多燃料水蒸气重整制氢试验台

Description

产品简介

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亿科多燃料水蒸气重整制氢实验台

按客户需求制定方案 

产氢量：0.5~5m³/h 可选

氢 气纯度可达99.999%（选配提纯模块）

重整转化率可达95%以上

重整气的氢 气含量65~70%

多燃料水蒸气重整制氢实验台用于在实验室规模下，研究不同碳氢燃料（如天 然气、生物质气化气、甲 醇、乙醇、生物油、沼 气、汽油/柴油模拟物等）在水蒸气氛围、催化剂作用下发生重整反应制取氢 气的关键设备。

其核心反应为：

CnHm + nH₂O → nCO + (n + m/2)H₂ （重整反应）

CO + H₂O → CO₂ + H₂ （水气变换反应）

目标是通过优化反应条件（温度、压力、水碳比、空速、催化剂）实现氢 气产率最大化。

多燃料水蒸气重整制氢实验台可控制、采集、整理反应温度、反应时间、气相实时/累积流量、反应压力等数据。可实现催化剂性能评估、反应机理、反应动力学等研究，并能准确进行物料衡算。

Advantage

技术优越性

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• PLC数据自动采集和控制

流量计、阀门、传感器等均通过PLC进行数据自动采集和根据所需测试流程进行自动控制，可直接在触摸屏上设置目标值，系统自动调节控制自热式重整反应器。

• 自主研发气化器

此气化器具有特殊的换热结构，使温度均匀分布，从而保证水蒸气快速稳定的发生。这种结构保证热能的良好传导，结构可靠性强。最终通过PID控制汽化温度，保证汽化稳定可控。

• 自热式重整反应器

材质为SUS 310S 设计压力1Mpa，两端由法兰接头密封，催化剂填装量为200~6000g。

• 自主研发无死体积进样技术

由于系统中传输通道的存在，现有测试中均存在“死体积”现象，即输入通道的流体并没有全部经过试样，而是有一部分残留在传输通道中，导致发生总量出现偏差。“死体积”是目前测试行业中未得到很好解决的一个难题。传统方法采用减小传输通道容积的方法来降低“死体积”，但同时带来加工的困难和结构的复杂化。

本公司自研无死体积进样技术，在不影响传输通道设计的前提下，通过辅助进样实现全部流体进样完全、无残留。

Models

构成模块

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该装置工艺流程由多燃料进料单元、混合预热和反应系统、产物处理与在线分析系统、控制系统与安全保障组成。

• 多燃料进料单元

气体燃料： 高纯气瓶（CH₄、模拟合成气等）→ 质量流量控制器（精确控制流量）。

液体燃料： 储液罐（甲 醇、乙醇、生物油等）→ 精密计量泵/蒸发器（将液体汽化并精确计量）。

可凝性气体/复杂燃料： 预热管线防止冷凝。

水蒸气发生系统：

高压微量注射泵 → 将去离子水注入高温汽化器 → 产生稳定蒸汽流。

蒸汽流量控制： 与燃料流量联动，精确控制 水碳比（S/C）（核心参数！）。

载气/稀释气： N₂ 或 Ar 钢瓶 → 用于启动吹扫、停机保护或研究稀释效应。

• 预热混合与反应系统

混合器： 确保燃料气、水蒸气、载气均匀混合（避免局部冷点导致冷凝）。

预热段： 独立控温的预热管（常与反应器同轴），将混合气加热至 重整起始温度（防止“冷混合气”冲击催化剂床层）。

核心反应器：

类型： 固定床管式反应器（最常用）、微反应器（高通量筛选）。

材质： 耐高温合金（Inconel 600/800H）、石英管（可视，适用于非高压）。

催化剂装填： 床层中放置催化剂颗粒（Ni基、贵金属等），两端用石英棉/惰性瓷球固定，确保气流均匀通过。

温度控制： 多段独立控温（预热区+反应区），反应区需高精度（±1°C）热电偶监测床层温度（轴向/径向）。

压力控制（可选）： 背压阀实现加压操作（工业重整常在 20-30 bar）。

• 产物处理与在线分析系统

高温产物管线保温： 维持 >200°C 至冷凝器入口，防止重质烃/焦油冷凝堵塞。

冷凝除水单元：

冰水浴冷凝器 → 快速冷凝大部分水蒸气。

低温冷阱（-10°C ~ -20°C）→ 深度脱水并捕集微量有机冷凝物。

气液分离器： 分离冷凝水与粗氢 气。

在线气体分析：

微气相色谱（μ-GC）： 实时分析 H₂, CO, CO₂, CH₄, C₂+ 含量（关键！）。

质谱仪（MS）： 快速全组分分析，监测痕量副产物。

离线取样： Tedlar气袋收集干气，用于详细GC-MS/FID/TCD分析。

积碳监测（关键）：

反应后催化剂TPO（程序升温氧化）→ 在线CO₂分析量化积碳量。

反应器压差监测（积碳导致床层堵塞）。

• 控制系统与安全保障

中央控制平台： PLC或工控机集成控制流量、温度、压力、阀门。

联锁保护：

温度超高/热电偶故障 → 自动切断燃料/加热电源。

水供应中断 → 立即切断燃料进料（防催化剂积碳烧结）。

可燃气体泄漏（H₂, CH₄）→ 声光报警+紧急切断+强制排风。

安全防护：

反应器及高温管线置于防爆通风柜。

管路安装阻火器、安全阀、爆破片。

氢 气探测器（多点布置）、CO报警器。

紧急氮气吹扫系统（用于停机或事故时置换可燃气体）。

Product feature

产品特点

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• PLC加触摸屏，实时控制及数据采集分析，流量可调，温度可控
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• 可通过RS485实现远程控制
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• 配高压恒流双柱塞泵，精准控制进液流量
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• 高效散热模组
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• 高效的催化剂
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• 系统耐压1Mpa以上
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• 功率低 换热效率高 将有效功率充分利用
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• 产氢稳定
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• 高精准度

• 整套装置走向清晰，结构紧凑，方便操作和维修
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• 运行安全稳定，测试性能可靠
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• 可按客户实际要求进行定制
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• 可集成，寿命长

Application area

应用领域

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• 新型重整催化剂性能评价（活性、选择性、抗积碳性、稳定性）
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• 多燃料适应性研究（从天 然气到可再生生物油的切换策略）
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• 工艺参数优化（温度、S/C比、空速对H₂产率/纯度的影晌）
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• 动态相应测试（模拟实际工况的启停、负荷变化
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• 耦合技术验证（如重整+膜分离原位提纯H₂）

Cooperation units

合作单位

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