一种醇类燃料裂解制氢装置以及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114955994A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210672951.8(22)申请日2022.06.14(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓山左家垅(72)发明人段雄波孙志强孙朝(74)专利代理机构北京律谱知识产权代理有限公司11457专利代理师黄云铎(51)Int.Cl.C01B3/22(2006.01)F01N5/02(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图6页(54)发明名称一种醇类燃料裂解制氢装置以及系统(57)摘要本发明提出一种醇类燃料裂解制氢装置以及系统，其中，醇类燃料裂解制氢装置包括从左到右依次固定连接的排气进口单元，醇类燃料裂解制氢单元和排气出口单元；醇类燃料裂解制氢单元整体呈中空柱体结构，并包括镍基催化剂微通道和铜基催化剂微通道，在垂直于醇类燃料裂解制氢单元中轴线的截面中，镍基催化剂微通道和/或铜基催化剂微通道呈非等距的圆形分布。本发明提供的装置、系统及控制方法能够解决单一催化剂结构的醇类燃料裂解制氢技术无法充分利用发动机高温排气，以及会对催化剂使用寿命产生不利影响的问题。CN114955994ACN114955994A权利要求书1/3页1.一种醇类燃料裂解制氢装置，其特征在于：包括依次固定连接的排气进口单元，醇类燃料裂解制氢单元和排气出口单元，其特征在于：所述排气进口单元包括：排气进口(26)，排气进口端固定部(27)以及排气进口温度传感器(25)；所述醇类燃料裂解制氢单元包括：蒸发器(17)，镍基催化剂蒸气进口(18)，镍基催化剂温度传感器(19)，镍基催化剂微通道(20)，镍基催化剂和铜基催化剂接口(21)，铜基催化剂微通道(22)，铜基催化剂温度传感器(23)，铜基催化剂裂解气出口(24)，裂解气电磁阀(28)，铜基催化剂基体(29)，镍基催化剂基体(30)以及醇类蒸气出口(31)；所述排气出口单元包括：排气出口(33)，排气出口端固定部(32)以及排气出口温度传感器(34)；所述醇类燃料裂解制氢单元整体呈中空柱体结构，所述镍基催化剂微通道(20)设置在所述镍基催化剂基体(30)内部，所述镍基催化剂基体(30)为所述镍基催化剂微通道(20)提供支撑；所述铜基催化剂微通道(22)设置在所述铜基催化剂基体(29)内部，所述铜基催化剂基体(29)为所述铜基催化剂微通道(22)提供支撑；所述镍基催化剂微通道(20)和所述铜基催化剂微通道(22)作为醇类燃料在所述醇类燃料裂解制氢单元中的流通通道；在垂直于所述醇类燃料裂解制氢单元中轴线的截面中，所述镍基催化剂微通道(20)和/或所述铜基催化剂微通道(22)呈非等距的圆形分布。2.根据权利要求1所述的一种醇类燃料裂解制氢装置，其特征在于：所述铜基催化剂基体(29)与所述排气进口单元连接，所述镍基催化剂基体(30)与所述排气出口单元连接；所述镍基催化剂基体(30)通过所述镍基催化剂和铜基催化剂接口(21)与所述铜基催化剂基体(29)连接。3.根据权利要求2所述的一种醇类燃料裂解制氢装置，其特征在于：所述排气进口端固定部(27)和/或所述排气出口端固定部(32)通过螺栓固定于发动机高温排气管上；发动机高温排气通过所述排气进口(26)进入，为所述镍基催化剂基体(30)、所述铜基催化剂基体(29)和所述蒸发器(17)提供高温热源，并通过排气出口(33)排出。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种醇类燃料裂解制氢装置，其特征在于：所述蒸发器(17)包括蒸发器进口(17‑1)，蒸发器出口(17‑2)以及蒸发器连通管(17‑3)；所述蒸发器(17)依次通过所述醇类蒸气出口(31)和所述镍基催化剂蒸气进口(18)与所述镍基催化剂基体(30)连接；醇类燃料通过所述蒸发器进口(17‑1)进入所述蒸发器(17)，在所述蒸发器(17)中形成醇类蒸气，所述醇类蒸气通过所述蒸发器出口(17‑2)流出所述蒸发器(17)；并依次通过所述醇类蒸气出口(31)和所述镍基催化剂蒸气进口(18)进入所述镍基催化剂微通道(20)。5.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种醇类燃料裂解制氢装置，其特征在于：所述铜基催化剂基体(29)通过所述铜基催化剂裂解气出口(24)与所述裂解气电磁阀(28)连接；醇类燃料通过所述镍基催化剂基体(30)和所述铜基催化剂基体(29)后，形成的裂解气依次通过所述铜基催化剂裂解气出口(24)和所述裂解气电磁阀(28)向下游流出。6.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种醇类燃料裂解制氢装置，其特征在于：所述镍基催化剂温度传感器(19)分布安装在所述镍基催化剂基体(30)内，并用于实时监测所述镍2CN114955994A权利要求书2/3页基催化剂基体(30)的温度；