一种小型甲醇重整制氢装置
技术领域
本申请涉及一种小型甲醇重整制氢装置。
背景技术
由于氢能燃料电池车辆既具有传统燃油车辆的续能里程长、加注时间短的特点，又具有零碳排放的优良性能，越来越受到国内相关政府机构及企业的关注。目前，国内氢能燃料电池车辆的运营尚处于示范阶段。
按照传统储氢方式，汽车后载高压储气罐，为新能源汽车提供氢气燃料。但是对于高压储存技术，每50L只能载量2~2.5kg氢气，载量不如同体积原料液制作的氢气量。此外，对于此类氢能源汽车还需要建立相应氢能汽车加氢站，成本较高，高性价比需求成为氢能汽车行业不可忽视的一项需求。
众所周知，传统储氢站存在技术上的难点与氢气的储运困难，这使得氢能真正大量投入市场变得困难。在目前氢能大热的背景下，小型制氢装置具有极好的发展背景。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供一种小型甲醇重整制氢装置。
所述的一种小型甲醇重整制氢装置，其特征在于包括筒节本体和两个管程筒体，所述两个管程筒体分别密封地安装在筒节本体的两端，每个管程筒体上均安装有一个管程接管；所述筒节本体相对两侧的两端分别设有一个壳程接管；
筒节本体内沿轴向均匀间隔设置有上、下两排相互交错的折流板，上排折流板的上端均与筒节本体顶端内壁固定连接，下排折流板的下端均与筒节本体底端内壁固定连接；
筒节本体内还设置有若干呈环形排列的并水平放置的管子，折流板上均匀开有若干与管子外径相配的管子通孔，管子配合穿设固定在折流板开设的管子通孔上，且管子内装填有重整催化剂床层，管子两端从筒节本体内密封穿出并分别稍稍伸入筒节本体两端的管程筒体内；
其中，所述管程接管通过相应的管程筒体与筒节本体内的管子相通。
所述的一种小型甲醇重整制氢装置，其特征在于筒节本体内还固定设有若干水平放置的拉杆，折流板上均匀开有若干与拉杆外径相配的通孔，折流板通过开设的通孔配合安装固定到拉杆上。
所述的一种小型甲醇重整制氢装置，其特征在于所述管程筒体为两端均设置开口的中空筒体结构，管程筒体一端开口与筒节本体一端端部通过管板法兰进行连接，所述管板法兰采用垫片进行密封；管程筒体的另一端开口安装管箱法兰盖，所述管箱法兰盖采用垫片进行密封；管程接管再安装在管箱法兰盖上，实现管程接管在管程筒体上的固定安装。
所述的一种小型甲醇重整制氢装置，其特征在于所述筒节本体包括筒节一、筒节二以及连接筒节一与筒节二的U型膨胀节，筒节一的左端上部及筒节二的右端下部分别设有一个所述的壳程接管；
筒节一的左端端口通过管板法兰连接一个所述的管程筒体，筒节二的右端端口通过管板法兰连接第二个的管程筒体。
所述的一种小型甲醇重整制氢装置，其特征在于所述筒节一的底部固定连接一个固定鞍座，所述筒节二的底部固定连接一个活动鞍座，活动鞍座的底部安装有滑轮，滑轮采用橡胶材质。
所述的一种小型甲醇重整制氢装置，其特征在于筒节本体内设置的管子的数量为6-8根，管子的长度为0.3-0.5m。
本申请取得的有益效果是：
1、本申请的装置最主要的特征是小型化，只需要7根0.4m长的管子即可反应生成满足车辆正常运行的目标产物氢气。另外，本申请的装置中，添加了一个U形膨胀节用于壳体温差补偿。其次，本申请在活动鞍座的底部安装了一个固定滑轮。本申请装置的设计，大大减少了工厂常见的大型制氢设备的使用，并促进车载制氢进一步走进人们的生活，很好地降低了设计成本和车载重量。
2、本申请的装置能够利用甲醇水蒸气重整制氢，实现现场制氢，解决了氢气储运上的难点，应用在燃料电池上代替传统储氢罐可有效降低燃料电池车的成本；并且甲醇在常温下以液态存在，存储方便，补充燃料和传统燃油车一样方便。在目前氢能大热的背景下，具有极好的发展背景。
附图说明
图1为本申请的小型甲醇重整制氢装置的结构示意图；
图2为U形膨胀节的结构示意图；
图1中：1-管程接管，2-第一板式平焊法兰，3-管箱法兰盖，4-，管板法兰，5-第二板式平焊法兰，6-筒节一，7-折流板，8-U形膨胀节，9-筒节二，10-拉杆，11-管子，12-管程筒体，13-壳程接管，14-滑轮，15-活动鞍座，16-固定鞍座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例：对照图1-2
一种小型甲醇重整制氢装置，包括筒节本体和两个管程筒体12，两个管程筒体12分别密封地安装在筒节本体的两端，每个管程筒体12上均安装有一个管程接管1；所述筒节本体相对两侧的两端分别设有一个壳程接管13。筒节本体内沿轴向均匀间隔设置有上、下两排相互交错的折流板7，上排折流板7的上端均与筒节本体顶端内壁固定连接，下排折流板7的下端均与筒节本体底端内壁固定连接。
筒节本体内还设置有若干呈环形排列的并水平放置的管子11，折流板7上均匀开有若干与管子11外径相配的管子通孔，管子11配合穿设固定在折流板7开设的管子通孔上，且管子11内装填有重整催化剂床层，管子11两端从筒节本体内密封穿出并分别稍稍伸入筒节本体两端的管程筒体12内。其中，所述管程接管1通过相应的管程筒体12与筒节本体内的管子11相通。
进一步地，筒节本体内还固定设有若干水平放置的拉杆10，折流板7上均匀开有若干与拉杆10外径相配的通孔，折流板7通过开设的通孔配合安装固定到拉杆10上。对照图1可以看出，上排的所有折流板7通过至少一根拉杆10串接在一起，下排的所有折流板7也通过至少一根拉杆10串接在一起，以保证折流板7在筒节本体内的稳定性。折流板7采用单弓形折流板。
为了满足车载制氢，对本申请的装置进行小型设计，管子11的数量为7根，管子11的长度为0.4m。7根管子11在筒节本体内进行环形排列，重整催化剂在管子11内堆积，均匀分布，并形成30%的孔隙率。
进一步地，所述管程筒体12为两端均设置开口的中空筒体结构，管程筒体12一端开口与筒节本体一端端部通过管板法兰4进行连接，所述管板法兰4采用垫片进行密封；管程筒体12的另一端开口安装管箱法兰盖3，所述管箱法兰盖3采用垫片进行密封；管程接管1再安装在管箱法兰盖3上，实现管程接管1在管程筒体12上的固定安装。
对照图1，本申请的筒节本体包括筒节一6和筒节二9。由于在本申请装置使用过程中，装置内部管子与筒节本体是刚性连接，并且它们的受热变形情况不同，所以在筒节本体上设置U形膨胀节8，进行温差补偿。筒节一6通过U形膨胀节8与筒节二9进行连接。
对照图1可以看出，筒节一6的左端上部及筒节二9的右端下部分别安装一个所述的壳程接管13。筒节一6的左端端口通过管板法兰4连接第一个管程筒体12，第一个管程筒体12的左端开口再安装管箱法兰盖3。筒节二9的右端端口通过管板法兰4连接第二个的管程筒体12，第二个的管程筒体12的右端开口再安装管箱法兰盖3。
对照图1可以看出，管子11的两端均固定在筒节本体两端的管板法兰4上，且管子11的端部从管板法兰4上稍稍穿出并伸入管程筒体12内。
所述筒节一6的底部固定连接一个固定鞍座16，所述筒节二9的底部固定连接一个活动鞍座15，活动鞍座15的底部安装有滑轮14，滑轮14采用橡胶材质。现今大多在滑动鞍座下安置一个钢板便于活动鞍座滑动，现今通常设置活动鞍座是考虑热膨胀导致的变形。本发明进一步考虑到了车载时存在的颠簸、碰撞等因素，活动鞍座下常用的钢板会因为这些因素对活动鞍座造成一定的破坏，降低活动鞍座的使用寿命，严重甚至会影响整个工艺，导致安全事故。为了确保活动鞍座的可靠性，在活动鞍座下面安装一个滑轮装置，采用常见便宜的橡胶材质即可，大大减少碰撞、摩擦产生的负面因素，为车载制氢提供了更多的保障。从而完成车载制氢的反应过程，为车辆源源不断地提供氢燃料。
另外，参见图1，在管程接管1上安装有第一板式平焊法兰2，以便与外部甲醇水输送系统连接。在壳程接管13上安装有第二板式平焊法兰5，以便与外部热尾气输送系统连接。
本申请的装置用于车载制氢使用时：甲醇水原料经过预热后，经管程接管进入筒节本体的管子内，甲醇水原料在催化剂的作用和壳程中高温流股的温度下进行快速反应，生成目标产物氢气。高温流股采自汽车释放的高温尾气，这些高温尾气经过壳程接管进入到壳程为反应提供热量。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
