本發(fā)明涉及甲醇燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型甲醇重整制氫用的催化劑排布方式。

背景技術(shù)：

甲醇重整制氫器是甲醇燃料電池系統(tǒng)中的核心部件。甲醇重整制氫器的本質(zhì)是一個(gè)將儲(chǔ)存在CH₄O中的H₂取出來(lái)，讓氫氣通過(guò)電堆，在電堆中H₂分解成質(zhì)子和電子，質(zhì)子透過(guò)質(zhì)子膜，電子形成回路發(fā)電。其中制取H²的過(guò)程是一個(gè)兩部反應(yīng)，可以理解為第一步反應(yīng)即甲醇分解為CO和H₂，此反應(yīng)為裂解反應(yīng)，以及第二步反應(yīng)即CO+H₂O生成CO₂和H₂的制氫的合成反應(yīng)，這一步反應(yīng)為吸熱反應(yīng)并且具有可逆性。因?yàn)闅錃獾乃俣葲Q定了甲醇系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率，所以為了提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率就需要加快甲醇重整制氫的速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠加速甲醇重整制氫從而提高整個(gè)甲醇燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率的甲醇重整制氫用的催化劑排布結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種新型甲醇重整制氫用的催化劑排布方式，包括重整室，所述重整室中設(shè)置有裂解反應(yīng)區(qū)和合成反應(yīng)區(qū)，所述裂解反應(yīng)區(qū)包括若干個(gè)疊加設(shè)置的反應(yīng)層，所述每一反應(yīng)層包括多個(gè)球狀的裂解催化劑和波浪狀的排布網(wǎng)，所述排布網(wǎng)包括多個(gè)用于放置裂解催化劑的放置部，所述裂解反應(yīng)區(qū)上方設(shè)置有氫氣分離膜，所述合成反應(yīng)區(qū)包括催化氧化劑涂層。

優(yōu)選的，所述排布網(wǎng)為金屬絲制成。

優(yōu)選的，所述氫氣分離膜為陶瓷分離膜。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)層的數(shù)量為2~6。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的一種新型甲醇重整制氫用的催化劑排布方式通過(guò)采用若干個(gè)疊加設(shè)置的反應(yīng)層，且每一反應(yīng)層包括多個(gè)球狀的裂解催化劑和波浪狀的排布網(wǎng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式中的柱狀裂解催化劑，這樣中結(jié)構(gòu)的排布方式的好處是，裂解催化劑與甲醇水蒸汽的接觸面積非常大，這樣就提高了CH₃OH→2H₂+CO這一步反應(yīng)的效率，并且各個(gè)裂解催化劑之間的間隙供氣體通過(guò)，能夠使得氫氣會(huì)被快速的排出，并且裂解反應(yīng)區(qū)上方設(shè)置有氫氣分離膜，即降低了氫氣的濃度，同樣是加快了CH₃OH→2H₂+CO這一步反應(yīng)的效率從而提高了整個(gè)甲醇燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種新型甲醇重整制氫用的催化劑排布方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、反應(yīng)層；2、裂解催化劑；3、排布網(wǎng)；4、放置部；5、裂解反應(yīng)區(qū)；6、合成反應(yīng)區(qū)；7、氫氣分離膜；8、催化氧化劑涂層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種新型甲醇重整制氫用的催化劑排布方式，包括重整室，所述重整室中設(shè)置有裂解反應(yīng)區(qū)5和合成反應(yīng)區(qū)6，所述裂解反應(yīng)區(qū)5包括若干個(gè)疊加設(shè)置的反應(yīng)層1，所述每一反應(yīng)層1包括多個(gè)球狀的裂解催化劑2和波浪狀的排布網(wǎng)3，所述排布網(wǎng)3包括多個(gè)用于放置裂解催化劑2的放置部4，所述裂解反應(yīng)區(qū)5上方設(shè)置有氫氣分離膜7，所述合成反應(yīng)區(qū)6包括催化氧化劑涂層8。

本發(fā)明的一種新型甲醇重整制氫用的催化劑排布方式的工作原理是，通過(guò)采用若干個(gè)疊加設(shè)置的反應(yīng)層1，且每一反應(yīng)層1包括多個(gè)球狀的裂解催化劑2和波浪狀的排布網(wǎng)3來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式中的柱狀裂解催化劑2，這樣中結(jié)構(gòu)的排布方式的好處是，裂解催化劑2與甲醇水蒸汽的接觸面積非常大，這樣就提高了CH₃OH→2H₂+CO這一步反應(yīng)的效率，并且各個(gè)裂解催化劑2之間的間隙供氣體通過(guò)，并且裂解反應(yīng)區(qū)5上方設(shè)置有氫氣分離膜7，能夠使得氫氣會(huì)被快速的排出，即降低了氫氣的濃度，同樣是加快了CH₃OH→2H₂+CO這一步反應(yīng)的效率從而提高了整個(gè)甲醇燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率。

優(yōu)選的，所述排布網(wǎng)3為金屬絲制成。這樣設(shè)置的好處是使得CH₃OH→2H₂+CO這個(gè)放熱反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量能夠及時(shí)被導(dǎo)出去，同樣使得這一步反應(yīng)的速度加快。從而提高了整個(gè)甲醇燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率。

優(yōu)選的，優(yōu)選的，所述氫氣分離膜7為陶瓷分離膜。陶瓷分離膜具有多層非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，頂層是分離膜，中間是過(guò)渡層，底層是多孔陶瓷基底。其主要特性是耐高溫、耐腐蝕、耐微生物侵蝕和結(jié)構(gòu)的剛性，能夠?qū)崿F(xiàn)氫氣和一氧化碳的徹底分離，氫氣能夠快速通過(guò)陶瓷分離膜，而一氧化碳則會(huì)被阻擋從而進(jìn)入合成反應(yīng)區(qū)6。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)層1的數(shù)量為2~6。反應(yīng)層1的數(shù)量設(shè)置設(shè)置為2~6層，可以使得裂解反應(yīng)的效率達(dá)到最佳。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。