專利名稱：一種催化重整制氫方法與催化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制氫技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種催化重整制氫方法與催化裝置。
技術(shù)背景
催化重整是一種高效的制氫方法，包括甲烷水蒸氣重整制氫、乙醇水蒸氣重整制氫等，其中，常用的催化劑包括鎳基催化劑和銅基催化劑等，按形狀可以分為顆粒狀催化劑和整體蜂窩式催化劑等，其中，顆粒狀催化劑分為納米顆粒狀催化劑和非納米顆粒狀催化劑，整體蜂窩式催化劑則是由納米顆粒狀催化劑和非納米顆粒狀催化劑經(jīng)過擠壓成型制備得到。
現(xiàn)有的催化裝置通常采用尺寸細(xì)小的顆粒狀催化劑填裝，隨著納米技術(shù)的發(fā)展， 人們發(fā)現(xiàn)顆粒的表面積與催化劑的活性有密切相關(guān)，從而制造顆粒狀催化劑成為了催化重整制氫裝置的首要步驟。以顆粒狀催化劑填裝催化裝置時(shí)，通入的原料氣體在催化劑表面充分混合，然而，原料氣體經(jīng)過填裝的顆粒狀催化劑表面時(shí)，顆粒狀催化劑之間雜亂無章的分布無形之中給氣體流動(dòng)形成了阻力，形成了紊流的流場(chǎng)。因此，原料氣體經(jīng)過該以顆粒狀催化劑填裝的催化裝置時(shí)，易在顆粒狀催化劑表面形成積碳，堵塞催化劑氣體通道，使得催化劑易于失效，縮短催化劑的使用壽命。此外，顆粒狀催化劑填裝的催化裝置氣體流阻較大，要求原料氣體的進(jìn)口壓力和流量需較大，當(dāng)氣體壓力和流量較小時(shí)，原料氣體幾乎難以通過顆粒狀催化劑填裝的催化重整裝置，催化重整效果大打折扣。
為了解決催化劑因積碳引起的失效，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，相關(guān)研究人員進(jìn)一步研制了整體式蜂窩狀催化劑，例如申請(qǐng)?zhí)枮?00510086319.1和申請(qǐng)?zhí)枮?9806550.1的中國(guó)專利申請(qǐng)分別報(bào)道了采用整體式蜂窩狀催化劑填裝的催化裝置，與顆粒狀催化劑填裝相比，整體式蜂窩狀催化劑填裝的催化裝置在一定程度上降低了催化劑因積碳引起的失效。但是，目前制備的整體式蜂窩狀催化劑的長(zhǎng)度較短，長(zhǎng)徑比較小，需要多個(gè)層疊使用才會(huì)產(chǎn)生催化制氫的效果，因此，當(dāng)原料氣體通入時(shí)，該催化裝置內(nèi)流場(chǎng)分布趨于層流和紊流共存。由于該催化裝置內(nèi)部氣流存在紊流，使得氣體在催化劑表面通過時(shí)易于在紊流產(chǎn)生處堆積碳黑，堵塞催化劑的氣體通道，降低了催化壽命。此外，整體式蜂窩狀催化劑在工作過程中易發(fā)生粉化現(xiàn)象，從而使催化 劑失效。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種催化重整制氫方法，該方法避免了制氫過程中積碳現(xiàn)象的發(fā)生，催化重整制氫的轉(zhuǎn)化效率較高。另外，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還在于提供一種用于催化重整制氫的催化裝置，該裝置可以降低積碳現(xiàn)象的發(fā)生， 避免催化劑粉化。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種催化重整制氫方法，包括
以長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管為催化裝置，將第一氣體原料與水蒸氣的混合氣體通入所述金屬催化管內(nèi)，反應(yīng)后得到氫氣。
優(yōu)選的，所述第一氣體原料為天然氣、氣態(tài)乙醇或甲烷。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為200 950°C。
優(yōu)選的，所述金屬催化管的材質(zhì)為鎳、銅、鈦、鈀、金、銀、鉬或錳。
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種用于催化重整制氫的催化裝置，包括
分別具有通氣孔的第一連接板和第二連接板；
設(shè)置于所述第一連接板與第二連接板之間的金屬催化管，所述金屬催化管通過所述通氣孔分別與所述第一連接板和第二連接板相連接，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比>20。
優(yōu)選的，還包括分別設(shè)置于所述金屬催化管兩端的第一緩沖室腔壁和第二緩沖室腔壁，所述第一緩沖室腔壁與所述第一連接板圍成第一緩沖室，所述第一緩沖室腔壁上設(shè)置有進(jìn)氣口，所述第二緩沖室腔壁與所述第二連接板圍成第二緩沖室，所述第二緩沖室腔壁上設(shè)置有出氣口。
優(yōu)選的，還包括設(shè)置于所述第一緩沖室內(nèi)的進(jìn)氣分散管。
優(yōu)選的，還包括套置于所述金屬催化管外的套管，所述金屬催化管為單根金屬催化管或多根平行放置的金屬催化管。
優(yōu)選的，所述金屬催化管的材質(zhì)為鎳、銅、鈦、鈀、金、銀、鉬或錳。
優(yōu)選的，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比為40 80。
本發(fā)明提供一種催化重整制氫方法，包括以長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管為催化裝置，將第一氣體原料與水蒸氣的混合氣體通入所述金屬催化管內(nèi)，反應(yīng)后得到氫氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明以長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管為催化裝置，因此，第一氣體原料與水蒸氣在該催化裝置內(nèi)形成層流，避免了在制氫過程中由于紊流帶來的積碳現(xiàn)象的發(fā)生，提高了催化劑的壽命和催化重整制氫的轉(zhuǎn)化效率。另外，由于該金屬催化管具有很好的強(qiáng)度， 不易發(fā)生粉化現(xiàn)象，從而保證了在催化重整制氫過程中催化效果。
另外，本發(fā)明還提供一種用于催化重整制氫的催化裝置，包括分別具有通氣孔的第一連接板和第二連接板；設(shè)置于所述第一連接板與第二連接板之間的金屬催化管，所述金屬催化管通過所述通氣孔與所述第一連接板與第二連接板相連接，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比彡20。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該裝置以長(zhǎng)徑比彡20的金屬催化管為主要結(jié)構(gòu)，在該裝置的工作過程中，氣體流場(chǎng)在金屬催化管內(nèi)主要為層流方式，避免了由于紊流產(chǎn)生的堆積碳黑， 不會(huì)堵塞催化劑的氣體通道，保證了催化裝置的壽命。并且，由于金屬催化管具有很好的強(qiáng)度，從而避免了催化劑粉化現(xiàn)象的出現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的用于催化重整制氫的催化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的用于催化重整制氫的催化裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的用于催化重整制氫的催化裝置的結(jié)構(gòu)分解圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的進(jìn)氣分散管的俯視圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的進(jìn)氣分散管的仰視圖6為本發(fā)明實(shí)施例公開的進(jìn)氣分散管的剖視圖7為本發(fā)明實(shí)施例公開的金屬催化管的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明實(shí)施例公開的用于催化重整制氫的催化裝置的工作示意圖9為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氣體的氣相色譜定量分析譜圖10為本發(fā)明實(shí)施例1制備的氣體的催化轉(zhuǎn)化效率與時(shí)間的關(guān)系曲線；
圖11為本發(fā)明實(shí)施例2制備的氣體的氣相色譜定量分析譜圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明公開了一種催化重整制氫方法，包括
以長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管為催化裝置，將第一氣體原料與水蒸氣的混合氣體通入所述金屬催化管內(nèi)，反應(yīng)后得到氫氣。
本發(fā)明采用的金屬催化管的材質(zhì)優(yōu)選為鎳、銅、鈦、鈀、金、銀、鉬或錳等具有催化作用的金屬，其材質(zhì)的選擇與第一氣體原料的成分有密切關(guān)系。本發(fā)明采用的第一氣體原料優(yōu)選為天然氣、氣態(tài)乙醇或甲烷，該第一氣體原料與水蒸氣在金屬催化管的催化作用下， 反應(yīng)后得到氫氣，實(shí)現(xiàn)了催化重整制氫。
在催化重整制氫過程中，長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管是保證催化效果并且不產(chǎn)生積碳的重要因素。優(yōu)選的，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比為40 80，更優(yōu)選為50 70，最優(yōu)選為60。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，制氫過程中氣體流場(chǎng)呈層流分布是最佳的氣體分布 方式，因此，本發(fā)明以長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管作為催化裝置，第一氣體原料與水蒸氣的混合氣體在該催化裝置內(nèi)呈層流分布，可以避免在制氫過程中由紊流帶來的積碳現(xiàn)象的發(fā)生，不會(huì)出現(xiàn)積碳堵塞氣體通道的現(xiàn)象。另外，由于該金屬催化管具有很好的強(qiáng)度，不易發(fā)生粉化現(xiàn)象，從而保證了在催化重整制氫過程中催化效果。同時(shí)，金屬催化管的長(zhǎng)徑比> 20可以保證在催化制氫過程中的催化效果，金屬催化管的長(zhǎng)徑比過小會(huì)導(dǎo)致催化效率不佳，不利于形成氫氣；而在金屬催化管的長(zhǎng)徑比> 20時(shí)，可以保證第一氣體原料與水蒸氣具有充分接觸反應(yīng)的時(shí)間和空間，提高了催化轉(zhuǎn)化效率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬催化管的長(zhǎng)徑比在達(dá)到60時(shí)，催化轉(zhuǎn)化效率理論可接近100%。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中采用顆粒狀催化劑或整體式蜂窩狀催化劑填裝催化裝置時(shí)，因催化劑之間的無序堆積，造成氣體原料與水蒸氣重整進(jìn)入催化裝置的氣體壓力和流量較大，例如空速一般在20001^以上。然而，本發(fā)明提供的催化重整制氫方法由于以金屬催化管為催化裝置，該催化裝置對(duì)第一氣體原料與水蒸氣造成的壓力較小，第一氣體原料與水蒸氣進(jìn)入壓力和空速可較傳統(tǒng)催化劑小的多。不僅如此，采用傳統(tǒng)的顆粒狀催化劑和整體式蜂窩狀催化劑粉化或失效后須重新更換所填裝的所有催化劑，但是，以本發(fā)明提供的方法制氫時(shí)，即使由于積碳等因素使得催化效果降低，也可采用高壓水沖洗等方法恢復(fù)初始效率，重復(fù)使用次數(shù)基本不受限制，可大幅度降低成本。
本發(fā)明對(duì)所述金屬催化管的形狀并無特別限制，其截面積可以為各種形狀，優(yōu)選其截面積為圓形，同時(shí)，對(duì)所述金屬催化管的長(zhǎng)度和直徑均無特別限制，即長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管均可以滿足制氫要求。本發(fā)明采用的金屬催化管可以為直管，也可以為具有一定彎曲度的管如盤管，優(yōu)選為直管。另外，該金屬催化管的厚度可以采用本發(fā)明技術(shù)人員熟知的厚度，優(yōu)選大于等于O. 5_，該厚度既可以滿足第一氣體原料與水蒸氣的順利通過，在該金屬催化管內(nèi)形成層流，還可以保證催化效果。本發(fā)明中，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為200 950°C，更優(yōu)選為300 950°C。另外，在第一氣體原料與水蒸氣進(jìn)入金屬催化管之前，優(yōu)選將其加熱至100°c以上，以低于第一氣體原料的分解溫度為宜，如天然氣水蒸氣重整制氫混合氣預(yù)熱溫度可以設(shè)定到120 500°C，從而使得第一氣體原料與水蒸氣進(jìn)入金屬催化管的溫度更為均勻，催化效果更佳。
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明還提供一種用于催化重整制氫的催化裝置，包括分別具有通氣孔的第一連接板2和第二連接板3 ;設(shè)置于第一連接板2與第二連接板3之間的金屬催化管1，金屬催化管I通過通氣孔分別與第一連接板2和第二連接板3相連接，金屬催化管I的長(zhǎng)徑比> 20。金屬催化管I的個(gè)數(shù)可以為一根，也可以為多根；在金屬催化管 I的根數(shù)大于一根時(shí)，多根金屬催化管I可以交錯(cuò)放置即呈一定的角度，也可以平行放置。 其中，多根金屬催化管I可以呈排形分布，也可以層疊排列。第一連接板2和第二連接板3 具有的通孔分別與金屬催化管I的管徑相匹配，金屬催化管I的兩端分別插入第一連接板 2和第二連接板3中。
更具體的，長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管是保證催化效果并且不產(chǎn)生積碳的重要因素。優(yōu)選的，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比為40 80，更優(yōu)選為50 70，最優(yōu)選為60。本發(fā)明提供的催化裝置在制氫過程中氣體流場(chǎng)為層流分布，避免了在制氫過程中由紊流帶來的積碳現(xiàn)象的發(fā)生，不會(huì)出現(xiàn)積碳堵塞氣體通道的現(xiàn)象。另外，由于該金屬催化管具有很好的強(qiáng)度，不易發(fā)生粉化現(xiàn)象，從而保證了在催化重整制氫過程中催化效果。同時(shí)，金屬催化管的長(zhǎng)徑比> 20可以保證在催化制氫過程中的催化效果保證第一氣體原料與水蒸氣具有充分接觸反應(yīng)的時(shí)間和空間，提聞了催化轉(zhuǎn)化效率。
本發(fā)明對(duì)所述金屬催化管的形狀并無特別限制，其截面積可以為各種形狀，優(yōu)選其截面積為圓形，同時(shí)，對(duì)所述金屬催化管的長(zhǎng)度和直徑均無特別限制，即滿足長(zhǎng)徑比> 20 的金屬催化管均可以滿足制氫要求。另外，該金屬催化管的厚度可以采用本發(fā)明技術(shù)人員熟知的厚度，優(yōu)選大于等于O. 5_，該厚度既可以滿足第一氣體原料與水蒸氣的順利通過， 在該金屬催化管內(nèi)形成層流，還可以保證催化效果。本發(fā)明采用的金屬催化管可以為直管， 也可以為具有一定彎曲度的管如盤管，優(yōu)選為直管。所述金屬催化管的材質(zhì)為鎳、銅、鈦、 !B、金、銀、鉬或猛。
作為優(yōu)選實(shí)施方式，該催化裝置還優(yōu)選包括分別設(shè)置于金屬催化管I兩端的第一緩沖室腔壁4和第二緩沖室腔壁6，第一緩沖室腔壁4與第一連接板2圍成第一緩沖室，第一緩沖室腔壁4上設(shè)置有進(jìn)氣口 5，第二緩沖室腔壁6與第二連接板3圍成第二緩沖室，第二緩沖室腔壁6上設(shè)置有出氣口 7。第一氣體原料與水蒸氣進(jìn)入金屬催化管之前，優(yōu)選經(jīng)第一緩沖室的緩沖，在第一緩沖室內(nèi)得到了一定程度的混合，有利于在金屬催化管內(nèi)充分的反應(yīng)。第一緩沖室腔壁4優(yōu)選由第一進(jìn)氣板41和第一室腔壁42圍成；第二緩沖室腔壁 6優(yōu)選由第二進(jìn)氣板61和第二室腔壁62圍成。
另外，如圖1、圖4、圖5、圖6所示，在金屬催化管I為多根時(shí)，該裝置還包括設(shè)置于第一緩沖室內(nèi)的進(jìn)氣分散管8，該進(jìn)氣分散管8優(yōu)選設(shè)置于進(jìn)氣口 5處，第一氣體原料與水蒸氣經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入后，經(jīng)進(jìn)氣分散管8的分散作用，可以均勻分散于多根金屬催化管內(nèi)。本發(fā)明采用的進(jìn)氣分散管優(yōu)選采用如圖所示的形式，金屬分散管8為內(nèi)設(shè)通孔的金屬管81，金屬管81外壁上設(shè)置有進(jìn)氣孔(圖中未示出)和與所述進(jìn)氣孔相對(duì)的分散孔82。金屬分散管8可采用耐高溫金屬材質(zhì)，更優(yōu)選由不銹鋼材料制作而成，應(yīng)當(dāng)指出，金屬分散管并不僅限于上述結(jié)構(gòu)形式，還可以為本發(fā)明技術(shù)人員熟知的其他結(jié)構(gòu)。
更具體的，所述催化裝置還優(yōu)選包括與進(jìn)氣口 5相連的進(jìn)氣管9和與進(jìn)氣管9另一端相連的第一管接頭10 ;另外，該裝置還優(yōu)選包括與出氣口 7相連的出氣管11和與出氣管11另一端相連的第二管接頭12。
圖8為本發(fā)明公開的用于催化重整制氫的催化裝置的工作示意圖，在催化裝置的工作過程中，優(yōu)選以第一氣體原料和水蒸氣為反應(yīng)原料，將所述第一氣體原料和水蒸氣經(jīng)管接頭10和進(jìn)氣管9進(jìn)入催化裝置后，經(jīng)進(jìn)氣口 5進(jìn)入第一緩沖室，優(yōu)選經(jīng)進(jìn)氣分散管8 分散后，進(jìn)入金屬催化管I內(nèi)，在金屬催化管I的催化作用下，第一氣體原料和水蒸氣反應(yīng)， 得到氫氣，然后經(jīng)出氣口 7排出收集。
作為另外一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖7所示，該催化裝置還優(yōu)選包括套置于金屬催化管I外的套管13，金屬催化管I為單根金屬催化管或多根平行放置的金屬催化管1，金屬催化管I為直管。在第一氣體原料和水蒸氣分別通入套管13和金屬催化管I內(nèi)，在套管13 和金屬催化管I內(nèi)分別形成層流，該結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提高催化效率，并減少了積碳的發(fā)生。 套管13的材質(zhì)優(yōu)選為鎳、銅、鈦、鈀、金、銀、鉬或錳。本發(fā)明采用的多根平行放置的金屬催化管I可以采用堆疊的方式放置，從而進(jìn)一步縮小催化裝置的空間。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
實(shí)施例1金屬鎳直通管天然氣水蒸氣催化重整制氫
采用本發(fā)明如圖1所示的催化裝置，金屬催化管為金屬鎳直通管，原料為天然氣和水蒸氣的混合氣體(簡(jiǎn)稱水 氣混合氣體)，鎳管長(zhǎng)度為290 295mm，電加熱區(qū)域長(zhǎng)度 300mm左右，熱電偶布置在300毫米的中間。
在天然氣水蒸氣制氫過程中，水氣混合氣體的預(yù)熱爐溫度設(shè)定為600°C，實(shí)際檢測(cè)出口溫度為470 480°C ;鎳管催化加熱爐設(shè)定溫度為950°C，實(shí)際水蒸氣天然氣混和氣體進(jìn)口溫度為580 600°C;重整氣出口溫度830 850°C，上述溫度均為管路外壁溫度，管路內(nèi)壁反應(yīng)區(qū)域的溫度應(yīng)略低于上述顯示溫度。
將對(duì)制備得到的重整尾氣進(jìn)行氣樣采集，將采集的尾氣通過氣相色譜進(jìn)行定量分析，結(jié)果如圖9所示，為本實(shí)施例制備的氣體的氣相色譜定量分析譜圖，從圖中可以看出， 本實(shí)施例催化重整的天然氣轉(zhuǎn)化率為91. 1%。
利用該催化裝置連續(xù)進(jìn)行天然氣重整制氫轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，如圖10所示，為催化轉(zhuǎn)化效率與時(shí)間的關(guān)系曲線，從圖中可以看出，經(jīng)過3360分鐘時(shí)間的連續(xù)催化實(shí)驗(yàn)，天然氣水蒸氣鎳管催化維持了 90%以上的轉(zhuǎn)化率，工作穩(wěn)定。
實(shí)施例2金屬鎳直通管乙醇水蒸氣催化重整制氫
采用如圖1所示的催化裝置，采用和實(shí)施例相同的方法進(jìn)行乙醇水蒸氣重整制氫實(shí)驗(yàn)。
制備條件乙醇和水的摩爾比為1: 3，水氣混和加熱爐溫度設(shè)定為400°C，重整加熱爐溫度設(shè)定為700°C，實(shí)際檢測(cè)重整管外壁溫度為水氣進(jìn)口 475°C，重整管外壁出口溫度590。。。
采用上述制備條件，通入水醇混合氣體進(jìn)行重整，收 集尾氣進(jìn)行定量分析，得到如圖11所示的氣體的氣相色譜定量分析譜圖，從圖中可以看出，本實(shí)施例中乙醇全部轉(zhuǎn)化， 該條件下氫氣含量74 %、一氧化碳12.5%、二氧化碳9. 6 %、甲烷4. O %。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種催化重整制氫方法,包括 以長(zhǎng)徑比> 20的金屬催化管為催化裝置，將第一氣體原料與水蒸氣的混合氣體通入所述金屬催化管內(nèi)，反應(yīng)后得到氫氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化重整制氫方法，其特征在于，所述第一氣體原料為天然氣、氣態(tài)乙醇或甲烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化重整制氫方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為200 950。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化重整制氫方法，其特征在于，所述金屬催化管的材質(zhì)為鎳、銅、鈦、鈕、金、銀、鉬或猛。
5.一種用于催化重整制氫的催化裝置，包括 分別具有通氣孔的第一連接板和第二連接板； 設(shè)置于所述第一連接板與第二連接板之間的金屬催化管，所述金屬催化管通過所述通氣孔分別與所述第一連接板和第二連接板相連接，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比>20。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的催化裝置，其特征在于，還包括分別設(shè)置于所述金屬催化管兩端的第一緩沖室腔壁和第二緩沖室腔壁，所述第一緩沖室腔壁與所述第一連接板圍成第一緩沖室，所述第一緩沖室腔壁上設(shè)置有進(jìn)氣口，所述第二緩沖室腔壁與所述第二連接板圍成第二緩沖室，所述第二緩沖室腔壁上設(shè)置有出氣口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述第一緩沖室內(nèi)的進(jìn)氣分散管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裝置，其特征在于，還包括套置于所述金屬催化管外的套管，所述金屬催化管為單根金屬催化管或多根平行放置的金屬催化管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裝置，其特征在于，所述金屬催化管的材質(zhì)為鎳、銅、鈦、鈕、金、銀、鉬或猛。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化裝置，其特征在于，所述金屬催化管的長(zhǎng)徑比為40 80。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化重整制氫方法，包括以長(zhǎng)徑比≥20的金屬催化管為催化裝置，將第一氣體原料與水蒸氣的混合氣體通入所述金屬催化管內(nèi)，反應(yīng)后得到氫氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明以長(zhǎng)徑比≥20的金屬催化管為催化裝置，因此，第一氣體原料與水蒸氣在該催化裝置內(nèi)形成層流，避免了在制氫過程中由于紊流帶來的積碳現(xiàn)象的發(fā)生，提高了催化劑的壽命和催化重整制氫的轉(zhuǎn)化效率。另外，本發(fā)明還提供一種用于催化重整制氫的催化裝置，該裝置以長(zhǎng)徑比≥20的金屬催化管為主要結(jié)構(gòu)，在該裝置的工作過程中，氣體流場(chǎng)在金屬催化管內(nèi)主要為層流方式，避免了由于紊流產(chǎn)生的堆積碳黑，不會(huì)堵塞催化劑的氣體通道，保證了催化裝置的壽命。
文檔編號(hào)C01B3/40GK103011077SQ201110294308
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者王蔚國(guó), 官萬兵, 牛金奇, 呂新顏, 張慶生, 金樂, 彭軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所