CN214753858U - 一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，包括供电系统和水循环系统，其中的供电系统由燃料电池电堆组成，所述的水循环包括反应罐、水气分离装置、过滤装置、循环水泵以及冷却装置，所述的燃料电池电堆设于水循环系统的一侧，同时燃料电池电堆一端的供电口分别与循环水泵、冷却装置的电源端口之间通过导线连接，所述的反应罐为水循环系统中循环冷却发生装置的主体，且反应罐与过滤装置、循环水泵以及冷却装置之间通过管道连接。本实用新型的循环冷却发生装置简洁、且实用性高，易于操作，实现了现场制氢，而且反应后废物收集方便，省去了渣液分离装置，不用多次换水而造成水资源浪费以及人工操作费时费力。

Description

一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置

技术领域

本实用新型涉及水铝产氢供电技术，具体是指一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置。

背景技术

铝具有资源丰富、价格低廉、易保存、水解产氢量大(1245mL/g)等特点，是硼氢化钠水解产氢的理想替代品。然而，铝水反应的副产物氢氧化铝会随着反应后废液的排出而大大降低了废物回收利用率，致使铝制氢成本大大提高。

目前，氢气的制备方法主要有电解水制氢、天然气制氢、生物制氢、太阳能制氢以及核能制氢等，但是这些制氢方法都存在生产成本高、工艺设备复杂等缺点，因此，开发可持续发展的、大规模的廉价制氢技术是氢能利用的关键所在。

2012年7月4日公告的中国专利CN101962171B。名称为一种铝水连续制氢系统，该装置包括碱液储罐，碱液储罐的出液口通过三通管道连接反应釜的入液口和过滤装置出液口，反应釜的出口通过管道连接到气液分离器的入口，气液分离器的出气口又通过管道连接到洗气装置的进气口。气液分离器的出液口通过三通管道连接洗气装置的出液口和过滤装置的入液口，洗气装置的出气口通过管道连接干燥装置的进气口，干燥装置的出气口通过管道连接气体缓冲罐，每一根连接管道上都设置有控制阀门,所述洗气装置上设置加水桶，所述反应釜上设置加料斗。上述装置铝水制氢装置,使用碱液和铝的反应制氢,但铝水制氢是一个放热反应，反应过程中会产生热量,使水温上升，而温度是制氢效率的一个重要参数,当温度过高时,制氢反应可控性会变差，影响安全。另外，该装置是利用反应釜产生的氢气将碱液带出，然后将带出的碱液过滤去除氢氧化铝沉淀，而事实上，能够通过氢气带出的碱液量非常少。

2013年公布的专利铝水制氢反应器(201320886188.5)，其特征在于:所述反应釜设有温度感应器，所述反应釜还设有渣液出口，反应釜渣液出口通过管道依次通过过滤器、冷却装置连接至碱液罐，所述各连接管道上均设有阀门，所述反应釜渣液出口、过滤器、冷却装置、碱液罐之间的阀门与温度感应器信号相连。通过温度控制反应釜进行换液，保证铝水制氢在可控的温度范围内运行；换液通道可以定时将反应产生的氢氧化铝排出。

实用新型内容

为此，本实用新型要解决的技术问题是服现有技术中存在铝水反应发生器设备装置冗长复杂，空间占用率高，实施起来工序繁复，消耗时间。而且，铝水反应后得到的产物是氢氧化铝，在工业上有多种用途，比如用作阻燃剂、催化剂，甚至是医疗方面，效果显著。而且铝水反应发生器虽然有过滤器，但是，过滤后的氢氧化铝收集更是费时费力，且效果不佳，从而提供一种反应后废物收集方便，省去了渣液分离的可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生更好装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，包括供电系统和水循环系统，其中的供电系统由燃料电池电堆组成，所述的水循环包括反应罐、水气分离装置、过滤装置、循环水泵以及冷却装置，所述的燃料电池电堆设于水循环系统的一侧，同时燃料电池电堆一端的供电口分别与循环水泵、冷却装置的电源端口之间通过导线连接，同时燃料电池电堆的另一端与水气分离装置之间通过管道连接，组成供电来源端的回路，所述的反应罐为水循环系统中循环冷却发生装置的主体，且反应罐与过滤装置、循环水泵以及冷却装置之间通过管道连接，形成了一个顺序闭环的回路。

在本实用新型的一个实施例中，所述的反应罐中安装设有温度传感器，且在反应罐顶端加装设有压力表以及安全阀，以及设有便于更换装料包的过滤网。

在本实用新型的一个实施例中，所述的反应罐为广口密封可拆卸式罐体。

在本实用新型的一个实施例中，所述的过滤网与反应罐的罐盖之间通过螺纹旋钮连接，方便装盖。

在本实用新型的一个实施例中，所述的反应罐中的铝水位警戒线为罐体高度的80％～85％。

在本实用新型的一个实施例中，所述的温度传感器串联与反应罐的水泵电路中，且稳定传感器内集成设有辅助动作触点。

在本实用新型的一个实施例中，所述的过滤网中装料包装有定量的固态发氢材料。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型的循环冷却发生装置简洁、且实用性高，易于操作，实现了现场制氢，而且反应后废物收集方便，省去了渣液分离装置，从刚开始的加料和注水，到后期的温控和水循环，完全是自主完成，无需人为特意看守，通过加入铝料的多少可以控制反应的时长，继而实现现使现用，更加方便快捷，不用多次换水而造成水资源浪费以及人工操作费时费力。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置的流程结构示意图。

如图所示：1、燃料电池电堆，2、反应罐，21、过滤网，22、装料包，3、水气分离装置，4、过滤装置，5、循环水泵，6、冷却装置。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置。

本实施例所述循环冷却发生装置，包括供电系统和水循环系统，其中的供电系统由燃料电池电堆1组成，所述的水循环包括反应罐2、水气分离装置3、过滤装置4、循环水泵5以及冷却装置6，所述的燃料电池电堆1设于水循环系统的一侧，同时燃料电池电堆1一端的供电口分别与循环水泵5、冷却装置6的电源端口之间通过导线连接，同时燃料电池电堆1的另一端与水气分离装置3之间通过管道连接，组成供电来源端的回路，所述的反应罐2为水循环系统中循环冷却发生装置的主体，且反应罐2与过滤装置4、循环水泵5以及冷却装置6之间通过管道连接，形成了一个顺序闭环的回路。

所述的反应罐2中安装设有温度传感器，且在反应罐2顶端加装设有压力表以及安全阀，以及设有便于更换装料包22的过滤网21。

所述的反应罐2为广口密封可拆卸式罐体。

所述的过滤网21与反应罐2的罐盖之间通过螺纹旋钮连接，方便装盖。

所述的反应罐2中的铝水位警戒线为罐体高度的80％～85％。

所述的温度传感器串联与反应罐2的水泵电路中，且稳定传感器内集成设有辅助动作触点，达到一定温度时循环系统才启动，减少了装置内部的耗电量，从而使系统更好的输出电能供给外用电器使用，提高了电能利用率。

所述的过滤网21中装料包22装有定量的固态发氢材料。

本实用新型的循环冷却发生装置，为了较好的做到产物氢氧化铝的回收，从源头上开始着手，利用一种透水性较好的微孔材料做成装料包，将反应所需的铝用装料包装起来，通过反应罐中的过滤网可方便快捷的直接插入到水中，反应后得到的氢氧化铝不会渗透出来，而水则可以正常进出其中，待反应完全后，直接将过滤网取出，更换新的装料包进去，插入水中继续使用。

其中的微孔材料筛孔的尺寸是每平方英寸筛网的空眼数目，其具体尺寸在于氢氧化铝分子粒径筛孔的目数1250目-12500目，筛孔孔径1微米到10微米。这样，即可保证在不影响反应进行的情况下，同时有效的收集氢氧化铝，进行回收二次利用，大大降低了铝制氢成本，而且反应罐中的水还可以反复利用。

同时在反应罐中安装温度传感器，以调节铝水反应的水温，当水温达到预定值时，循环系统启动，经过冷却装置，重新回到反应罐，使水达到循环利用的结果，从而避免反应水温持续升高而不好控制。

利用铝水反应产生的氢气给燃料电池供电，产生的电能一部分用于外用电器使用，一部分又给循环系统供电，实现了一种类似于小型发电装置的循环体系。

铝水反应装置开始时，先将提前准备好的装料包投入到反应罐中的过滤网中，向反应罐中注入水，然后将过滤网插入到水中，盖好罐盖。待反应开始时，不断地产生氢气，以供给燃料电池发电，带动外用电器工作。随着反应的进行，水温开始升高，当水温达到一定温度时，经过温控器控制，循环系统启动，使水经过过滤装置，再经过冷却系统，重新注入反应罐，周而复始，从而达到降温效果。

本实用新型的循环冷却发生装置有效的从源头上收集了反应后得到的产物氢氧化铝，提高了氢氧化铝的回收率；

减少了水的浪费，无需反复向反应罐中注水才能确保反应罐因水量减少而导致后期反应停止；

反应产物氢氧化铝可直接通过装料包带出做集中处理，简化了传统因氢氧化铝回收难而导致的复杂工艺；

加入的装料包可以根据所需系统工作的时长来确定装料的多少，使材料得到充分利用；

罐盖与过滤网通过螺纹槽连接在一起，使换料、装料以及装盖等操作更加方便。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：包括供电系统和水循环系统，其中的供电系统由燃料电池电堆（1）组成，所述的水循环包括反应罐（2）、水气分离装置（3）、过滤装置（4）、循环水泵（5）以及冷却装置（6），所述的燃料电池电堆（1）设于水循环系统的一侧，同时燃料电池电堆（1）一端的供电口分别与循环水泵（5）、冷却装置（6）的电源端口之间通过导线连接，同时燃料电池电堆（1）的另一端与水气分离装置（3）之间通过管道连接，组成供电来源端的回路，所述的反应罐（2）为水循环系统中循环冷却发生装置的主体，且反应罐（2）与过滤装置（4）、循环水泵（5）以及冷却装置（6）之间通过管道连接，形成了一个顺序闭环的回路。

2.根据权利要求1所述的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：所述的反应罐（2）中安装设有温度传感器，且在反应罐（2）顶端加装设有压力表以及安全阀，以及设有便于更换装料包（22）的过滤网（21）。

3.根据权利要求1或2所述的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：所述的反应罐（2）为广口密封可拆卸式罐体。

4.根据权利要求2所述的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：所述的过滤网（21）与反应罐（2）的罐盖之间通过螺纹旋钮连接。

5.根据权利要求1所述的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：所述的反应罐（2）中的铝水位警戒线为罐体高度的80%～85%。

6.根据权利要求2所述的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：所述的温度传感器串联与反应罐（2）的水泵电路中，且稳定传感器内集成设有辅助动作触点。

7.根据权利要求2所述的一种可循环利用水铝产氢供电的循环冷却发生装置，其特征在于：所述的过滤网（21）中装料包（22）装有定量的固态发氢材料。

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