一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器。從上至下依次由氫氣提純部件，重整制氫板和催化燃燒板構(gòu)成。重整制氫板中有重整制氫腔，負(fù)載有制氫催化劑，用于醇類重整產(chǎn)生氫氣；催化燃燒板中有催化燃燒腔，負(fù)載有燃燒催化劑，用于醇類燃燒供熱。通過(guò)醇類燃燒為重整制氫提供熱量，可實(shí)現(xiàn)該醇類重整器的自熱運(yùn)行。重整制氫腔和催化燃燒腔內(nèi)有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)，比表面積大，傳熱傳質(zhì)效率高。而且，醇類重整器含有氫氣提純部件，可提高重整制氫腔的燃料轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)出口氫氣可直接供氫燃料電池使用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，催化劑負(fù)載方便，整體結(jié)構(gòu)裝配容易，可用于中、小流量醇類重整制氫場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】—種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自熱型醇類重整器，尤其是涉及一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器。
技術(shù)背景
[0002]氫能源具有燃料熱值高，清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，受到了人們的廣泛關(guān)注。其中，氫燃料電池由于具有效率高，功率密度大等特點(diǎn)，在近年來(lái)獲得了較快的發(fā)展。隨著氫燃料電池的大力發(fā)展，為燃料電池供氫問(wèn)題成為研究的熱點(diǎn)。在燃料電池供氫方式中，一種有效的辦法是采用高能量密度的液體燃料，特別是采用低碳醇(如甲醇)通過(guò)制氫反應(yīng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)重整產(chǎn)生氫氣。
[0003]目前，醇類重整制氫主要包括三種方式:水蒸氣重整、部分氧化重整和自熱重整。其中，水蒸氣重整得到的重整氣體中氫氣含量最高，一氧化碳含量最低(一氧化碳可使氫燃料電池的陽(yáng)極中毒失效)。較低含量一氧化碳使得重整氣體的后續(xù)處理步驟變得簡(jiǎn)單，從而提高了醇類重整器的緊湊性；而較高的氫氣含量又使醇類重整器具有較大的能量密度。因此，水蒸氣重整制氫成為醇類現(xiàn)場(chǎng)重整制氫的一種有效實(shí)現(xiàn)方式。但水蒸氣重整制氫是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，需外界供熱。常用的辦法是通過(guò)電加熱的方式為重整器提供熱量，但該方法降低了重整器的能量效率。因此，將水蒸氣重整和醇類燃料燃燒集成在一起，通過(guò)醇類燃料燃燒為水蒸氣重整提供能量實(shí)現(xiàn)重整器自熱運(yùn)行成為醇類重整制氫的一個(gè)發(fā)展方向。
[0004]針對(duì)常規(guī)的自熱型醇類重整器存在結(jié)構(gòu)尺寸大、體積能量效率低、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00820079472.0)公開(kāi)了一種層疊式自熱微制氫重整器。該重整器集成了吸熱反應(yīng)芯片和放熱反應(yīng)芯片，采用半定位銷孔定位。該重整器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，結(jié)構(gòu)形式易于擴(kuò)大，便于安裝。然而，該重整器的反應(yīng)載體制造成本高，效率低；為了降低制造成本，提高反應(yīng)效率，中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00910100100.0)公開(kāi)了一種微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)的自熱型醇類重整制氫微通道重整器。該重整器包含催化重整制氫腔和燃燒通道，重整制氫所需的熱量由燃燒通道提供，實(shí)現(xiàn)重整器的自熱運(yùn)行。通過(guò)采用微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)作為反應(yīng)載體，進(jìn)一步提高了重整器能量效率。
[0005]雖然通過(guò)各國(guó)研究者的努力，自熱型重整器的能量效率得到了較大地提高，但是這些重整器的出口重整氣中均含有一定量的一氧化碳。當(dāng)采用這些重整器給氫燃料電池供氫時(shí)，需要在它們和氫燃料電池中間布置去一氧化碳裝置，這就增加了氫燃料電池系統(tǒng)的體積和質(zhì)量，降低氫燃料電池系統(tǒng)的能量密度，因此，有必要發(fā)明一種結(jié)構(gòu)緊湊、能量密度高、制造成本低，并可直接給氫燃料電池供氫的醇類重整器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，該重整器的重整制氫板、催化燃燒板上制造有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)，傳熱傳質(zhì)快，燃料轉(zhuǎn)化率高。而且，醇類重整器含有氫氣提純部件，可提高重整制氫腔的燃料轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)出口氫氣可直接供氫燃料電池使用。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]本實(shí)用新型從上至下依次由氫氣提純部件，重整制氫板和催化燃燒板構(gòu)成；其中:
[0009]I)氫氣提純部件:整體為矩形體結(jié)構(gòu)，包括氫氣提純板和氫氣滲透膜；氫氣提純板整體為矩形體結(jié)構(gòu)，中部開(kāi)有凹槽，凹槽中間為矩形，短邊兩側(cè)均為梯形，兩個(gè)梯形的下底和短邊尺寸相同，氫氣提純板短邊兩側(cè)分別開(kāi)有載氣入口孔和載氣出口孔，載氣入口孔和載氣出口孔的一側(cè)分別與凹槽相通，載氣入口孔和載氣出口孔的另一側(cè)分別與各自的載氣入口管和載氣出口管相通，載氣入口管、載氣入口孔、凹槽、載氣出口孔、載氣出口管貫通形成燃料氣體流動(dòng)通道，氫氣提純板上面開(kāi)有矩形槽，氫氣滲透膜安裝在矩形槽內(nèi)；
[0010]2)重整制氫板:整體為矩形體，重整制氫板的一個(gè)面上開(kāi)有平行四邊形凹槽，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列，凸臺(tái)表面燒結(jié)一層醇類重整制氫催化劑，兩邊為中心對(duì)稱的三角形流體分布腔；靠近重整制氫板(2)兩短邊側(cè)的長(zhǎng)邊分別開(kāi)有重整燃料入口孔和重整燃料出口孔，重整燃料入口孔和重整燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，重整燃料入口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，重整燃料入口孔的另一側(cè)與重整燃料入口管相通，重整燃料出口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，重整燃料出口孔的另一側(cè)與重整燃料出口管相通，重整燃料入口管、重整燃料入口孔、平行四邊形凹槽、重整燃料出口孔、重整燃料出口管貫通形成重整燃料氣體流動(dòng)通道；
[0011]3)催化燃燒板:整體為矩形體，催化燃燒板的一個(gè)面上開(kāi)有平行四邊形凹槽，該平行四邊形凹槽與重整制氫板的平行四邊形凹槽方向相反，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列，凸臺(tái)表面燒結(jié)一層醇類燃燒催化劑，兩邊為中心對(duì)稱的三角形流體分布腔，靠近催化燃燒板兩短邊側(cè)的長(zhǎng)邊分別開(kāi)有燃燒燃料入口孔和燃燒燃料出口孔，燃燒燃料入口孔和燃燒燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，燃燒燃料入口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，燃燒燃料入口孔的另一側(cè)與燃燒燃料入口管相通，燃燒燃料出口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，燃燒燃料出口孔的另一側(cè)與燃燒燃料出口管相通，燃燒燃料入口管、燃燒燃料入口孔、平行四邊形凹槽、燃燒燃料出口孔、燃燒燃料出口管貫通形成燃燒燃料氣體流動(dòng)通道。
[0012]所述的氫氣提純板的矩形槽深度大于或等于氫氣滲透膜厚度。
[0013]所述重整制氫板和催化燃燒板上均有結(jié)構(gòu)一致的圓柱型微凸臺(tái)陣列；該微凸臺(tái)陣列呈錯(cuò)排分布，奇數(shù)列微凸臺(tái)數(shù)目相同，偶數(shù)列微凸臺(tái)數(shù)目相同。
[0014]所述的醇類重整制氫催化劑為銅基催化劑或貴金屬催化劑；所述的醇類燃燒催化劑為鈀基催化劑。
[0015]所述的氫氣提純部件，重整制氫板，催化燃燒板材料均為普通鋁合金。
[0016]所述的氫氣提純部件，重整制氫板和催化燃燒板為焊接或螺栓連成一體。
[0017]本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0018]I)通過(guò)改善反應(yīng)載體結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高醇類重整器的傳熱傳質(zhì)效率，克服現(xiàn)有自熱重整器體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題。該自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器的催化燃燒板和重整制氫板中布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)，相比于平行排布的微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)，錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善醇類重整器的傳熱傳質(zhì)性能，提高了醇類重整器的效率。[0019]2)通過(guò)甲醇重整得到的重整氣氫氣含量雖高，但仍含有少量一氧化碳，需要經(jīng)過(guò)氫氣提純步驟后才可用于氫燃料電池。然而，本實(shí)用新型所提出的自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器具有氫氣提純部件，甲醇等醇類燃料在重整制氫板上重整生成的氫氣通過(guò)氫氣滲透膜進(jìn)入氫氣提純板，從氫氣提純板的載氣出口管流出，因此可得到幾乎不含一氧化碳的高氫氣含量的混合氣，可直接供給氫燃料電池使用。
[0020]3)氫氣離開(kāi)重整制氫板后，重整制氫板的重整制氫腔內(nèi)重整氣中氫氣含量降低。根據(jù)勒沙特列原理，降低氫氣含量促使甲醇反應(yīng)，因此，可增加甲醇轉(zhuǎn)化率，提高醇類重整器的制氫效率。
[0021 ] 4)該醇類重整器集成了醇類重整制氫、醇類催化燃燒于一體，可有效實(shí)現(xiàn)醇類重整器的自熱運(yùn)行。
[0022]5)該醇類重整器的核心部件(催化燃燒板和重整制氫板)可由微觸變成形技術(shù)制造而成，效率高，加工成本低。
[0023]6)該醇類重整器結(jié)構(gòu)緊湊，可用于中、小功率制氫場(chǎng)合。同時(shí)，易于擴(kuò)大規(guī)模，只需將若干個(gè)該重整器層疊并設(shè)計(jì)入口管道即可。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型整體三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本實(shí)用新型氫氣提純部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是本實(shí)用新型重整制氫板的二維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4是本實(shí)用新型催化燃燒板的二維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是本實(shí)用新型的制氫工作過(guò)程原理圖。
[0029]圖中:1、氫氣提純部件，2、重整制氫板，3、催化燃燒板，4、氫氣提純板，5、氫氣滲透膜，6、載氣入口管，7、載氣出口管，8、重整燃料入口管，9、重整燃料出口管，10、燃燒燃料入口管，U、燃燒燃料出口管。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型從上至下依次由氫氣提純部件1，重整制氫板2和催化燃燒板3構(gòu)成。
[0032]如圖2所示，氫氣提純部件1:整體為矩形體結(jié)構(gòu)，包括氫氣提純板4和氫氣滲透膜5 ;氫氣提純板4整體為矩形體結(jié)構(gòu)，中部開(kāi)有凹槽，凹槽中間為矩形，短邊兩側(cè)均為梯形，兩個(gè)梯形的下底和短邊尺寸相同，氫氣提純板4短邊兩側(cè)分別開(kāi)有載氣入口孔和載氣出口孔，載氣入口孔和載氣出口孔的一側(cè)分別與凹槽相通，載氣入口孔和載氣出口孔的另一側(cè)分別與各自的載氣入口管6和載氣出口管7相通，載氣入口管6、載氣入口孔、凹槽、載氣出口孔、載氣出口管7貫通形成燃料氣體流動(dòng)通道，該燃料氣體為氫氣和尾吹氣(如氮?dú)?的混合氣體，氫氣提純板4上面開(kāi)有矩形槽，氫氣滲透膜5安裝在矩形槽內(nèi)；
[0033]如圖3所示，重整制氫板2:整體為矩形體，重整制氫板2的一個(gè)面上開(kāi)有平行四邊形凹槽，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陳列，凸臺(tái)表面燒結(jié)一層醇類重整制氫催化劑，兩邊為中心對(duì)稱的三角形流體分布腔；靠近重整制氫板2兩短邊側(cè)的長(zhǎng)邊分別開(kāi)有重整燃料入口孔和重整燃料出口孔，重整燃料入口孔和重整燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，重整燃料入口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，重整燃料入口孔的另一側(cè)與重整燃料入口管8相通，重整燃料出口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，重整燃料出口孔的另一側(cè)與重整燃料出口管9相通，重整燃料入口管8、重整燃料入口孔、平行四邊形凹槽、重整燃料出口孔、重整燃料出口管9貫通形成重整燃料氣體流動(dòng)通道；
[0034]如圖4所示，催化燃燒板3:整體為矩形體，催化燃燒板3的一個(gè)面上開(kāi)有平行四邊形凹槽，該平行四邊形凹槽與重整制氫板2的平行四邊形凹槽方向相反，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列，凸臺(tái)表面燒結(jié)一層醇類燃燒催化劑，兩邊為中心對(duì)稱的三角形流體分布腔，靠近催化燃燒板3兩短邊側(cè)的長(zhǎng)邊分別開(kāi)有燃燒燃料入口孔和燃燒燃料出口孔，燃燒燃料入口孔和燃燒燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，燃燒燃料入口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，燃燒燃料入口孔的另一側(cè)與燃燒燃料入口管10相通，燃燒燃料出口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，燃燒燃料出口孔的另一側(cè)與燃燒燃料出口管11相通，燃燒燃料入口管10、燃燒燃料入口孔、平行四邊形凹槽、燃燒燃料出口孔、燃燒燃料出口管11貫通形成燃燒燃料氣體流動(dòng)通道。
[0035]所述的氫氣提純板4的矩形槽深度大于或等于氫氣滲透膜5厚度。
[0036]所述重整制氫板2和催化燃燒板3上均有結(jié)構(gòu)一致的圓柱型微凸臺(tái)陣列；該微凸臺(tái)陣列呈錯(cuò)排分布，奇數(shù)列微凸臺(tái)數(shù)目相同，偶數(shù)列微凸臺(tái)數(shù)目相同。相鄰微凸臺(tái)之間的中心間距為1.8 mm。每個(gè)圓柱型微凸臺(tái)直徑為I mm,高為I mm。
[0037]所述的醇類重整制氫催化劑為銅基催化劑或貴金屬催化劑；所述的醇類燃燒催化劑為鈀基催化劑。
[0038]所述的氫氣提純部件1，重整制氫板2，催化燃燒板3材料均為普通鋁合金。或者重整制氫板2，催化燃燒板3材料可采用A356鋁合金，氫氣提純板4采用普通鋁合金。催化燃燒板3和重整制氫板2由微觸變成形技術(shù)加工而成，氫氣提純板4采用普通機(jī)械加工技術(shù)制造而成。
[0039]氫氣提純部件1，重整制氫板2和催化燃燒板3為焊接或螺栓連成一體。
[0040]采用的醇類為甲醇或者乙醇，本實(shí)用新型用甲醇作為燃料說(shuō)明所述的自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器的工作原理，具體如下:
[0041]所述的自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，在重整制氫板2的重整制氫腔內(nèi)進(jìn)行甲醇水蒸氣重整反應(yīng)，在催化燃燒板3的催化燃燒腔內(nèi)內(nèi)進(jìn)行甲醇催化燃燒反應(yīng)。在重整制氫板2中進(jìn)行的水蒸氣重整過(guò)程包括三個(gè)反應(yīng)，如下所示:
[0042]甲醇水蒸氣重整(SR):
[0043]CH30H+H20 — 3H2+C02,
[0044]水汽逆反應(yīng)(rWGS):
[0045]C02+H2 — C0+H20，
[0046]甲醇分解(DE):
[0047]CH3OH — 2H2+C0。
[0048]在催化燃料板3中進(jìn)行的燃料燃燒過(guò)程包括一個(gè)反應(yīng)，如下所示:
[0049]甲醇燃燒(MC):[0050]CH3OH+1.502 — 2H20+C02。
[0051]所述的重整制氫板2內(nèi)負(fù)載有銅基催化劑Cu/Zn0/Al203，用于甲醇水蒸氣重整制氫。所述的催化燃燒板3內(nèi)負(fù)載有鉬基催化劑PVAl2O3，用于甲醇催化燃燒。
[0052]催化劑的負(fù)載方法如下:
[0053]將重整制氫板2、催化燃燒板3放入濃度為20 wt%的NaOH溶液中腐蝕2 min,清洗后自然晾干，用于去除重整制氫板2、催化燃燒板3在經(jīng)過(guò)成形加工、線切割過(guò)程后表面留有的污垢。接著，在重整制氫板2、催化燃燒板3的錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列表面上涂覆一層鋁溶膠，自然晾干后，放入爐中焙燒，I h升溫到350°C并保溫2 h，隨爐冷卻，用于在重整制氫板
2、催化燃燒板3的錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列表面上形成一定微結(jié)構(gòu)，提高催化劑與反應(yīng)載體的粘著力。最后，進(jìn)行催化劑的涂覆及燒結(jié):將催化劑粉末與鋁溶膠按一定比例混合，采用磁力攪拌器攪拌3個(gè)小時(shí)，使催化劑均勻地分散在鋁溶膠中。把攪拌后的催化劑漿料均勻涂覆在載有Al2O3薄層的重整制氫板2、催化燃燒板3的錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列表面上，并在室溫下干燥。干燥后放入爐中在400 °C條件下焙燒2 h，隨爐冷卻后即在重整制氫板2、催化燃燒板3的錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列表面上燒結(jié)一層有一定附著力的催化劑。
[0054]如圖5所示，是該自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器的制氫工作過(guò)程原理圖。制氫反應(yīng)開(kāi)始前，向自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器的重整制氫板2的重整制氫腔、催化燃燒板3的催化燃燒腔和氫氣提純板4的氫氣提純腔中通入尾吹氣氮?dú)猓宄ǖ纼?nèi)的空氣等雜質(zhì)氣體。氮?dú)獾牧髁坑闪髁坑?jì)控制。接著，向催化燃燒板3的催化燃燒腔中通入燃燒燃料(甲醇和空氣)，甲醇和空氣在醇類燃燒催化劑(PVAl2O3)的催化下開(kāi)始反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和水等產(chǎn)物，并放出大量熱量。利用催化燃燒產(chǎn)生的熱量將自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器升溫至250°C ;然后，向自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器重整制氫板2的重整制氫腔中通入含氫氣體積分?jǐn)?shù)5%的氮?dú)浠旌蠚怏w，對(duì)醇類重整制氫催化劑進(jìn)行還原，保持自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器在250°C，至醇類重整制氫催化劑還原完成。
[0055]當(dāng)自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器還原完成后，調(diào)節(jié)催化燃燒板3的催化燃燒腔的燃燒燃料(甲醇和空氣)入口流量，將醇類重整器的溫度調(diào)節(jié)至甲醇重整制氫的最佳反應(yīng)溫度。接著，重整燃料(甲醇和水的混合物)在注射泵等動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)下泵入自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器重整制氫板2的重整制氫腔，進(jìn)行甲醇重整制氫反應(yīng)過(guò)程，制得氫氣、二氧化碳、一氧化碳等氣體。于此同時(shí)，向氫氣提純部件I的氫氣提純腔中通入尾吹氣(如氮?dú)?。由于氫氣提純部件I的氫氣提純腔和重整制氫板2的重整制氫腔之間僅隔一層氫氣滲透膜5，因此制得的氫氣在重整制氫腔和氫氣提純腔間氫氣濃度差和尾吹氣的驅(qū)動(dòng)下，透過(guò)氫氣滲透膜5進(jìn)入氫氣提純部件I的氫氣提純腔。透過(guò)氫氣滲透膜5的氫氣在尾吹氣(如氮?dú)?的負(fù)載下流出氫氣提純部件I，該氫氣和尾吹氣的混合氣體不會(huì)使燃料電池“中毒”，可直接用于氫燃料電池。因此，可有效增加醇類重整器的結(jié)構(gòu)緊湊性，提高氫燃料電池系統(tǒng)的能量密度。在制氫過(guò)程中，自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器的溫度由熱電偶和溫控儀控制，重整燃料和燃燒燃料的流量由流量泵或液體流量計(jì)控制，制氫過(guò)程的壓力由壓力變送器監(jiān)控。
[0056]本實(shí)用新型可作為中、小型氫源應(yīng)用于移動(dòng)式氫燃料電池等設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，其特征在于:從上至下依次由氫氣提純部件(I)，重整制氫板(2)和催化燃燒板(3)構(gòu)成；其中: 1)氫氣提純部件(I):整體為矩形體結(jié)構(gòu)，包括氫氣提純板(4)和氫氣滲透膜(5);氫氣提純板(4)整體為矩形體結(jié)構(gòu)，中部開(kāi)有凹槽，凹槽中間為矩形，短邊兩側(cè)均為梯形，兩個(gè)梯形的下底和短邊尺寸相同，氫氣提純板(4)短邊兩側(cè)分別開(kāi)有載氣入口孔和載氣出口孔，載氣入口孔和載氣出口孔的一側(cè)分別與凹槽相通，載氣入口孔和載氣出口孔的另一側(cè)分別與各自的載氣入口管(6)和載氣出口管(7)相通，載氣入口管(6)、載氣入口孔、凹槽、載氣出口孔、載氣出口管(7)貫通形成燃料氣體流動(dòng)通道，氫氣提純板(4)上面開(kāi)有矩形槽，氫氣滲透膜(5)安裝在矩形槽內(nèi)； 2)重整制氫板(2):整體為矩形體，重整制氫板(2)的一個(gè)面上開(kāi)有平行四邊形凹槽，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列，凸臺(tái)表面燒結(jié)一層醇類重整制氫催化劑，兩邊為中心對(duì)稱的三角形流體分布腔；靠近重整制氫板(2)兩短邊側(cè)的長(zhǎng)邊分別開(kāi)有重整燃料入口孔和重整燃料出口孔，重整燃料入口孔和重整燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，重整燃料入口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，重整燃料入口孔的另一側(cè)與重整燃料入口管(8)相通，重整燃料出口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，重整燃料出口孔的另一側(cè)與重整燃料出口管(9)相通，重整燃料入口管(8)、重整燃料入口孔、平行四邊形凹槽、重整燃料出口孔、重整燃料出口管(9)貫通形成重整燃料氣體流動(dòng)通道； 3)催化燃燒板(3):整體為矩形體，催化燃燒板(3)的一個(gè)面上開(kāi)有平行四邊形凹槽，該平行四邊形凹槽與重整制氫板(2)的平行四邊形凹槽方向相反，平行四邊形凹槽底面中間的矩形部分布置有錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列，凸臺(tái)表面燒結(jié)一層醇類燃燒催化劑，兩邊為中心對(duì)稱的三角形流體分布腔，靠近催化燃燒板(3)兩短邊側(cè)的長(zhǎng)邊分別開(kāi)有燃燒燃料入口孔和燃燒燃料出口孔，燃燒燃料入口孔和燃`燒燃料出口孔分別與各自的三角形流體分布腔底邊連通，燃燒燃料入口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，燃燒燃料入口孔的另一側(cè)與燃燒燃料入口管(10)相通，燃燒燃料出口孔的一側(cè)與平行四邊形凹槽相通，燃燒燃料出口孔的另一側(cè)與燃燒燃料出口管(11)相通，燃燒燃料入口管(10)、燃燒燃料入口孔、平行四邊形凹槽、燃燒燃料出口孔、燃燒燃料出口管(11)貫通形成燃燒燃料氣體流動(dòng)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，其特征在于:所述的氫氣提純板(4)的矩形槽深度大于或等于氫氣滲透膜(5)厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，其特征在于:所述重整制氫板(2)和催化燃燒板(3)上均有結(jié)構(gòu)一致的圓柱型微凸臺(tái)陣列；該微凸臺(tái)陣列呈錯(cuò)排分布，奇數(shù)列微凸臺(tái)數(shù)目相同，偶數(shù)列微凸臺(tái)數(shù)目相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，其特征在于:所述的醇類重整制氫催化劑為銅基催化劑或貴金屬催化劑；所述的醇類燃燒催化劑為鈀基催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，其特征在于:所述的氫氣提純部件(I)，重整制氫板(2)，催化燃燒板(3)材料均為普通鋁合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自熱錯(cuò)排微凸臺(tái)陣列型醇類重整器，其特征在于:氫氣提純部件(I)，重整制氫板(2)和催化燃燒板(3)為焊接或螺栓連成一體。
【文檔編號(hào)】C01B3/32GK203582462SQ201320706139
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】錢淼, 梅德慶, 姚喆赫, 婁心洋, 梁靈威, 陳子辰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)