CN201116279Y - 一种新型氢气发生器 - Google Patents

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肖钢
侯晓峰
王玉晓
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Abstract

本实用新型公开了一种新型氢气发生器，包括反应液储罐本体、反应管以及设置在反应液储罐本体上的液体进口和气体出口，反应液储罐本体的下端设有液体出口，所述的反应液储罐本体上设有弹性顶层，所述的反应管悬挂在弹性顶层上。本实用新型能够调节氢气的生成速率、结构简单、成本低廉。

Description

一种新型氢气发生器
技术领域
本实用新型涉及一种新型氢气发生器，具体涉及一种自动调节氢气流量的氢气发生器。
背景技术
近年来，将金属硼氢化物作为储氢载体用于供氢装置已经引起了人们的极大兴趣和深入研究。NaBH4水解发生氢气是一种安全、方便的新型发生氢气的技术，具有以下优点：(1)硼氢化钠储氢燃料是一种环境友好的物质，整个催化发生氢气和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，金属硼氢化物储氢燃料的储氢量高，可达到将近原材料的10wt％，是金属氢化物储氢的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)能源利用率高，反应过程中不需要外加能量就可以把NaBH4及一部分水中的氢释放出来；(6)能最大限度地利用现有的加油站系统。
Suda等研究了采用镍、钴或储氢合金粉末催化硼氢化钠水解发生氢气的方法(US 6 358488)。反应方程式如下：
NaBH4+2H2O→4H2+NaBO2
现有技术只能使用硼氢化钠水溶液，硼氢化钠水溶液加入反应器后立即水解完全。所以仅仅使用硼氢化钠水溶液，对反应过程和供氢速度无法实现有效控制。
公开号为CN 1438169的专利公开了一种氢气的制备方法及装置。该装置包括反应液容器、与反应液容器连通的催化反应管和与催化反应管连通的储气管。储气管上安装有压力阀。当储气管内氢气压力超过阀定值时，管内气体反向压缩催化反应管内反应液返回容器中，导致反应减速或停止。当储气管内压力不足时，反应液自动扩散进入催化反应管，使催化水解反应加速。但是，该反应装置不适合雷尼镍、雷尼钴、雷尼镍钴这类催化剂，因为这类催化剂必须浸泡在水中，否则易失活。
实用新型内容
本实用新型提供了一种能够调节氢气的生成速率、结构简单、成本低廉的氢气发生器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种新型氢气发生器，包括反应液储罐本体、反应管以及设置在反应液储罐本体上的液体进口和气体出口，反应液储罐本体的下端设有液体出口，所述的反应液储罐本体上设有弹性顶层，所述的反应管悬挂在弹性顶层上。
所述的反应管的下端设有挡板，上端敞口，反应管内设有固定床催化剂。
所述的挡板通过连接线与调节旋钮连接，所述的调节旋钮位于弹性顶层上方。所述的气体出口设有过滤器。所述的弹性顶层为橡胶顶层或柔性塑料顶层。
本实用新型相对于现有技术具有以下技术效果：该装置通过反应液储罐中的压力变化和弹性顶层的变形，可以自动调节和催化剂接触的反应液的量，以维持恒定的氢气生成速率。装置结构简单，体积小，氢气生成速率可调，并可维持恒定的氢气生成速率。所述的反应器的器壁上没有透气孔，其下端设有可移动挡板，在停止反应期间可将部分反应液留在反应管中，以浸泡雷尼催化剂，从而阻止雷尼催化剂的失活。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是反应器的立体图。
图3是为挡板与调节旋钮的连接示意图。
具体实施方式
参照图1、图2、图3，本实用新型的氢气发生器包括反应液储罐本体2、反应管4以及设置在反应液储罐本体2上的液体进口8和气体出口7，反应液储罐本体2的下端设有液体出口3，液体出口3上设有阀门，当储罐内的反应液反应完全后，或者不能达到实际需要时，打开液体出口3上的阀门，排出废液。从液体进口8注入新鲜的反应液。所述的反应液储罐本体2上设有弹性顶层1，反应管4悬挂在弹性顶层1上。所述的反应管4的下端设有挡板6，挡板6通过连接线10与调节旋钮12连接，所述的调节旋钮9位于弹性顶层1上方，通过调节旋钮9可以调节挡板6的开启程度，从而调节反应液进入反应管4的程度。反应管4内设有固定床催化剂5，固定床催化剂5为固定床雷尼镍、雷尼钴、雷尼镍钴等雷尼催化剂或者其它固定床催化剂。所述的反应管4的上端为敞口，以便于产生的氢气及时流出反应管4。所述的气体出口7设有阻止液体经由气体出口7进入气体管路的过滤器，过滤器中装有泡沫镍。所述的弹性顶层1是由橡胶、柔性塑料或弹性金属薄片制成。
在反应初期，金属硼氢化物的浓度较高，氢气的生成速率较高。当氢气的生成速率高于额定速率时，应液储罐本体2内的压力升高，弹性顶层1由于压力作用向上弯曲，带动反应管4向上移动，反应管4中的催化剂与反应液的接触面积减小，降低了氢气的生成速率。弹性顶层1随反应液储罐本体2内压力的变化而变形弯曲，直至氢气的生成速率降低到额定速率。
随反应的进行，反应液中金属硼氢化物的含量逐渐降低，氢气的生成速率逐渐下降，应液储罐本体2中的压力逐渐变小。当外界压力大于反应液储罐本体2中的压力，弹性顶层1向下弯曲，固定在弹性顶层1的反应管4随之向下移动，反应管4中的催化剂与反应液接触面积增加，加快了氢气的生成速率。弹性顶层1随反应液储罐本体2内压力的变化而变形弯曲，直至氢气的生成速率增加到额定速率。
当不需要产生氢气时，将反应管4底端的可移动挡板关闭，留在反应管4中的少量反应液产生的少量氢气，经反应管4上端敞口流入反应液储罐本体2，继续下次开启时使用。留在反应管中的反应液将雷尼催化剂浸泡其中，阻止雷尼催化剂的失活。对于其他固定床催化剂，挡板可以阻止催化剂与反应液相接触，从而阻止反应的继续进行。

Claims (5)

1. 一种新型氢气发生器，包括反应液储罐本体(2)、反应管(4)以及设置在反应液储罐本体(2)上的液体进口(8)和气体出口(7)，反应液储罐本体(2)的下端设有液体出口(3)，其特征在于所述的反应液储罐本体(2)上设有弹性顶层(1)，所述的反应管(4)悬挂在弹性顶层(1)上。
2. 按照权利要求1所述的新型氢气发生器，其特征在于所述的反应管(4)的下端设有挡板(6)，其上端敞口，反应管(4)内设有固定床催化剂(5)。
3. 按照权利要求2所述的新型氢气发生器，其特征在于所述的挡板(6)通过连接线(10)与调节旋钮(9)连接，所述的调节旋钮(9)位于弹性顶层(1)上方
4. 按照权利要求1所述的新型氢气发生器，其特征在于所述的气体出口(7)设有过滤器。
5. 按照权利要求1所述的新型氢气发生器，其特征在于所述的弹性顶层(1)为橡胶顶层、柔性塑料顶层或弹性金属薄片顶层。
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CN104379499A (zh) * 2012-06-19 2015-02-25 生物焦炭技术研究株式会社 氢产生装置
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