本发明涉及重整制氢,特别是涉及一种重整反应器测试平台及其测试方法。
背景技术:
1、氢气是一种清洁、高效、可再生的能源,具有广阔的应用前景。目前,工业上制氢的主要方法是利用化石燃料进行重整反应,即将化石燃料与水或空气混合,在催化剂的作用下生成富含氢气的合成气。
2、重整反应器可以为能源系统提供清洁的氢能,例如燃料电池、储能等。随着氢能技术的进步和政策的支持,重整反应器在能源领域的作用日益增强,重整反应器的性能和工艺直接影响着制氢的效率、成本和环境影响。
3、但是,目前市场上缺少专业测试重整反应器性能的设备,不能满足重整反应器性能测试要求,不能为重整反应器开发提供精确的实验数据支持。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种重整反应器测试平台及其测试方法,以解决上述现有技术存在的问题,能够满足重整反应器性能测试要求,并对重整反应器的性能进行精确测试,为重整反应器开发提供精确的实验数据支持。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、本发明提供一种重整反应器测试平台,包括水供应管路、原料供应管路、空气供应管路、重整气输出管路和重整反应器,所述重整反应器包括重整室和燃烧室,所述燃烧室用于对所述重整室加热,所述水供应管路与所述重整室连接并连通,用于向所述重整室输送原料水,所述原料供应管路与所述重整室连接并连通,用于向所述重整室输送反应原料,所述空气供应管路与所述燃烧室连接并连通,用于向所述燃烧室提供空气支持燃烧,重整室内的反应原料和原料水通过燃烧室内的烟气提供的热量发生重整反应,生成重整气,所述重整气输出管路与所述重整室连接并连通,用于输送所述重整室内的重整气,所述重整反应器设置有温度检测装置和压力检测装置,所述重整气输出管路上设置有重整气流量检测装置、h2检测仪、co检测仪、ch4检测仪和co2检测仪。
4、优选的,所述水供应管路上设置有储水箱ⅰ、增压泵ⅰ、储水箱ⅱ、增压泵ⅱ、三通阀ⅰ和水蒸汽发生器,所述增压泵ⅰ用于将所述储水箱ⅰ内的原料水输送至所述储水箱ⅱ,所述三通阀ⅰ的第一端口与所述增压泵ⅱ连接并连通,第二端口与所述水蒸汽发生器的进口连接并连通,第三端口与所述重整室连接并连通,所述水蒸汽发生器的出口与所述原料供应管路连接并连通。
5、优选的,所述原料供应管路包括主管路、支管路ⅰ和支管路ⅱ,所述支管路ⅰ的入口端和所述支管路ⅱ的入口端均与所述主管路的出口端连接并连通,所述支管路ⅰ与所述重整室连接并连通,所述支管路ⅱ与所述燃烧室连接并连通,所述主管路上设置有原料增压风机、脱硫器和过滤器,所述支管路ⅰ上设置有三通阀ⅱ、原料流量控制器和燃气预热器,所述三通阀ⅱ的第一端口与所述主管路连接并连通,第二端口与所述燃气预热器的进口连接并连通,第三端口与所述重整室连接并连通,所述燃气预热器的出口与所述重整室连接并连通。
6、优选的,当所述重整室内部设置有换热器,所述三通阀ⅰ的第一端口与第三端口连通,所述原料水直接输送至所述重整室,所述三通阀ⅱ的第一端口与第三端口连通,所述反应原料直接输送至所述重整室;当所述重整室内部未设置换热器,所述三通阀ⅰ的第一端口与第二端口连通,所述原料水经所述水蒸汽发生器加热成水蒸气后与反应原料混合,所述三通阀ⅱ的第一端口与第二端口连通,反应原料和水蒸气的混合物经所述燃气预热器加热至700℃后输送至所述重整室。
7、优选的,所述水蒸汽发生器通过所述燃烧室的烟气余热提供的热量对原料水加热,所述燃气预热器通过所述燃烧室的烟气余热提供的热量对反应原料和水蒸气的混合物加热。
8、优选的,所述空气供应管路上设置有燃烧鼓风机和过滤器。
9、优选的,所述重整气输出管路包括重整气管路和循环水管路,所述重整气管路上设置有循环水换热器、气液分离器和干燥器,所述循环水换热器的重整气进口与所述重整室连接并连通,所述循环水换热器的重整气出口与所述气液分离器连接并连通,所述气液分离器的顶部与所述干燥器的进口连接并连通,所述气液分离器的底部与外界连通,所述气液分离器用于将气体与液体水分离,气体从所述气液分离器的顶部输送至所述干燥器,液体水从所述气液分离器的底部排至外界,所述干燥器具有出口管路ⅰ和出口管路ⅱ,所述出口管路ⅰ与外界连通,所述出口管路ⅰ上设置有重整气排放阀,所述出口管路ⅱ与所述燃烧室连接并连通;所述循环水管路上设置有循环水泵、储水箱ⅲ和空冷换热器,所述储水箱ⅲ用于存储循环水,所述所述储水箱ⅲ的出口与所述循环水泵的进口连接并连通,所述循环水泵的出口与所述循环水换热器的循环水进口连通,所述循环水换热器的循环水出口与所述空冷换热器的进口连接并连通,所述空冷换热器的出口与所述储水箱ⅲ的进口连接并连通。
10、优选的,还包括惰性气体检测管路,所述支管路ⅰ的入口端和所述支管路ⅱ的入口端均与所述惰性气体检测管路的出口端连接并连通。
11、本发明还提供一种所述的重整反应器测试平台的测试方法,
12、所述水供应管路内的原料水和所述原料供应管路的反应原料按照一定的比例通入所述重整反应器的重整室;
13、所述空气供应管路为燃烧室提供空气支持燃烧,所述重整反应器的燃烧室对所述重整室加热,重整室内的反应原料和原料水经过催化剂的作用在燃烧室内的烟气提供的高温下发生重整反应,生成重整气;
14、重整气通过所述重整气输出管路离开所述重整反应器的重整室,在重整反应的进料流量稳定、重整反应器的温度压力稳定时,所述重整气输出管路上的重整气流量检测装置用于检测重整气的流量,h2检测仪用于检测重整气内h2的含量,co检测仪用于检测重整气内co的含量,ch4检测仪用于检测重整气内ch4的含量,co2检测仪用于检测重整气内co2的含量,通过仪表读取反应相关数值,对重整反应器的反应程度进行计算。
15、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
16、本发明提供一种重整反应器测试平台及其测试方法,将原料水和反应原料按照一定的比例通入重整反应器的重整室,重整室内的反应原料和原料水经过催化剂的作用在燃烧室内的烟气提供的高温下发生重整反应,生成重整气;在重整反应的进料流量稳定、重整反应器的温度压力稳定时,通过检测重整气的流量、重整气内h2的含量、重整气内co的含量、重整气内ch4的含量和重整气内co2的含量,对重整反应器的反应程度进行计算,并根据测试结果逐步优化反应条件,提高氢气的产率,为开发高性能的重整反应器提供实验支持,辅助重整反应器开发,缩短开发周期,节省开发费用。
1.一种重整反应器测试平台,其特征在于:包括水供应管路、原料供应管路、空气供应管路、重整气输出管路和重整反应器,所述重整反应器包括重整室和燃烧室,所述燃烧室用于对所述重整室加热,所述水供应管路与所述重整室连接并连通,用于向所述重整室输送原料水,所述原料供应管路与所述重整室连接并连通,用于向所述重整室输送反应原料,所述空气供应管路与所述燃烧室连接并连通,用于向所述燃烧室提供空气支持燃烧,重整室内的反应原料和原料水通过燃烧室内的烟气提供的热量发生重整反应,生成重整气,所述重整气输出管路与所述重整室连接并连通,用于输送所述重整室内的重整气,所述重整反应器设置有温度检测装置和压力检测装置,所述重整气输出管路上设置有重整气流量检测装置、h2检测仪、co检测仪、ch4检测仪和co2检测仪。
2.根据权利要求1所述的重整反应器测试平台,其特征在于:所述水供应管路上设置有储水箱ⅰ、增压泵ⅰ、储水箱ⅱ、增压泵ⅱ、三通阀ⅰ和水蒸汽发生器,所述增压泵ⅰ用于将所述储水箱ⅰ内的原料水输送至所述储水箱ⅱ,所述三通阀ⅰ的第一端口与所述增压泵ⅱ连接并连通,第二端口与所述水蒸汽发生器的进口连接并连通,第三端口与所述重整室连接并连通,所述水蒸汽发生器的出口与所述原料供应管路连接并连通。
3.根据权利要求2所述的重整反应器测试平台,其特征在于:所述原料供应管路包括主管路、支管路ⅰ和支管路ⅱ,所述支管路ⅰ的入口端和所述支管路ⅱ的入口端均与所述主管路的出口端连接并连通,所述支管路ⅰ与所述重整室连接并连通,所述支管路ⅱ与所述燃烧室连接并连通,所述主管路上设置有原料增压风机、脱硫器和过滤器,所述支管路ⅰ上设置有三通阀ⅱ、原料流量控制器和燃气预热器,所述三通阀ⅱ的第一端口与所述主管路连接并连通,第二端口与所述燃气预热器的进口连接并连通,第三端口与所述重整室连接并连通,所述燃气预热器的出口与所述重整室连接并连通。
4.根据权利要求3所述的重整反应器测试平台,其特征在于:当所述重整室内部设置有换热器,所述三通阀ⅰ的第一端口与第三端口连通,所述原料水直接输送至所述重整室,所述三通阀ⅱ的第一端口与第三端口连通,所述反应原料直接输送至所述重整室;当所述重整室内部未设置换热器,所述三通阀ⅰ的第一端口与第二端口连通,所述原料水经所述水蒸汽发生器加热成水蒸气后与反应原料混合,所述三通阀ⅱ的第一端口与第二端口连通,反应原料和水蒸气的混合物经所述燃气预热器加热至700℃后输送至所述重整室。
5.根据权利要求4所述的重整反应器测试平台,其特征在于:所述水蒸汽发生器通过所述燃烧室的烟气余热提供的热量对原料水加热,所述燃气预热器通过所述燃烧室的烟气余热提供的热量对反应原料和水蒸气的混合物加热。
6.根据权利要求1所述的重整反应器测试平台,其特征在于:所述空气供应管路上设置有燃烧鼓风机和过滤器。
7.根据权利要求1所述的重整反应器测试平台,其特征在于:所述重整气输出管路包括重整气管路和循环水管路,所述重整气管路上设置有循环水换热器、气液分离器和干燥器,所述循环水换热器的重整气进口与所述重整室连接并连通,所述循环水换热器的重整气出口与所述气液分离器连接并连通,所述气液分离器的顶部与所述干燥器的进口连接并连通,所述气液分离器的底部与外界连通,所述气液分离器用于将气体与液体水分离,气体从所述气液分离器的顶部输送至所述干燥器,液体水从所述气液分离器的底部排至外界,所述干燥器具有出口管路ⅰ和出口管路ⅱ,所述出口管路ⅰ与外界连通,所述出口管路ⅰ上设置有重整气排放阀,所述出口管路ⅱ与所述燃烧室连接并连通;所述循环水管路上设置有循环水泵、储水箱ⅲ和空冷换热器,所述储水箱ⅲ用于存储循环水,所述所述储水箱ⅲ的出口与所述循环水泵的进口连接并连通,所述循环水泵的出口与所述循环水换热器的循环水进口连通,所述循环水换热器的循环水出口与所述空冷换热器的进口连接并连通,所述空冷换热器的出口与所述储水箱ⅲ的进口连接并连通。
8.根据权利要求3所述的重整反应器测试平台,其特征在于:还包括惰性气体检测管路,所述支管路ⅰ的入口端和所述支管路ⅱ的入口端均与所述惰性气体检测管路的出口端连接并连通。
9.一种权利要求1-8任一项所述的重整反应器测试平台的测试方法,其特征在于: