CN110028040A - 一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝‑氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：通过以下步骤：第一步，将系统中的反应釜、料箱、加料机构进行抽真空处理，第二步，将料箱中的铝球加入反应釜中，第三步，将氢氧化钠溶液通过预热后加入反应釜中进行反应，通过反应釜内设置温度控制装置将反应温度控制在70～90℃，反应时间为30‑60分钟，第四步，反应产生氢气输出经冷却，干燥存贮，第五步，反应结束后，将废液排入废液箱中，第六步，通过氢氧化钠液冲洗反应釜内壁、排液管及温度控制装置，完成清洗后再重复上述的生产过程。本发明的工艺能连续生产氢气，生产氢气的时间短，通过加热氢氧化钠液进行清洗，加快清洗速度。

Description

一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺及其装置
技术领域
本发明涉及铝碱反应制氢，尤其是涉及一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺及其装置。
背景技术
氢在现代工业中有许多用途，如冶金、化工、食品、实验仪器等行业均已广泛使用氢气。关于氢气的制备，目前主要有生化物质转化，天然气、石油、煤等化石资源的重整转化，电水解等方法，这些技术存在这样或那样的问题尚无法满足氢能经济发展对氢规模化的需求，尤其是在氢燃料电池汽车加氢站应用领域。
一种铝碱反应制氢装置，包括固体储料罐、反应釜和产物收集罐，其特征是：固体储料罐储存固体铝颗粒，固体储料罐出口接有驱动机构，驱动机构连通反应釜上部；反应釜出气口通过管路与驱动机构连接；反应釜底部通过管路与产物收集罐连接，产物收集罐上部通过液体输送泵与反应釜中部连接；反应釜中部安装有气液分离挡板，反应釜底部安装加热套。其驱动机构通过氢气驱动，存在着一定危险。在反应速度缓慢，有气液分离挡板影响后续清洗，使得清洗时间长而且不容易清洗干净。
发明内容
本发明为了克服上述不足，本发明的目的在于反应速度快、易清洗且清洗时间短的一种铝-氢氧化钠反应制氢生产工艺及其装置。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
本发明的一种铝氢氧化钠反应制氢的生产工艺，通过以下步骤：
第一步，将系统中的反应釜、料箱、加料机构进行抽真空处理，
第二步，将料箱中的铝球加入反应釜中，
第三步，将氢氧化钠溶液通过预热后加入反应釜中进行反应，通过反应釜内设置温度控制装置将反应温度控制在70～90℃，反应时间为30-60分钟，
第四步，反应产生氢气输出经冷却，干燥存贮，
第五步，反应结束后，将废液排入废液箱中，
第六步，通过氢氧化钠液冲洗反应釜内壁、排液管及温度控制装置，完成清洗后再重复上述的生产过程。
优选地，上述第一步中的真空度为小于10-2Pa。
优选地，上述第三步的氢氧化钠溶液的预热温度为35-50℃。
优选地，上述第三步的反应釜为带压反应，其压力为0.5-5.0MPa。
优选地，上述第三步的铝与氢氧化钠液的摩尔比比为1：(1-2)。
优选地，上述第六步氢氧化钠液冲洗的温度保持在40-55℃，清洗时间为2-5分钟。
一种铝-氢氧化钠反应制氢的装置，其包括反应釜、料箱、加料机构、废液箱、温度控制装置，反应釜上部设有与加料机构连接端口以及氢气的出口，料箱的出口端与加料机构的入料口连接，反应釜的内底部设有温度控制装置的热交换器，反应釜的底部设有一出口与废液箱连接，废液箱通过管道与反应釜的上部连接并且在管道上设有预热装置。
优选地，氢气的出口连接气体分离装置的输入端，气体分离装置的输出端连接贮气罐。
优选地，废液箱内设有输液管道上浮球。
本发明具有的有益效果是：
本发明的工艺能连续生产氢气，生产氢气的时间短，通过加热氢氧化钠液进行清洗，加快清洗速度。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图中：1、反应釜，2、料箱，3、加料机构，4、废液箱，5、温度控制装置，6、预热装置，7、氢气的出口，8、热交换器，9、气液分离装置，10、贮气罐,11、浮球。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明的一种铝氢氧化钠反应制氢的生产工艺
如图1所示，一种铝氢氧化钠反应制氢的装置，其包括反应釜、料箱、加料机构、废液箱、温度控制装置，反应釜上部设有与加料机构连接端口以及氢气的出口，料箱的出口端与加料机构的入料口连接，反应釜的内部设有温度控制装置的热交换器，反应釜的底部设有一出口与废液箱连接，废液箱通过管道与反应釜的上部连接并且在管道上设有预热装置。
实施例1，使用上述装置的一种铝氢氧化钠反应制氢的生产工艺，通过以下步骤：
第一步，将系统中的反应釜、料箱、加料机构进行抽真空处理，真空度为10-2Pa，
第二步，将料箱中的铝球加入反应釜中，
第三步，将20wt％氢氧化钠溶液通过预热50℃后加入反应釜中进行反应，反应釜中铝与氢氧化钠的摩尔比比为1：1，通过反应釜内设置温度控制装置将反应温度控制在70℃，反应时间为60分钟，
第四步，反应产生氢气输出经冷却至常温，干燥存贮，
第五步，反应结束后，将废液排入废液箱中，
第六步，通过55℃的氢氧化钠液冲洗反应釜内壁、排液管及温度控制装置，清洗时间为3分钟，完成清洗后再重复上述的生产过程。
实施例2，使用上述装置的一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，通过以下步骤：
第一步，将系统中的反应釜、料箱、加料机构进行抽真空处理，真空度为10-2Pa，
第二步，将料箱中的铝球加入反应釜中，
第三步，将30wt％氢氧化钠溶液通过预热50℃后加入反应釜中进行反应，铝与氢氧化钠的摩尔比比为1：2，通过反应釜内设置温度控制装置将反应温度控制在85℃，反应时间为30分钟，
第四步，反应产生氢气输出经冷却至常温，干燥存贮，
第五步，反应结束后，将废液排入废液箱中，
第六步，通过45℃的氢氧化钠液冲洗反应釜内壁、排液管及温度控制装置，清洗时间为5分钟，完成清洗后再重复上述的生产过程。
实施例3，使用上述装置的一种铝氢氧化钠反应制氢的生产工艺，通过以下步骤：
第一步，将系统中的反应釜、料箱、加料机构进行抽真空处理，真空度为10-2Pa，
第二步，将料箱中的铝球加入反应釜中，
第三步，将35wt％氢氧化钠溶液通过预热40℃后加入反应釜中进行反应，铝与氢氧化钠液的摩尔比比为1：1.5，通过反应釜内设置温度控制装置将反应温度控制在75℃，反应时间为42分钟，
第四步，反应产生氢气输出经冷却至常温，干燥存贮，
第五步，反应结束后，将废液排入废液箱中，
第六步，通过50℃的氢氧化钠液冲洗反应釜内壁、排液管及温度控制装置，清洗时间为4分钟，完成清洗后再重复上述的生产过程。

Claims (9)

1.一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：通过以下步骤：
第一步，将系统中的反应釜、料箱、加料机构进行抽真空处理，
第二步，将料箱中的铝球加入反应釜中，
第三步，将氢氧化钠溶液通过预热后加入反应釜中进行反应，通过反应釜内设置温度控制装置将反应温度控制在70～90℃，反应时间为30-60分钟，
第四步，反应产生氢气输出经冷却，干燥存贮，
第五步，反应结束后，将废液排入废液箱中，
第六步，通过氢氧化钠液冲洗反应釜内壁、排液管及温度控制装置，完成清洗后再重复上述的生产过程。
2.根据要求1所述的铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：上述第一步中的真空度小于10-2Pa。
3.根据要求1所述的铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：上述第三步的氢氧化钠溶液的预热温度为35-50℃，氢氧化钠溶液浓度为15-35wt％。
4.根据要求1所述的铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：优选地，上述第三步的反应釜为带压反应，其压力为0.5-5.0MPa。
5.根据要求1所述的铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：上述第三步的铝与氢氧化钠的摩尔比为1：(1-2)。
6.根据要求1所述的铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：上述第六步氢氧化钠溶液冲洗的温度保持在50-65℃，清洗时间为2-5分钟。
7.根据要求1所述的铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：生产过程中使用的铝-氢氧化钠反应制氢装置，其包括反应釜、料箱、加料机构、废液箱、温度控制装置，反应釜上部设有与加料机构连接端口以及氢气的出口，料箱的出口端与加料机构的入料口连接，反应釜的内底部设有温度控制装置的热交换器，反应釜的底部设有一出口与废液箱连接，废液箱通过管道与反应釜的上部连接并且在管道上设有预热装置。
8.根据要求1所述的一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：氢气的出口连接气体分离装置的输入端，气体分离装置的输出端连接贮气罐。
9.根据要求1所述的一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺，其特征在于：废液箱内设有输液管道上浮球。
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