[发明专利]硼氢化钠醇解制氢多床层反应装置

摘要

本发明揭示了一种硼氢化钠醇解制氢多床层反应装置，所述反应装置包括：硼氢化钠储液罐、流量控制器、喷雾器、催化剂反应床、热交换器、产物回收槽；硼氢化钠储液罐用来存储碱性的硼氢化钠甲醇溶液；流量控制器用以调节溶液的流速和流量；喷雾器设置于制氢反应罐顶端；催化反应床包括至少两层催化剂反应床层；热交换器用以调控反应罐的温度；所述产物回收槽置于反应罐的底部，收集反应产物四甲基硼化钠，后续回收再利用。本发明可提高反应物的利用率，实现了产氢量精确可控；扩大了反应物同催化剂的接触，液固分离更彻底，消除了浓差梯度的影响；同时提高催化剂利用率，降低了贵金属成本。

主权项

1.一种硼氢化钠醇解制氢多床层反应装置，其特征在于，所述反应装置包括：硼氢化钠储液罐、流量控制器、喷雾器、催化剂反应床、热交换器、副产物收集槽；所述硼氢化钠储液罐用来存储碱性的硼氢化钠甲醇溶液，氢氧化钠溶液与硼氢化钠甲醇溶液混合以抑制自醇解反应；存储装置与外界环境绝热性好，避免硼氢化钠甲醇溶液因外界环境温度的上升而发生自醇解产氢，致使储液罐内出现高气压；储液罐配有耐碱腐蚀的进料口和输出口，便于硼氢化钠甲醇溶液的加注和输出；所述流量控制器用以调节溶液的流速和流量，精确计量反应过程中硼氢化钠溶液的质量，控制最佳流速，提高硼氢化钠甲醇溶液的利用率和副产物脱离催化剂表面的速率，保持硼氢化钠溶液和催化剂持续接触，以及催化活性的稳定，实现制氢反应连续性、产氢量的按需可控；所述喷雾器为设置于制氢反应罐顶端的一套耐碱腐蚀的雾化喷淋装置，自上而下喷洒，喷雾量、喷雾速度、覆盖范围能调节，最大程度地提高反应原料的利用率；所述催化反应床是硼氢化钠甲醇溶液醇解制氢反应的发生场所，由上、中、下三段催化剂反应床层构成，通过圆形支架固定在反应罐中心的支撑杆；圆形支架和支撑杆为耐碱腐蚀的金属或聚四氟乙烯材料，具有良好的热传导性能和机械强度，不吸附氢气；上段催化剂床层为担载或非担载型的贵金属催化剂，其余催化剂床层为担载型或非担载型的非贵金属催化剂，或非金属催化剂；反应过程中催化剂能够牢固地固定床层上，不发生脱落和流失；雾化的硼氢化钠甲醇溶液自上而下喷洒在催化剂上，逐层下渗，逐段反应，氢气上浮，汇集于反应罐顶端；反应副产物快速顺利地透过催化剂的孔道及固定床，汇集在反应罐底部的副产物收集槽，保证硼氢化钠甲醇溶液与催化剂的持续接触面积，同时实现醇解制氢过程中的气、液两相分离；所述热交换器用以调控反应罐的温度，防止温度过高，保持催化剂的活性稳定，并能收集热量，辅助加热低温环境下的制氢系统，加快制氢系统的低温启动；热交换器的冷却液为水或其他冷冻剂，循环流动，确保制氢反应体系的工作温度正常；所述副产物收集槽置于反应罐的底部，收集反应产物四甲基硼化钠，后续回收再利用。