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申请/专利权人：福建理工大学

摘要：本发明以三向梯度多孔载体为核心的高效甲醇重整发电装备，包括燃料反应模块、氢气纯化模块与换热模块等；燃料反应模块包括三向梯度多孔载体、自热型甲醇重整制氢微反应器、微型风机等；氢气纯化模块包括电加热炉、钯管等；换热模块包括三向梯度多孔载体、一级微换热器、二级微换热器等；发电模块包括燃料电池和微型风机等。本发明采用微型齿轮泵、微型风机、自热型甲醇重整制氢微反应器、微换热器等组件，有效地减少了整个装备的体积与重量；本发明采用以三向梯度多孔载体作为自热型甲醇重整制氢微反应器的反应载体，提高了微反应器的自热制氢性能，且以三向梯度多孔载体作为微换热器的换热载体，提高了微换热器的换热性能。

主权项：1.一种以三向梯度多孔载体为核心的高效甲醇重整发电装备，其特征在于：包括具有三层的架体，架体的第一层放置甲醇水混合溶液罐、氢气纯化器、微型风机、锂电池、燃料电池；装备的第二层放置微型齿轮泵、自热型甲醇重整制氢微反应器、一级微换热器与二级微换热器；装备的第三层放置装备系统控制模块；甲醇水混合溶液罐的输出端依次连接微型齿轮泵、一级微换热器、二级微换热器和自热型甲醇重整制氢微反应器和氢气纯化器，氢气纯化器的第一路输出端连接针型阀、自热型甲醇重整制氢微反应器和二级微换热器，氢气纯化器的第二路输出端连接一级微换热器，一级微换热器一输出端连接燃料电池；自热型甲醇重整制氢微反应器（10）依次包括制氢入口腔板（10-2）、燃烧反应腔板D（10-4）、制氢蒸发腔板（10-6）、燃烧反应腔板C（10-7）、制氢反应腔板A（10-9）、燃烧反应腔板B（10-12）、制氢反应腔板A（10-9）、燃烧反应腔板B（10-12）、制氢反应腔板A（10-9）、燃烧反应腔板B（10-12）、制氢反应腔板B（10-13）、燃烧反应腔板B（10-12）、制氢反应腔板C（10-14）、燃烧反应腔板A（10-15）、燃烧蒸发腔板（10-16）、燃烧入口蒸发腔板（10-17）和燃烧入口蒸发腔板（10-18）；其中燃烧反应腔板D（10-4）和燃烧反应腔板C（10-7）上设有三向梯度多孔载体C（10-3），其中制氢反应腔板A（10-9）、燃烧反应腔板B（10-12）、制氢反应腔板B（10-13）、制氢反应腔板C（10-14）和燃烧反应腔板A（10-15）上设有三向梯度多孔载体；自热型甲醇重整制氢微反应器（10）体内的流体流向如下：微反应器制氢反应：甲醇水混合溶液由制氢入口腔板（10-2）的B孔流入，经燃烧反应腔板D（10-4）的A孔，在制氢蒸发腔板（10-6）的腔室内扩散蒸发；经燃烧反应腔板C（10-7）的C孔，一方面在制氢反应腔板A（10-9）的腔室内发生制氢反应，一方面继续流经燃烧反应腔板B（10-12）的D孔，在下一个制氢反应腔板A（10-9）的腔室内发生制氢反应；直至流体在第3个制氢反应腔板A（10-9）的腔室内发生制氢反应后，经燃烧反应腔板B（10-12）的D孔，在制氢反应腔板B（10-13）的腔室内发生制氢反应，再次经燃烧反应腔板B（10-12）的B孔，在制氢反应腔板C（10-14）的腔室内发生制氢反应，依次经燃烧反应腔板A（10-15）的C孔、燃烧混合腔板（10-16）的C孔、燃烧蒸发腔板（10-17）的C孔、燃烧入口蒸发腔板（10-18）的C孔后流出；微反应器燃烧反应：杂质气由燃烧入口蒸发腔板（10-18）的A孔流入，在燃烧入口蒸发腔板（10-18）的腔室内扩散蒸发；流入燃烧蒸发腔板（10-17）的B孔，在燃烧蒸发腔板（10-17）的腔室内扩散蒸发后，流入燃烧混合腔板（10-16）的A孔；空气由燃烧入口蒸发腔板（10-18）的B孔流入，经燃烧蒸发腔板（10-17）的A孔，流入（10-16）的B孔；杂质气与空气在燃烧混合腔板（10-16）内发生混合并扩散；混合气一方面在燃烧反应腔板A（10-15）的腔室内发生燃烧反应，一方面继续流经制氢反应腔板B（10-14）的A孔，在燃烧反应腔板B（10-12）的腔室内发生燃烧反应；直至混合气在第四个燃烧反应腔板B（10-12）的腔室内发生燃烧反应后，经制氢反应腔板A（10-9）的A孔，在燃烧反应腔板C（10-7）的腔室内发生燃烧反应，经制氢蒸发腔板（10-6）的B孔，在燃烧反应腔板D（10-4）的腔室内发生燃烧反应，经制氢入口腔板（10-2）的A孔流出；所述三向梯度多孔载体A（10-8）、三向梯度多孔载体B（10-10）、三向梯度多孔载体C（10-3）、三向梯度多孔载体D（15-2）、三向梯度多孔载体E（16-2）上设置密布有序的多孔结构，三向梯度多孔载体具有X、Y与Z方向上的梯度孔径结构。

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