[实用新型]甲烷水蒸气重整制氢的催化剂评价装置

说明书

本实用新型提供了一种甲烷水蒸气重整制氢的催化剂评价装置。该催化剂评价装置包括汽化混合单元，具有液态水进口、气体进口和混合器出口，用于将液态水汽化为水蒸气并将水蒸气与甲烷混合形成混合气；热反应单元，与混合气出口相连。在催化评价装置中设置汽化混合单元和热反应单元，可以将液态水在进入热反应单元之前完成汽化，汽化得到的水蒸气与甲烷混合形成混合气，混合气再进入热反应单元进行制氢反应，以使得催化剂床层反应环境稳定，防止反应条件的波动，从而测量得到的结构能够准确反应催化剂的真实活性水平。

技术领域

本实用新型涉及甲烷水蒸气重整制氢技术领域，具体而言，涉及一种甲烷水蒸气重整制氢的催化剂评价装置。

背景技术

氢气作为一种二次化工产品，在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。工业上以天然气和水为主要原料，在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中的CH₄和水蒸气发生化学反应，经过一系列过程转化为氢气。涉及到的反应式为：CH₄+H₂O→CO+3H₂；CO+H₂O→CO₂+H₂。

上述制氢催化剂的生产过程较长且复杂，导致影响最终产品质量因素较多，因此小型的制氢催化剂评价实验装置的稳定性尤为重要。目前制氢催化剂评价实验装置所采用的评价的原料水为液相，即使液相水直接与甲烷进入反应器中反应，评价结果显示同一个运行的样品测得的甲烷转化速率在450～520mlC₁/g·min之间不等，测得的结果波动较大，难以准确反映催化剂的真实活性水平。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种甲烷水蒸气重整制氢的催化剂评价装置，以解决现有技术中评价实验装置测试结果不能反映催化剂真实活性水平的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种甲烷水蒸气重整制氢的催化剂评价装置，包括汽化混合单元，具有液态水进口、气体进口和混合气出口，用于将液态水汽化为水蒸气并将水蒸气与甲烷混合形成混合气；热反应单元，与混合气出口相连。

进一步地，汽化混合单元包括：混合器，液态水进口、气体进口和混合器出口设置在混合器上；换热器，设置在混合器的至少部分外侧用于对所述混合器进行加热。

进一步地，混合器包括：混合管道，换热器设置在混合管道的外侧；三通管，具有第一端口、第二端口和第三端口，第一端口为气体进口，第二端口与混合管道连通，第三端口为液态水进口，混合气出口设置在混合管道的远离三通管的一端。

进一步地，第二端口和第三端口的末端开口方向相反。

进一步地，第三端口为变径端口，且第三端口的口径由末端向始端逐渐增大。

进一步地，混合器还包括输水管，输水管依次穿过第三端口和第二端口并延伸至混合管道中。

进一步地，输水管的末端与第一端口的末端之间距离为混合管道长度的1/3～2/3。

进一步地，输水管的外径与第三端口的末端开口内径相同。

进一步地，输水管为不锈钢管，混合管道为不锈钢管道。

进一步地，换热器为加热炉，加热炉的加热丝盘绕在混合管道的外壁上。

应用本实用新型的技术方案，在催化评价装置中设置汽化混合单元和热反应单元，可以将液态水在进入热反应单元之前完成汽化，汽化得到的水蒸气与甲烷混合形成混合气，混合气再进入热反应单元进行制氢反应，以使得催化剂床层反应环境稳定，防止反应条件的波动，从而测量得到的结构能够准确反应催化剂的真实活性水平。

附图说明