[发明专利]一种沼气自热重整多孔介质反应装置

说明书

本发明涉及一种沼气自热重整多孔介质反应装置，包括装置壳体、设于装置壳体内的多孔介质反应器、分别连接于装置壳体的第一气管和第二气管；装置壳体与多孔介质反应器之间设有第一空间；多孔介质反应器中心设有由热辐射聚焦而成的高温反应区；多孔介质反应器内密集填充有多孔介质；第一空间和高温反应区之间通过多孔介质连通形成反应气体内通路；第一气管、反应气体内通路和第二气管依次连通。多孔介质反应器内，反应气体流通截面积逐渐变化，以及中心高温反应区的高温保证化学反应的持续高效完成，能够彻底解决传统催化重整反应器中催化剂积炭问题，实现持续高效的自热重整制合成气反应，大幅降低自热重整制合成气的成本。

技术领域

本发明涉及化学反应装置领域，特别是涉及一种沼气自热重整多孔介质反应装置。

背景技术

甲烷自热重整、甲烷自热干重整、沼气自热重整和垃圾填埋气自热重整制合成气技术对生物质气的高效利用，以及减少温室气体的排放，实现碳中和目标有着非常重要的意义。

本发明可以在不使用催化剂的条件下，利用一种沼气自热重整多孔介质反应装置实现持续高效的自热重整反应，不仅能够彻底解决传统催化重整反应器中催化剂积炭问题，而且可以在不需要对沼气和垃圾填埋气进行预处理的条件下，实现持续高效的自热重整制合成气反应，可大幅降低自热重整制合成气的成本。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于：提供一种沼气自热重整多孔介质反应装置，能够实现高效持续的自热重整反应，从而彻底解决传统催化重整反应器中催化剂积炭问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种沼气自热重整多孔介质反应装置，包括装置壳体、设于装置壳体内的多孔介质反应器、分别连接于装置壳体的第一气管和第二气管；

装置壳体与多孔介质反应器之间设有第一空间；

多孔介质反应器中心设有由热辐射聚焦而成的高温反应区；

多孔介质反应器内部密集填充有多孔介质；

第一空间和高温反应区之间通过多孔介质连通形成反应气体内通路；

第一气管、反应气体内通路和第二气管依次连通。

进一步，第一气管与第二气管互相套接。

进一步，装置壳体外设有换热器，换热器两端分别连接于第一气管和第二气管。

进一步，第一气管依次穿过装置壳体一侧和整个多孔介质反应器且连接于第一空间，第二气管依次穿过装置壳体一侧和多孔介质反应器一侧且连接于高温反应区。

进一步，第一气管依次穿过装置壳体一侧和多孔介质反应器一侧且连接于高温反应区，第二气管穿过装置壳体一侧且连接于高温反应区。

进一步，第一气管和第二气管均设于装置壳体上侧。

进一步，反应气体内通路截面沿反应气体流通路径逐渐变化。

进一步，多孔介质反应器为球形、椭球形、圆筒形或多面体，装置壳体形状与多孔介质反应器相适应。

进一步，多孔介质为惰性多孔介质、催化剂或催化剂与惰性多孔介质组成的混合物。

进一步，多孔介质具有一种或一种以上孔隙率。

总的说来，本发明具有如下优点：

(1)反应气体混合物进入第二气管后，能够被第一气管内的高温气体预热，有利于化学反应的稳定进行，同时也能提高反应器中心高温区的温度，有利于化学反应的完全进行。

(2)反应气体混合物进入多孔介质反应器后，由于多孔介质反应器的传热特性，可在其中形成超绝热高温，有利于重整反应的持续稳定进行。