[发明专利]重整反应制氢过程反应模压装置温度场分布确定方法

说明书

本发明属于重整反应制氢技术领域，公开了一种重整反应制氢过程反应模压装置温度场分布确定方法，单纯重整反应制氢试验以测试反应过程反应模压一体化装置内催化反应板和纤维模压板内温度场分布规律，纤维模压板内不放置纤维进行烧结；通过温度数据采集系统收集催化反应板和纤维模压板内三个不同点的温度变化数据，在相同实验条件下每次通过改变一个参数而保持其它参数不变研究入口燃料流速大小、层叠结构关键因素变化时重整反应制氢烧结过程温度场变化规律；用带高分辨率放大装置的红外热成像仪拍摄催化反应板和纤维模压板温度场，进行温度收集数据和红外温度数据的对比分析。

技术领域

本发明属于重整反应制氢技术领域，尤其涉及一种重整反应制氢过程反应模压装置温度场分布确定方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：目前制氢微通道反应器主要采用层叠结构，即通过将多片负载催化剂的金属薄板相互层叠在一起，经焊接或其他紧固方式连接成单一的反应单元。金属薄板一般常用微通道薄板或多孔泡沫金属两种结构，前者主要利用激光加工或刻蚀等技术在金属薄板表面加工出微通道，具有流道一致性好以及催化剂附着牢固等优势，但存在加工速率低、制造成本高、催化剂负载量少等问题；后者则采用发泡法和共晶凝固法等技术制备具有三维网状结构的多孔泡沫金属材料作为反应载体，具有孔隙率高和比表面积大的特点，在同样反应体积内可以有效增加催化剂附着量，大幅度提高供氢量，但催化剂在反应过程中容易脱落而导致流道堵塞。多尺度纤维反应载体重整反应制氢烧结过程充分利用醇类重整制氢过程热量和所产生的氢气氛围，省去了传统烧结法额外置入氢和电功率消耗，实现了制造过程的节能化。由于碳排放本身具有多源性、动态性等特点，而且大部分零部件制造过程碳排放大多属于间接碳排放，因此，对如何进行两种烧结成形方式的碳排放量的计算与定量分析是衡量和评价重整反应制氢节能烧结成形的重要一步。同时由于采用重整反应制氢烧结成形工艺所获得的多尺度纤维反应载体反过来对重整反应制氢和燃料电池本身性能有何影响还不清楚，只有清楚揭晓两者之间的作用关系，才能有效的指导纤维载体烧结成形工艺参数按照制氢反应性能需求设计和生成。

传统多孔纤维载体成形过程一般是先将纤维放置在模压装置内，然后将模压装置放进真空炉内通过控制烧结温度(600～1000℃)和烧结时间(30～90min)以及在氢气氛围保护下烧结成形，但真空炉设备较复杂成本也较高，同时消耗功率较大，导致纤维载体制造过程所折合碳排放较高。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)利用激光加工或刻蚀等技术在金属薄板表面加工出微通道，具有流道一致性好以及催化剂附着牢固等优势，但存在加工速率低、制造成本高、催化剂负载量少等问题。

(2)采用发泡法和共晶凝固法等技术制备具有三维网状结构的多孔泡沫金属材料作为反应载体，具有孔隙率高和比表面积大的特点，在同样反应体积内可以有效增加催化剂附着量，大幅度提高供氢量，但催化剂在反应过程中容易脱落而导致流道堵塞。

(3)传统多孔纤维载体成形过程一般是先将纤维放置在模压装置内，然后将模压装置放进真空炉内通过控制烧结温度和烧结时间以及在氢气氛围保护下烧结成形，但真空炉设备较复杂成本也较高，同时消耗功率较大，导致纤维载体制造过程所折合碳排放较高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种重整反应制氢过程反应模压装置温度场分布确定方法。

本发明是这样实现的，一种重整反应制氢过程反应模压装置温度场分布确定方法，所述重整反应制氢过程反应模压装置温度场分布确定方法包括：

步骤一：单纯重整反应制氢试验以测试反应过程反应模压一体化装置内催化反应板和纤维模压板内温度场分布规律，纤维模压板内不放置纤维进行烧结；

步骤二：通过温度数据采集系统收集催化反应板和纤维模压板内三个不同点的温度变化数据，在相同实验条件下每次通过改变一个参数而保持其它参数不变研究入口燃料流速大小、层叠结构关键因素变化时重整反应制氢烧结过程温度场变化规律；