[发明专利]一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器及反应方法

权利要求书

1.一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：它包括两个催化燃烧腔(6)和重整腔(7)，所述两个催化燃烧腔(6)对称布置在重整腔(7)的上下两侧，所述催化燃烧腔(6)和重整腔(7)内均设置有蛇形通道(4)，所述蛇形通道(4)内填充有催化剂，所述蛇形通道(4)内催化剂沿反应流体的流动方向粒径逐渐减小，所述催化燃烧腔(6)上开设有催化燃烧腔入口(1)和催化燃烧腔出口(5)，所述重整腔(7)上开设有重整腔入口(8)和重整腔出口(9)，所述催化燃烧腔(6)和重整腔(7)为逆向流动布置。

2.根据权利要求1所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述蛇形通道(4)内通过若干个多孔隔板均匀隔开，多孔隔板内放置不同大小的催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述多孔隔板的孔径小于催化剂粒径，所述多孔隔板为铝制隔板。

4.根据权利要求2所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述多孔隔板包括大孔径隔板(2a)、中孔径隔板(2b)和小孔径隔板(2c)，所述大孔径隔板(2a)、中孔径隔板(2b)和小孔径隔板(2c)沿反应流体的流动方向依次均匀布置。

5.根据权利要求4所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述催化剂包括大粒径催化剂(3a)、中粒径催化剂(3b)和小粒径催化剂(3c)，所述大粒径催化剂(3a)设置在大孔径隔板(2a)分隔区域内，所述中粒径催化剂(3b)设置在中孔径隔板(2b)分隔区域内，所述小粒径催化剂(3c)设置在小孔径隔板(2c)分隔区域内。

6.根据权利要求1所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述催化燃烧腔入口(1)和催化燃烧腔出口(5)分别与催化燃烧腔(6)内蛇形通道(4)的两端连通。

7.根据权利要求1所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述重整腔入口(8)和重整腔出口(9)分别与重整腔(7)内蛇形通道(4)的两端连通。

8.根据权利要求6所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述催化燃烧腔入口(1)与燃料电池尾气通道相连。

9.根据权利要求7所述的一种变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器，其特征在于：所述重整腔入口(8)与蒸发段通道相连。

10.一种如权利要求1所述的变催化剂粒径的填充床式重整制氢反应器的反应方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1：燃料电池尾气通过催化燃烧腔入口(1)进入催化燃烧腔(6)，液体燃料蒸发后通过重整腔入口(8)进入重整腔(7)，催化燃烧腔(6)和重整腔(7)内进行催化反应；

步骤2：随着反应气的流动，依次通过大粒径催化剂(3a)、中粒径催化剂(3b)和小粒径催化剂(3c)，燃料在重整腔(7)内发生水蒸气重整反应，尾气在催化燃烧腔(6)内发生燃烧反应，提供反应所需热量；

步骤3：最终重整气通过重整腔出口(9)流出，反应后的尾气通过催化燃烧腔出口(5)流出。