CN106044707B - 与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法 - Google Patents

与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法，属于氢气制备和能源技术领域，该混合物采用 86％～94％(重量)的金属铝粉、4％～8％(重量)的氯化物、1％‑6％(重量)的氢氧化物、1％‑4％(重量)的醇类有机物为原材料，经过球磨进行混合，并采用特定的燃烧方式与醇基燃料进行混合燃烧，该混合物所用原料价格低廉、易得，制备工艺简单、安全，使用方法中的块状易于运输，且使用方法简单、安全，与醇基燃料的混合燃烧，大大提高热值，混合使用的燃烧热值远远大于等量醇基燃料与氢燃料单独燃烧的热值的总和，该混合物及制备方法、使用方法使用方便，实用价值高。

Description

与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法
技术领域
本发明涉及与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法，属于氢气制备和能源技术领域。
技术背景
氢是一种重要的二次能源,能够利用来储存能量,具有资源丰富、环境友好、热值高、燃烧性能好、潜在经济效益高的特点。氢能的推广主要受到了制氢技术、贮存方式及运输途径三方面的限制。目前制氢方法主要有化石燃料法、生物质法、用水制氢法等，其中水制氢法主要是水电解制氢及金属或金属氢化物与水、酸或强碱反应制氢。
目前，用水制氢法的应用主要集中在燃料电池，并在移动电源上已实现了商业化的初步应用，技术应用面十分狭窄，且制氢方法比较繁琐、不可连续、费用较高、运输不方便、不易推广等问题。
发明内容
本发明公开了与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法，该混合物所用原料价格低廉、易得，制备工艺简单、安全，使用方法中的块状易于运输，且使用方法简单、安全，与醇基燃料的混合燃烧，大大提高热值，混合使用的燃烧热值远远大于等量醇基燃料与氢燃料单独燃烧的热值的总和，该混合物及制备方法、使用方法使用方便，实用价值高。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其特征在于，其包含如下质量百分比的成分：
(a)86％～94％(重量)的金属铝粉；
(b)4％～8％(重量)的氯化物；
(c)1％-6％(重量)的氢氧化物；
(d)1％-4％(重量)的醇类有机物。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其特征在于，所述的金属铝粉的粒径为50-200目。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其特征在于，所述的氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化铋无机盐化合物中的一种或多种，所述的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种或多种，所述的醇类有机物为甲醇、乙醇或丙醇中的一种或多种。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，所述的氯化物优选为氯化钠，所述的氢氧化物优选为氢氧化钠，所述的醇类有机物优选为乙醇。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其特征在于，其包含如下质量百分比的成分：
(a)90％～92％(重量)的金属铝粉；
(b)4％～5％(重量)的氯化物；
(c)1％-4％(重量)的氢氧化物；
(d)1％-2％(重量)的醇类有机物。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其制备方法为：（1）将重量比的氯化物、氢氧化物及醇类有机物进行球磨，湿度控制在30-50%，直至混合物的粒径为200-500目，停止球磨，得到混合物A;（2）将混合物A与质量比的铝粉在氩气保护气氛，转速为40-60r/min下，混合球磨，球磨半小时，得到与水蒸汽反应制备氢气的混合物。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其使用方法为：
（1）将与水蒸汽反应制备氢气的混合物采用水溶性粘合剂进行粘合成块状，并于50-60℃条件下进行烘干，得到块状物质B;
(2)将块状物质B与水蒸气充分接触，反应得到含有水蒸气等气体的氢气混合物C;
(3)将含有水蒸气等气体的氢气混合物C在密封反应罐中用水蒸气进行加压，分别经过水汽分离器及单向阀，得到具有一定压力的纯氢气物质D;
(4)将足量的醇基燃料进行加压雾化，经过单向阀，得到具有一定压力的醇基燃料E;
（5）将具有一定压力的纯氢气物质D与具有一定压力的醇基燃料E分别经过管道喷出，在燃烧喷嘴处进行混合，并通过鼓风机通入大量的空气，进行点燃，即得到与水蒸汽反应制备氢气的混合物使用方法。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物的使用方法：其特种在于，（1）中水溶性粘合剂为水玻璃、聚丙烯胺或浆糊中的一种。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物的使用方法：其特种在于，（1）中水溶性粘合剂优选为聚丙烯胺。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物的使用方法，其特种在于，（3）中加压压力为4-5个大气压。
与水蒸汽反应制备氢气的混合物的使用方法，其特种在于，（4）中加压压力为5-8个大气压。
本发明公开了与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法，该混合物所用原料价格低廉、易得，制备工艺简单、安全，使用方法中的块状易于运输，安全，且使用方法简单、安全，与醇基燃料的混合燃烧，大大提高热值，混合使用的燃烧热值远远大于醇基燃料与氢燃料单独燃烧的热值的总和，远远大于预期效果，该混合物尤其适用于天然气匮乏地方，原材料价格低廉，制备工艺及使用方法简单，实用性非常高，该混合物及制备方法、使用方法使用方便，实用价值高。
该混合物采用： 86％～94％(重量)的金属铝粉、4％～8％(重量)的氯化物、1％-6％(重量)的氢氧化物、1％-4％(重量)的醇类有机物
为原材料，其中醇类有机物为“溶剂”，该溶剂能够使其他原材料混合均匀，又能够有效的避免氢氧化物与铝粉的充分接触，产生没有预想到的技术效果。
该混合物制氢原理为：水蒸气与混合物接触时，在氯化物的“促进”下及乙醇“溶剂”配合下，水蒸气带来的热量促使氢氧化物与铝粉表面的氧化物反应，促使表面氧化层消失，待局部即将出现氢氧化铝沉淀时，氢氧化物消耗完全，没有氧化层的铝粉开始与水蒸气进行反应，产生大量的氢气。
该混合物的制备方法中先将氯化物、氢氧化物及醇机有机物混物球磨，球磨到一定粒径后与铝粉在进行低速球磨，该制备方法控制着湿度，球磨速度，能够有效避免 “爆炸”出现，且能够避免氢氧化物与铝粉的过分反应，该制备方法安全、方便、简单、易行。
该混合物的使用方法是采用水溶性胶黏剂制备成块状，该块状物易于运输，安全，且使用方便，易于更换；混合物的使用方法安全、与醇基燃料的混合燃烧，大大提高热值，混合使用的燃烧热值远远大于醇基燃料与氢燃料单独燃烧的热值的总和，远远大于预期效果，应用前景广。
具体实施例
实施例1
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其包含如下质量百分比的成分：(a)86％～94％(重量)的金属铝粉；(b)4％～8％(重量)的氯化物；
(c)1％-6％(重量)的氢氧化物；(d)1％-4％(重量)的醇类有机物。
进一步的，所述的金属铝粉的粒径为50-200目，优选金属铝粉的粒径为140-150目。
进一步的，所述的氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化铋无机盐化合物中的一种或多种，所述的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种或多种，所述的醇类有机物为甲醇、乙醇或丙醇中的一种或多种，所述的氯化物优选为氯化钠，所述的氢氧化物优选为氢氧化钠，所述的醇类有机物优选为乙醇。
进一步的，质量百分比优选的成分：(a)90％～92％(重量)的金属铝粉；(b)4％～5％(重量)的氯化物；(c)1％-4％(重量)的氢氧化物；
(d)1％-2％(重量)的醇类有机物。
进一步的，质量百分比优选的成分：(a)91％％(重量)的金属铝粉；(b)4.5％(重量)的氯化物；(c)3％(重量)的氢氧化物；
(d)1.5％(重量)的醇类有机物。
该与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其制备方法为：（1）将重量比的氯化物、氢氧化物及醇类有机物进行球磨，湿度控制在30-50%，直至混合物的粒径为200-500目，停止球磨，得到混合物A;（2）将混合物A与质量比的铝粉在氩气保护气氛，转速为40-60r/min下，混合球磨，球磨半小时，得到与水蒸汽反应制备氢气的混合物。
进一步的，该制备方法中，（1）湿度优选控制在30-50%。
进一步的，该制备方法中，（2）转速优选为50r/min.
该与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其使用方法为：
（1）将与水蒸汽反应制备氢气的混合物采用水溶性粘合剂进行粘合成块状，并于50-60℃条件下进行烘干，得到块状物质B;
(2)将块状物质B与水蒸气充分接触，反应得到含有水蒸气等气体的氢气混合物C;
(3)将含有水蒸气等气体的氢气混合物C在密封反应罐中用水蒸气进行加压，分别经过水汽分离器及单向阀，得到具有一定压力的纯氢气物质D;
(4)将足量的醇基燃料进行加压雾化，经过单向阀，得到具有一定压力的醇基燃料E;
（5）将具有一定压力的纯氢气物质D与具有一定压力的醇基燃料E分别经过管道喷出，在燃烧喷嘴处进行混合，并通过鼓风机通入大量的空气，进行点燃，即得到与水蒸汽反应制备氢气的混合物使用方法。
进一步的，该混合物的使用方法：（1）中水溶性粘合剂为水玻璃、聚丙烯胺或浆糊中的一种，（1）中水溶性粘合剂优选为聚丙烯胺。
进一步的，该混合物的使用方法，（3）中加压压力为4-5个大气压，优选加压压力4个大气压。
进一步的，该混合物的使用方法，（4）中加压压力为5-8个大气压，优选加压压力6个大气压。
实施例2
与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其包含如下质量百分比的成分：(a)90％(重量)的金属铝粉；(b) 5％(重量)的氯化物；(c) 4％(重量)的氢氧化物；(d)1％ (重量)的醇类有机物。
本发明公开了与水蒸汽反应制备氢气的混合物及制备方法、使用方法，该混合物所用原料价格低廉、易得，制备工艺简单、安全，使用方法中的块状易于运输，安全，且使用方法简单、安全，与醇基燃料的混合燃烧，大大提高热值，混合使用的燃烧热值远远大于醇基燃料与氢燃料单独燃烧的热值的总和，远远大于预期效果，该混合物尤其适用于天然气匮乏地方，原材料价格低廉，制备工艺及使用方法简单，实用性非常高，该混合物及制备方法、使用方法使用方便，实用价值高。
该混合物采用： 86％～94％(重量)的金属铝粉、4％～8％(重量)的氯化物、1％-6％(重量)的氢氧化物、1％-4％(重量)的醇类有机物
为原材料，其中醇类有机物为“溶剂”，该溶剂能够使其他原材料混合均匀，又能够有效的避免氢氧化物与铝粉的充分接触，产生没有预想到的技术效果。
该混合物制氢原理为：水蒸气与混合物接触时，在氯化物的“促进”下及乙醇“溶剂”配合下，水蒸气带来的热量促使氢氧化物与铝粉表面的氧化物反应，促使表面氧化层消失，待局部即将出现氢氧化铝沉淀时，氢氧化物消耗完全，没有氧化层的铝粉开始与水蒸气进行反应，产生大量的氢气。
该混合物的制备方法中先将氯化物、氢氧化物及醇机有机物混物球磨，球磨到一定粒径后与铝粉在进行低速球磨，该制备方法控制着湿度，球磨速度，能够有效避免 “爆炸”出现，且能够避免氢氧化物与铝粉的过分反应，该制备方法安全、方便、简单、易行。
该混合物的使用方法是采用水溶性胶黏剂制备成块状，该块状物易于运输，安全，且使用方便，易于更换；混合物的使用方法安全、与醇基燃料的混合燃烧，大大提高热值，混合使用的燃烧热值远远大于醇基燃料与氢燃料单独燃烧的热值的总和，远远大于预期效果，应用前景广。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其特征在于，其包含如下质量百分比的成分：
(a)90％～92％(重量)的金属铝粉；
(b)4％～5％(重量)的氯化物；
(c)1％-4％(重量)的氢氧化物；
(d)1％-2％(重量)的醇类有机物；
其中，所述的金属铝粉的粒径为50-200目，所述的氯化物为氯化钾、氯化铋无机盐化合物中的一种或多种，所述的氢氧化物为氢氧化钾或氢氧化钙中的一种或多种，所述的醇类有机物为甲醇或丙醇中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其制备方法为：（1）将重量比的氯化物、氢氧化物及醇类有机物进行球磨，湿度控制在30-50%，直至混合物的粒径为200-500目，停止球磨，得到混合物A;（2）将混合物A与质量比的铝粉在氩气保护气氛，转速为40-60r/min下，混合球磨，球磨半小时，得到与水蒸汽反应制备氢气的混合物。
3.根据权利要求1所述的与水蒸汽反应制备氢气的混合物，其使用方法为：
(1)将与水蒸汽反应制备氢气的混合物采用水溶性粘合剂进行粘合成块状，并于50-60℃条件下进行烘干，得到块状物质B;
(2)将块状物质B与水蒸气充分接触，反应得到含有水蒸气等气体的氢气混合物C;
(3)将含有水蒸气等气体的氢气混合物C在密封反应罐中用水蒸气进行加压，分别经过水汽分离器及单向阀，得到具有一定压力的纯氢气物质D;
(4)将足量的醇基燃料进行加压雾化，经过单向阀，得到具有一定压力的醇基燃料E;
(5)将具有一定压力的纯氢气物质D与具有一定压力的醇基燃料E分别经过管道喷出，在燃烧喷嘴处进行混合，并通过鼓风机通入大量的空气，进行点燃，即得到与水蒸汽反应制备氢气的混合物使用方法。
4.根据权利要求3所述的与水蒸汽反应制备氢气的混合物的使用方法，其特征在于，（1）中水溶性粘合剂为水玻璃、聚丙烯胺或浆糊中的一种，（3）中加压压力为4-5个大气压，（4）中加压压力为5-8个大气压。
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