CN203238031U - 一种用镁渣还原氢气的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及氢气制备领域，特别公开了一种用镁渣还原氢气的系统。该用镁渣还原氢气的系统，包括启普发生器，其特征在于：所述启普发生器包括盛装镁渣的容器，容器顶端插有用于添加酸溶液的球形漏斗，容器的出气口处设置有传输氢气的导气管，导气管与流量计连接，流量计出口连接盛装氢气的储气罐。本实用新型以酸溶液和镁渣进行反应，还原生成氢气，无二氧化碳排放，避免进一步造成全球暖化，镁渣经反应后，可以减轻渣废弃物的重量至原重的十分之一，减少环境污染。
Description
（一） 技术领域
本实用新型涉及氢气制备领域，特别涉及一种用镁渣还原氢气的系统。
（二） 背景技术
燃烧能源所排放的二氧化碳是造成全球暖化、气候变迁与天然灾害的因素。氢气的使用可直接燃烧或利用燃料电池发电，氢气与氧反应产生水，而不产生二氧化碳，有利于保护环境，因此，全球都在开发以氢气为能源的技术，以解决二氧化碳的排放。目前，工业界制备氢气的方式主要是使用煤及石油等化石燃料经过高温处理而得，而这些方式会在制备过程中消耗许多能源，并产生二氧化碳。
实用新型专利200810184899.1公开了一种无二氧化碳排出制取氢气的方法，但是该实用新型是以金属、金属合金或者其废料作为产氢的反应材料，即使是废料，其中还含有90%的镁，完全可以回收利用，因此导致产氢成本过高。
冶炼金属镁及镁合金产生的镁渣里含有金属镁，冶炼金属镁过程中，生产1吨镁约产生50~100kg的镁渣，镁合金的生产中，每生产1吨镁合金约产生2~30kg的镁渣，中国一年生产约45万吨的金属镁，则约生产2.25万吨至4.5万吨的渣，一年生产约9万吨的镁合金，则约产生2000吨至2.7万吨的合金渣。该镁渣中金属镁大约占镁渣重的6%，其镁含量低于16%一般都是以掩埋的方式处理，因而每年有大量镁渣要去掩埋，严重破坏环境。
（三） 发明内容
本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种同时解决能源短缺与环境污染问题的用镁渣还原氢气的方法及系统。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种用镁渣还原氢气的系统，包括启普发生器，其特征在于：所述启普发生器包括盛装镁渣的容器，容器顶端插有用于添加酸溶液的球形漏斗，容器的出气口处设置有传输氢气的导气管，导气管与流量计连接，流量计出口连接盛装氢气的储气罐。
本实用新型以冶炼金属镁或合金镁过程中所产生的镁渣为原料，由于镁渣中含有金属镁，而镁是很好的还原剂，使其和酸溶液作用发生氧化还原发硬产生氢气，实现氢气的制备。
本实用新型的更优方案为：
所述流量计与储气罐的连接管道上安装有防回火阀，以便在使用时保障安全。
所述流量计与储气罐之间设置有内部装有水的集气瓶，流量计的出口与集气瓶的进气口连接，集气瓶的出气口与储气罐的进气口连接，集气瓶内的水可以将氢气中掺杂的酸性气体溶于水中，避免进入储气罐中。
本实用新型以酸溶液和镁渣进行反应，还原生成氢气，无二氧化碳排放，避免进一步造成全球暖化，镁渣经反应后，可以减轻渣废弃物的重量至原重的十分之一，减少环境污染，另外反应后得到副产品氧化酶，具有进一步的利用价值。
（四） 附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型系统的结构示意图；
图中，1启普发生器，2流量计，3储气罐，4防回火阀，5球形漏斗，6容器，7导气管，8集气瓶。
（五） 具体实施方式
实施例：
将镁渣加入柠檬酸溶液中，产生氧化还原反应，柠檬酸C6H8O7含大量的H+被还原而得到H2。其对应反应式为：
之后我们将反应后的镁渣作SEM检测可以看出该镁渣是MgCO3+MgO，而氧化镁(MgO)，可作为耐火砖的原料。
柠檬酸溶液与镁渣制备氢气：
1.准备原料：一水柠檬酸C6H8O7.H2O，镁渣。
2.将50g一水柠檬酸中加入360mL水制成柠檬酸溶液。
3.将启普发生1的出气口处的导气管7用硅橡胶软管与流量计2的进口进行连接，流量计2的出口与防回火阀4进口连接，防回火阀4的出口用硅橡胶软管接入储气罐3的上界面；流量计2与储气罐3之间还可以设置内部装有水的集气瓶8，流量计2的出口与集气瓶8的进气口连接，集气瓶8的出气口与储气罐3的进气口相连，集气瓶8内的水可以将氢气中掺杂的酸性气体溶于水中，避免进入储气罐3中。
4.将配好的柠檬酸溶液倒入启普发生器1后检查球形漏斗5与容器6连接口部分，确保要无漏气现象。
5.将2.5g镁渣放入用纸对折成V型的溜槽中，然后缓慢溜进入启普发生器1中的柠檬酸溶液中，并将球形漏斗5迅速与容器6的瓶口对接装好。
6.确认球形漏斗5与容器6瓶口对接装好后就迅速开启相应的流量计2进行计量记录，根据数值的变化而及时记录所相对应的时间，50min后，产生氢气36L，将其置于储气罐3内。
7.将上述氢气，用测氢仪检测，得知氢含量，浓度约95~96%。
8.待反应完全进行完毕后用120目滤纸对残液进行过滤（滤前要称量所用滤纸的重量），然后将滤纸与滤渣一起烘干，称量合计重量后计算出滤渣的净重。
9.经过滤后的残液按要求进行收集或进行加热蒸发（电炉加热沸腾蒸发）而对获得的反应后的产物进行收储，备以进行成分检测使用。
10.对反应后的滤渣进行扫描电子显微镜-SEM及X光微区分析-EDS，X射线粉末衍射-XRD检测。
Claims (3)
1.一种用镁渣还原氢气的系统，包括启普发生器（1），其特征在于：所述启普发生器（1）包括盛装镁渣的容器（6），容器（6）顶端插有用于添加酸溶液的球形漏斗（5），容器（6）的出气口处设置有传输氢气的导气管（7），导气管（7）与流量计（2）连接，流量计（2）出口连接盛装氢气的储气罐（3）。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述流量计（2）与储气罐（3）的连接管道上安装有防回火阀（4）。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述流量计（2）与储气罐（3）之间设置有内部装有水的集气瓶（8），流量计（2）的出口与集气瓶（8）的进气口连接，集气瓶（8）的出气口与储气罐（3）的进气口连接。
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| CN 201320096985 CN203238031U (zh) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | 一种用镁渣还原氢气的系统 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN 201320096985 Expired - Lifetime CN203238031U (zh) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | 一种用镁渣还原氢气的系统 |
Country Status (1)
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2013
- 2013-03-04 CN CN 201320096985 patent/CN203238031U/zh not_active Expired - Lifetime
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