的效果。

二、本实用新型通过设置防泄漏催化剂添加机构、第一阀门、催化剂腔和第二阀门，打开第二阀门将储料槽中的催化剂导入催化剂腔内，然后关闭第二阀门，打开第一阀门，将催化剂腔内的催化剂导入反应釜内，从而实现在添加催化剂的同时防止反应釜中的气体泄漏和改变其中压强的效果。

附图说明

图1为本实用新型结构正面示意图；

图2为本实用新型结构局部剖视图。

图中：1-反应釜、2-进料管、3-出料管、4-排气管、5-催化剂添加装置、6-支撑腿、7-支撑块、8-加料箱、9-料斗、10-储料块、11-储料槽、12-转动轴、13-传动齿轮、14-防泄漏催化剂添加机构、15-第一阀门、16-催化剂腔、17-第二阀门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：一种可控制催化添加的乙醇水蒸汽重整制氢装置，包括反应釜1，反应釜1的侧面设置有进料管2，反应釜1的底部开设有出料管3，反应釜1上靠近其顶部开设有排气管4，反应釜1上靠近其顶部设置有催化剂添加装置5，乙醇水蒸汽重整制氢反应式为：C2H5OH+3H20→6H2+2CO2，其催化剂组成的质量百分比为：ZnO3～95、Ni5～50、MgO或Al2O30～92，反应釜1的反应压强为常压(p＝0.1MPa)，反应温度为850～900K，水醇摩尔比为6～8，通过进料管2输送乙醇水溶液进入反应釜1，通过出料管3排出需要跟换的催化剂，通过排气管4将反应生成的气体导出。

催化剂添加装置5包括支撑腿6，支撑腿6固定连接在反应釜1的顶部，支撑腿6固定连接有支撑块7，支撑块7的上表面固定连接有加料箱8，加料箱8的上表面固定连接有料斗9，加料箱8的下表面固定连接有输送管，加料箱8的箱内滑动连接有储料块10，储料块10的内部开设有两个储料槽11，储料块10的上下表面均开设有两个开口且与储料槽11相通，加料箱8的下表面开设有通孔，储料块10的下表面固定连接有转动轴12，转动轴12穿过加料箱8下表面的通孔转动连接在支撑块7上，转动轴12的轴壁上固定连接有传动齿轮13，加料箱8通过输送管固定连接有防泄漏催化剂添加机构14，防泄漏催化剂添加机构14通过输送管与反应釜1内部相通，通过设置催化剂添加装置5，在需要添加催化剂时，将需要添加的催化剂倒入料斗9中，料斗9中的催化剂从开口处流入储料箱8箱内滑动连接的储料块10开设的储料槽11中，完成填充定量的催化剂，启动电机，电机带动传动齿轮13转动，传动齿轮13通过转动轴12带动储料块10沿储料箱8的内壁转动，右侧填充定量催化剂的储料槽11转动到左侧，经输送管连接的防泄漏催化剂添加机构14将催化剂导入反应釜1中，同时原先左侧的储料槽11转动到右侧进行填充定量的催化剂，其两个储料槽11相互转换，反复进行上述的填充定量催化剂和输送的过程，从而实现定量控制催化剂添加的效果，防泄漏催化剂添加机构14包括第一阀门15，第一阀门15通过输送管与反应釜1内部相通，第一阀门15通过输送管固定连接有催化剂腔16，催化剂腔16通过输送管固定连接有第二阀门17，第二阀门17通过输送管固定连接在加料箱8的下表面，通过设置防泄漏催化剂添加机构14，打开第二阀门17将储料槽11中的催化剂导入催化剂腔16内，然后关闭第二阀门17，打开第一阀门15，将催化剂腔16内的催化剂导入反应釜1内，从而实现在添加催化剂的同时防止反应釜1中的气体泄漏和改变其中压强的效果。

工作原理：该可控制催化添加的乙醇水蒸汽重整制氢装置，在需要添加催化剂时，将需要添加的催化剂倒入料斗9中，料斗9中的催化剂从开口处流入储料箱8箱内滑动连接的储料块10开设的储料槽11中，完成填充定量的催化剂，启动电机，电机带动传动齿轮13转动，传动齿轮13通过转动轴12带动储料块10沿储料箱8的内壁转动，右侧填充定量催化剂的储料槽11转动到左侧，打开第二阀门17将储料槽11中的催化剂导入催化剂腔16内，然后关闭第二阀门17，打开第一阀门15，将催化剂腔16内的催化剂导入反应釜1内，同时原先左侧的储料槽11转动到右侧进行填充定量的催化剂，其两个储料槽11相互转换，反复进行上述的填充定量催化剂和输送的过程，从而实现定量控制催化剂添加、防止添加催化剂时反应釜1中的气体泄漏和改变其中压强的效果的效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。