一种一氧化碳选择性氧化装置及方法与流程

本发明涉及甲醇重整制氢，特别是涉及一种一氧化碳选择性氧化装置及方法。

背景技术：

1、现有的燃料电池通过甲醇重整制氢系统生产氢气，甲醇水蒸气在反应过程中除了产生氢气和二氧化碳外还会产生少量一氧化碳，由于燃料电池的电极极易受到一氧化碳的污染产生中毒，因此富氢气体进入燃料电池进行反应前必须去除其中的一氧化碳。实际上，选择性氧化富氢气体中一氧化碳的技术一直存在，不过受限于反应时的温度控制措施不够成熟，一直无法得到有效的应用。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种一氧化碳选择性氧化装置以调节并控制反应温度从而保证一氧化碳氧化反应的正常进行且避免一氧化碳继续与氢气反应产生甲烷影响富氢气体的浓度。

2、基于此，本发明提供了一种富氢气体方法，其包括反应器以及设于所述反应器内的第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器靠近所述反应器的进气口设置，所述第二温度传感器靠近所述反应器的出气口设置，所述反应器内填充有钌基催化剂，所述反应器外还设有第一散热风扇和第二散热风扇，所述第一散热风扇靠近所述第一温度传感器设置，所述第二散热风扇靠近所述第二温度传感器设置。

3、本申请的一些实施例中，还包括依次设置的空气过滤器、第一缓冲罐、风机、第二缓冲罐、限流阀、流量计和单向阀，所述单向阀与所述反应器相连通。

4、本申请的一些实施例中，所述第一缓冲罐的进风口通径小于出风口通径，所述第二缓冲罐的进风口通径大于出风口通径。

5、本申请的一些实施例中，所述单向阀的通径为6mm。

6、本申请的另一目的是提供一种去除富氢气体中一氧化碳的方法，其包括如下步骤：

7、s1、启动风机抽吸空气使其沿第一缓冲罐流向第二缓冲罐、限流阀、流量计和单向阀；

8、s2、每隔10ms采集一次流量计的显示数值，每30－40次计算流量计显示数值的平均值，对比本次平均值与上次平均值的大小后调节风机功率以改变进气流量；

9、s3、启动第一散热风扇和第二散热风扇调节反应器内的催化剂温度至100－220℃。

10、本申请的一些实施例中，步骤s3包括如下步骤：

11、s31、当第一温度传感器的感应温度超过200℃时启动第一散热风扇，当第一温度传感器的感应温度低于190℃时关闭第一散热风扇；

12、s32、当第二温度传感器的感应温度超过180℃时启动第二散热风扇，当第二温度传感器的感应温度低于170℃时关闭第二散热风扇。

13、本发明实施例提供的一种一氧化碳选择性氧化装置，与现有技术相比，其有益效果在于：

14、本发明提供了一种一氧化碳选择性氧化装置，其包括反应器以及设于反应器内的第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器靠近反应器的进气口设置，第二温度传感器靠近反应器的出气口设置，反应器内填充有钌基催化剂，反应器外还设有第一散热风扇和第二散热风扇，第一散热风扇靠近第一温度传感器设置，第二散热风扇靠近第二温度传感器设置。基于上述结构，使用时通过反应器的进气口向反应器内通入富氢气体和空气，富氢气体中的一氧化碳可在催化剂的作用下发生氧化产生二氧化碳，同时部分一氧化碳与氢气反应生成甲烷，实际上无论是一氧化碳选择性氧化反应生成二氧化碳，还是一氧化碳和氢气生成甲烷反应，都属于大量放热反应，需要及时将热量散发出去，防止高温失控，烧坏催化剂，因此本申请选择设置第一温度传感器和第二温度传感器实时监测反应器内的催化剂温度并通过设置第一散热风扇和第二散热风扇持续作用于反应器以降低催化剂的温度，确保反应的正常进行。如此，本申请通过设置温度传感器实时监控催化剂的温度并基于该监控数据控制第一散热风扇和第二散热风扇的启动与关闭达到散热与控温的目的，即保证了一氧化碳氧化反应的正常进行，也控制了反应的进行优先度避免一氧化碳与氢气反应生成甲烷。

技术特征：

1.一种一氧化碳选择性氧化装置，其特征在于，包括反应器以及设于所述反应器内的第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器靠近所述反应器的进气口设置，所述第二温度传感器靠近所述反应器的出气口设置，所述反应器内填充有钌基催化剂，所述反应器外还设有第一散热风扇和第二散热风扇，所述第一散热风扇靠近所述第一温度传感器设置，所述第二散热风扇靠近所述第二温度传感器设置。

2.根据权利要求1所述的一氧化碳选择性氧化装置，其特征在于，还包括依次设置的空气过滤器、第一缓冲罐、风机、第二缓冲罐、限流阀、流量计和单向阀，所述单向阀与所述反应器相连通。

3.根据权利要求2所述的一氧化碳选择性氧化装置，其特征在于，所述第一缓冲罐的进风口通径小于出风口通径，所述第二缓冲罐的进风口通径大于出风口通径。

4.根据权利要求2所述的一氧化碳选择性氧化装置，其特征在于，所述单向阀的通径为6mm。

5.一种一氧化碳选择性氧化方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5的一氧化碳选择性氧化方法，其特征在于，步骤s3包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及甲醇重整制氢技术领域，公开了一种一氧化碳选择性氧化装置，包括反应器以及设于反应器内的第一温度传感器和第二温度传感器，反应器内填充有催化剂，反应器外设有第一散热风扇和第二散热风扇。本申请通过设置温度传感器实时监控催化剂的温度并基于该监控数据设置散热风扇达成散热与控温的目的，既保证了一氧化碳氧化反应的正常进行，也控制了反应的进行优先度。本申请还提供了一种去除富氢气体中一氧化碳的方法，其具有稳定控制反应温度、保证反应效果等优点。

技术研发人员：王戈,葛棋,陶一鸣,师毓,马友河
受保护的技术使用者：摩氢科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15