脱氢及催化燃烧供热一体化反应器

955 编辑：中冶有色技术网来源：中氢源安(北京)科技有限公司

2024-05-27 15:29:58

权利要求书： 1.一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，其特征在于，包括：

反应器外壳(100)，顶部开设有废气出口(110)；

废气处理部件(200)，连接于反应器外壳(100)上，包括安装于反应器外壳(100)外侧的废气处理箱(210)，废气处理箱(210)外侧通过进气管(211)与废气出口(110)连通设置；

废气处理箱(210)内侧底部开设有水域槽(212)，进气管(211)与水域槽(212)连通设置，废气处理箱(210)内侧中央位置嵌装有过滤网板(220)。

2.根据权利要求1所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，其特征在于，所述反应器外壳(100)外侧设有助燃部件(300)，助燃部件(300)包括安装于反应器外壳(100)顶部的鼓风机(310)，鼓风机(310)输出端口通过连管(311)与供风管(320)连接，供风管(320)连接于反应器外壳(100)外侧，且供风管(320)内侧开设有多个与反应器外壳(100)内置催化燃烧反应腔连通的出风口(321)。

3.根据权利要求2所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，其特征在于，多个所述出风口(321)沿供风管(320)内侧呈环形等距排列设置。

4.根据权利要求1所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，其特征在于，所述反应器外壳(100)内侧各燃烧区相邻界面分别以耐热金属网材料相隔。

5.根据权利要求1所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，其特征在于，所述反应器外壳(100)底部开设有储氢液体入口，储氢液体入口内侧开设有过滤板。

说明书：一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器技术领域[0001] 本实用新型涉及脱氢催化燃烧技术领域，具体为一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器。背景技术[0002] 氢在利用过程中不产生温室气体和氮氧化物，是一种清洁的二次能源，因此被认为是解决资源枯竭和环境压力等问题的理想能源。然而氢能技术在规模制备、存储、运输和高效使用等环节仍存在一些问题，其中在常温常压下安全有效存储和运输是亟待攻克的关键技术之一，目前包括环己烷、十氢化萘和甲苯等液态储氢材料以储氢量高和安全性能好等储运优势得到广泛的研究，但是由于释放氢气的过程中均存在脱氢温度高的问题，严重制约其规模化应用。[0003] 目前常使用电加热或导热油加热等方式对液态储氢材料脱氢反应进行供热，需额外提供电加热装置或导热油炉，然而电加热存在着能耗大，导热油炉也存在着系统体积大、能量转化与热利用效率低的问题，不符合供氢装置小型化和高效化的要求。因此，解决问题的关键是如何实现预热、供热与脱氢反应的集成设计，减少中间环节的热量传递和散失、提高系统热效率，实现装置小型化和高效化。[0004] 在铂、钯和钌等贵金属催化剂作用下，氢气可以在较低温度下实现完全燃烧，产生的热量可以为脱氢反应供热。因此，基于氢的催化燃烧技术，设计一个一体化脱氢反应器，可将集预热、供热与脱氢反应于一体。由于预热、供热和脱氢反应集成设计，提高了系统热量利用效率和减小了系统体积，可实现催化燃烧供热反应器小型化。由于氢的低温催化燃烧，无需外部供热，可实现反应器的冷启动；氢气催化燃烧产生的热量传递给储氢液体发生脱氢反应，可实现在线制氢。反应器产生的氢气一部分供外界用氢设备使用，一部分返回一体化反应器的催化燃烧腔，实现燃料的自供给。[0005] 专利申请号CN201910059985.8公开的一种氢气催化燃烧供热脱氢一体化反应器，包括储氢液体预反应腔、催化燃烧第一反应腔、储氢液体主反应腔和催化燃烧第二反应腔共四个腔室，四个腔室上部为混合气体分布腔，催化燃烧第一反应腔、储氢液体主反应腔及催化燃烧第二反应腔下部为脱氢液体汇流腔，储氢液体预反应腔和储氢液体主反应腔彼此相连构成脱氢反应腔，腔内装有催化剂分布基体材料和脱氢催化剂，催化燃烧第一反应腔和催化燃烧第二反应腔彼此相连构成氢气催化燃烧腔，腔内装有催化剂分布基体材料和氢气催化燃烧催化剂。[0006] 上述一体化反应器在催化燃烧后废气未经过任何处理直接经催化燃烧尾气出口排出至大气内，由于催化燃烧反应需要使用到铂、钯和钌等金属催化剂，因此尾气中会夹杂一部分的有害废气，若直接排出大气中，则会对大气环境造成影响。实用新型内容

[0007] 本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。[0008] 因此，本实用新型的目的是提供一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，反应器进行催化燃烧反应后，废气经废气出口与连管进入废气处理箱内，通过水域槽内置的净化水域对废气进行初步净化过滤后排出至水域上方，上升后的废气再通过过滤网板进行二次过滤，进一步将废气进行净化处理后排放，防止废气未净化直接排入空气中，对大气环境造成影响。[0009] 为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：[0010] 一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，其包括：[0011] 反应器外壳，顶部开设有废气出口；[0012] 废气处理部件，连接于反应器外壳上，包括安装于反应器外壳外侧的废气处理箱，废气处理箱外侧通过进气管与废气出口连通设置；[0013] 废气处理箱内侧底部开设有水域槽，进气管与水域槽连通设置，废气处理箱内侧中央位置嵌装有过滤网板。[0014] 作为本实用新型所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器的一种优选方案，其中：所述反应器外壳外侧设有助燃部件，助燃部件包括安装于反应器外壳顶部的鼓风机，鼓风机输出端口通过连管与供风管连接，供风管连接于反应器外壳外侧，且供风管内侧开设有多个与反应器外壳内置催化燃烧反应腔连通的出风口。[0015] 作为本实用新型所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器的一种优选方案，其中：多个所述出风口沿供风管内侧呈环形等距排列设置。[0016] 作为本实用新型所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器的一种优选方案，其中：所述反应器外壳内侧各燃烧区相邻界面分别以耐热金属网材料相隔。[0017] 作为本实用新型所述的一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器的一种优选方案，其中：所述反应器外壳底部开设有储氢液体入口，储氢液体入口内侧开设有过滤板。[0018] 与现有技术相比：反应器进行催化燃烧反应后，废气经废气出口与连管进入废气处理箱内，通过水域槽内置的净化水域对废气进行初步净化过滤后排出至水域上方，上升后的废气再通过过滤网板进行二次过滤，进一步将废气进行净化处理后排放，防止废气未净化直接排入空气中，对大气环境造成影响。附图说明[0019] 为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：[0020] 图1为本实用新型整体结构示意图；[0021] 图2为本实用新型正视结构示意图；[0022] 图3为本实用新型俯视结构示意图；[0023] 图4为本实用新型部分结构示意图。[0024] 图中：100反应器外壳、110废气出口、200废气处理部件、210废气处理箱、211进气管、212水域槽、220过滤网板、300助燃部件、310鼓风机、311连管、320供风管、321出风口。具体实施方式[0025] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。[0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。[0027] 其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。[0028] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。[0029] 本实用新型提供一种脱氢及催化燃烧供热一体化反应器，请参阅图1?4，包括，反应器外壳100、废气处理部件200和助燃部件300；[0030] 请继续参阅图1?3，反应器外壳100顶部开设有废气出口110；[0031] 请继续参阅图1?3，废气处理部件200连接于反应器外壳100上，包括螺纹连接于反应器外壳100外侧的废气处理箱210，废气处理箱210外侧通过进气管211与废气出口110连通设置；[0032] 废气处理箱210内侧底部开设有水域槽212，进气管211与水域槽212连通设置，废气处理箱210内侧中央位置嵌装有过滤网板220，反应器进行催化燃烧反应后，废气经废气出口110进入废气处理箱210内，通过水域槽212内置的净化水域对废气进行初步净化过滤后排出至水域上方，上升后的废气再通过过滤网板220进行二次过滤，进一步将废气进行净化处理后排放，防止废气未净化直接排入空气中，对大气环境造成影响；[0033] 请继续参阅图1?4，反应器外壳100外侧设有助燃部件300，助燃部件300包括安装于反应器外壳100顶部的鼓风机310，鼓风机310输出端口通过连管311与供风管320连接，供风管320连接于反应器外壳100外侧，且供风管320内侧开设有多个与反应器外壳100内置催化燃烧反应腔连通的出风口321，多个出风口321沿供风管320内侧呈环形等距排列设置，通过鼓风机310工作，将助燃风力经供风管320与出风口321均匀送入催化燃烧反应腔内，对催化燃烧反应腔内的气体进行混流，保证混合气体的催化燃烧反应稳定，提高催化燃烧效率。[0034] 工作原理：该实用新型在使用时，反应器进行催化燃烧反应后，废气经废气出口110与连管211进入废气处理箱210内，通过水域槽212内置的净化水域对废气进行初步净化过滤后排出至水域上方，上升后的废气再通过过滤网板220进行二次过滤，进一步将废气进行净化处理后排放，防止废气未净化直接排入空气中，对大气环境造成影响；

[0035] 同时，鼓风机310工作，将助燃风力经供风管320与出风口321均匀送入催化燃烧反应腔内，对催化燃烧反应腔内的气体进行混流，保证混合气体的催化燃烧反应稳定，提高催化燃烧效率。[0036] 虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。