一种循环重整器以及一种高温型甲醇水制氢重整装置的制作方法

本发明涉及甲醇水制氢，具体而言，涉及一种循环重整器以及一种高温型甲醇水制氢重整装置。

背景技术：

1、甲醇制氢是一种制氢的技术路线，我国是全球最大的甲醇生产国，拥有全球甲醇产能的60％，由于甲醇来源丰富、成本低廉，而且在常温常压下作为液体便于储存和运输，因此相比于工业制氢等其他制氢方式，甲醇制氢的能耗和成本都更低。工业上利用甲醇制氢有以下3种途径：甲醇裂解、甲醇部分氧化和甲醇蒸气重整。在甲醇制氢的三类技术中，以甲醇水重整制氢技术的氢气含量最高，其产物中氢气的含量可达到75％，且能量利用合理，过程控制简单，便于工业操作，技术成熟，是当前甲醇制氢的最佳选择。

2、现有的高温型甲醇水重整装置的运行过程基本如下：先将甲醇水通入汽化器，把甲醇水汽化，再把汽化后的甲醇水蒸气通入重整器制氢，制出来的氢气再通过冷凝器，去除冷凝水后再排出供使用。现有的重整器，大多数是列管式的，列管内装满颗粒状的催化剂，列管之间的间隙走燃烧后的高温尾气，来给重整反应供热，而且传统的颗粒状催化剂在同一段管内只能装一种催化剂，装两种以上的催化剂一是难以控制装填位置，二是运输使用过程中容易混杂移位，使用条件难以控制。

技术实现思路

1、本发明提供一种循环重整器，该循环重整器通过两种不同金属材质的催化板替换了传统的颗粒催化剂，从而解决了现有重整器两种催化剂使用困难的问题，实现了催化剂双段催化的功能，有效的简化了重整器的结构，提升了重整器的催化效率。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种循环重整器，包括：甲醇水导流件、进气导流件、出气导流件、氢气导流件和导流器，导流器包括多块平行排列的流道板，流道板的两侧分别形成甲醇水流道和热气流道，流道板与甲醇水流道对应的一侧设有第一催化板和第二催化板，第一催化板和第二催化板为材质不同的金属板，各甲醇水流道的进口与甲醇水导流件连通，各甲醇水流道的出口与氢气导流件连通，各热气流道的进口与进气导流件连通，各热气流道的出口与出气导流件连通。

3、本案中，流道板的两侧分别形成有甲醇水流道和热气流道，甲醇水流道供甲醇水通过，甲醇水通过甲醇水导流件输入各甲醇水流道，经过反应生成的氢气通过氢气导流件从各甲醇水流到中流出，热气流道供热气通过，且热气流道还给甲醇水流道供热。通过在甲醇水流道上设置第一催化板和第二催化板，实现催化剂双段催化的功能，有效提升了催化的效果。而且，催化板的设置使得重整器能够随时开关，不用像颗粒式催化剂那样需要通入保护器，使用方便。

4、进一步地，导流器包括并排设置的热气加热区和氢气加热区，进气导流件包括热气进气导流部和氢气进气导流部，出气导流件包括热气出气导流部和氢气出气导流部，热气加热区内的各热气流道的进口与热气进气导流部连通，出口与热气出气导流部连通，氢气加热区内的各热气流道的进口与氢气进气导流部连通，出口与氢气出气导流部连通，氢气导流件与氢气进气导流部连通。

5、本案中，将热气加热区中的甲醇水流道生成的热氢气输入到氢气加热区中的热气流道，从而实现对热氢气预热的利用，进而有效的提升了重整器的热量利用效率。

6、进一步地，第一催化板为纯镍薄板，第二催化板为纯铜薄板，第一催化板与第二催化板的厚度为0.1mm-0.2mm。

7、本案中，第一催化板对温度在400℃以上的部分进行催化，第二催化板对温度在280℃以下的部分进行催化，将第一催化板和第二催化板的厚度控制在0.1mm-0.2mm，能够在保障催化效率的同时使催化板的厚度尽可能小。

8、进一步地，甲醇水流道一侧的流道板上设置有互相连通的高温反应槽和低温反应槽，且高温反应槽和低温反应槽均沿着流道板的长度方向排布，高温反应槽的槽底铺设有第一催化板，低温反应槽的槽底铺设有第二催化板。

9、本案中，通过将催化板铺设在反应槽中能够减小流道的阻力，从而减小阻力损耗的能量。

10、进一步地，导流器包括两块密封板，两块密封板分别设置在流道板排列方向的两侧，密封板封闭住位于导流器两侧的甲醇水流道和/或热气流道。

11、本发明还提供一种高温型甲醇水制氢重整装置，包括上述循环重整器以及燃烧器，燃烧器包括甲醇输入导流件、空气输入导流件、燃烧气体输出导流件和燃烧腔体，甲醇输入导流件的出口、空气输入导流件的出口、燃烧气体输出导流件的进口均与燃烧腔体连通，进气导流件的进口与燃烧气体输出导流件的出口连通。

12、本案中，通过燃烧器给循环重整器供热，燃烧器以甲醇为燃料、以空气为助燃剂，就可以到达900℃以上的高温，完全满足制氢反应供热需求。

13、进一步地，燃烧器还包括板式分流仓，板式分流仓内间隔设置有多个分流板，每两个分流板之间的间隔均与燃烧腔体、甲醇输入导流件、空气输入导流件连通。

14、本案中，通过板式分流仓的设计，可以有效的提升燃烧器的燃烧效率。

15、进一步地，燃烧腔体上设置有点火器和测温器。

16、本案中，通过点火器进行点火，测温器对燃烧的温度进行检测，以便于对燃烧进行控制。

17、进一步地，还包括：空气预热器，空气预热器包括：预热尾气输入导流件、预热尾气输出导流件、预热空气输入导流件、预热导流器，预热导流器包括多块平行排列的预热流道板，相邻预热流道板之间形成间隔设置的空气流道和加热气体流道，预热尾气输入导流件的出口与全部加热气体流道的进口连通，预热尾气输入导流件的进口与出气导流件连通，预热尾气输出导流件的进口与全部加热气体流道的出口连通，预热空气输入导流件的出口与全部空气流道的进口连通。

18、本案中，空气预热器通过重复利用循环重整器中输出的燃烧尾气给空气预热，实现对能量的有效的利用，降低了系统的能耗

19、进一步地，空气预热器与燃烧器之间设置有预热空气导流件，预热空气导流件的进口与全部空气流道的出口连通，预热空气导流件的出口与空气输入导流件的进口连通。

20、本案中，通过预热空气导流件将预热空气加热后的空气输送至燃烧器中进行燃烧。

21、附图说明

22、图1为本发明实施例提供的循环重整器的结构示意图；

23、图2为本发明实施例提供的另一视角的循环重整器的结构示意图；

24、图3为本发明实施例提供的重整装置的结构示意图；

25、图4为本发明实施例提供的另一视角的重整装置的结构示意图；

26、图5为本发明实施例提供的燃烧器的结构示意图；

27、图6为本发明实施例提供的另一视角的燃烧器的结构示意图；

28、图7本发明实施例提供的空气预热器的结构示意图；

29、图8为本发明实施例提供的另一视角的空气预热器的结构示意图；

30、图9为本发明实施例提供的导流器的结构示意图；

31、图10为本发明实施例提供的导流器的另一视角的结构示意图；

技术特征：

1.一种循环重整器，其特征在于，包括：甲醇水导流件(230)、进气导流件(270)、出气导流件(240)、氢气导流件(280)和导流器(210)，所述导流器(210)包括多块平行排列的流道板，所述流道板的两侧分别形成甲醇水流道(211)和热气流道(212)，所述流道板与所述甲醇水流道(211)对应的一侧设有第一催化板(213)和第二催化板(214)，所述第一催化板(213)和所述第二催化板(214)为材质不同的金属板，各所述甲醇水流道(211)的进口与所述甲醇水导流件(230)连通，各所述甲醇水流道(211)的出口与所述氢气导流件(280)连通，各所述热气流道(212)的进口与所述进气导流件(270)连通，各所述热气流道(212)的出口与所述出气导流件(240)连通。

2.根据权利要求1所述的循环重整器，其特征在于，所述导流器(210)包括并排设置的热气加热区和氢气加热区，所述进气导流件(270)包括热气进气导流部(271)和氢气进气导流部(272)，所述出气导流件(240)包括热气出气导流部(241)和氢气出气导流部(242)，所述热气加热区内的各所述热气流道(212)的进口与所述热气进气导流部(271)连通，出口与所述热气出气导流部(241)连通，所述氢气加热区内的各所述热气流道(212)的进口与所述氢气进气导流部(272)连通，出口与所述氢气出气导流部(242)连通，所述氢气导流件(280)与所述氢气进气导流部(272)连通。

3.根据权利要求1所述的循环重整器，其特征在于，所述第一催化板(213)为纯镍薄板，所述第二催化板(214)为纯铜薄板，所述第一催化板(213)与所述第二催化板(214)的厚度为0.1mm-0.2mm。

4.根据权利要求1所述的循环重整器，其特征在于，所述甲醇水流道(211)一侧的所述流道板上设置有互相连通的高温反应槽和低温反应槽，且所述高温反应槽和所述低温反应槽均沿着所述流道板的长度方向排布，所述高温反应槽的槽底铺设有所述第一催化板(213)，所述低温反应槽的槽底铺设有所述第二催化板(214)。

5.根据权利要求1所述的循环重整器，其特征在于，所述导流器(210)包括两块密封板(215)，两块所述密封板(215)分别设置在所述流道板排列方向的两侧，所述密封板(215)封闭住位于所述导流器(210)两侧的所述甲醇水流道(211)和/或所述热气流道(212)。

6.一种高温型甲醇水制氢重整装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的循环重整器(200)以及燃烧器(100)，所述燃烧器(100)包括甲醇输入导流件(140)、空气输入导流件(130)、燃烧气体输出导流件(150)和燃烧腔体(110)，所述甲醇输入导流件(140)的出口、所述空气输入导流件(130)的出口、所述燃烧气体输出导流件(150)的进口均与所述燃烧腔体(110)连通，所述进气导流件(270)的进口与所述燃烧气体输出导流件(150)的出口连通。

7.根据权利要求6所述的重整装置，其特征在于，所述燃烧器(100)还包括板式分流仓(120)，所述板式分流仓(120)内间隔设置有多个分流板，每两个所述分流板之间的间隔均与所述燃烧腔体(110)、所述甲醇输入导流件(140)、所述空气输入导流件(130)连通。

8.根据权利要求7所述的重整装置，其特征在于，所述燃烧腔体(110)上设置有点火器(111)和测温器(112)。

9.根据权利要求6所述的重整装置，其特征在于，还包括：空气预热器(300)，所述空气预热器(300)包括：预热尾气输入导流件(320)、预热尾气输出导流件(330)、预热空气输入导流件(340)、预热导流器(310)，所述预热导流器(310)包括多块平行排列的预热流道板，相邻所述预热流道板之间形成间隔设置的空气流道和加热气体流道(311)，所述预热尾气输入导流件(320)的出口与全部所述加热气体流道(311)的进口连通，所述预热尾气输入导流件(320)的进口与所述出气导流件(240)连通，所述预热尾气输出导流件(330)的进口与全部所述加热气体流道(311)的出口连通，所述预热空气输入导流件(340)的出口与全部所述空气流道的进口连通。

10.根据权利要求9所述的重整装置，其特征在于，所述空气预热器(300)与所述燃烧器(100)之间设置有预热空气导流件(350)，所述预热空气导流件(350)的进口与全部所述空气流道的出口连通，所述预热空气导流件(350)的出口与所述空气输入导流件(130)的进口连通。

技术总结
本发明提供一种循环重整器，包括：甲醇水导流件、进气导流件、出气导流件、氢气导流件和导流器，导流器包括多块平行排列的流道板，流道板的两侧分别形成甲醇水流道和热气流道，流道板与甲醇水流道对应的一侧设有第一催化板和第二催化板，第一催化板和第二催化板为材质不同的金属板，各甲醇水流道的进口与甲醇水导流件连通，各甲醇水流道的出口与氢气导流件连通，各热气流道的进口与进气导流件连通，各热气流道的出口与出气导流件连通。该循环重整器通过两种不同金属材质的催化板替换了传统的颗粒催化剂，从而解决了现有重整器两种催化剂使用困难的问题，实现了催化剂双段催化的功能。

技术研发人员：牛金奇,杨钧,刘武
受保护的技术使用者：浙江氢邦科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17