BR112020012775A2 - dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere ao campo técnico de equipamento, em particular, a um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio. O dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio compreende uma porta de alimentação, um sistema de controle, um tanque de material bruto, um tanque de água, um tanque de armazenamento de hidrogênio, uma câmara de reciclagem e uma câmara de geração de hidrogênio. O tanque de material bruto é conectado à câmara de geração de hidrogênio, o tanque de água é conectado à câmara de geração de hidrogênio e o tanque de material bruto, o tanque de água e a câmara de reciclagem são ainda conectados à porta de alimentação, respectivamente. A câmara de reação funciona como um vaso de reação para o hidreto de metal e o reagente líquido. A câmara de reciclagem e o tanque de armazenamento de hidrogênio podem liberar o espaço da câmara de reação a tempo, realizando, dessa maneira, a reação de geração contínua e controlável de hidrogênio e, enquanto isso, realizando a reciclagem do subproduto de reação. O tanque de material bruto, o tanque de água e a câmara de reciclagem são conectados à porta de alimentação, respectivamente, realizando, dessa maneira, operação síncrona da adição de material bruto e a reciclagem de subproduto e economizando o tempo e procedimentos de operação

Description

“DISPOSITIVO DE GERAÇÃO CONTÍNUA E AUTOMÁTICA DE HIDROGÊNIO” CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção se refere ao campo técnico de equipamento, em particular, a um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio.

ANTECEDENTES

[0002] Nos últimos anos, os problemas ambientais da Terra se tornaram progressivamente sérios, especialmente compostos de CO2, COe S descarregados por escapes de automóvel e, desse modo, ocasionaram o efeito estufa na atmosfera e isso resultou em uma poluição grave para a atmosfera. Novos veículos elétricos que substituem veículos de motor de combustão interna estão recebendo mais e mais atenção, especialmente veículos com célula de combustível de hidrogênio, que são conhecidos por sua emissão zero e vida útil de bateria longa.

[0003] O hidrogênio sólido é usado em veículos com célula de combustível de hidrogênio e reage em um dispositivo de geração de hidrogênio para produzir hidrogênio. O hidrogênio sólido não é uma forma sólida de hidrogênio em um sentido tradicional, mas um hidreto de metal que combina hidrogênio com um metal e existe como um sólido; em comparação com hidrogênio líquido e hidrogênio gasoso, o sólido hidrogênio pode não apenas ser armazenado a temperatura ambiente, mas também tem a vantagem de alta segurança.

[0004] O dispositivo de geração de hidrogênio da técnica anterior na qual um hidreto de metal é colocado de uma vez e, então, misturado com um reagente líquido (água) tem os problemas a seguir:

[0005] 1. um hidreto de metal e/ou um reagente líquido não pode ser adicionado de modo contínuo no processo de geração de hidrogênio, de modo que a continuidade de produção de hidrogênio por um hidreto sólido não possa ser alcançada;

[0006] 2. devido à necessidade de acomodar mais hidretos sólidos de uma vez, uma câmara de geração de hidrogênio é grande em volume e baixa em densidade de energia, ocupa um espaço de instalação maior e não é propícia para projeto de miniaturização; e

[0007] 3. produtos secundários produzidos pela reação de geração de hidrogênio ainda precisam ser limpos manualmente; o dispositivo de geração de hidrogênio não é dotado de dispositivos de alimentação sistemática, reciclagem e pós-tratamento, e é, desse modo, difícil de realizar a aplicação industrial de produção de hidrogênio de hidretos em estado sólido em novos veículos elétricos e campos industriais e comerciais.

SUMÁRIO

[0008] Um objetivo da presente invenção é superar os defeitos da técnica anterior, e fornecer um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, que realiza a controlabilidade e continuidade de uma reação de geração de hidrogênio e tem alta segurança em uso.

[0009] Para satisfazer o dito objetivo, a presente invenção adota as soluções técnicas a seguir:

[0010]um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio compreende uma porta de alimentação 14, um sistema de controle 8, um tanque de material bruto 2 para armazenar um hidreto de metal, um tanque de água 4 para armazenar um reagente líquido, um tanque de armazenamento de hidrogênio 3 para armazenar hidrogênio obtido por uma reação do hidreto de metal e do reagente líquido, uma câmara de reciclagem 5 para reciclagem e tamponamento de um subproduto produzido pela reação do hidreto de metal e do reagente líquido, e uma câmara de geração de hidrogênio 1, em que o tanque de material bruto 2 é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1; o tanque de água 4 é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1; e o tanque de material bruto 2, o tanque de água 4 e a câmara de reciclagem 5 são ainda conectados à porta de alimentação 14, respectivamente.

[0011] De preferência, o sistema de controle de geração de hidrogênio 8 controla a câmara de geração de hidrogênio 1 para obter o hidreto de metal e o reagente líquido, que são, então, reagidos para obter hidrogênio e uma mistura de sólido-líquido, do tanque de material bruto 2 e do tanque de água 4 em lotes, respectivamente; então, controla o tanque de armazenamento de hidrogênio 3 para obter e armazenar o hidrogênio; controla a câmara de reciclagem 5 para obter e armazenar a mistura de sólido-líquido; e, então, controla ciclicamente a câmara de geração de hidrogênio 1 de acordo com requerimentos de ajuste de pressão do tanque de armazenamento de hidrogênio 3 para obter o hidreto de metal e o reagente líquido novamente do tanque de material bruto 2 e do tanque de água 4, respectivamente.

[0012] De preferência, a câmara de geração de hidrogênio 1 compreende uma câmara de transição 1a para tamponamento do hidreto de metal do tanque de material bruto 2, e uma câmara de reação 1b que é conectada à câmara de transição 1a e usada para produzir o contato de hidreto de metal e reagir com o reagente líquido; o tanque de material bruto 2 é conectado à câmara de transição 1a; o tanque de água 4 é conectado à câmara de reação 1b; a câmara de reciclagem 5 é conectada à câmara de reação 1b; o tanque de material bruto 2, o tanque de água 4 e a câmara de reciclagem 5 são ainda conectados à porta de alimentação 14, respectivamente.

[0013] De preferência, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio compreende ainda uma bomba a vácuo 27 que é conectada à câmara de transição 1a.

[0014] De preferência, mediante o controle do sistema de controle 8, o tanque de material bruto 2 fornece o hidreto de metal para a câmara de reação 1b através da câmara de transição 1a em lotes; o tanque de água 4 fornece o reagente líquido para a câmara de reação 1b em lotes, respectivamente; o hidreto de metal e o reagente líquido em um lote são reagidos na câmara de reação 1b para obter hidrogênio e um subproduto, em que o hidrogênio é armazenado no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 da câmara de reação 1b, e o produto secundário é descarregado na câmara de reciclagem 5 da câmara de reação 1b; e o hidreto de metal e o reagente líquido no próximo lote são, então, inseridos na câmara de reação 1b.

[0015] De preferência, o hidreto de metal é um pó ou um sólido granular, o reagente líquido é água, e o subproduto é uma mistura de sólido- líquido.

[0016] De preferência, a extremidade inferior do tanque de material bruto 2 é conectada à câmara de transição 1a através de uma primeira válvula 10, a extremidade inferior da câmara de transição 1a é conectada à câmara de reação 1b através de uma quarta válvula 10a, e a primeira válvula 10 e a quarta válvula 10a são, respectivamente, conectadas ao sistema de controle 8;

[0017] o tanque de água 4 é conectado à câmara de reação 1b através de uma primeira bomba de água 18 e uma segunda válvula 11, ea primeira bomba de água 18 e a segunda válvula 11 são, respectivamente, conectadas ao sistema de controle 8; e

[0018] a câmara de reciclagem 5 é disposta abaixo da câmara de reação 1b e conectada à extremidade inferior da câmara de reação 1b através de uma terceira válvula 12, e a terceira válvula 12 é conectada ao sistema de controle 8.

[0019] De preferência, a câmara de reação 1b é conectada a um separador 7 para realizar separação de gás-líquido; o separador 7 é conectado ao tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através de uma válvula duodécima 29; e o separador 7 também é conectado ao tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através de uma bomba de recalque 9, e a válvula duodécima 29 e a bomba de recalque 9 são conectadas ao sistema de controle 8.

[0020] De preferência, o tanque de material bruto 2 é disposto em um lado da câmara de geração de hidrogênio 1, o tanque de material bruto 2 é conectado à primeira válvula 10 através de um transportador 28, e o transportador 28 é conectado ao sistema de controle 8.

[0021] De preferência, a câmara de geração de hidrogênio 1 compreende ainda um sistema de resfriamento disposto fora da câmara de reação 1b; o tanque de água 4 é conectado a uma entrada de água do sistema de resfriamento através da primeira bomba de água 18 e uma quinta válvula 20; uma saída de água do sistema de resfriamento é conectada ao tanque de água 4; e a quinta válvula 20 é conectada ao sistema de controle 8.

[0022] De preferência, a câmara de reciclagem 5 compreende um tanque de filtragem 5c, um primeiro tanque de coleta de água 5a e um segundo tanque de coleta de água 5b, se um filtro estiver disposto entre a câmara de filtragem 5c e o primeiro tanque de coleta de água 5a; o primeiro tanque de coleta de água 5a é conectado ao segundo tanque de coleta de água 5b através de uma primeira válvula unidirecional 19; a primeira válvula unidirecional 19 está em comunicação com o segundo tanque de coleta de água 5b através do primeiro tanque de coleta de água 5a; o segundo tanque de coleta de água 5b é conectado ao tanque de água 4 através de uma segunda bomba de água 6; e a segunda bomba de água 6 é conectada ao sistema de controle 8.

[0023] De preferência, uma caixa de secagem 26 é ainda disposta entre a câmara de filtragem 5c da câmara de reciclagem 5 e da porta de alimentação 14; uma entrada da caixa de secagem 26 é conectada ao tanque de filtragem 5c através de uma sexta válvula 22, e uma saída da caixa de secagem 26 é conectada à porta de alimentação 14 através de uma segunda válvula unidirecional 24; a segunda válvula unidirecional 24 está em comunicação com a porta de alimentação 14 através da caixa de secagem 26; uma oitava válvula também é disposta na parte superior da caixa de secagem 26; e a sexta válvula 22 e a oitava válvula 25 são respectivamente conectadas ao sistema de controle 8.

[0024] De preferência, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio compreende ainda uma bomba a vácuo 27 conectada à caixa de secagem 26, em que a bomba a vácuo 27 é conectada à câmara de transição 1a através de uma sétima válvula 23, e a bomba a vácuo 27 e a sétima válvula 23 são respectivamente conectadas ao sistema de controle 8.

[0025] De preferência, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, compreende ainda uma célula de combustível 17, em que o tanque de armazenamento de hidrogênio 3 é conectado à célula de combustível 17 através de uma válvula de controle 13 e usado para transportar hidrogênio para a célula de combustível 17; a célula de combustível 17 é conectada ao tanque de água 4 e usada para reciclar água gerada pela célula de combustível 17; e a válvula de controle 13 é conectada ao sistema de controle 8.

[0026] De preferência, uma nona válvula 21a é disposta na parte superior do tanque de material bruto 2; uma décima válvula 21b é disposta na parte superior do tanque de água 4; uma décima primeira válvula 21c é disposta na parte superior do segundo tanque de coleta de água 5b do tanque de reciclagem 5; e a nona válvula 21a, a décima válvula 21b e a décima primeira válvula 21c são usadas para exaurir ar.

[0027] De preferência, o tanque de material bruto 2 é conectado a uma porta de alimentação 9000 através de um primeiro cano de alimentação 2003; o tanque de água 4 é conectado à porta de alimentação 9000 através de um segundo cano de alimentação 4004; a câmara de reciclagem 5 é conectada à porta de alimentação 9000 através de um primeiro cano de reciclagem 5008; uma terceira válvula de entrada 2002 é disposta no terceiro cano de entrada 2001, e é conectada ao sistema de controle de geração de hidrogênio 8; uma quarta válvula de entrada 4002 e uma quarta bomba de entrada 4003 são dispostas no quarto cano de entrada 4001 e conectada ao sistema de controle de geração de hidrogênio 8; uma segunda válvula de saída 3002 e uma segunda bomba de saída 3003 são dispostas no segundo cano de saída 3001 e conectadas ao sistema de controle de geração de hidrogênio 8; uma terceira válvula de saída 5002 é disposta no terceiro cano de saída 5001, e conectada ao sistema de controle de geração de hidrogênio 8.

[0028] De acordo com o dispositivo de geração de hidrogênio automático e automático da presente invenção, a câmara de geração de hidrogênio funciona como um vaso de reação para o reagente líquido e o hidreto de metal, a câmara de reciclagem é usada para reciclar um subproduto da câmara de reação, e o tanque de armazenamento de hidrogênio adquire hidrogênio da câmara de reação e armazena o hidrogênio, em que a câmara de reciclagem e o tanque de armazenamento de hidrogênio podem liberar o espaço da câmara de reação a tempo, realizando, dessa maneira, a reação de geração contínua e controlável de hidrogênio e, enquanto isso, realizando a reciclagem do subproduto de reação. O tanque de material bruto, o tanque de água e a câmara de reciclagem são, respectivamente, conectados à porta de alimentação, de modo que a operação síncrona da adição de material bruto e a reciclagem de subproduto do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção pode ser alcançada, e o tempo e procedimentos de operação são economizados. Ademais, o tanque de material bruto do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção pode ser usado para armazenar o hidreto de metal mediante temperatura normal e pressão normal, realizado com conveniência em armazenamento e alta segurança, facilitando, dessa maneira, a redução do custo de produção do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção. A câmara de geração de hidrogênio compreende uma câmara de transição que pode obter o hidreto de metal do tanque de material bruto em lotes, e a câmara de reação da câmara de geração de hidrogênio pode obter o reagente líquido do tanque de água em lotes. Além disso, a câmara de reação funciona como um vaso de reação para o hidreto de metal e o reagente líquido, e a câmara de transição garante a hermeticidade da câmara de reação, facilitando, dessa maneira, aprimoramento e garantia da pureza de hidrogênio na câmara de reação e aprimorando a segurança em uso.

[0029] Adicionalmente, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção tem um projeto estrutural razoável, pode ser efetivamente controlado em escala, pode ser instalado em um dispositivo móvel, como um automóvel de energia de hidrogênio, e é conveniente para uso e promoção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0030] A Figura 1 é um diagrama esquemático estrutural de uma primeira configuração de um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção;

[0031] A Figura 2 é um diagrama esquemático estrutural de uma segunda configuração de um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção;

[0032] A Figura 3 é um diagrama esquemático estrutural no qual o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio coopera com um dispositivo de hidrogenação de estado sólido; e

[0033] A Figura 4 é um diagrama esquemático estrutural de uma terceira configuração do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0034] As configurações específicas do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção serão ainda descritas abaixo em referência às configurações ilustradas nas Figuras 1 a 3. O dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção não é limitado às descrições das configurações.

[0035] Um dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção compreende uma porta de alimentação 14, um sistema de controle 8, um tanque de material bruto 2 para armazenar um hidreto de metal, um tanque de água 4 para armazenar um reagente líquido, um tanque de armazenamento de hidrogênio 3 para armazenar hidrogênio obtido por uma reação do hidreto de metal e do reagente líquido, uma câmara de reciclagem 5 para reciclagem e tamponamento de um subproduto obtido pela reação do hidreto de metal e do reagente líquido, e uma câmara de geração de hidrogênio 1

[0036] a câmara de geração de hidrogênio 1 compreende uma câmara de transição 1a para tamponamento do hidreto de metal do tanque de material bruto 2, e uma câmara de reação 1b que é conectada à câmara de transição 1a e usada para produzir o contato de hidreto de metal e reagir com o reagente líquido; o tanque de material bruto 2 é conectado à câmara de transição 1a; o tanque de água 4 é conectado à câmara de reação 1b; a câmara de reciclagem 5 é conectada à câmara de reação 1b; o tanque de material bruto 2, o tanque de água 4 e a câmara de reciclagem 5 são ainda conectados à porta de alimentação 14, respectivamente.

[0037] De acordo com o dispositivo de geração de hidrogênio automático e automático da presente invenção, a câmara de transição 1a da câmara de geração de hidrogênio pode obter o hidreto de metal do tanque de material bruto 2 em lotes, a câmara de reação 1b da câmara de geração de hidrogênio 1 pode obter o reagente líquido do tanque de água 4 em lotes, e a câmara de reação 1b funciona como um vaso de reação para o hidreto de metal e o reagente líquido; a câmara de reciclagem 5 é usada para reciclar um subproduto da câmara de reação, e o tanque de armazenamento de hidrogênio 3 obtém hidrogênio da câmara de reação 1b e armazena o hidrogênio, em que a câmara de reciclagem 5 e o tanque de armazenamento de hidrogênio 3 podem liberar o espaço da câmara de reação 1b a tempo, realizando, dessa maneira, a reação de geração contínua e controlável de hidrogênio e, enquanto isso, realiza a reciclagem do subproduto de reação. O tanque de material bruto 2, o tanque de água 4 e a câmara de reciclagem 5 são conectados à porta de alimentação 14, respectivamente, de modo que a operação síncrona da adição de material bruto e a reciclagem de subproduto do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção possam ser alcançadas, e o tempo e procedimentos de operação são economizados. Ademais, o tanque de material bruto 2 do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção pode ser usado para armazenar o hidreto de metal mediante temperatura normal e pressão normal, realizado com conveniência em armazenamento e alta segurança, facilitando, dessa maneira, a redução do custo de produção do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção.

[0038] Deve ser observado que, nas Figuras 1 a 3, a menos que especificamente indicado, o lado esquerdo de cada desenho se refere ao lado superior do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, o lado direito se refere ao lado inferior do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, o lado inferior se refere ao lado esquerdo do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, e o lado superior se refere ao lado direito do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio.

[0039] A Figura 1 mostra uma primeira configuração do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção.

[0040] Conforme mostrado na Figura 1, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção compreende um tanque de material bruto 2, uma câmara de geração de hidrogênio 1, uma câmara de reciclagem 5, um tanque de água 4 disposto no lado esquerdo da câmara de reciclagem 5, um tanque de armazenamento de hidrogênio 3 disposto acima do tanque de água 4, uma porta de alimentação 14 e um sistema de controle 8, que são dispostos do topo para o fundo; a câmara de geração de hidrogênio 1 compreende uma câmara de transição 1a, e uma câmara de reação 1b disposta abaixo da câmara de transição 1a e conectada à câmara de transição 1a.

[0041] O tanque de material bruto 2 é usado para armazenar o hidreto de metal e transporta o hidreto de metal para a câmara de transição 1a; o tanque de água 4 é usado para armazenar o reagente líquido e transportar o reagente líquido para a câmara de reação 1b; a câmara de transição 1a é usada para tamponamento do hidreto de metal do tanque de material bruto 2 e transportar o hidreto de metal para a câmara de reação 1b, e a câmara de reação 1b funciona como um vaso de reação para o hidreto de metal e o reagente líquido; a câmara de reciclagem 5 é usada para reciclagem de um subproduto do câmara de reação 1b.

[0042] A extremidade inferior do tanque de material bruto 2 é conectada à câmara de transição 1a através de uma primeira válvula 10, a extremidade inferior da câmara de transição 1a é conectada à câmara de reação 1b através de uma quarta válvula 10a; a extremidade inferior da câmara de reação 1b é conectada à câmara de reciclagem 5 através de uma terceira válvula 12; o tanque de água 4 é conectado à câmara de reação 1b através de uma primeira bomba de água 18 e uma segunda válvula 11; a câmara de reação 1b é conectada ao tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através de um separador 7 para realizar uma operação de separação de gás-líquido e uma válvula duodécima 29; a primeira válvula 10, a quarta válvula 10a, a terceira válvula 12, a primeira bomba de água 18, a segunda válvula 11 e a válvula duodécima 29 são conectadas ao sistema de controle 8 respectivamente. Primeiro, a câmara de transição 1a é benéfica para aperfeiçoar a hermeticidade da câmara de reação 1b e impedir ar de entrar na câmara de reação 1b do tanque de material bruto 2; segundo, a câmara de transição 1a tem uma especificação (volume) menor que aquela da câmara de reação 1b, e a bomba a vácuo 27 leva menos tempo para evacuar a câmara de transição 1a, impedindo, dessa maneira, que a eficácia de trabalho do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção seja reduzida visto que a câmara de reação 1b é evacuada pela bomba a vácuo 27 após cada alimentação para a câmara de reação 1b.

[0043] De preferência, a extremidade inferior de cada do tanque de material bruto 2, a câmara de transição 1a e a câmara de reação 1b é de uma estrutura em formato de funil, o que facilita a descarga de materiais no tanque de material bruto 2, na câmara de transição 1a e na câmara de reação 1b.

[0044] De preferência, como mostrado na Figura 1, o separador 7 também é conectado ao tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através de uma bomba de recalque 9, e a bomba de recalque 9 é conectada ao sistema de controle 8. Quando a pressão de hidrogênio na câmara de reação 1b é maior que a pressão de hidrogênio no tanque de armazenamento de hidrogênio 3, o hidrogênio pode entrar diretamente no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através do separador 7 e a válvula duodécima 29; quando a pressão de hidrogênio na câmara de reação 1b é menor ou igual à pressão de hidrogênio no tanque de armazenamento de hidrogênio 3, o hidrogênio pode ser inserido no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através do separador 7 e da bomba de recalque 9, garantindo, dessa maneira, que todo o hidrogênio na câmara de reação 1b seja transportado para o tanque de armazenamento de hidrogênio 3.

[0045] O tanque de material bruto 2, o tanque de água 4 e a câmara de reciclagem 5 são também conectados à porta de alimentação 14, respectivamente. O dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16 pode reabastecer o tanque de material bruto 2 com um hidreto de metal e o tanque de água 4 com água, e reciclar o óxido de metal da câmara de reciclagem 5, por meio da porta de alimentação 14, respectivamente.

[0046] De preferência, o hidreto de metal é hidreto de magnésio granular ou em pó (MgH2), o reagente líquido é água (H2O), e a reação química que ocorre na câmara de reação 1b é: Mel2+1H20 > MgO+2H2? Na reação específica, a fim de garantir reação completa do hidreto de metal, a água na câmara de reação 1b é excessiva em relação ao hidreto de metal e, desse modo, o subproduto se refere a uma mistura de MgO e água.

[0047] De preferência, como mostrado na Figura 1, a câmara de geração de hidrogênio 1 compreende ainda um sistema de resfriamento disposto fora da câmara de reação 1b, o tanque de água 4 é conectado a uma entrada de água do sistema de resfriamento através da primeira bomba de água 18 ea quinta válvula 20, e uma saída de água do sistema de resfriamento é conectada ao tanque de água 4. Ademais, de preferência, a entrada de água do sistema de resfriamento é menor que a saída de água do sistema de resfriamento. O sistema de resfriamento pode controlar a temperatura dentro da câmara de reação 1b dentro de uma faixa razoável para garantir que a reação de geração de hidrogênio seja realizada em uma taxa e temperatura apropriadas, o que facilita aprimoramento da segurança em uso da presente invenção. Além disso, a água no tanque de água 4 é circulada através do sistema de resfriamento, e a temperatura da água é aumentada, o que é favorável para aumentar a taxa de reação da água e do hidreto de metal, reduzindo o consumo de energia ocasionado pelo aumento de temperatura da água, e mais de acordo com as exigências de proteção ambiental e baixo carbono.

[0048] De preferência, um dispositivo de aquecimento instantâneo para aquecer a água é ainda disposto entre a segunda válvula 11 e a câmara de reação 1b para aumentar a temperatura da entrada de água na câmara de reação 1b, aumentando, dessa maneira, a taxa de reação da água e do hidreto de metal.

[0049] De preferência, como mostrado na Figura 1, a câmara de reciclagem 5 compreende um tanque de filtragem 5c, um primeiro tanque de coleta de água 5a e um segundo tanque de coleta de água 5b, em que a parte superior da câmara de filtragem 5c é conectada à extremidade inferior da câmara de reação 1b através de uma terceira válvula 12, e a extremidade inferior da câmara de filtragem 5c é conectada à porta de alimentação 14; um filtro é disposto entre a câmara de filtragem 5c e a primeiro tanque de coleta de água 5a; a parte inferior do primeiro tanque de coleta de água 5a é conectada ao segundo tanque de coleta de água 5b através de uma primeira válvula unidirecional 19; a primeira válvula unidirecional 19 está em comunicação com o segundo tanque de coleta de água 5b através do primeiro tanque de coleta de água 5a; o segundo tanque de coleta de água 5b é conectado ao tanque de água 4 através de uma segunda bomba de água 6; e a terceira válvula 12 e a segunda bomba de água 6 são conectadas ao sistema de controle 8. O primeiro tanque de coleta de água 5a e o segundo tanque de coleta de água 5b pode coletar água que permanece durante a reação e recicla a mesma no tanque de água 4 através da segunda bomba de água 6, que é condutiva para economizar recursos de água.

[0050] De preferência, como mostrado na Figura 1, o primeiro tanque de coleta de água 5a é disposto abaixo da câmara de filtragem 5c, o segundo tanque de coleta de água 5b é disposto abaixo do primeiro tanque de coleta de água 5a, e a parte direita inferior do segundo tanque de coleta de água

5b é conectada à parte esquerda inferior do primeiro tanque de coleta de água 5a. Ademais, de preferência, a câmara de reciclagem 5 é de uma estrutura integrada.

[0051] De preferência, como mostrado na Figura 1, uma caixa de secagem 26 é ainda disposta entre a câmara de filtragem 5c da câmara de reciclagem 5 e da porta de alimentação 14; a extremidade inferior da câmara de filtragem 5c é conectada à caixa de secagem 26 através de uma sexta válvula 22, e a extremidade inferior da caixa de secagem 26 é conectada à porta de alimentação 14 através de uma segunda válvula unidirecional 24; a segunda válvula unidirecional 24 está em comunicação com a porta de alimentação 14 através da caixa de secagem 26; uma bomba a vácuo 27 e uma oitava válvula são também dispostas na parte superior da caixa de secagem 26; a bomba a vácuo 27 é conectada à câmara de transição 1a da câmara de geração de hidrogênio 1 através de uma sétima válvula 23, e a sexta válvula 22, a oitava válvula 25, a sétima válvula 23 e a bomba a vácuo 27 são conectadas ao sistema de controle 8, respectivamente.

[0052] De preferência, como mostrado na Figura 1, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção compreende ainda uma célula de combustível 17. O tanque de armazenamento de hidrogênio 3 é conectado à célula de combustível 17 através de uma válvula de controle 13, e supre hidrogênio para a célula de combustível 17. A válvula de controle 13 é conectada ao sistema de controle 8. A célula de combustível 17 é conectada ao tanque de água 4 e usada para reciclagem da água gerada pela reação para o tanque de água 4, realizando, dessa maneira, a reciclagem de água, economizando energia e protegendo o ambiente.

[0053] De preferência, a célula de combustível 17 é uma célula de combustível na qual o hidrogênio e o ar são usados como reagentes, e a reação química total que ocorre na mesma é 2H2+02—>2H20, A célula de combustível

17 é mais adequada para exigências de proteção ambiental.

[0054] De preferência, como mostrado na Figura 1, uma nona válvula 21a, uma décima válvula 21b e uma décima primeira válvula 21c para exaurir ar são dispostos na parte superior do tanque de material bruto 2, a parte superior do tanque de água 4 e a parte superior do segundo tanque de coleta de água 5b são respectivamente.

[0055] De preferência, o tanque de armazenamento de hidrogênio 3 compreende um primeiro mecanismo de detecção para detectar uma pressão de hidrogênio. A câmara de reação 1b compreende um segundo mecanismo de detecção para detectar uma pressão de hidrogênio. O tanque de material bruto 2 compreende um terceiro mecanismo de detecção para detectar a quantidade do hidreto de metal no mesmo. O tanque de água 4 compreende um quarto mecanismo de detecção para detectar um nível de água (ou quantidade) de água no mesmo. O segundo tanque de coleta de água 5b compreende um quinto mecanismo de detecção para detectar um nível de água (ou quantidade) de água no mesmo. A caixa de secagem 26 compreende um sexto mecanismo de detecção para detectar a quantidade de óxido de metal na mesma. O primeiro mecanismo de detecção, o segundo mecanismo de detecção, o terceiro mecanismo de detecção, o quarto mecanismo de detecção, o quinto mecanismo de detecção e o sexto mecanismo de detecção são, respectivamente, conectados ao sistema de controle 8.

[0056] A fim de descrever o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção em maiores detalhes, o processo de trabalho do mesmo será descrito abaixo como a seguir:

[0057] 1. quando o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção é usado para o primeiro momento, é necessário realizar uma operação de evacuação na câmara de geração de hidrogênio 1 para garantir a pureza do hidrogênio gerado e a segurança da reação de geração de hidrogênio. As operações específicas são como a seguir:

[0058] o sistema de controle 8 controla a primeira válvula 10, a terceira válvula 12, a segunda válvula 11 e a válvula de controle 13 a ser fechadas, e controla a quarta válvula 10a, a sétima válvula 23, a sexta válvula 22, e a válvula duodécima 29 a ser abertas; então, o sistema de controle 8 liga a bomba a vácuo 27 para evacuar o tanque de armazenamento de hidrogênio 3, a câmara de transição 1a, e a câmara de reação 1b; após o grau de vácuo alcançar um valor de grau de vácuo definido, o sistema de controle 8 controla a quarta válvula 10a, a sétima válvula 23, a sexta válvula 22, e a válvula duodécima 29 a ser fechadas;

[0059] 2. o sistema de controle 8 controla a primeira válvula 10 a ser aberta, e o hidreto de metal entra na câmara de transição 1a do tanque de material bruto 2; após uma primeira quantidade definida de hidreto de metal entrar na câmara de transição 1a, o sistema de controle 8 controla a primeira válvula 10 a ser fechada; o sistema de controle 8, então, controla a sétima válvula 23 a ser aberta; a bomba a vácuo 27 evacua a câmara de transição 1a novamente, de modo que o grau de vácuo alcance o valor de grau de vácuo definido; o sistema de controle 8, então, controla a sétima válvula 23 a ser fechada;

[0060] 3. o sistema de controle 8 controla a quarta válvula 10a a ser aberta, e o hidreto de metal na câmara de transição 1a entra na câmara de reação 1b;

[0061] 4. o sistema de controle 8 controla a primeira bomba de água 18 a ser ligada e controla a segunda válvula 11 a ser aberta, de modo que a água no tanque de água 4 entre na câmara de reação 1b; após uma segunda quantidade definida de água entrar na câmara de reação 1b, o sistema de controle 8 controla a segunda válvula 11 a ser fechada;

[0062] 5. o sistema de controle 8 controla a quinta válvula 20 a ser aberta, de modo que a água no tanque de água 4 entre em um sistema de resfriamento e circule para resfriar a câmara de reação 1b;

[0063] 6. quando o hidrogênio produzido pela reação do hidreto de metal e a água fizer com que a pressão de hidrogênio na câmara de reação 1b alcance um valor de pressão classificado, o sistema de controle 8 controla a válvula duodécima 29 a ser aberta, o hidrogênio na câmara de reação 1b entra no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através do separador 7 e a válvula duodécima 29, e a água separada pelo separador 7 entra no tanque de água 4; quando a pressão de hidrogênio na câmara de reação 1b é menor ou igual à pressão de hidrogênio no tanque de armazenamento de hidrogênio 3, o sistema de controle 8 controla a válvula duodécima 29 a ser fechada e controla a bomba de recalque 9 a ser ligada, o hidrogênio na câmara de geração de hidrogênio 1b entra no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 através do separador 7 e da bomba de recalque 9 e, enquanto isso, a água separada pelo separador 7 entra no tanque de água 4;

[0064] s7. quando a pressão de hidrogênio na câmara de reação 1 é menor que um primeiro valor de pressão definido, o sistema de controle 8 controla a bomba de recalque 9 a ser desligada e controla a terceira válvula 12 a ser aberta, e o óxido de metal e água na câmara de reação 1b entram na câmara de filtragem 5c da câmara de reciclagem 5 mediante a ação de uma quantidade vestigial de pressão de hidrogênio; após um primeiro período de tempo definido (é garantido que o óxido de metal e água, majoritariamente, entrem na câmara de filtragem 5c), o sistema de controle 8 controla a terceira válvula 12 a ser fechada;

[0065] 8. enquanto o óxido de metal e a água entram na câmara de filtragem 5c, a água é filtrada pelo dispositivo de filtragem no primeiro tanque de coleta de água 5a e, então, entra no segundo tanque de coleta de água 5b através do primeiro tanque de coleta de água 5a por meio da primeira válvula unidirecional 19; quando o nível de líquido no segundo tanque de coleta de água 5b alcança e excede um valor definido, o sistema de controle 8 controla uma segunda bomba de água 6 a ser ligada para transportar a água do segundo tanque de coleta de água 5b para o tanque de água 4; quando o nível de água no segundo tanque de coleta de água 5b é menor que o valor definido, o sistema de controle 8 controla a segunda bomba de água 6 a ser desligada;

[0066] 9. após o óxido de metal permanecer na câmara de filtragem 5c por um segundo período de tempo definido, o sistema de controle 8 controla a sexta válvula 22 a ser aberta; mediante a sucção do vácuo na caixa de secagem 26, o óxido de metal é introduzido na caixa de secagem 26 da câmara de filtragem 5c; a sexta válvula 22 permanece aberta para um terceiro período de tempo definido (é garantido que o óxido de metal na câmara de filtragem 5 seja majoritariamente transferido para o tanque de secagem 26), e o sistema de controle 8 controla a sexta válvula 22 a ser fechada;

[0067] 10. quando a pressão de hidrogênio no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 alcança um valor limite inferior definido, o sistema de controle 8 controla a válvula de controle 13 a ser aberta, hidrogênio é suprido de modo contínuo para a célula de combustível 17 e, enquanto isso, a água gerada pela reação na célula de combustível 17 é reciclada no tanque de água 4.

[0068] De acordo com o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção, uma reação de geração contínua e controlável de hidrogênio pode ser implantada repetindo-se as etapas 2 a 9. Deve ser observado que, quando a pressão de hidrogênio no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 é menor que o valor limite inferior definido, as operações das etapas 2 a 9 são repetidas de modo contínuo; e, quando a pressão de hidrogênio no tanque de armazenamento de hidrogênio 3 é igual a um valor limite superior definido, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção interrompe automaticamente a operação; quando a quantidade de armazenamento do hidreto de metal no tanque de material bruto 2 é menor que um primeiro valor de quantidade de armazenamento definido, e/ou a quantidade de armazenamento no tanque de água 4 é menor que um segundo valor de quantidade de armazenamento definido, o sistema de controle 8 envia um sinal de orientação para um usuário constatar e reabastecer o hidreto de metal e/ou água para o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio a tempo; quando a quantidade de armazenamento de óxido de metal na caixa de secagem 26 é igual ou maior que um terceiro valor de quantidade de armazenamento definido, o sistema de controle 8 envia um sinal de orientação para o usuário constatar e reciclar o óxido de metal a tempo. O mecanismo de controle acima garante operação contínua, estável e segura do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção.

[0069] De preferência, o valor de grau de vácuo definido, a primeira quantidade definida, a segunda quantidade definida, o valor de pressão de taxa, o primeiro valor de pressão definido, o primeiro comprimento de tempo definido, o segundo comprimento de tempo definido, o terceiro comprimento de tempo definido, o valor limite inferior definido, o valor limite superior definido, o primeiro valor de quantidade de armazenamento definido, o segundo valor de quantidade de armazenamento definido e o terceiro valor de quantidade de armazenamento definido pode ser definido pelo usuário de acordo com a especificação e necessidade de uso do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção, ou ajustes padrão do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção podem ser diretamente usados.

[0070] A Figura 2 mostra uma segunda configuração do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção.

[0071] A estrutura do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio dessa configuração difere daquela da primeira configuração uma vez que: o tanque de material bruto 2 é disposto no lado direito da câmara de geração de hidrogênio 1 e localizado acima da caixa de secagem 26, e um transportador 28 é disposto entre a extremidade inferior do tanque de material bruto 2 e a primeira válvula 10, e conectado ao sistema de controle 8. Nessa configuração, a posição do tanque de material bruto 2 é vantajosa para economizar o espaço ocupado pelo dispositivo de geração automática de hidrogênio da presente invenção, de modo que o modelo geral do mesmo seja mais compacto. Portanto, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção pode ser disposto em um dispositivo móvel, como um veículo. Portanto, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção é mais adequado para um veículo de energia de hidrogênio, e é vantajoso para promoção.

[0072] A etapa 2 no processo de trabalho do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio dessa configuração difere da etapa 2 na primeira configuração uma vez que: na etapa 2 dessa configuração, o sistema de controle 8 controla a primeira válvula 10 a ser aberta e controla o transportador 28 a ser ligado, e o hidreto de metal entra na câmara de transição 1a através do transportador 28 e da primeira válvula 10; após uma primeira quantidade definida de hidreto de metal entrar na câmara de transição 1a, o sistema de controle 8 controla a primeira válvula 10 a ser fechada e controla o transportador 28 a ser desligado; o sistema de controle 8, então, controla a sétima válvula 23 a ser aberta; a bomba a vácuo 27 evacua a câmara de transição 1a novamente, de modo que o grau de vácuo alcance um valor definido, e o sistema de controle 8, então, controla a sétima válvula 23 a ser fechada. Outras etapas no processo de trabalho do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio dessa configuração são as mesmas que aquelas da primeira configuração.

[0073] A Figura 3 mostra uma configuração na qual o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção coopera com um dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16.

[0074] Conforme “mostrado na Figura 3, o dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16 compreende uma pistola de alimentação 15 conectada à porta de alimentação 14, e a pistola de alimentação 15 é conectada à porta de alimentação 14; após um comutador da pistola de alimentação 15 é ligada, o dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16 é automaticamente iniciado. O hidreto de metal entra no tanque de material bruto 2 através do dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16, e a nona válvula 21a, nesse caso, é automaticamente aberta para exaustar o ar, e é automaticamente fechada após a finalização de alimentação. O reagente líquido entra no tanque de água 4 através do dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16, e a décima válvula 21b, nesse caso, é automaticamente aberta para exaustar o ar, e é automaticamente fechada após a finalização de alimentação. O óxido de metal entra no dispositivo de hidrogenação de estado sólido do forno de secagem 26.

[0075] Deve ser observado que as operações do dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16 para reabastecer o tanque de material bruto 2 com hidreto de metal, e reabastecer o tanque de água 4 com água, e reciclar o óxido de metal do tanque de secagem 26 pode ser realizado de modo simultâneo ou separado. De preferência, as três operações acima são realizadas de modo simultâneo, o que é benéfico para economizar procedimentos de operação e tempo.

[0076] De preferência, o terceiro mecanismo de detecção no tanque de material bruto 2, o quarto mecanismo de detecção no tanque de água 4e o sexto mecanismo de detecção na caixa de secagem 26 são conectados a um sistema de controle de estação de hidrogenação do dispositivo de hidrogenação de estado sólido 16 através da porta de alimentação 14 e da pistola de alimentação 15 respectivamente, de modo a controlar e medir a quantidade do hidreto de metal e/ou água adicionada ao dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção e a quantidade do óxido de metal reciclado.

[0077] O conteúdo acima é uma descrição mais detalhada da presente invenção em conexão com as configurações preferenciais especificas, mas não se pode considerar que as configurações específicas da presente invenção não são limitadas a essas descrições. Por exemplo, o tanque de material bruto 2, a câmara de transição 1a, a câmara de reação 1b, a câmara de reciclagem 5, o tanque de água 4, o tanque de secagem 26, o tanque de armazenamento de hidrogênio 3, a célula de combustível 17 e similares não são limitados ao ajuste sequencial do topo para o fundo ou nos lados esquerdo e direito, como mostrado na Figura 1 e a Figura 2, podem ser dispostos de forma mais favorável e flexível de acordo com os cenários de diversos dispositivos de aplicação.

[0078] A Figura 4 mostra uma terceira configuração do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção. Uma porta de alimentação 9000, um sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000, um tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000, um tanque de armazenamento de reagente líquido 4000, um tanque de armazenamento de hidrogênio 3000, uma caixa de armazenamento 5000 e um tanque de geração de hidrogênio 1000 nessa configuração são a porta de alimentação 14, o sistema de controle 8, o tanque de material bruto 2, o tanque de água 4, o tanque de armazenamento de hidrogênio 3, a câmara de reciclagem e a câmara de geração de hidrogênio 1 na primeira configuração, respectivamente.

[0079] Conforme mostrado na Figura 4, o dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio dessa configuração compreende uma porta de alimentação 9000, um sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000, um tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 para armazenar óxido de metal, um tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 para armazenar um reagente líquido, um tanque de armazenamento de hidrogênio 3000 para armazenar hidrogênio obtido por uma reação do hidreto de metal e do reagente líquido, e uma caixa de armazenamento 5000 para armazenar um subproduto obtido após o hidreto de metal reagir com o reagente líquido. O tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1000 através de um terceiro cano de entrada 2001, o tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1000 através de um quarto cano de entrada 4001, o tanque de armazenamento de hidrogênio 3000 é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1000 através de um segundo cano de saída 3001, e a caixa de armazenamento 5000 é conectada à câmara de geração de hidrogênio 1000 através de um terceiro tubo de saída 5001. O tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 é conectado à porta de alimentação 9000 através de um primeiro cano de alimentação 2003; o tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 é conectado à porta de alimentação 9000 através de um segundo cano de alimentação 4004; a caixa de armazenamento 5000 é conectada à porta de alimentação 9000 através de um primeiro cano de reciclagem 5008.

[0080] O tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 é usado para armazenar um hidreto de metal, e é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1000 através do terceiro cano de entrada 2001. O terceiro cano de entrada 2001 compreende uma terceira válvula de entrada 2002 disposta no mesmo, e a terceira válvula de entrada 2002 é conectada ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000. A parte superior do tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 também é conectada à porta de alimentação 9000 através do primeiro cano de alimentação

2003.

[0081] O tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 é usado para armazenar o reagente líquido, e é conectado à câmara de geração de hidrogênio 1000 através do quarto cano de entrada 4001. O quarto cano de entrada 4001 compreende uma quarta válvula de entrada 4002 e uma quarta bomba de entrada 4003 disposta no mesmo, e a quarta válvula de entrada 4002 e a quarta bomba de entrada 4003 são respectivamente conectadas ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000. O tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 também é conectado à porta de alimentação 9000 através do segundo cano de alimentação 4000.

[0082] A caixa de armazenamento 5000 é usada para obter uma mistura de sólido-líquido da câmara de geração de hidrogênio 1000 e armazena isso na mesma. A caixa de armazenamento 5000 compreende uma caixa de sólido 5003 e um tanque de coleta de líquido 5004, e uma rede de filtro 5005 é disposta entre a caixa de sólido 5003 e o tanque de coleta de líquido 5004. À parte superior da caixa de sólido 5003 é conectada à extremidade inferior da câmara de geração de hidrogênio 1000 através do terceiro cano de saída 5001. O terceiro cano de saída 5001 compreende uma terceira válvula de saída 5002 disposta no mesmo, e a terceira válvula de saída 5002 é conectada ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000. A extremidade inferior do tanque de sólido 5003 é conectada à porta de alimentação 9000 através do primeiro cano de reciclagem 5008, e uma porta do primeiro cano de reciclagem 5008 passa através do tanque de coleta de líquido 5004 e é conectada à rede de filtro 5005. A parte inferior do tanque de coleta de líquido 5004 é conectada à parte superior do tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 através de um primeiro cano de retorno de líquido 5006. O primeiro cano de retorno de líquido 5006 compreende uma primeira bomba de retorno de líquido 5007 disposta no mesmo, e a primeira bomba de retorno de líquido 5007 é conectada ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000.

[0083] O tanque de armazenamento de hidrogênio 3000 é usado para obter hidrogênio da câmara de geração de hidrogênio 1000, armazenando o hidrogênio e fornecendo o hidrogênio a uma usina de energia de hidrogênio, e é conectada à câmara de geração de hidrogênio 1000 através do segundo cano de saída 3001. O segundo cano de saída 3001 compreende uma segunda válvula de saída 3002 e uma segunda bomba de saída 3003 dispostas no mesmo, e a segunda válvula de saída 3002 e a segunda bomba de saída 3003 são conectadas ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000, respectivamente. A usina de energia de hidrogênio se refere a uma célula de combustível de hidrogênio e uma usina de energia que precisa de hidrogênio como fonte de energia.

[0084] Um primeiro sensor de nível para detectar uma quantidade de armazenamento do hidreto de metal no tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 em tempo real também é disposto no tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000. O hidreto de metal no tanque de armazenamento de hidrogênio sólido 2000 cai na câmara de geração de hidrogênio 1000 sob gravidade após a terceira válvula de entrada 2002 ser aberta. Quando a câmara de geração de hidrogênio 1000 obtém uma quantidade classificada de hidreto de metal, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de entrada 2002 a ser fechada. O primeiro sensor de nível monitora a quantidade de armazenamento do hidreto de metal no tanque de armazenamento de hidrogênio de estado sólido 2000 em tempo real e fornece de volta para o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 para monitorar a quantidade de armazenamento.

[0085] Um segundo sensor de nível é disposto no tanque de armazenamento de reagente líquido 4000. O segundo sensor de nível pode monitorar a quantidade de armazenamento do reagente líquido no tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 em tempo real. Quando o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a quarta válvula de entrada 4002 a ser aberta e a quarta bomba de entrada 4003 a ser ligada, o reagente líquido flui para a câmara de geração de hidrogênio 1000 mediante a ação da quarta bomba de entrada 4003. Quando o reagente líquido é produzido em uma quantidade classificada, o segundo sensor de nível fornece de volta a quantidade classificada para o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 para controlar a quarta válvula de entrada 4002 a ser fechada, e a quarta bomba de entrada 4003 a ser interrompida. O sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 também pode calcular a quantidade dos reagentes líquidos que fluem para fora cada vez através do segundo sensor de nível, monitorar a quantidade de armazenamento do reagente líquido no tanque de armazenamento 4000 e retroalimentar a quantidade de armazenamento para o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000.

[0086] A caixa de armazenamento 5000 é usada para obter uma mistura de sólido-líquido da câmara de geração de hidrogênio 1000 e armazenar a mistura de sólido-líquido. A caixa de armazenamento 5000 compreende uma caixa de sólido 5003 e um tanque de coleta de líquido 5004, e uma rede de filtro 5005 é disposta entre a caixa de sólido 5003 e o tanque de coleta de líquido

5004. De preferência, um sensor de nível de líquido é disposto no tanque de coleta de líquido 5004, e é conectado ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000. Após o líquido no tanque de coleta de líquido 5004 alcançar um determinado nível de líquido, o sensor de nível de líquido fornece um sinal de retroalimentação para o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000. O sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a primeira bomba de retorno de líquido 5007 a ser ligada, e o líquido no tanque de coleta de líquido 5004 é bombeado para o tanque de armazenamento de reagente líquido 4000.

[0087] De preferência, como mostrado na Figura 4, a caixa de armazenamento 5000 obtém um subproduto na câmara de geração de hidrogênio 1000 por meio de uma pressão de hidrogênio na câmara de geração de hidrogênio 1000. Após a câmara de geração de hidrogênio 1000 obter o hidreto de metal e o reagente líquido, o hidreto de metal e o reagente líquido reagem na câmara de geração de hidrogênio 1000 para obter o subproduto. Quando a pressão de ar na câmara de geração de hidrogênio é menor que um valor definido, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de saída 5002 do terceiro cano de saída 5001 a ser ligado. O subproduto flui para a caixa de sólido 5003 da caixa de armazenamento 5000 mediante a ação de uma quantidade vestigial de pressão de hidrogênio, e o líquido na caixa de sólido 5003 flui naturalmente para o tanque de coleta de líquido 5004 através da rede de filtro 5005 sob a gravidade, e uma matéria de sólido disposta na rede de filtro 5005 é obtida. Deve ser observado que a matéria de sólido se refere à mistura de sólido-líquido que contém uma quantidade pequena de líquido obtida após filtragem.

[0088] Deve ser observado que a caixa de armazenamento 5000 também pode não estar disposta de acordo com a estrutura mostrada na Figura

4. Quando a caixa de armazenamento 5000 é disposta abaixo da câmara de geração de hidrogênio 1000, o hidreto de metal e o reagente líquido são obtidos após a reação na câmara de geração de hidrogênio 1000. Quando a pressão de ar na câmara de geração de hidrogênio é menor que um valor definido, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de saída 5002 do terceiro cano de saída 5001 a ser aberto, o subproduto flui livremente na caixa de sólido 5003 da caixa de armazenamento 5000 sob a gravidade, e o líquido na caixa de sólido 5003 flui naturalmente para o tanque de coleta de líquido 5004 através da rede de filtro 5005 sob a gravidade, e uma matéria de sólido depositada na rede de filtro 5005 é obtida.

[0089] O tanque de armazenamento de hidrogênio 3000 compreende ainda um sensor de pressão para detectar uma pressão de ar dentro do tanque de armazenamento de hidrogênio 3000. Quando a pressão na câmara de geração de hidrogênio 1000 alcança um valor classificado, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a segunda válvula de saída 3002 a ser aberta e a segunda bomba de saída 3003 a ser ligada, de modo que o hidrogênio na câmara de geração de hidrogênio 1000 seja transportado para o tanque de armazenamento de hidrogênio 3000. O tanque de armazenamento de hidrogênio 3000 compreende ainda um primeiro cano de transporte de hidrogênio 3004 conectado ao mesmo. O primeiro cano de transporte de hidrogênio 3004 é conectado a uma usina de energia de hidrogênio. O primeiro cano de transporte de hidrogênio 3004 compreende uma primeira válvula de transporte de hidrogênio 3005 disposta no mesmo, e é conectado ao sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000, ou também pode ser conectado a um sistema de controle de usina de energia de hidrogênio.

[0090] A câmara de geração de hidrogênio 1000 compreende ainda um dispositivo de resfriamento que pode resfriar a câmara de geração de hidrogênio 1000 em um filme de radiação de calor ou uma maneira de resfriamento de líquido. Ademais, o líquido no tanque de armazenamento de reagente líquido 4000 pode ser usado como um líquido de resfriamento, ou outro líquido de resfriamento também pode ser usado para resfriar a câmara de geração de hidrogênio 1000.

[0091] O processo de geração de hidrogênio do dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio da presente invenção é como a seguir:

[0092] uma reação química Mel, +H,O > Mg(OH), + H, Tocorre na câmara de geração de hidrogênio 1000, de modo a garantir que MST seja reagido completamente, em que a água ou uma solução aquosa de substância ácidas é excessiva. Portanto, após a reação do hidreto de metal e do reagente líquido na câmara de geração de hidrogênio 1000, o hidrogênio e um subproduto são respectivamente obtidos, em que o subproduto é uma matéria de sólido ou uma mistura de sólido-líquido.

[0093] (1) O sistema de controle de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de entrada 2002 do terceiro cano de entrada 2001 a ser aberto, e uma quantidade classificada de hidreto de metal é adicionada à câmara de geração de hidrogênio 1000. O sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de entrada 2002 a ser fechada após a finalização de adição;

[0094] (2) O sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a quarta válvula de entrada 4002 do quarto cano de entrada 4001 a ser aberta, e a quarta bomba de entrada 4003 a ser ligada, de modo que uma quantidade classificada de reagente líquido seja adicionada à câmara de geração de hidrogênio; após a finalização de adição, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a quarta válvula de entrada 4002 a ser fechada, e a quarta bomba de entrada 4003 a ser desligada para obter hidrogênio e um subproduto;

[0095] (3) quando a pressão na câmara de geração de hidrogênio 1000 alcança uma válvula classificada, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a segunda válvula de saída 3002 do segundo cano de saída 3001 a ser aberto, e a segunda bomba de saída 3003 a ser ligada; o hidrogênio entra no tanque de armazenamento de hidrogênio 3000 da câmara de geração de hidrogênio 1000 mediante a ação da segunda bomba de saída 3003; quando pressão dez na câmara de geração de hidrogênio 1000 é menor que um valor definido, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a segunda válvula de saída 3002 a ser aberta, e a terceira bomba de emissão 3003 a ser desligada. Enquanto isso, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de saída 5002 a ser aberta. O subproduto flui para a caixa de armazenamento 5000 da câmara de geração de hidrogênio 1000 sob a pressão do hidrogênio. Após o subproduto fluir completamente para a caixa de armazenamento 5000, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a terceira válvula de entrada 5002 a ser fechada;

[0096] (4) a rede de filtro 5005 filtra o subproduto enquanto o subproduto entra na caixa de armazenamento 5000; o líquido entra no tanque de coleta de líquido 5004; quando o nível de líquido do líquido no tanque de coleta de líquido 5004 alcança um valor especificado, o sistema de controle de dispositivo de geração de hidrogênio 8000 controla a primeira bomba de retorno de líquido 5007 a ser ligada, e o líquido no tanque de coleta de líquido 5004 é transferido para o tanque de armazenamento de reagente líquido 4000.

[0097] Será evidente para aqueles de habilidade comum na técnica que diversas derivações e substituições simples, que podem ser realizadas sem se afastar do escopo da presente invenção, devem ser consideradas como estando abrangidas pelo escopo de proteção da presente invenção.

Claims (16)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio caracterizado pelo fato de que compreende uma porta de alimentação (14), um sistema de controle (8), um tanque de material bruto (2) para armazenar um hidreto de metal, um tanque de água (4) para armazenar um reagente líquido, um tanque de armazenamento de hidrogênio (3) para armazenar hidrogênio obtido por uma reação do hidreto de metal e o reagente líquido, uma câmara de reciclagem (5) para reciclagem e tamponamento de um subproduto produzido pela reação do hidreto de metal e o reagente líquido, e uma câmara de geração de hidrogênio (1), em que o tanque de material bruto (2) é conectado à câmara de geração de hidrogênio (1); a câmara de reciclagem (5) é conectada a uma câmara de reação (1b); e o tanque de material bruto (2), o tanque de água (4) e a câmara de reciclagem (5) são ainda conectados à porta de alimentação (14), respectivamente.

2. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de geração de hidrogênio (8) controla a câmara de geração de hidrogênio (1) para obter o hidreto de metal e o reagente líquido que são, então, reagidos para obter hidrogênio e uma mistura de sólido-líquido, do tanque de material bruto (2) e o tanque de água (4) em lotes; então, controla o tanque de armazenamento de hidrogênio (3) para obter e armazenar o hidrogênio; controla a câmara de reciclagem (5) para obter e armazenar a mistura de sólido-líquido; e, então, controla ciclicamente a câmara de geração de hidrogênio (1) de acordo com requerimentos de ajuste de pressão do tanque de armazenamento de hidrogênio (3) para obter o hidreto de metal e o reagente líquido do tanque de material bruto (2) e do tanque de água (4), respectivamente.

3. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara de geração de hidrogênio (1) compreende uma câmara de transição (1a) para tamponamento do hidreto de metal do tanque de material bruto (2), e uma câmara de reação (1b) que é conectada à câmara de transição (1a) e usada para produzir o contato de hidreto de metal e reagir com o reagente líquido; o tanque de material bruto (2) é conectado à câmara de transição (1a); e o tanque de água (4) é conectado à câmara de reação (1b).

4. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma bomba a vácuo (27) que é conectada à câmara de transição (1a).

5. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: mediante o controle do sistema de controle (8), o tanque de material bruto (2) fornece o hidreto de metal para a câmara de reação (1b) através da câmara de transição (1a) em lotes; o tanque de água (4) fornece o reagente líquido para a câmara de reação (1b) em lotes, respectivamente; o hidreto de metal e o reagente líquido em um lote são reagidos na câmara de reação (1b) para obter hidrogênio e um subproduto, em que o hidrogênio é armazenado no tanque de armazenamento de hidrogênio (3) da câmara de reação (1b), e o produto secundário é descarregado para a câmara de reciclagem (5) da câmara de reação (1b); e o hidreto de metal e o reagente líquido no próximo lote são, então, fornecidos para a câmara de reação (1b).

6. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o hidreto de metal é um pó ou um sólido granular, o reagente líquido é água, e o subproduto é uma mistura de sólido-líquido.

7. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a extremidade inferior do tanque de material bruto (2) é conectada à câmara de transição (1a) através de uma primeira válvula (10), a extremidade inferior da câmara de transição (1a) é conectada à câmara de reação (1b) através de uma quarta válvula (10a), e a primeira válvula (10) e a quarta válvula (10a) são, respectivamente, conectadas ao sistema de controle (8); o tanque de água (4) é conectado à câmara de reação (1b) através de uma primeira bomba de água (18) e uma segunda válvula (11), e a primeira bomba de água (18) e a segunda válvula (11) são, respectivamente, conectadas ao sistema de controle (8); e a câmara de reciclagem (5) é disposta abaixo da câmara de reação (1b) e conectada à extremidade inferior da câmara de reação (1b) através de uma terceira válvula (12), e a terceira válvula (12) é conectada ao sistema de controle (8).

8. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1 ou 7, caracterizado pelo fato de que: a câmara de reação (1b) é conectada a um separador (7) para realizar separação de gás-líquido; o separador (7) é conectado ao tanque de armazenamento de hidrogênio (3) através de uma válvula duodécima (29); e o separador (7) também é conectado ao tanque de armazenamento de hidrogênio (3) através de uma bomba de recalque (9), e a válvula duodécima (29) e a bomba de recalque (9) são conectadas ao sistema de controle (8).

9. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: o tanque de material bruto (2) é disposto em um lado da câmara de geração de hidrogênio (1), o tanque de material bruto (2) é conectado à primeira válvula (10) através de um transportador (28), e o transportador (28) é conectado ao sistema de controle (8).

10. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a câmara de geração de hidrogênio (1) compreende ainda um sistema de resfriamento disposto fora da câmara de reação (1b); o tanque de água (4) é conectado a uma entrada de água do sistema de resfriamento através da primeira bomba de água (18) e uma quinta válvula (20); uma saída de água do sistema de resfriamento é conectada ao tanque de água (4); e a quinta válvula (20) é conectada ao sistema de controle (8).

11. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a câmara de reciclagem (5) compreende um tanque de filtragem (5c), um primeiro tanque de coleta de água (5a) e um segundo tanque de coleta de água (5b), em que um filtro é disposto entre a câmara de filtragem (5c) e o primeiro tanque de coleta de água (5a); o primeiro tanque de coleta de água (5a) é conectado ao segundo tanque de coleta de água (5b) através de uma primeira válvula unidirecional (19); a primeira válvula unidirecional (19) está em comunicação com o segundo tanque de coleta de água (5b) através do primeiro tanque de coleta de água (5a); o segundo tanque de coleta de água (5b) é conectado ao tanque de água (4) através de uma segunda bomba de água (6); e a segunda bomba de água (6) é conectada ao sistema de controle (8).

12. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: uma caixa de secagem (26) é ainda disposta entre a câmara de filtragem (5c) da câmara de reciclagem (5) e a porta de alimentação (14); uma entrada da caixa de secagem (26) é conectada ao tanque de filtragem (5c) através de uma sexta válvula (22), e uma saída da caixa de secagem (26) é conectada à porta de alimentação (14) através de uma segunda válvula unidirecional (24); a segunda válvula unidirecional (24) está em comunicação com a porta de alimentação (14) através da caixa de secagem (26); uma oitava válvula (25) também é disposta na parte superior da caixa de secagem (26); e a sexta válvula (22) e a oitava válvula (25) são respectivamente conectadas ao sistema de controle (8).

13. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma bomba a vácuo (27) conectada à caixa de secagem (26), em que a bomba a vácuo (27) é conectada à câmara de transição (1a) através de uma sétima válvula (23), e a bomba a vácuo (27) e a sétima válvula (23) são respectivamente conectadas ao sistema de controle (8).

14. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma célula de combustível (17), em que o tanque de armazenamento de hidrogênio (3) é conectado à célula de combustível (17) através de uma válvula de controle (13) e usado para transportar hidrogênio para a célula de combustível (17); a célula de combustível (17) é conectada ao tanque de água (4) e usada para reciclar água gerada pela célula de combustível (17); e a válvula de controle (13) é conectada ao sistema de controle (8).

15. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma nona válvula (21a) é disposta na parte superior do tanque de material bruto (2); uma décima válvula (21b) é disposta na parte superior do tanque de água (4); uma décima primeira válvula (21c) é disposta na parte superior do segundo tanque de coleta de água (5b) do tanque de reciclagem (5); e a nona válvula (21a), a décima válvula (21b) e a décima primeira válvula (21c) são usadas para exaustar ar.

16. Dispositivo de geração contínua e automática de hidrogênio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tanque de material bruto (2) é conectado a uma porta de alimentação (9000) através de um primeiro cano de alimentação (2003); o tanque de água (4) é conectado à porta de alimentação (9000) através de um segundo cano de alimentação (4004); a câmara de reciclagem (5) é conectada à porta de alimentação (9000) através de um primeiro cano de reciclagem (5008); uma terceira válvula de entrada (2002) é disposta no terceiro cano de entrada (2001), e é conectada ao sistema de controle de geração de hidrogênio (8); uma quarta válvula de entrada (4002) e uma quarta bomba de entrada (4003) são dispostas no quarto cano de entrada

(4001) e são conectadas ao sistema de controle de geração de hidrogênio (8); uma segunda válvula de saída (3002) e uma segunda bomba de saída (3003) são dispostas no segundo cano de saída (3001) e são conectadas ao sistema de controle de geração de hidrogênio (8); uma terceira válvula de saída (5002) é disposta no terceiro cano de saída (5001), e é conectada ao sistema de controle de geração de hidrogênio (8).