[发明专利]一种阵列式重整反应器

说明书

一种阵列式重整反应器，属于重整制氢领域。包括并列连接的多个主体；绝缘端内部中空为电离腔，组合式高压电极的主体位于电离腔内，绝缘端一侧开口，开口处安装有出口盖板，放电层通过通电开关连接高压电源，固定端上设有载气入口，载气入口通过载气喷射阀与高压载气瓶相连，燃料通路通过燃料喷射阀连接燃料箱，燃料箱连接集液箱，集液出口通过集液阀与集液泵相连，集液泵连接集液箱，相邻主体的固定端相连，相邻主体之间的接地电极相连。本发明采用非平衡等离子体技术对含氢液态燃料进行重整制氢，重整效率高速度快，此外本发明的绝缘套、组合式高压电极、接地电极均采用了模块化设计，方便使用时的安装、拆卸及维修。

技术领域

本发明涉及重整制氢领域，尤其涉及一种阵列式重整反应器。

背景技术

氢气燃烧清洁，无颗粒、碳氢、一氧化碳等排放；若采用稀薄燃烧技术，氢气燃烧可进一步实现零排放；因此，与汽油、柴油、天然气等传统化石燃料相比，氢气具有成为发动机主要燃料的巨大潜力。

然而，氢气在常温常压下为气态，使用时需采用低温将其液化，或者加压将其压缩为高压高密度的压缩氢气，无论哪种方法，氢气在储运过程中均需储存于高压容器中，这导致了使用成本的增加，并具有安全隐患；而且氢气的爆炸极限宽、燃烧速度快，直接用作发动机燃料时容易发生回火，这些性质导致使用氢气燃料的危险性很高，发动机的工作安全性及可靠性无法保证。

将甲醇、乙醇等含氢液态燃料在一定条件下进行重整反应，可使含氢燃料发生裂解反应，生成富含氢气的可燃气体，这些生成气可直接用作发动机燃料，有效改善发动机的点火及燃烧性能，并降低排放；并且甲醇、乙醇等含氢液态燃料在常温常压条件下为液体，储存及运输十分方便，因此采用在线重整技术将甲醇、乙醇等含氢液态燃料重整为富氢气体并实时供给发动机作为燃料，使得甲醇、乙醇等含氢液态燃料及其重整燃料具有在内燃机、航空发动机等领域使用的巨大潜力。

现有的发动机用甲醇重整制氢的装置采用反应主体内外壳间加有绝热陶瓷棉，在反应主体下盖板上先层叠多层甲醇水蒸发层后，再交替层叠重整反应层和燃烧反应层，热电偶的一端插入中间层的重整反应层中，另一端用温度信号线与电控单元相连；电控单元分别与甲醇泵、甲醇水溶液泵、空气泵、甲醇空气流量控制电磁阀和甲醇水溶液流量控制电磁阀电路相连，甲醇水溶液泵的一端接入甲醇水储存箱，另一端经控制电磁阀接入甲醇水蒸发层，甲醇泵的一端接甲醇储存箱，另一端经控制电磁阀接甲醇水蒸发层，上、下盖板开有多个废气流通孔的方案，这种方案将工作空间隔离为蒸发空间和裂解空间两部分，由于工作空间大，无法保证含氢液态燃料与催化剂、含氢液态燃料与废气充分接触，因此其工作效率和速度较为低下，并且这种方案重量较大，用在车载、机载等领域受到重量的限制，使用不便；此外现有在线重整制氢技术必须使用催化剂，增加了使用成本，而且催化剂在使用中对于不同的使用工况其催化效果不同，在某些工况下易发生催化剂中毒，导致重整反应器失效。

发明内容

为解决现有重整反应器工作效率和速度较低、重量大以及需要使用催化剂的问题，本发明提供了一种阵列式重整反应器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种阵列式重整反应器，包括并列连接的多个主体，所述主体包括绝缘套、组合式高压电极、出口盖板、集液管和接地电极；所述绝缘套分为固定端和绝缘端，固定端设有与组合式高压电极连接段配合的安装孔，绝缘端内部中空为电离腔，组合式高压电极的主体位于电离腔内，绝缘端一侧开口，开口处安装有出口盖板，集液管一端与绝缘端连接，集液管另一端与固定端上的集液出口连通，绝缘端外壁还环绕有接地电极，组合式高压电极包括放电层和绝缘层，绝缘层位于放电层内部，绝缘层内部设有燃料通路，放电层上设有与燃料通路连通的喷口，放电层通过通电开关连接高压电源，固定端上设有载气入口，载气入口通过载气喷射阀与高压载气瓶相连，燃料通路通过燃料喷射阀连接燃料箱，燃料箱连接集液箱，集液出口通过集液阀与集液泵相连，集液泵连接集液箱，相邻主体的固定端相连，相邻主体之间的接地电极相连。