CN204022465U - 一种便携式制氢-供氢系统 - Google Patents
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Abstract
一种便携式制氢-供氢系统，包括贮有制氢剂的储料容器、作为供制氢场所的反应器和用于过滤并冷却生成氢气的净化装置，所述储料容器与所述反应器之间通过设置进料泵及管道相互连通，所述反应器还连接有利用冷却液散热的循环冷却装置，所述循环冷却装置包括用于带走所述反应器外部热量的外冷却机构、用于带走所述反应容器内部热量的内冷却机构、用于降低所述冷却液温度的冷却液散热器和用于提供所述冷却液循环流动的冷却液泵。本实用新型结构紧凑、使用方便，常温下即可快速启动反应，制氢所用设备体积小而安全，制造成本低廉，反应温度能通过所述循环冷却装置稳定控制，所述冷却液循环利用，节能环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢气制备与供应技术领域，具体是一种便携式制氢-供氢系统。
背景技术
目前制氢常用方法为甲醇重整制氢、电解水制氢等，由于甲醇重整制氢及生物制氢存在设备体积重量较大，造价高昂、启动时间长等缺点，无法满足气象制氢的便携要求，如授权公告号为CN 202808344 U的专利文件公开的一种高效的甲醇水制氢系统就存在上述问题。电解水制氢利用直流电，将水电解分离出氢气，通过控制电流控制氢气的生成速率，该方法使用时需要大量消耗电能，设备复杂，不适合野外气象制氢，如授权公告号为CN 201678738 U的专利文件公开的一种水电解制氢装置就存在上述问题。
实用新型内容
本实用新型的技术目的在于提供一种便携式制氢-供氢系统，解决传统方法能耗高、设备笨重复杂的问题。
本实用新型的具体技术方案如下：一种便携式制氢-供氢系统，包括贮有制氢剂的储料容器、作为供制氢场所的反应器和用于过滤并冷却生成氢气的净化装置，所述反应器包括反应筒体和密封连接于所述反应筒体上的密封盖，所述储料容器与所述反应器之间通过设置进料泵及管道相互连通，所述反应器还连接有利用冷却液散热的循环冷却装置，所述循环冷却装置包括用于带走所述反应器外部热量的外冷却机构、用于带走所述反应容器内部热量的内冷却机构、用于降低所述冷却液温度的冷却液散热器和用于提供所述冷却液循环流动的冷却液泵，所述外冷却机构、所述内冷却机构、所述冷却液散热器和所述冷却液泵相互之间通过管道两两相连。
本实用新型的结构紧凑，运用化学制氢，常温下即可启动反应，制氢过程无需额外提供电能，整体体积小、使用安全，反应所放热量经由所述循环冷却装置进行散热冷却，并且对冷却液进行循环利用，保证效能的同时节能环保。
作为优选，所述内冷却机构包括设于所述反应筒体内的多重盘管、连接于所述多重盘管一端的第一环流管和连接于所述多重盘管另一端的第二环流管，所述密封盖上设有与所述第一环流管连通的第一管口和与所述第二环流管连通的第二管口，所述第一环流管与所述冷却液散热器连接，所述第二环流管与所述外冷却机构连接。
作为优选，所述多重盘管上还设有用于提纯生成氢气的过滤器，所述过滤器包括固定连接于所述多重盘管且层叠排布的多个过滤片，所述过滤片上开有多目气孔。
所述多重盘管合理利用空间，充分带走所述反应筒体中反应所放热量，防止所述反应筒体内温度过高而出现安全隐患，同时所述过滤器将生成的氢气与泡沫杂质分离，对生成的氢气初步提纯，简单有效。
作为优选，所述外冷却机构包括包覆于所述反应筒体外部且与所述反应筒体之间具有供所述冷却液流通的隔层的散热壳套，所述散热壳套与所述冷却液泵之间通过设置第三环流管相连接。
所述散热壳套中不断有循环流动的所述冷却液，一般在所述散热壳套的底部通入所述冷却液，并慢慢注满由所述散热壳套的顶部流出，这样充分利用了所述冷却液与所述反应筒体的热交换效果，确保所述反应筒体的外部温度不会过高。
作为优选，所述冷却液散热器包括与所述第一环流管连通的汇流入口段、与所述汇流入口段连通的散热管和与所述散热管连通的汇流出口段，所述汇流出口段与所述冷却液泵之间通过设置第四环流管相连接。
整个所述循环冷却装置以管道方式相连通，由所述冷却液散热器进行所述冷却液与空气的热交换，由所述冷却液泵提供所述冷却液循环流动的驱动力。
作为优选，所述冷却液散热器还包括相邻设置于所述散热管的用于带走所述冷却液热量的风冷机。
作为优选，所述净化装置包括贮有用于提纯冷却生成氢气的冷却过滤液的净化容器、一端伸入所述冷却过滤液中而另一端伸入所述反应筒体中入气管和一端伸入所述净化容器且位于所述冷却过滤液上方而另一端连接外部物件的出气管。
生成的氢气经所述入气管进入所述冷却过滤液，脱去其中所含杂质与水汽，得到纯度高的氢气。
作为优选，所述入气管的位于所述净化容器内的一端固定连接有网孔板，所述出气管的 位于所述净化容器内的一端固定连接有集气罩。
作为优选，所述密封盖上设有向所述反应筒体中通入清洗用液体的加液口，所述反应筒体上设有排出内部废液的排液口，所述排液口伸出所述散热壳套之外。
所述反应筒体需要经常性清洗除去反应后废物以保证后续制氢过程顺利进行，所述加液口和所述排液口为此而设置。
作为优选，所述密封盖上还设有用于排出内部剩余废气的排气口。
在进行所述反应筒体的检修与清洗时，为排除安全隐患，需要将所述排气口打开进行排气处理，而不必将所述密封盖拆卸。
本实用新型的技术优点在于所述便携式制氢-供氢系统结构紧凑、使用方便，常温下即可快速启动反应，制氢所用设备体积小而安全，制造成本低廉，反应温度能通过所述循环冷却装置稳定控制，所述冷却液循环利用，节能环保。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图；
图2为实施例二的结构示意图；
图3为实施例二的多重盘管结构示意图；
图4为实施例一、实施例二中的冷却液散热器正面结构示意图；
图5为实施例一、实施例二中的冷却液散热器背面结构示意图；
图中编号对应的各部位名称分别为：1-储料容器，2-反应筒体，21-密封盖，22-加液口，23-排液口，24-排气口，3-进料泵，4-冷却液散热器，41-汇流入口段，42-散热管，43-汇流出口段，44-风冷机，5-冷却液泵，51-第一环流管，52-第二环流管，53-第三环流管，54-第四环流管，6-多重盘管，61-环管，62-竖管，7-过滤片，8-散热壳套，81-隔层，9-净化容器，91-入气管，92-出气管，93-网孔板，94-集气罩。
具体实施方式
下面将结合附图，通过具体实施例对本实用新型作进一步说明：
实施例一：见图1，一种便携式制氢-供氢系统，包括贮有制氢剂的储料容器1、作为供制氢场所的反应器和用于过滤并冷却生成氢气的净化装置，反应器包括反应筒体2和密封连接于反应筒体2上的密封盖21，储料容器1与反应器之间通过设置进料泵3及管道相互连通，反应器还连接有利用冷却液散热的循环冷却装置，循环冷却装置包括用于带走反应器外部热量的外冷却机构、用于带走反应容器内部热量的内冷却机构、用于降低冷却液温度的冷却液散热器4和用于提供冷却液循环流动的冷却液泵5，外冷却机构、内冷却机构、冷却液散热器4和冷却液泵5相互之间通过管道两两相连。
内冷却机构包括设于反应筒体2内的多重盘管6、连接于多重盘管6一端的第一环流管51和连接于多重盘管6另一端的第二环流管52，密封盖21上设有与第一环流管51连通的第一管口和与第二环流管52连通的第二管口，第一环流管51与冷却液散热器连接，第二环流管52与外冷却机构连接。多重盘管6为螺旋设置的散热管道。
外冷却机构包括包覆于反应筒体2外部且与反应筒体2之间具有供冷却液流通的隔层81的散热壳套8，散热壳套8与冷却液泵5之间通过设置第三环流管53相连接。冷却液散热器4包括与第一环流管51连通的汇流入口段41、与汇流入口段41连通的散热管42和与散热管42连通的汇流出口段43，汇流出口段43与冷却液泵5之间通过设置第四环流管54相连接。冷却液散热器4还包括相邻设置于散热管42的用于带走散热管42热量的风冷机44。
密封盖21上设有向反应筒体2中通入清洗用液体的加液口22，反应筒体2上设有排出内部废液的排液口23，排液口23伸出散热壳套8之外。密封盖21上还设有用于排出内部剩余废气的排气口24。反应筒体2需要经常性清洗除去反应后废物以保证后续制氢过程顺利进行，加液口22和排液口23为此而设置。在进行反应筒体2的检修与清洗时，为排除安全隐患，需要将排气口24打开进行排气处理，而不必将所述密封盖21拆卸。
净化装置包括贮有用于提纯冷却生成氢气的冷却过滤液的净化容器9、一端伸入冷却过滤液中而另一端伸入反应筒体2中入气管91和一端伸入净化容器9且位于冷却过滤液上方而另一端连接外部物件的出气管92。入气管91的位于净化容器9内的一端固定连接有网孔板93，出气管92的 位于净化容器9内的一端固定连接有集气罩94。
实施例二：见图2，一种便携式制氢-供氢系统，包括贮有制氢剂的储料容器1、作为供制氢场所的反应器和用于过滤并冷却生成氢气的净化装置，反应器包括反应筒体2和密封连接于反应筒体2上的密封盖21，储料容器1与反应器之间通过设置进料泵3及管道相互连通，反应器还连接有利用冷却液散热的循环冷却装置，循环冷却装置包括用于带走反应器外部热量的外冷却机构、用于带走反应容器内部热量的内冷却机构、用于降低冷却液温度的冷却液散热器4和用于提供冷却液循环流动的冷却液泵5，外冷却机构、内冷却机构、冷却液散热器4和冷却液泵5相互之间通过管道两两相连。
内冷却机构包括设于反应筒体2内的多重盘管6、连接于多重盘管6一端的第一环流管51和连接于多重盘管6另一端的第二环流管52，密封盖21上设有与第一环流管51连通的第一管口和与第二环流管52连通的第二管口，第一环流管51与冷却液散热器连接，第二环流管52与外冷却机构连接。见图3，多重盘管6包括逐级设置的环管61和将环管61之间及环管61与第一环流管51、第二环流管52之间相连接的竖管62。多重盘管6上还设有用于提纯生成氢气的过滤器，过滤器包括固定连接于多重盘管6且层叠排布的多个过滤片7，过滤片7上开有多目气孔。
外冷却机构包括包覆于反应筒体2外部且与反应筒体2之间具有供冷却液流通的隔层81的散热壳套8，散热壳套8与冷却液泵5之间通过设置第三环流管53相连接。见图4、图5，冷却液散热器4包括与第一环流管51连通的汇流入口段41、与汇流入口段41连通的散热管42和与散热管42连通的汇流出口段43，汇流出口段43与冷却液泵5之间通过设置第四环流管54相连接。冷却液散热器4还包括相邻设置于散热管42的用于带走散热管42热量的风冷机44。
密封盖21上设有向反应筒体2中通入清洗用液体的加液口22，反应筒体2上设有排出内部废液的排液口23，排液口23伸出散热壳套8之外。密封盖21上还设有用于排出内部剩余废气的排气口24。反应筒体2需要经常性清洗除去反应后废物以保证后续制氢过程顺利进行，加液口22和排液口23为此而设置。在进行反应筒体2的检修与清洗时，为排除安全隐患，需要将排气口24打开进行排气处理，而不必将所述密封盖21拆卸。
净化装置包括贮有用于提纯冷却生成氢气的冷却过滤液的净化容器9、一端伸入冷却过滤液中而另一端伸入反应筒体2中入气管91和一端伸入净化容器9且位于冷却过滤液上方而另一端连接外部物件的出气管92。入气管91的位于净化容器9内的一端固定连接有网孔板93，出气管92的 位于净化容器9内的一端固定连接有集气罩94。
系统工作时，进料泵3以一定的转速将制氢剂打入反应筒体2中，制氢剂与制氢催化剂接触并以一定速率生成氢气，多重盘管6内流通循环冷却液以带走内部反应热量，隔层81中也流通循环冷却液带走外部反应热量，控制反应环境温度缓慢上升而不会过高，保持在65℃以下，制氢速度达到1400ml/s，系统能够快速、安全制氢。多重盘管6上的过滤片7对氢气进行初次提纯，入气管91上的网孔板93进行二次提纯，净化容器9中的冷却过滤液对生成氢气进行冷却再提纯，除去生成氢气中的杂质和水蒸气，最终氢气由出气管92连接气球等外部物件通入实际应用。
Claims (10)
1.一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：包括贮有制氢剂的储料容器（1）、作为制氢场所的反应器和用于过滤并冷却生成氢气的净化装置，所述反应器包括反应筒体（2）和密封连接于所述反应筒体（2）上的密封盖（21），所述储料容器（1）与所述反应器之间通过设置进料泵（3）及管道相互连通，所述反应器还连接有利用冷却液散热的循环冷却装置，所述循环冷却装置包括用于带走所述反应器外部热量的外冷却机构、用于带走所述反应容器内部热量的内冷却机构、用于降低所述冷却液温度的冷却液散热器（4）和用于提供所述冷却液循环流动的冷却液泵（5），所述外冷却机构、所述内冷却机构、所述冷却液散热器（4）和所述冷却液泵（5）相互之间通过管道两两相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述内冷却机构包括设于所述反应筒体（2）内的多重盘管（6）、连接于所述多重盘管（6）一端的第一环流管（51）和连接于所述多重盘管（6）另一端的第二环流管（52），所述密封盖（21）上设有与所述第一环流管（51）连通的第一管口和与所述第二环流管（52）连通的第二管口，所述第一环流管（51）与所述冷却液散热器连接，所述第二环流管（52）与所述外冷却机构连接。
3.根据权利要求2所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述多重盘管（6）上还设有用于提纯生成氢气的过滤器，所述过滤器包括固定连接于所述多重盘管（6）且层叠排布的多个过滤片（7），所述过滤片（7）上开有多目气孔。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述外冷却机构包括包覆于所述反应筒体（2）外部且与所述反应筒体（2）之间具有供所述冷却液流通的隔层（81）的散热壳套（8），所述散热壳套（8）与所述冷却液泵（5）之间通过设置第三环流管（53）相连接。
5.根据权利要求1所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述冷却液散热器（4）包括与所述第一环流管（51）连通的汇流入口段（41）、与所述汇流入口段（41）连通的散热管（42）和与所述散热管（42）连通的汇流出口段（43），所述汇流出口段（43）与所述冷却液泵（5）之间通过设置第四环流管（54）相连接。
6.根据权利要求5所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述冷却液散热器（4）还包括相邻设置于所述散热管（42）的用于带走所述散热管（42）热量的风冷机（44）。
7.根据权利要求1所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述净化装置包括贮有用于提纯冷却生成氢气的冷却过滤液的净化容器（9）、一端伸入所述冷却过滤液中而另一端伸入所述反应筒体（2）中入气管（91）和一端伸入所述净化容器（9）且位于所述冷却过滤液上方而另一端连接外部物件的出气管（92）。
8.根据权利要求7所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述入气管（91）的位于所述净化容器（9）内的一端固定连接有网孔板（93），所述出气管（92）的 位于所述净化容器（9）内的一端固定连接有集气罩（94）。
9.根据权利要求2所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述密封盖（21）上设有向所述反应筒体（2）中通入清洗用液体的加液口（22），所述反应筒体（2）上设有排出内部废液的排液口（23），所述排液口（23）伸出所述散热壳套（8）之外。
10.根据权利要求9所述的一种便携式制氢-供氢系统，其特征在于：所述密封盖（21）上还设有用于排出内部剩余废气的排气口（24）。
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