[实用新型]一种自热错排微凸台阵列型醇类重整器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自热型醇类重整器，尤其是涉及一种自热错排微凸台阵列型醇类重整器。 

技术背景

氢能源具有燃料热值高，清洁环保等优点，受到了人们的广泛关注。其中，氢燃料电池由于具有效率高，功率密度大等特点，在近年来获得了较快的发展。随着氢燃料电池的大力发展，为燃料电池供氢问题成为研究的热点。在燃料电池供氢方式中，一种有效的办法是采用高能量密度的液体燃料，特别是采用低碳醇（如甲醇）通过制氢反应系统现场重整产生氢气。 

目前，醇类重整制氢主要包括三种方式：水蒸气重整、部分氧化重整和自热重整。其中，水蒸气重整得到的重整气体中氢气含量最高，一氧化碳含量最低（一氧化碳可使氢燃料电池的阳极中毒失效）。较低含量一氧化碳使得重整气体的后续处理步骤变得简单，从而提高了醇类重整器的紧凑性；而较高的氢气含量又使醇类重整器具有较大的能量密度。因此，水蒸气重整制氢成为醇类现场重整制氢的一种有效实现方式。但水蒸气重整制氢是强吸热反应，需外界供热。常用的办法是通过电加热的方式为重整器提供热量，但该方法降低了重整器的能量效率。因此，将水蒸气重整和醇类燃料燃烧集成在一起，通过醇类燃料燃烧为水蒸气重整提供能量实现重整器自热运行成为醇类重整制氢的一个发展方向。 

针对常规的自热型醇类重整器存在结构尺寸大、体积能量效率低、启动时间长等缺点。中国发明专利（申请号 200820079472.0）公开了一种层叠式自热微制氢重整器。该重整器集成了吸热反应芯片和放热反应芯片，采用半定位销孔定位。该重整器结构简单，紧凑，结构形式易于扩大，便于安装。然而，该重整器的反应载体制造成本高，效率低；为了降低制造成本，提高反应效率，中国发明专利（申请号 200910100100.0）公开了一种微凸台阵列结构的自热型醇类重整制氢微通道重整器。该重整器包含催化重整制氢腔和燃烧通道，重整制氢所需的热量由燃烧通道提供，实现重整器的自热运行。通过采用微凸台阵列结构作为反应载体，进一步提高了重整器能量效率。 

虽然通过各国研究者的努力，自热型重整器的能量效率得到了较大地提高，但是这些重整器的出口重整气中均含有一定量的一氧化碳。当采用这些重整器给氢燃料电池供氢时，需要在它们和氢燃料电池中间布置去一氧化碳装置，这就增加了氢燃料电池系统的体积和质量，降低氢燃料电池系统的能量密度，因此，有必要发明一种结构紧凑、能量密度高、制造成本低，并可直接给氢燃料电池供氢的醇类重整器。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自热错排微凸台阵列型醇类重整器，该重整器的重整制氢板、催化燃烧板上制造有错排微凸台阵列结构，传热传质快，燃料转化率高。而且，醇类重整器含有氢气提纯部件，可提高重整制氢腔的燃料转化效率，同时出口氢气可直接供氢燃料电池使用。 

本实用新型采用的技术方案是： 

本实用新型从上至下依次由氢气提纯部件，重整制氢板和催化燃烧板构成；其中：

1) 氢气提纯部件：整体为矩形体结构，包括氢气提纯板和氢气渗透膜；氢气提纯板整体为矩形体结构，中部开有凹槽，凹槽中间为矩形，短边两侧均为梯形，两个梯形的下底和短边尺寸相同，氢气提纯板短边两侧分别开有载气入口孔和载气出口孔，载气入口孔和载气出口孔的一侧分别与凹槽相通，载气入口孔和载气出口孔的另一侧分别与各自的载气入口管和载气出口管相通，载气入口管、载气入口孔、凹槽、载气出口孔、载气出口管贯通形成燃料气体流动通道，氢气提纯板上面开有矩形槽，氢气渗透膜安装在矩形槽内；

2) 重整制氢板：整体为矩形体，重整制氢板的一个面上开有平行四边形凹槽，平行四边形凹槽底面中间的矩形部分布置有错排微凸台阵列，凸台表面烧结一层醇类重整制氢催化剂，两边为中心对称的三角形流体分布腔；靠近重整制氢板(2)两短边侧的长边分别开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别与各自的三角形流体分布腔底边连通，重整燃料入口孔的一侧与平行四边形凹槽相通，重整燃料入口孔的另一侧与重整燃料入口管相通，重整燃料出口孔的一侧与平行四边形凹槽相通，重整燃料出口孔的另一侧与重整燃料出口管相通，重整燃料入口管、重整燃料入口孔、平行四边形凹槽、重整燃料出口孔、重整燃料出口管贯通形成重整燃料气体流动通道；