CN201158714Y - 移动式解水铝制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种移动式解水铝制氢装置，属于制氢技术领域，旨在用于交通工具，由循环用制氢桶、供氢和供热水部份组成。所用反应材料是水和本申请人研制的解水铝，解水铝在60℃～95℃热水中反应生成氢气和氧化铝，氧化铝经电解还原成铝再制成解水铝循环用。供氢部分用输氢管把制氢桶、冷凝过滤器、贮氢器、恒压供氢器、氢净化器组合后向用氢装置供氢；供热水部分用水管把用氢装置的余热水经水泵、电控三通配量阀、电加热器等向制氢桶供热水。制氢桶和其产氢量的质量比约为20∶1，约是贮氢金属贮罐与贮氢量质量比的四分之一。所用工质无毒、无害、无味、使用安全方便，价位低于汽油。本实用新型结构简单，便于实施。

Description

移动式解水铝制氢装置

技术领域

本实用新型涉及一种移动式用解水铝和水反应的制氢装置，特别适用于交通工具，属于制氢技术领域。

背景技术

氢，经氢燃料电池转化成电能的效率最高，理论上可达95％以上，基本无污染，而内燃机的效率因受卡诺循环限制一般在30％～40％，且污染环境。氢用于交通工具的主要障碍有：一是笨重的贮氢罐，罐与氢质量比约为80∶1；二是贮氢金属工作稳定性差成本高；三是加氢站建设投资大，这些制约着氢在交通工具上的应用。于是，人们就研究重量轻、体积小，即安全又经济方便的交通工具用制氢装置和材料，有的用铝、钠和水；有的用硼氢化钠、氢氧化钠和水；有的用铝、稀有金属镓和水等等，以上有的存在安全隐患，有的有污染，有的成本太高无实际意义都未能实用。经检索相关资料，尚未发现在安全上、环保上、技术上、经济上可实用的移动式制氢装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种移动式用本申请人研制的解水铝，在60℃～90℃热水中发生反应而产生氢气和氧化铝的装置，适用于交通工具。本实用新型是这样实现的，它由三部分组成，一是循环用制氢桶；二是供氢部分；三是供热水部分。工作时需和氢燃料电池或氢油混燃内燃机相配合，便于得到反应需要的余热水。

制氢桶由塑料制成，类似液化气罐那样循环使用，主要由桶体、进水接头、回水接头，加热水管、保温层、桶盖、氢气出口接头组成，其特征在于：桶底设有一个进水接头和一个回水接头，桶内设有加热水管，桶体夹层内设有保温层，桶盖和桶体口密封连接，桶盖上设有氢气出口接头。解水铝和水按比例装进制氢桶里。

供氢部分由输氢管通过单向阀、电动阀、冷凝过滤器、贮氢器、恒压供氢器、电控流量计、氢净化器、依次串接，再在相关部位接上起控制作用的带电触点温度表，带电触点压力表，上限电控器，下限电控器等组成，以便给氢燃料电池或氢油混燃内燃机供氢，其特征在于：带电触点温度表和带电触点压力表接在制氢桶氢气出口接头的输氢管上；冷凝过滤器的入口经制氢桶的单向阀与制氢桶的氢气出口接头连接，其出口经贮氢器的单向阀与贮氢器的入口连接；贮氢器的带电触点压力表接在其出口处输氢管上；恒压供氢器的入口经单向阀、电动阀与贮氢器的出口连接，其出口经单向阀、电动阀、电控流量计与氢净化器入口连接，其带电触点压力表接在出口处的输氢管上；恒压供氢器设有上限电控器和下限电控器；氢净化器的出口与氢燃料电池或氢油混燃内燃机连接。

供热水部分由余热供水管、水泵、电控三通配量阀、电加热器、电控流量表、进水电动阀、回水电动阀、余热回水管、散热水箱组成，其特征在于：余业供水管接自氢燃料电池或氢油混燃内燃机冷却水出口，经水泵与电控三通配量阀连接；电加热器入口与电控三通配量阀的直通出口连接，其出口与电控流量表的入口连接，带电触点压力表接在中间供热水管上；电控流量表出口可与1个或数个进水电动阀入口连接；进水电动阀出口与相对应的制氢桶进水接头连接；制氢桶回水接头经相对应的回水电动阀与余热回水管连接，余热回水管经散热水箱与氢燃料电池或氢油混燃内燃机的冷却水回水口连接；电控三通配量阀旁通出口与余热回水管连接，接在散热水箱入口前端。

本实用新型的优点和积极效果有：制氢桶和产氢量的质量比约为20∶1，约是贮氢金属贮罐和贮氢量质量比的四分之一，便于交通工具使用；解水铝无毒、无害、无味、无污染，使用安全方便可靠，制氢价位低于汽油；本申请人研制的解水铝和水反应后生成的氧化铝，若用水电、风电、太阳能等再生能源电解氧化铝还原成铝再制成解水铝循环用，铝是电能、氢能转换载体，这一能量转换使用过程，最清洁、最环保，而且是用不完的。也可用回收铝制成解水铝；塑料制氢桶循环用。在经济效益上，氢燃料电池虽然转换效率高，但燃料电池成本高，普及过程需要较长时间，是发展方向，不是现实，而氢油混燃内燃机，对现在汽油内燃机稍加改造就成，经研究部门实际跑车验证“加4％氢，节油率在30％～40％，这意味着消耗1m³氢，节油约1kg多。”即减少了对空气的污染又给使用者带来效益，利国利民。

本实用新型设计合理，结构简单，使用标准件多，便于自动控制、安全、方便、可靠、适用于交通工具。

附图说明

附图是移动式解水铝制氢装置的制氢桶结构、供氢、供热水部分示意图。

图中：桶体1、加热水管2、保温层3、桶盖4、氢气出口接头5、带电触点温度表6、单向阀7、输氢管8、带电触点压力表9、冷凝过滤器10、输氢管11、带电触点压力表12、电动阀13、输氢管14、恒压供氢器15、上限电控器16、下限电控器17、电动阀18、输氢管19、电控流量计20、输氢管21、氢净化器22、氢燃料电池23、氢油混燃内燃机24、单向阀25、带电触点压力表26、散热水箱27、单向阀28、水泵29、贮氢器30、单向阀31、电控三通配量阀32、电加热器33、带电触点温度表34、电控流量表35、余热供水管36、余热回水管37、进水电动阀38、进水接头39、回水电动阀40、回水接头41、解水铝42、水43。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的技术内容特征及功能说明如下：

请见附图，移动式解水铝制氢装置主要由三部分组成，一是循环用制氢桶；二是供氢部分；三是供热水部分。

循环制氢桶由塑料制成主要由桶体1、进水接头39、回水接头41、加热水管2、保温层3、桶盖4、氢气出口接头5组成，其特征在于：桶体1底部设有进水接头39和回水接头41，桶体1内设有加热水管2，桶体1夹层内设有保温层3，桶盖4与桶体1口密封连接，桶盖4设有氢气出口接头5。工作时，桶内装解水铝42和水43。

供氢部分，由输氢管依次连接各个器件，主要有输氢管8、11、14、19、21，带电触点温度表6、带电触点压力表9、12、26，单向阀7、25、28、31、冷凝过滤器10、贮氢器30、电动阀13、18、恒压供氢器15、电控流量计20、氢净化器22、上限电控器16和下限电控器17组成，其特征在于：带电触点温度表6和带电触点压力表9，接在氢气出口接头5与输氢管8的连接处；冷凝过滤器10的入口经单向阀7与制氢桶氢气出口接头5连接，其出口经单向阀31与贮氢器30的入口连接；贮氢器30的带电触点压力表12接在其出口处输氢管14上；恒压供氢器15的入口径单向阀28、电动阀13与贮氢器30的出口连接，其出口经单向阀25、电动阀18、电控流量计20与氢净化器入口连接，其带电触点压力表26接在恒压供氢器15出口处输氢管19上，恒压供氢器15设有上限电控器16和下限电控器17；氢净化器22的出口与氢燃料电池23或氢油混燃内燃机连接。

供热水部分由余热供水管36、水泵29、电控三通配量阀32、电加热器33、带电触点压力表34、电控流量表35、进水电动阀38、回水电动阀40、余热回水管37、散热水箱27组成，其特征在于：余热供水管36接自氢燃料电池23或氢油混燃内燃机24冷却水出口，经水泵29与电控三通配量阀32连接；电加热器33入口与电控三通配量阀32的直通出口连接，其出口与电控流量表35的入口连接，带电触点压力表34接在其间供热水管36上；电控流量表35出口可与1个或数个进水电动阀38入口连接；进水电动阀38出口与相对应的制氢桶进水接头39连接；制氢桶回水接头41经相对应的回水电动阀40与余热回水管37连接；余热回水管37经散热水箱27与氢燃料电池23或氢油混燃内燃机24冷却水的回水口连接；电控三通配量阀32旁通出口与余热回水管37连接，接在散热水箱27入口前端。

本实用新型是这样工作的，当得到12V直流供电时，水泵29工作，电控三通配量阀32开通直通口，关闭旁通口，电加热器33工作，电动阀13开通，第一个制氢桶的进水电动阀38，回水电动阀40开通。这时，第一个制氢桶里的解水铝和水被逐渐加热，在温度升至60℃时开始反应，升至90℃时为正常工作温度；产生的氧化铝沉淀，产生的氢气在压力作用下，经氢气出口接头5沿输氢管8顶开单向阀7进入冷凝过滤器10，除掉水汽后径单向阀进入贮氢器30，经电动阀13，单向阀28进入恒压供氢器，当带电触点压力表26测出氢气压力达到设定值时，开通电动阀20经氢净化器22向氢燃料电池23或氢油混燃内燃机24供氢。若恒压供氢器15上限电控器16工作已贮满氢，关断电动阀13停止向恒压供氢器供氢。若带电触点压力表12测出贮氢器30达到设定压力时，指令电控三通配量阀32开通旁通口，关闭直通口，制氢桶失去供热逐渐停止反应。若恒压氢器15下限电控器17工作，电动阀13开通恢复向恒压供氢器15供氢，带电触点压力表压12测出贮氢器30压力低到设定值时，又指令电控三通配量阀32开通直通口，关闭旁通口恢复向制氢桶供热产氢，实现自动调控产氢量。

若第一个制氢桶反应结束不产生氢气时，则带电触点温度表6处于高温点，带电触点压力表9处于低压点，这时指令开通第二个制氢桶的进水电动阀38和回水电动阀40，关闭第一个制氢桶的进水电动阀38和回水电动阀40。第二个制氢桶开始产氢，以此类推。

带电触点温度表34若测出水温低于90℃时，指令电加热器33工作，提高水温，若测出水温高于95℃时，则指令电加热器33停止工作，保证制氢桶处于正常工作温度范围内。

停止供电、供热则停止工作。

Claims (3)

1、一种移动式解水铝制氢装置，由制氢桶，供氢部分和供热水部分组成，包括：桶体(1)、加热水管(2)、保温层(3)、桶盖(4)、氢气出口接头(5)、带电触点温度表(6)、单向阀(7)、输氢管(8)、带电触点压力表(9)、冷凝过滤器(10)、输氢管(11)、带电触点压力表(12)、电动阀(13)、输氢管(14)、恒压供氢器(15)、上限电控器(16)、下限电控器(17)、电动阀(18)、输氢管(19)、电动阀(20)、输氢管(21)、氢净化器(22)、单向阀(25)、带电触点压力表(26)、散热水箱(27)、单向阀(28)、水泵(29)、贮氢器(30)、单向阀(31)、电控三通配量阀(32)、电加热器(33)、带电触点温度表(34)、电控流量表(35)、余热供水管(36)、余热回水管(37)、进水电动阀(38)、进水接头(39)、回水电动阀(40)、回水接头(41)、其特征在于：制氢桶的桶体(1)底部，设有进水接头(39)和回水接头(41)，桶体(1)内设有加热水管(2)，桶体(1)夹层内设有保温层(3)，桶盖(4)与桶体(1)口密封连接，桶盖(4)设有氢气出口接头(5)。

2、根据权利1所述的一种移动式解水铝制氢装置，其特征在于：供氢部分的带电触点温度表(6)和带电触点压力表(9)接在氢气出口接头(5)与输氢管(8)的连接处；冷凝过滤器(10)的入口经单向阀(7)与制氢桶氢气出口接头(5)连接，其出口经单向阀(31)与贮氢器(30)的入口连接；贮氢器(30)的带电触点压力表(12)接在其出口处输氢管(14)上；恒压供氢器(15)的入口经单向阀(28)电动阀(13)与贮氢器(30)的出口连接，其出口经单向阀(25)，电动阀(18)，电控流量计(20)，氢净化器(22)供给用氢装置；带电触点压力表(26)接在恒压供氢器(15)出口处输氢管(19)上；恒压供氢器(15)设有上限电控器(16)和下限电控器(17)。

3、根据权利要求1所述的一种移动式解水铝制氢装置，其特征在于，供热水部分的余热供水管(36)接自用氢装置冷却水出口，经水泵(29)与电控三通配量阀(32)连接；电加热器(33)入口与电控三通配量阀(32)的直通出口连接，其出口与电控流电表(35)的入口连接，带电触点压力表(34)接在其间供热水管(36)上；电控流量表(35)出口与进水电动阀(38)入口连接，进水电动阀(38)出口与制氢桶的进水接头(39)连接；制氢桶回水接头(41)与回水电动阀(40)入口连接，回水电动阀(40)出口经余热回水管(37)与散热水箱(27)入口连接，散热水箱(27)的出口与用氢装置冷却水回水口连接；电控三通配量阀(32)旁通出口与余热回水管(37)连接，接在散热水箱(27)入口前端。

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