一种醇水重整制氢设备的重整器的制作方法

本实用新型涉及醇水重整制氢技术领域，尤其涉及一种醇水重整制氢设备的重整器。

背景技术：

氢能是最具发展潜力的清洁能源。在燃烧同等重量的煤、石油、氢气的情况下，氢气产生的能量最多。并且，氢气燃烧的产物是水，不产生任何灰渣、废气等污染物，是一种环境友好型能源。而煤、石油燃烧生成的产物主要是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应、酸雨，对环境造成污染。其次，煤、石油的储量是有限的，属于不可再生资源。而氢的全球分布较为广泛，其主体是以化合物水的形式存在。地球表面的70％为水所覆盖，储水量较大，因此氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法制取氢，那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。

目前，大部分氢气是从石油、煤炭、天然气中制取，此种技术方案需要消耗大量的紧缺矿物燃料。而利用电解水的方法制取氢气则需要消耗大量的电力，效益较低。为了解决此问题，技术人员开发了利用甲醇水重整制氢的技术，即：利用甲醇、水蒸气重整技术制取氢气、二氧化碳气体，然后再通过钯膜将氢气、二氧化碳分离。现有的醇水重整制氢设备中用于醇水重整反应的反应腔内温度分布不均，影响了催化剂作用的发挥，降低了催化效果。

鉴于上述问题，有必要提供一种醇水重整制氢设备的重整器，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种醇水重整制氢设备的重整器，该醇水重整制氢设备的重整器通过导热率高、传递热量速度快的导热件使得反应通道内温度分布均匀。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种醇水重整制氢设备的重整器，包括：重整反应组件，所述重整反应组件包括内壳体以及催化剂；所述内壳体设置有反应通道，所述反应通道包括输入醇水的输入端以及输出富氢气体的输出端；所述催化剂设置于所述反应通道内，并位于所述输入端和输出端之间；钯膜组件，所述钯膜组件与所述输出端相连通，并从所述富氢气体中提纯氢气；以及外壳体，所述外壳体设置有重整腔，所述重整反应组件、钯膜组件收容于所述重整腔内；所述重整反应组件还包括设置于所述内壳体和催化剂之间的导热件，所述导热件的导热率大于所述内壳体的导热率。

作为本实用新型的进一步改进，所述导热件包覆所述催化剂，使得所述催化剂与所述反应通道的内壁脱离接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述内壳体包括第一管道以及套设在所述第一管道外的第二管道；所述反应通道是由所述第一管道、第二管道共同构成。

作为本实用新型的进一步改进，所述导热件包括第一导热管道以及套设在所述第一导热管道外的第二导热管道，所述第一导热管道、第二导热管道位于所述第一管道、第二管道之间；所述第一导热管道的内壁紧密贴附所述第一管道的外壁，所述第二导热管道的外壁紧密贴附所述第二管道的内壁。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一管道、第二管道是由不锈钢制成，所述第一导热管道、第二导热管道是由铜制成。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一管道、第二管道的管壁厚度位于2.5mm～3mm之间；所述第一导热管道、第二导热管道的管壁厚度不小于5mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述反应通道的截面呈环状，其环宽位于12mm～16mm之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述反应通道包括靠近所述输入端的预热通道以及靠近所述输出端的催化通道。

作为本实用新型的进一步改进，所述重整腔的内壁上还设置有保温层，以防止所述重整腔内的热量流失。

作为本实用新型的进一步改进，所述钯膜组件设置于所述第一管道内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型醇水重整制氢设备的重整器通过导热率高、传递热量速度快的导热件使得反应通道内的温度分布均匀。

附图说明

图1是本实用新型醇水重整制氢设备的重整器的剖面示意图。

图2是重整反应组件的剖视图。

图3是内壳体、导热件的剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

请参阅图1所示，本实用新型揭示了一种醇水重整制氢设备的重整器100，包括用于醇水进行反应的重整反应组件10、与所述重整反应组件10相连通的钯膜组件20、收容所述重整反应组件10和钯膜组件20的外壳体30、与所述重整反应组件10相连通的上料管道40、与所述钯膜组件20相连通的出气管道50以及与所述外壳体30相连通的炉头60。所述醇水可以是甲醇水、乙醇水等等。

请参阅图1、图2以及图3所示，所述重整反应组件10包括内壳体11、紧密贴附在所述内壳体11上的导热件12以及设置于所述内壳体11内的催化剂13。所述内壳体11设置有贯穿所述内壳体11的反应通道110，所述反应通道110包括输入醇水的输入端111以及输出醇水重整反应后产生的富氢气体的输出端112。所述导热件12紧密贴附在所述反应通道110的内壁上，并位于所述内壳体11和催化剂13之间。如此设置，可以使得所述导热件12充分、高效地吸收从所述内壳体11传递过来的热量。所述导热件12的导热率大于所述内壳体11的导热率。由于所述导热件12的导热率较高、传递热量的速度较快，从而使得所述反应通道110内的温度分布均匀。所述催化剂13设置于所述反应通道110内，并位于所述输入端111和输出端112之间，用以提升醇水的反应速率。所述催化剂13的外表面至少部分紧密贴附所述导热件12，以使得所述催化剂13在所述导热件12的作用下受热效率高。优选地，所述导热件12包覆所述催化剂13，使得所述催化剂13与所述反应通道110的内壁脱离接触。如此设置，所述催化剂13受热的效率最高。

请参阅图2以及图3所示，所述内壳体11包括第一管道113以及套设在所述第一管道113外的第二管道114，所述第一管道113、第二管道114共同构成所述反应通道110。所述第一管道113、第二管道114的管壁厚度位于2.5mm～3mm之间。所述反应通道110的截面呈环状，其环宽位于12mm～16mm之间。在本实施例中，所述内壳体11是由不锈钢制成，如此设置使得所述内壳体11的强度较高，并具备良好的防腐蚀性能。所述导热件12包括第一导热管道121以及套设在所述第一导热管道121外的第二导热管道122，所述第一导热管道121、第二导热管道122的管壁厚度不小于5mm。所述第一导热管道121、第二导热管道122位于所述第一管道113、第二管道114之间。所述第一导热管道121的内壁紧密贴附所述第一管道113的外壁，所述第二导热管道122的外壁紧密贴附所述第二管道114的内壁。如此设置，可以使得所述第一导热管道121、第二导热管道122从所述第一管道113、第二管道114高效地获取热量。在本实施例中，所述导热件12是由铜制成，但是在其它实施例中，所述导热件12亦可以由银、铝、石墨等材料制成。由于所述铜、银、铝、石墨等材料的导热率高于所述不锈钢，从而使得所述催化剂13可以在所述铜、银、铝、石墨等材料的作用下受热效率高。

优选地，所述反应通道110还可以包括靠近所述输入端111的预热通道115以及靠近所述输出端112的催化通道116。所述预热通道115用以为醇水进行预热。所述催化通道116用以填充所述催化剂13。

请参阅图1所示，所述钯膜组件20设置于所述第一管道113内，用以从所述富氢气体中提纯氢气，包括与所述输出端112相连通的进气口21、用以输出提纯后氢气的出气口22以及排出尾气的尾气口23。所述尾气是指所述富氢气体经过提纯氢气后剩余的非富氢气体。所述外壳体30设置有重整腔31以及贴附在所述重整腔31内壁上的保温层32。所述重整反应组件10、钯膜组件20收容于所述重整腔31内。所述保温层32用以防止所述重整腔内的热量流失。所述重整反应组件10与所述外壳体30之间或者所述重整反应组件10与所述钯膜组件20之间设置有加热通道33，用以对所述重整反应组件10、钯膜组件20、外壳体30进行加热。所述上料管道40与所述输入端111相连通，用以向所述重整反应组件10内输入醇水。所述出气管道50与所述出气口22相连通，用以输出提纯后的氢气。所述出气管道50至少部分套设于所述上料管道40内，以便通过提纯后的氢气对醇水进行预热，同时也利用醇水冷却提纯后的氢气。如此设置，可以充分利用所述重整腔31内的热量，有效避免了热量损失。

请参阅图1所示，所述炉头60包括点火组件61、向所述点火组件61提供醇类的进料管道62以及向所述加热通道33输入高温气体的排气通道63。所述醇类可以是甲醇、乙醇等等。所述点火组件61包括雾化器611、硅碳加热棒612、鼓风机613、陶瓷氧化铝层614以及涂覆在所述陶瓷氧化铝层614上的催化氧化层(未图示)。所述雾化器611用以将醇类雾化并喷出。所述硅碳加热棒612通电后点燃醇类雾气。所述鼓风机613用以将外界的空气送入所述炉头60内，以便醇类雾气充分燃烧。所述陶瓷氧化铝层614用以稳定火焰，以保证醇类雾气持续燃烧。所述催化氧化层用以消除醇类燃烧后产生的一氧化碳，以避免一氧化碳污染环境。

当使用本实用新型醇水重整制氢设备的重整器100时，首先利用雾化器611将通过所述进料管道62输入的醇类雾化，然后利用硅碳加热棒612点燃醇类雾气，所述醇类雾气燃烧后产生的高温气体通过所述排气通道63进入所述加热通道33，并沿着所述加热通道33流动，以便对所述重整腔31、保温层32、重整反应组件10、钯膜组件20进行加热。高温气体的流动方向如图1中箭头所示。当所述重整腔31、保温层32、重整反应组件10、钯膜组件20达到预设温度时，醇水混合溶液经所述上料管道40进入所述重整反应组件10内，并在所述重整反应组件10内发生重整反应，并产生富氢气体。所述钯膜组件20对所述富氢气体提纯后自所述出气管道50输出氢气，并自所述尾气口23排出非富氢气体。

相较于现有技术，本实用新型醇水重整制氢设备的重整器100通过导热率高、传递热量速度快的导热件12使得所述反应通道110内的温度分布均匀。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。