[实用新型]自热式脱氢反应装置

说明书

本实用新型公开了一种自热式脱氢反应装置，涉及脱氢反应装置领域，解决了脱氢反应能量损耗大、装置体积大、脱氢效率低的技术问题，其技术方案要点是将自热反应腔、温控腔和脱氢反应腔全部都集成设计到一个脱氢反应单元里，使用上端板、下端板和紧固件对多个串联堆叠的脱氢反应单元进行固定，组装成脱氢反应装置。自热反应腔通过氢气和空气的化学反应产生热量，再通过隔离薄壁将热量传递给温控腔，温控腔通过导热剂流动对流换热将热量传导到脱氢反应腔，为脱氢反应持续提供所需的热量。整个过程能量损耗小，减少了热传导过程中额热量损失，装置体积小，功率密度高，脱氢能量效率高。

技术领域

本公开涉及脱氢反应装置领域，尤其涉及一种自热式脱氢反应装置。

背景技术

脱氢本质是制氢，获得氢能，也可以用于含氢尾气及尾液处理，其反应过程是使含有氢原子的液体或者气体通过一定温度的反应堆，通过催化的方式使材料中的氢脱离，形成氢气溢出。

脱氢反应是一个吸热反应，如果要获得稳定的氢气流量，必须保证反应堆能够持续不断的提供脱氢所需的热量。现有脱氢反应装置的供热系统、温控系统和反应系统一般都是分开设置的，反应过程中热传导能量损失较大，从而影响了整体的脱氢效率。

实用新型内容

本公开提供了一种自热式脱氢反应装置，达到降低能量损失提高脱氢效率的技术目的。

本公开的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自热式脱氢反应装置，包括至少一个脱氢反应单元、上端板、下端板和紧固件，所述上端板、下端板分别与所述脱氢反应单元的顶部、底部连接，所述紧固件紧固所述上端板和下端板以及上、下端板之间的至少一个所述脱氢反应单元；

所述脱氢反应单元包括自热反应腔、温控腔和脱氢反应腔，所述温控腔设在所述自热反应腔和所述脱氢反应腔之间，所述自热反应腔和所述温控腔通过隔离薄壁连接；

所述自热反应腔包括自热腔反应流场，与氢气/空气混合气体进口和氢气/空气混合气体出口连接，且所述自热腔反应流场表面涂有燃烧催化剂涂层；

所述温控腔包括温控腔流场，与导热剂入口和冷却液出口连接；

所述脱氢反应腔包括脱氢腔流场，与含氢液体/气体入口和含氢液体/气体出口连接，且所述脱氢腔流场表面涂有脱氢催化剂涂层；

所述氢气/空气混合气体进口、氢气/空气混合气体出口、导热剂入口、冷却液出口、含氢液体/气体入口、含氢液体/气体出口都设在所述上端板上。

进一步地，所述自热反应腔、温控腔和脱氢反应腔均由耐高温密封材料密封；所述温控腔的密封材料为酚醛树脂胶粘剂或环氧树脂胶粘剂，所述自热反应腔和所述脱氢反应腔的密封材料为氟橡胶密封圈或石墨密封材料。

进一步地，所述自热腔流场的流道槽深为0.5mm，槽宽2-3mm，脊宽0.5mm；

所述温控腔流场的流道槽深为0.4mm，槽宽1-2mm，脊宽0.7mm；

所述脱氢腔流场的流道槽深为0.7mm，槽宽1-2mm，脊宽0.5mm。

进一步地，所述自热腔流场、温控腔流场、脱氢腔流场的流场壁厚为0.5mm。

进一步地，所述燃烧催化剂涂层为2％～20％Pt-SiO₂催化剂或2％～20％Pt-C催化剂，其中铂当量为0.03mg/cm²～0.1mg/cm²。

进一步地，所述导热剂为沸点300摄氏度以上的导热油。

进一步地，所述上端板和所述下端板为铝合金或钢制端板。