CN1162320C - 一种氢气制备装置 - Google Patents
一种氢气制备装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1162320C CN1162320C CNB021042799A CN02104279A CN1162320C CN 1162320 C CN1162320 C CN 1162320C CN B021042799 A CNB021042799 A CN B021042799A CN 02104279 A CN02104279 A CN 02104279A CN 1162320 C CN1162320 C CN 1162320C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- pipeline
- reactor
- liquid
- aluminum powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
一种氢气制备装置属于氢气制造技术领域。氢氧化钠水溶液容器通过管道、液体计量泵与反应器相连接，铝粉容器通过管道、阀门与反应器相连接，反应器内有铝粉隔层，铝粉隔层上装有液位传感器，反应器通过管道与氢气储罐相连接，反应器与装有排液控制器件的排液管道相连接；控制器与储氢罐的压力传感器相连接，控制器与液体计量泵相连接，铝粉隔层上的液位传感器与控制器相连接，控制器与排液控制器件液体泵相连。本发明具有反应速度易控制，氢气输出稳定，使用和运输安全、轻便等显著优点，特别适合于移动工具用燃料电池的氢燃料供给，使大规模应用该供氢系统成为可能。
Description
技术领域
本发明属于氢气制造技术领域，特别是涉及一种金属铝粉与氢氧化钠水溶液反应制取氢气的装置。
背景技术
氢作为一种重要的化学物质在化学工业，石油工业，食品和冶金工业中有广泛应用。同时氢还是一种清洁的能源材料。当前燃料电池的利用开发，尤其是质子交换膜燃料电池(PEFC)的利用开发，已成为新世纪国际上攻克能源危机和环境污染的前沿技术领域，特别是对以氢氧燃料电池驱动的移动工具的研制开发，已被发达国家列为重点投资研究项目，并在国际间、各大公司间展开了既相互协作又相互竞争的局面。燃料电池大规模应用急需解决的一个重要问题就是如何为燃料电池高效安全地提供氢源。
目前为燃料电池提供氢源的方式大致有五种：1)高压氢气瓶法；2)低温液化氢法；3)甲醇或汽油重整法；4)金属氢化物固态储氢法；5)各种无机氢化物储氢法。高压氢气瓶法和低温液化氢法都存在使用和运输过程中成本大、安全性差等缺点的；甲醇或汽油重整法虽然使用较为方便，能把制氢与储氢溶为一体，但缺点是要求有较高的重整温度，能量转化率低，故成本高，而且无法达到有害气体零排放。金属氢化物固态储氢法是较安全的储氢方法，但缺点是储氢容量较低，无法应用到大功率燃料电池中，而且低温放氢性能较差。无机氢化物储氢法是利用如硼氢化钠，氢化钠，氢化锂，氢化钙等无机氢化物与水反应产生氢气的原理来制取氢气，这种方法的特点是产氢速度快，可低温产氢，缺点是氢化物原材料成本高，回收再利用困难，很难广泛应用。
发明内容
本发明为解决公知技术存在的问题，提供了一种操作简单、使用安全的利用金属铝粉与氢氧化钠水溶液反应来制取氢气的装置。
其反应原理为：
本发明的目的是提供一种氢气制备装置，该装置运行安全稳定，供氢速度快且易控制。
本发明氢气制备装置采用如下技术方案：
氢气制备装置的构造和连接方式为液体储料容器通过管道与反应器相连接，铝粉容器通过管道、阀门与反应器相连接，反应器内有铝粉隔层，反应器通过管道与氢气储罐相连接，反应器与装有排液控制器件的排液管道相连接。
本发明氢气制备装置还可以采用如下技术措施：
上述的氢气制备装置，其特点是液体储料容器通过管道及液体控制器件与反应器相连接；铝粉容器通过管道、阀门及气体接插阀门与反应器相连接。
上述的氢气制备装置，其特点是反应器内铝粉隔层为带孔挡板或耐高温编织布如玻璃纤维布。铝粉隔层的作用是可以让氢氧化钠水溶液通过并与金属铝接触，同时可以防止反应产物氢气把金属铝粉料浆带出堵塞管道。
上述的氢气制备装置，其特点是反应器与氢气管道连接处装有过滤片，氢气管道装有冷却器，可达到冷动氢气的目的。
上述的氢气制备装置，其特点是反应器与装有排液控制器件的排液管道相连接处有过滤片，排液管道与废液容器相连接；废液容器有管道与氢气管道连通，可保证废液池中剩余的少量反应物继续反应产生的氢气通过回路送至储气罐。
上述的氢气制备装置，其特点是氢气储罐装有压力传感器，压力传感器与控制器相连，控制器与管道液体控制器件液体计量泵相连接，在反应器内管道口装有喷嘴。其功能是当氢气储罐内压力低于某设定值时，控制器启动液体计量泵，喷射一定量的液体反应物至反应器，反应开始，制得的氢气补充至储罐，当压力达到设定值时，控制器关闭液体泵。
上述的氢气制备装置，其反应器内铝粉隔层上装有液位传感器，传感器与控制器相连接，控制器与排液控制器件液体泵相连。当反应副产物液位超过挡板时，控制器启动液体泵，把废液排放。
氢气制备装置的反应器，挡板，过滤片，喷嘴，固体燃料储罐，废液池及其管道是不锈钢或其它耐碱腐蚀，耐高温，耐一定压力的材料制造的。
氢气发生装置使用时，装满铝粉的储料罐使用前必须抽真空或注入氢气，防止空气带入整个供氢系统。
氢气发生装置的氢气储罐的作用是可以给燃料电池冷启动提供氢气，同时由于反应滞后所产生的氢气也可以在储罐中储存。
氢气发生装置所用控制器是可编程的程序控制器，可以根据需要设置储气罐的压力范围，可以根据氢氧化钠水溶液的浓度计算并控制加入量。
本发明所述的制氢和输氢过程如下：金属铝粉通过储料罐加入到反应器中，并一次加满至挡板附近，当储气罐内的压力低于设定值时，通过控制器启动液体泵，喷射一定量的氢氧化钠水溶液至反应器中，氢氧化钠水溶液通过铝粉隔层与金属铝粉接触并反应产生氢气，氢气通过过滤片和冷却装置补充到储气罐，使储气罐的压力回到正常范围。当反应副产物偏铝酸钠水溶液的液位超过档板时，液位传感器启动液体泵把反应副产物偏铝酸钠水溶液抽至废液池。当反应器中的铝粉全部反应完以后，把铝粉从储料罐中再添加到反应器，氢氧化钠水溶液用完以后再从外部补充。铝粉储料罐中的铝粉用完后可重新换一个。储气罐中的氢气可直接储送给燃料电池或其它需要氢气的场合。
本发明具有的优点和积极效果：1)金属铝与氢氧化钠加水反应，其反应产物是一种环境友好的物质，整个发氢与使用过程不排放含碳和含氮的有害气体；2)与其它储氢方式相比，金属铝的储氢量高，可达到每公斤原材料的11％，是金属氢化物储氢量的10倍；3)储存，使用安全，运载方便；4)氢气纯度高，不会造成燃料电池电极催化剂的毒化；5)价格低廉，使用成本与市售氢气成本相当；6)能源利用率高，反应过程中不需要外加能量就可以把很大一部分氢从水中电离出来；7)利用金属铝作为储氢燃料能最大限度利用现有加油站的使用模式，只不过把将汽油改成金属铝与氢氧化钠水溶液；8)供氢速度快，能低温产氢，而且不需要催化剂；9)反应副产物偏铝酸钠是水溶性物质，容易排除，不会堵塞管路。10)回收再利用方便，也可将生成的副产物直接作为其它方面的应用，11)铝在地球上储量丰富，原料来源广泛。
综上所述，本发明具有反应速度易控制，氢气输出稳定，环境友好无污染、使用和运输安全、轻便、造价低等显著优点，特别适合于移动工具用燃料电池的氢燃料供给，使大规模应用该供氢系统成为可能。
附图说明
图1为本发明氢气制备装置结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
参照附图1，氢气制备装置，其结构和连接方式为带有管道阀门1的液体储料罐2通过管道25、液体计量泵4、管道25的喷嘴5与反应器6相连接；带有管道阀门18的铝粉罐17通过管道26、阀门16、气体接插阀门15与反应器6相连接；反应器6内有带孔的铝粉不锈钢挡板9，挡板9上方装有液位传感器8；反应器6通过管道29与带有管道阀门24的氢气储罐23相连接，管道29与反应器6连接处有过滤片19，管道29装有冷却器20；反应器6与装有液体泵11的排液管道27相连接，反应器6与排液管道27连接处有过滤片10，排液管道27与带有管道阀门14的废液池12相连接，废液池12有管道28与氢气管道29连通。氢气储罐23装有压力传感器22，压力传感器22与控制器21相连，控制器21与液体计量泵4相连。反应器6内液位传感器8与控制器21相连接，控制器21与液体泵11相连。
实施例1的操作：
液体储料罐2中有重量百分比浓度为20％的氢氧化钠水溶液3，铝粉储料罐17中装有平均粒度为0.5mm、纯度为98％的铝粉7，铝粉7通过阀门16和气体接插阀门15加入到反应器6中，并一次加满至挡板9；当氢气储气罐23内的压力低于设定值时，控制器21根据压力传感器22信号强度，启动液体泵4喷射定量的氢氧化钠水溶液3至反应器6中，氢氧化钠水溶液3通过铝粉档板9与金属铝粉7接触反应产生氢气，氢气通过过滤片19和冷却器20经管道29补充到氢气储罐23中，使储气罐23的氢气压力回到正常范围。当反应副产物偏铝酸钠水溶液的液位超过档板9时，液位传感器8将信号传给控制器21，控制器21启动液体泵11把反应副产物偏铝酸钠水溶液经过滤片10抽至废液池12内；废液池12副产物偏铝酸钠水溶液13中未反应完全的铝粉和氢氧化钠继续反应，产生的氢气经管道28进入氢气管道29。当反应器6中的铝粉全部反应完以后，把铝粉7从储料罐17添加到反应器6中，氢氧化钠水溶液3用完以后再从外部补充。本发明可保证氢气罐23中有稳定的氢气经阀门24从管道30提供给用户使用。
Claims (4)
1.一种氢气制备装置，其特征在于：氢氧化钠水溶液容器通过管道、液体计量泵与反应器相连接，铝粉容器通过管道、阀门与反应器相连接，反应器内有铝粉隔层，铝粉隔层上装有液位传感器，反应器通过管道与氢气储罐相连接，反应器与装有排液控制器件的排液管道相连接；控制器与储氢罐的压力传感器相连接，控制器与液体计量泵相连接，铝粉隔层上的液位传感器与控制器相连接，控制器与排液控制器件液体泵相连。
2.根据权利要求1所述的氢气制备装置，其特征在于：反应器内铝粉隔层为带孔挡板或编织布。
3.根据权利要求1所述的氢气制备装置，其特征在于：反应器与氢气管道连接处装有过滤片，氢气管道装有冷却器。
4.根据权利要求1所述的氢气制备装置，其特征在于：反应器与装有排液控制器件的排液管道相连接处有过滤片，排液管道与废液容器相连接；废液容器有管道与氢气管道连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021042799A CN1162320C (zh) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 一种氢气制备装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021042799A CN1162320C (zh) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 一种氢气制备装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1384044A CN1384044A (zh) | 2002-12-11 |
| CN1162320C true CN1162320C (zh) | 2004-08-18 |
Family
ID=4740065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021042799A Expired - Fee Related CN1162320C (zh) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 一种氢气制备装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1162320C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022216164A1 (en) | 2021-04-08 | 2022-10-13 | Nowakowski Wieslaw | A device for production of hydrogen and a method for production of hydrogen using the said device |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2414135C (en) * | 2002-12-12 | 2009-04-14 | Erling Reidar Andersen | Method for producing hydrogen |
| JP4149510B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2008-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 水素生成装置及びそれを備える燃料電池システム |
| CN101284646B (zh) * | 2008-02-29 | 2011-07-20 | 上海大学 | 用纯铝粉体与水反应产生氢气的工艺方法 |
| CN101615683B (zh) * | 2009-06-16 | 2010-12-29 | 华南理工大学 | 一种断电时自动启动快速制氢的装置 |
| CN102153048A (zh) * | 2011-01-05 | 2011-08-17 | 上海大学 | 一种铝基复合物常温下连续可控制氢装置 |
| CN102167285A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-08-31 | 上海师范大学 | 一种便携式安全可控的水解制氢装置 |
| CN102976269B (zh) * | 2011-09-06 | 2015-07-01 | 中国第一汽车股份有限公司 | 铝粉制氢的固体组合物 |
| CN103515638B (zh) * | 2012-06-28 | 2016-03-02 | 上海绿丽工程技术有限公司 | 一种制氢-储氢发电一体系统 |
| CN103626127A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-12 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于纳米金属粉末的应急氢气生成装置 |
| CN104973568B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-04-12 | 江苏氢阳能源有限公司 | 一种用于液态氢源材料脱氢反应设备稳定提供氢气的控制系统和方法 |
| CN105366639B (zh) * | 2015-12-10 | 2017-11-03 | 湖北工业大学 | 一种便携式自动控制铝水反应制氢设备 |
| CN105439085B (zh) * | 2015-12-11 | 2019-05-24 | 杨中梁 | 一种氢氧分离产生能源系统 |
| CN106006552B (zh) * | 2016-05-17 | 2018-10-23 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 氢化镁复合物粉末及其制备方法与其制氢储氢一体化装置 |
| CN107777660B (zh) * | 2016-08-31 | 2020-10-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种铝水反应连续制氢装置及方法 |
| CN106276791A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-01-04 | 杭州氢源科技有限公司 | 一种便携式铝碱反应制氢装置及其控制方法 |
| CN107352508A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-17 | 杭州氢源科技有限公司 | 一种铝碱反应制氢装置 |
| CN107470611A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-15 | 杭州氢源科技有限公司 | 一种制氢用铝颗粒及其制备方法 |
| WO2019128903A1 (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-04 | 正泰集团股份有限公司 | 自动可连续氢发装置 |
| CN109956448A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 正泰集团股份有限公司 | 自动可连续氢发装置 |
| CN108033428B (zh) * | 2018-01-23 | 2023-09-29 | 湖北工业大学 | 便携式制氢供氢装置及氢燃料电池系统 |
| CN109179319A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-11 | 武汉工程大学 | 不生成氢氧化铝或氧化铝的铝水制氢方法及其应用 |
| CN111678034A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-18 | 杭州氢源科技有限公司 | 高压氢补充装置及方法 |
| CN112142002B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-03-11 | 中国人民解放军63653部队 | 一种铝碱反应可控的制氢系统 |
| CN115535962A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-30 | 刘军 | 一种用于氢能源动力汽车的载钠置换氢气燃料发生器 |
-
2002
- 2002-03-04 CN CNB021042799A patent/CN1162320C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022216164A1 (en) | 2021-04-08 | 2022-10-13 | Nowakowski Wieslaw | A device for production of hydrogen and a method for production of hydrogen using the said device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1384044A (zh) | 2002-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1162320C (zh) | 一种氢气制备装置 | |
| KR100803074B1 (ko) | 수소발생용 조성물 및 이를 이용한 고순도 수소발생 장치 | |
| Guan et al. | Hydrogen society: From present to future | |
| CN103579652B (zh) | 一种氢化镁水解供氢的燃料电池发电系统 | |
| Wang et al. | A review on hydrogen production using aluminum and aluminum alloys | |
| CN201161926Y (zh) | 一种移动化学制氢装置 | |
| KR101375584B1 (ko) | 연료전지 카트리지의 수소발생효율의 최적화 | |
| Kim et al. | Hydrogen generation from aqueous acid-catalyzed hydrolysis of sodium borohydride | |
| US8951312B2 (en) | Compact, safe and portable hydrogen generation apparatus for hydrogen on-demand applications | |
| CN101811667B (zh) | 一种水解制氢用镁基氢化物复合体系及其制备方法和应用 | |
| CN109824013A (zh) | 氢化镁制氢助剂的应用、氢化镁制氢混合试剂以及氢化镁制氢方法 | |
| CN212315530U (zh) | 一种千瓦级燃料电池硼氢化钠水解制氢装置 | |
| US11780729B2 (en) | Method for generating hydrogen | |
| CN212425434U (zh) | 一种集成式千瓦级燃料电池硼氢化钠水解制氢装置 | |
| CN201240834Y (zh) | 一种适用于移动氢源的化学氢化物催化水解制氢装置 | |
| Monteiro et al. | Hydrogen supply chain: Current status and prospects | |
| CN102076603A (zh) | 用于氢气发生的胶体悬浮液 | |
| CN105819399A (zh) | 一种可控制制氢速度的制氢反应 | |
| CN110718704A (zh) | 配套燃料电池系统的金属氢化物储氢瓶在线活化供氢装置 | |
| US20110094894A1 (en) | Generation of hydrogen on demand | |
| CN1458059A (zh) | 硼氢化钠催化水解发生氢气的方法及反应器 | |
| CN111412380B (zh) | 一种氢气制、储、用及运输一体系统 | |
| CN219636905U (zh) | 一种酸催化硼氢化钠溶液水解制氢装置 | |
| CN1565958A (zh) | 含氢无机化合物水溶液制氢催化剂及制氢方法 | |
| CN201154897Y (zh) | 一种简易型便携式氢气发生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: TIANJIN HAILANDE ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO Free format text: FORMER OWNER: SUN YUANMING; HUANG YUEXIANG Effective date: 20061201 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20061201 Address after: 300457, Tianjin economic and Technological Development Zone Fourth Avenue 80 (sky Science Park), C4 three layer Patentee after: Hailande Energy Source Techn Development Co., Ltd., Tianjin Address before: 300074 Tianjin City, Hexi District Zijin Mountain dloon garden B District 2 Room 201 Co-patentee before: Huang Yuexiang Patentee before: Sun Yuanming |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040818 Termination date: 20100304 |