CN204550047U - 一种水解制氢装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于制氢领域，尤其是涉及一种水解制氢装置。所述装置包括反应系统、储蓄系统、控制系统、输送系统，所述反应系统包括第一反应器、第二反应器，所述储蓄系统包括储气罐、固体颗粒储罐、储液罐，所述控制系统包括气体增压泵、真空泵、稳压阀、第一反应器控制阀、第二反应器控制阀、第一固体颗粒输送控制阀、第二固体颗粒输送控制阀、第一反应器排水阀、第二反应器排水阀，所述输送系统为固体颗粒输送装置。本装置可以利用体积较小的反应装置，实现持续稳定的供氢。将有效推动水解制氢技术的实用化，对于便捷式制氢以及相关的便携式燃料电池技术的发展具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型属于制氢领域，尤其是涉及一种水解制氢装置。
背景技术
利用活泼金属或氢化物的水解反应是一种有效的便捷制氢方法，利用水解反应实现持续稳定供氢的问题在于：反应器中制氢原料消耗完毕后产氢停止，为实现长时间持续供氢，必须需要向反应器中持续加料，并将反应产物移除，而产氢时反应器中充满高压氢气，上述操作难度很大。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以长时间持续供氢的水解制氢装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：所述装置包括反应系统、储蓄系统、控制系统、输送系统，所述反应系统包括第一反应器、第二反应器，所述储蓄系统包括储气罐、固体颗粒储罐、储液罐，所述控制系统包括气体增压泵、真空泵、稳压阀、第一反应器控制阀、第二反应器控制阀、第一固体颗粒输送控制阀、第二固体颗粒输送控制阀、第一反应器排水阀、第二反应器排水阀，所述输送系统为固体颗粒输送装置；
所述第一反应器、第二反应器分别与固体颗粒储罐连接，所述第一反应器与第二反应器之间连接有气体增压泵，所述气体增压泵还与储气罐连接；
所述固体颗粒输送装置一端与固体颗粒储罐连接，所述固体颗粒输送装置另一端分别与第一反应器、第二反应器连接，在所述固体颗粒输送装置与第一反应器之间连接有第一固体颗粒输送控制阀，在所述固体颗粒输送装置与第二反应器之间连接有第二固体颗粒输送控制阀；
所述储液罐分别与第一反应器、第二反应器连接；所述储气罐分别与第一反应器、第二反应器连接，所述第一反应器与第二反应器并联的管路上连接有第一反应器控制阀，所述第二反应器与第一反应器并联的管路上连接有第二反应器控制阀；
所述第一反应器与所述第二反应器先并联后再串联连接有真空泵；
所述储气罐上通过管道连接有稳压阀，用于保证气体以稳定的压力输出加以利用；
所述第一反应器上设有第一反应器排水阀，所述第二反应器上设有第二反应器排水阀。
进一步的，所述固体颗粒包括所有能与水反应产生氢气的固体物质。
进一步的，所述固体颗粒输送装置为采用任意输送方式能够将固体颗粒输送到第一反应器或第二反应器的装置。
优选的，所述固体颗粒输送装置为固体颗粒输送泵、固体颗粒传送带中的任意一种。
进一步的，所述储液罐中的溶液为包含水的液体。
进一步的，所述装置还包括气体净化装置，所述气体净化装置安装在所述稳压阀之后。
进一步的，所述装置还包括气体净化装置，所述气体净化装置安装在所述稳压阀和所述储气罐之间。
优选的，所述储气罐的体积根据第一反应器或第二反应器内单次产氢的最大量进行设计。
进一步的，所述第一反应器排水阀、所述第二反应器排水阀分别与所述储液罐连接。
进一步的，所述反应系统中反应器的数量不少于2个，可以根据需要安装多个反应器，同时相应的储蓄系统、控制系统也安装对应的数量，保证持续供氢。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：可以利用体积较小的反应装置，实现持续稳定的供氢。将有效推动水解制氢技术的实用化，对于便捷式制氢以及相关的便携式燃料电池技术的发展具有重要意义。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图中：1：第一反应器，2：第二反应器，3：储气罐，4：固体颗粒储罐，5：储液罐，6：气体增压泵，7：真空泵，8：固体颗粒输送泵，9：第一反应器控制阀，10：第二反应器控制阀，11：第一固体颗粒输送控制阀，12：第二固体颗粒输送控制阀，13：第一反应器排水阀， 14：稳压阀，15：气体净化装置，16：第二反应器排水阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。
如图1所示，一种水解制氢装置，所述装置包括第一反应器1、第二反应器2、储气罐3、固体颗粒储罐4、储液罐5、气体增压泵6、真空泵7、固体颗粒输送泵8、稳压阀14、第一反应器控制阀9、第二反应器控制阀10、第一固体颗粒输送控制阀11、第二固体颗粒输送控制阀12、第一反应器排水阀13、第二反应器排水阀16；
所述第一反应器1、第二反应器2分别与固体颗粒储罐4连接，所述第一反应器1与第二反应器2之间连接有气体增压泵6，所述气体增压泵6还与储气罐3连接；
参与反应的固体颗粒为活泼金属或其氢化物如锂颗粒、钾颗粒、钠颗粒等，装在固体颗粒储罐4中备用，第一反应器1、第二反应器2是制氢反应发生的场所，生成的氢气被收集到储气罐3中备用。
所述固体颗粒输送泵8一端与固体颗粒储罐4连接，所述固体颗粒输送泵8另一端分别与第一反应器1、第二反应器2连接，在所述固体颗粒输送泵8与第一反应器1之间连接有第一固体颗粒输送控制阀11，在所述固体颗粒输送泵8与第二反应器2之间连接有第二固体颗粒输送控制阀12；
所述固体颗粒输送泵8用于将固体颗粒储罐4中的固体颗粒在固体颗粒储罐4与反应器之间的压力差作用下送入第一反应器1或者第二反应器2，此处固体颗粒送入第一反应器1或者第二反应器2也可以通过使用传送带等外加动力，由于第一反应器1、第二反应器2是相继作为反应器使用，而不是同时使用，所以固体颗粒输送泵8是连接在第一反应器1与第二反应器2共同的管路中，为了防止送入第一反应器1的原料被送入第二反应器2，在管路中分别设置了第一固体颗粒输送控制阀11和第二固体颗粒输送控制阀12，当第一反应器1中发生反应的时候第一固体颗粒输送控制阀11打开，第二固体颗粒输送控制阀12关闭，同理，当第二反应器2中发生反应的时候第一固体颗粒输送控制阀11关闭，第二固体颗粒输送控制阀12打开。
所述储液罐5分别与第一反应器1、第二反应器2连接；所述储气罐3分别与第一反应器1、第二反应器2连接，所述第一反应器1与第二反应器2并联的管路上连接有第一反应器控制阀9，所述第二反应器2与第一反应器1并联的管路上连接有第二反应器控制阀10；所述第一反应器1与所述第二反应器2先并联后再串联连接有真空泵7；
所述储液罐5中存储的液体，可以为纯水，其中也可以含有溶于水的添加剂，或者是可以与固体反应产生氢气的其他液体。以第一反应器1作为制氢场所为例，利用真空泵7将所述第一反应器1抽成真空状态，打开第一反应器控制阀9，关闭第二反应器控制阀10，利用第一反应器1与储液罐5之间的压力差将储液罐5中的液体送入第一反应器1，关闭第一反应器控制阀9，固体颗粒遇到含水液体发生制氢反应。
所述储气罐3上通过管道连接有稳压阀14，用于保证气体以稳定的压力输出加以利用；
当反应器中仍然有氢气产生，但不需要对外输出氢气时，将制好的氢气存储在储气罐3中备用，当需要的时候用气设备与储气罐3连接，为了保证输出的氢气是稳定的在用气设备与储气罐3之间连接了稳压阀14，产生的氢气通过稳压阀14调节输出压力，以稳定的压力输出氢气加以利用（如向燃料电池供氢）。
所述第一反应器1上设有第一反应器排水阀13，所述第二反应器2上设有第二反应器排水阀16；
随着反应进行，产氢速率逐渐降低，此时第一固体颗粒输送控制阀11关闭，第二固体颗粒输送控制阀12打开，固体颗粒输送第二反应器2，第一反应器控制阀9关闭，第二反应器控制阀10打开，用真空泵7对第二反应器2抽真空，利用压差将储液罐5中的液体压入第二反应器2，第二反应器2开始产氢实现连续供氢，在第二反应器2工作时，将第一反应器1的第一反应器排水阀13打开，在罐内氢气压力作用下，水以及反应副产物形成的浊液从第一反应器1中排出，待浊液排净后关闭第一反应器排水阀13，利用气体增压泵6将第一反应器1内的低压氢气压入储气罐3，使第一反应器1中氢气压力低于一个大气压，将固体颗粒储罐4中的固体制氢原料通过固体颗粒输送泵8装入第一反应器1，第一反应器1待用，当第二反应器2中制氢结束后重复与第一反应器1相同的过程，以上过程重复循环保证持续制氢。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种水解制氢装置，其特征在于，所述装置包括反应系统、储蓄系统、控制系统、输送系统，所述反应系统包括第一反应器、第二反应器，所述储蓄系统包括储气罐、固体颗粒储罐、储液罐，所述控制系统包括气体增压泵、真空泵、稳压阀、第一反应器控制阀、第二反应器控制阀、第一固体颗粒输送控制阀、第二固体颗粒输送控制阀、第一反应器排水阀、第二反应器排水阀，所述输送系统为固体颗粒输送装置；
所述第一反应器、第二反应器分别与固体颗粒储罐连接，所述第一反应器与第二反应器之间连接有气体增压泵，所述气体增压泵还与储气罐连接；
所述固体颗粒输送装置一端与固体颗粒储罐连接，所述固体颗粒输送装置另一端分别与第一反应器、第二反应器连接，在所述固体颗粒输送装置与第一反应器之间连接有第一固体颗粒输送控制阀，在所述固体颗粒输送装置与第二反应器之间连接有第二固体颗粒输送控制阀；
所述储液罐分别与第一反应器、第二反应器连接；所述储气罐分别与第一反应器、第二反应器连接，所述第一反应器与第二反应器并联的管路上连接有第一反应器控制阀，所述第二反应器与第一反应器并联的管路上连接有第二反应器控制阀；
所述第一反应器与所述第二反应器先并联后再串联连接有真空泵；
所述储气罐上通过管道连接有稳压阀，用于保证气体以稳定的压力输出加以利用；
所述第一反应器上设有第一反应器排水阀，所述第二反应器上设有第二反应器排水阀。
2.如权利要求1所述的水解制氢装置，其特征在于，所述固体颗粒包括所有能与水反应产生氢气的固体物质。
3.如权利要求2所述的水解制氢装置，其特征在于，所述固体颗粒输送装置为采用任意输送方式能够将固体颗粒输送到第一反应器或第二反应器的装置。
4.如权利要求3所述的水解制氢装置，其特征在于，所述固体颗粒输送装置为固体颗粒输送泵、固体颗粒传送带中的任意一种。
5.如权利要求4所述的水解制氢装置，其特征在于，所述储液罐中的溶液为包含水的液体。
6.如权利要求5所述的水解制氢装置，其特征在于，所述装置还包括气体净化装置，所述气体净化装置安装在所述稳压阀之后。
7.如权利要求5所述的水解制氢装置，其特征在于，所述装置还包括气体净化装置，所述气体净化装置安装在所述稳压阀和所述储气罐之间。
8.如权利要求7所述的水解制氢装置，其特征在于，所述储气罐的体积根据第一反应器或第二反应器内单次产氢的最大量进行设计。
9.如权利要求8所述的水解制氢装置，其特征在于，所述第一反应器排水阀、所述第二反应器排水阀分别与所述储液罐连接。
10.如权利要求1-9任一所述的水解制氢装置，其特征在于，所述反应系统中反应器的数量大于或等于2个。
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| CN201520244776.8U CN204550047U (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种水解制氢装置 |
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| CN (1) | CN204550047U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108075157A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-05-25 | 湖北工业大学 | 一种便携式燃料电池制氢供氢系统及其使用方法 |
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2015
- 2015-04-22 CN CN201520244776.8U patent/CN204550047U/zh active Active
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