FI79401B - METALLHYDRIDREAKTOR. - Google Patents

METALLHYDRIDREAKTOR. Download PDF

Info

Publication number
FI79401B
FI79401B FI873017A FI873017A FI79401B FI 79401 B FI79401 B FI 79401B FI 873017 A FI873017 A FI 873017A FI 873017 A FI873017 A FI 873017A FI 79401 B FI79401 B FI 79401B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
hydrogen
reaction vessel
partitions
metal hydride
Prior art date
Application number
FI873017A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI79401C (en
FI873017A0 (en
FI873017A (en
Inventor
Lauri Selin
Olli Krogerus
Seppo Taehtinen
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI873017A priority Critical patent/FI79401C/en
Publication of FI873017A0 publication Critical patent/FI873017A0/en
Publication of FI873017A publication Critical patent/FI873017A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI79401B publication Critical patent/FI79401B/en
Publication of FI79401C publication Critical patent/FI79401C/en

Links

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

1 794011 79401

METALLIHYDRIDIREAKTORI - METALLHYDRIDREAKTORMETAL HYDRAULIC REACTOR - METAL HYDRAULIC REACTOR

Keksinnön kohteena on metallihydridireaktori, kuten on määritelty patenttivaatimuksen 1 johdanto-5 osassa.The invention relates to a metal hydride reactor as defined in the preamble of claim 1.

Metallihydriditekniikka perustuu vedyn ja metallin väliseen reversiibeliin reaktioon, jossa joko muodostuu metallihydridiä tai metallihydridi hajoaa lähtöaineikseen sen mukaan, poistetaanko reaktiosta 10 lämpöä vai tuodaanko siihen lämpöä. Metallihydridin muodostuminen on esitetty kaavassa :The metal hydride technique is based on a reversible reaction between hydrogen and metal in which either a metal hydride is formed or the metal hydride decomposes into its starting materials depending on whether heat is removed from the reaction or heat is introduced into it. The formation of the metal hydride is shown in the formula:

Me + Ha <=> Me-hydridi + lämpö, 15 jossa Me on metalli tai metalliseos, Tätä reaktiota käytetään metallihydridireak-torissa. Kun metallijauhetta, joka voi olla puhdasta metallia tai kahden tai useamman metallin tai metallien välisen yhdisteen seosta, sisältävää reaktoria jäähdyte-20 tään ja siihen johdetaan vetyä, vety varastoituu reaktoriin metallihydridin muodossa. Reaktoria lämmitettäessä metallihydridi hajoaa ja purkautuva vetykaasu voidaan johtaa reaktorista haluttuun käyttökohteeseen. Vedyn varastoiminen ja purkaminen voidaan suorittaa kontrol-25 loidusti lämmityksen ja jäähdytyksen avulla. Lisäksi reaktori, jossa vety on varastoitu metallihydridiin, toimii paineettomana vetyvarastona, joten reaktorin käyttö esim. vedyn varastointimuotona on huomattavasti turvallisempaa kuin esim. vetykaasupullon, jossa vety-30 kaasu on puristettu suurella paineella paineastiaan.Me + Ha <=> Me hydride + heat, where Me is a metal or alloy, This reaction is used in a metal hydride reactor. When a reactor containing a metal powder, which may be pure metal or a mixture of two or more metals or intermetallic compounds, is cooled and hydrogen is introduced, hydrogen is stored in the reactor in the form of a metal hydride. When the reactor is heated, the metal hydride decomposes and the hydrogen gas released can be led from the reactor to the desired application. Hydrogen storage and unloading can be performed in a controlled manner by heating and cooling. In addition, a reactor in which hydrogen is stored in a metal hydride acts as a depressurized hydrogen reservoir, so that using the reactor as a form of hydrogen storage, for example, is considerably safer than e.g. a hydrogen gas cylinder in which hydrogen-30 gas is pressed under pressure.

Nykyisin käytetyt roetallihydridireaktorit ovat suljettuja reaktioastioita, joita ympäröi jäähdytys/läm-mitysvaippa, joka toimii lämmönvaihdinelementtinä. Reaktorien sisäseinämään on kiinnitetty laippamaisia väli-35 seinämiä, esim. alumiinilevyjä, jotka jakavat reaktio-astian osastoihin. Väliseinämät johtavat lämpöä. Reaktorin keskelle väliseinämiä lävistävästi on sijoi- 2 79401 tettu kaasuputki vedyn johtamiseksi reaktoriin ja reaktorista ulos. Kaasuputki on reaktioastian sisäpuolella sijaitsevalta osalta huokoinen. Väliseinämien rajoittamat osastot on täytetty metallihydridijauheella.The roetallohydride reactors currently in use are closed reaction vessels surrounded by a cooling / heating jacket which acts as a heat exchanger element. Attached to the inner wall of the reactors are flanged partition walls, e.g., aluminum plates, which divide the reaction vessel into compartments. Partitions conduct heat. A gas pipe 2 79401 is arranged in the middle of the reactor to penetrate the reactor and out of the reactor through the partitions. The gas pipe is porous in the part inside the reaction vessel. The compartments bounded by the partitions are filled with metal hydride powder.

5 Nykyisten metallihydridireaktoreiden ongelmana on vedyn huono jakautuminen reaktorissa, sillä väliseinämien rajaamat osastot on oleellisesti eristetty toisistaan. Reaktoriin johdettu vety kulkeutuu jokaisessa osastossa hitaasti reaktorin keskiosasta osaston takalo osaan, so. reaktorin ulkoseinämien läheisyyteen. Myös metallihydridistä purkautuva vety kulkeutuu hitaasti osastojen takaosista kohti reaktorin keskustassa sijaitsevaa kaasuputkea. Kaasuputkesta johtuva vety voi jakautua epätasaisesti myös eri osastojen kesken.5 The problem with current metal hydride reactors is the poor distribution of hydrogen in the reactor, as the compartments delimited by the partitions are substantially isolated from each other. The hydrogen introduced into the reactor in each compartment slowly travels from the central part of the reactor to the Takalo part of the compartment, i.e. in the vicinity of the outer walls of the reactor. Hydrogen released from the metal hydride also travels slowly from the rear of the compartments towards the gas pipeline in the center of the reactor. Hydrogen from the gas pipeline can also be unevenly distributed between different compartments.

15 Edelleen lämmönsiirto reaktorissa tuottaa ongelmia. Reaktoria ympäröivä jäähdytys/lämmi-tysvaippa jäähdyttää ja lämmittää reaktorin seinämän läheisyydessä olevaa metallijauhetta nopeammin ja tehokkaammin kuin reaktorin keskiosissa olevaa metallijauhet-20 ta. Lämmönsiirtoa on pyritty parantamaan lämpöä johtavien väliseinämien avulla, mutta ne eivät riitä poistamaan reaktorissa olevia huomattavia lämpötilaeroja.15 Further, heat transfer in the reactor poses problems. The cooling / heating jacket surrounding the reactor cools and heats the metal powder in the vicinity of the reactor wall faster and more efficiently than the metal powder in the central parts of the reactor. Efforts have been made to improve heat transfer by means of heat-conducting partitions, but these are not sufficient to eliminate the significant temperature differences in the reactor.

Vedyn huono jakautuminen ja riittämätön lämmönsiirto vaikuttavat metallihydridireaktioon reaktio-25 nopeutta hidastavasti, jolloin vedyn sitoutuminen reaktoriin ja vedyn purkautuminen reaktorista hidastuu.-Hitaasti toimiva reaktori rajoittaa monia sovellutuksia.Poor hydrogen distribution and insufficient heat transfer affect the metal hydride reaction by slowing down the rate of the reaction, thereby slowing the binding of hydrogen to the reactor and the release of hydrogen from the reactor.-A slow-running reactor limits many applications.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pois-30 taa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen metallihydridi-reaktori, jossa vedyn jakautuminen reaktorissa on entistä esteettömämpää, jolloin metallihydridireaktio voi tapahtua nopeasti kaikkialla reaktorissa.It is an object of the present invention to obviate the above drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a novel metal hydride reactor in which the distribution of hydrogen in the reactor is even more unobstructed, whereby the metal hydride reaction can take place rapidly throughout the reactor.

35 Edelleen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin metallihydiridireaktori, jossa reaktorin lämmönsiirto on entistä tehokkaampaa ja nopeampaa.It is a further object of the present invention to provide a metal hydride reactor in which the heat transfer of the reactor is more efficient and faster.

3 794013,79401

Edelleen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin metallihydridireaktori, jossa reaktorin lataaminen ja purkaminen voidaan suorittaa nopeasti ja taloudellisesti.It is a further object of the present invention to provide a metal hydride reactor in which the charging and discharging of the reactor can be performed quickly and economically.

5 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.Reference is made to the claims for features which characterize the invention.

Keksinnön mukainen metallihydrireaktori koostuu suljetusta reaktioastlasta, johon kuuluu kaasuputki vedyn johtamiseksi reaktoriin ja reaktorista ulos, 10 lämmönvaihdinelementti reaktorin jäähdyttämiseksi ja lämmittämiseksi, lämmönvaihdinelementtiin yhteydessä olevia, reaktioastian osastoihin jakavia väliseinämiä lämmönsiirron parantamiseksi, sekä osastoihin sijoitettu metallijauhe metallihydridin muodostamiseksi ja siten 15 vedyn varastoimiseksi reaktoriin. Keksintöajatuksen mukaan väliseinämät on varustettu vetyä läpäisevillä huokosilla, joiden kautta vety voi siirtyä osastosta toiseen, kun vetyä johdetaan reaktoriin ja reaktorista ulos. Keksinnön mukaisessa metallihydridi-20 reaktorissa kaasuputkesta reaktoriin johdettu vety leviää reaktorissa sen keskiosasta, so. kaasuputken läheisyydestä, kuhunkin osastoon ja kussakin osastossa kohti reaktioastian seinämää. Lisäksi vety voi siirtyä väliseinämien huokosten kautta eri osastosta toiseen, 25 jolloin vety pääsee jakautumaan nopeasti ja tasaisesti reaktorissa. Hyvän jakautumisen ansiosta vety pystyy reagoimaan nopeasti kaikkialla reaktorissa olevan metalli jauheen kanssa, jolloin vetyä voidaan varastoida reaktoriin aikaisempaa lyhyemmässä ajassa.The metal hydride reactor according to the invention consists of a closed reaction vessel comprising a gas tube for introducing hydrogen into and out of the reactor, a heat exchanger element for cooling and heating the reactor, According to the idea of the invention, the partitions are provided with hydrogen-permeable pores, through which hydrogen can pass from one compartment to another when hydrogen is introduced into and out of the reactor. In the metal hydride-20 reactor according to the invention, the hydrogen introduced from the gas pipe to the reactor spreads in the reactor from its central part, i. in the vicinity of the gas pipe, to each compartment and in each compartment towards the wall of the reaction vessel. In addition, hydrogen can move through the pores of the partitions from one compartment to another, allowing the hydrogen to be distributed rapidly and evenly in the reactor. Thanks to the good distribution, the hydrogen is able to react quickly with the metal powder throughout the reactor, so that the hydrogen can be stored in the reactor in a shorter time than before.

30 Edullisesti väliseinämät on sijoitettu reakto riin poikittain siten, että reaktorin keskellä oleva, oleellisesti reaktoriastian pituinen kaasuputki lävistää väliseinämät. Väliseinämät on yhdistetty lämmönvaihdinelementtiin.Preferably, the partitions are arranged transversely in the reactor so that a gas pipe in the middle of the reactor, substantially the length of the reactor vessel, pierces the partitions. The partitions are connected to a heat exchanger element.

35 Edullisesti väliseinämät koostuvat sopivan huokoskoon omaavista kuparisinttereistä, mutta myös muunlaisia huokoisia väliseiniä voidaan käyttää.Preferably, the partitions consist of copper sinter with a suitable pore size, but other types of porous partitions can also be used.

4 794014,79401

Kaasuputki voi olla reaktioastian sisäpuolella olevalta osalta sinänsä tunnetulla tavalla huokoinen.The part of the gas pipe inside the reaction vessel can be porous in a manner known per se.

Edullisesti väliseinämien huokoskoko on suurempi kuin kaasuputken huokoskoko.Preferably, the pore size of the partitions is larger than the pore size of the gas pipe.

5 Metallijauheena voidaan käyttää yhtä puhdasta metallia tai eri metallien seosta, esim. FeTi- tai LaNis-jauhetta tai jotain muuta hydridireaktoreissa käytettävää metalli tms. jauhetta. Metallijauhe valitaan halutun käyttökohteen ja/tai halutun käyttölämpötila-10 välin perusteella.5 One pure metal or a mixture of different metals can be used as the metal powder, for example FeTi or LaNis powder or some other metal or similar powder used in hydride reactors. The metal powder is selected on the basis of the desired application and / or the desired operating temperature range.

Lämmönvaihdinelementtinä voi toimia jäähdytys/-lämmitysvaippa, joka on varustettu esim. vesikierrolla.The heat exchanger element can be a cooling / heating jacket, which is equipped with, for example, a water circuit.

Edullisesti lämmönvaihdinelementti muodostuu reaktioastian sisäpuolelle sijoitetusta lämroönvaihdin-15 putkesta. Tällöin väliseinämät voidaan kiinnittää lämmön vaihdinputkeen. Reaktioastiassa voi olla myös useita lämmönvaihdinputkia. Lisäksi reaktioastiaa voi ympäröidä vielä jäähdytys/lämmitysvaippa.Preferably, the heat exchanger element consists of a heat exchanger-15 tube located inside the reaction vessel. In this case, the partitions can be attached to the heat exchanger tube. The reaction vessel may also have several heat exchanger tubes. In addition, the reaction vessel may be surrounded by a cooling / heating jacket.

Reaktioastian sisäpuolelle sijotettu lämmön-20 vaihdinputki parantaa reaktorin lämmönsiirtoa, jolloin metallijauheen ja vedyn välinen reaktio nopeutuu entisestään.A heat-20 exchanger tube placed inside the reaction vessel improves the heat transfer of the reactor, thereby further accelerating the reaction between the metal powder and hydrogen.

Vedyn hyvä jakautuminen ja tehokas lämmönsiirto nopeuttavat reaktorissa tapahtuvaa reaktiota, jolloin 25 vetyä voidaan varastoida reaktoriin suuria määriä lyhyessä ajassa ja vety voidaan myös purkaa ulos reaktorista nopeasti.Good hydrogen distribution and efficient heat transfer accelerate the reaction in the reactor, allowing large amounts of hydrogen to be stored in the reactor in a short time and hydrogen to be discharged out of the reactor quickly.

Reaktorista purkautuva vetykaasu on erittäin puhdasta, puhtaus esim. yli 99,99999 %, sillä metalli-30 jauhe reagoi selektiivisesti vedyn kanssa.The hydrogen gas discharged from the reactor is very pure, e.g. more than 99.99999% pure, because the metal-30 powder reacts selectively with hydrogen.

Kun keksinnön mukaiseen metallihydridireakto-riin varastoitu vety on käytetty loppuun, voidaan reaktori ladata uudelleen.When the hydrogen stored in the metal hydride reactor according to the invention has been used up, the reactor can be recharged.

Koska reaktorissa vallitseva paine voi olla 35 alle 10 bar, niin reaktori on erittäin turvallinen ja sitä voidaan käyttää erilaisiin vetyteknologian sovellutuksiin. Reaktoria voidaan käyttää stationäärisessä 5 79401 kohteessa tai liikkuvassa kohteessa. Reaktorilla voidaan korvata esim. vetykaasupullot tai vetysäiliöt, joita käytetään erilaisissa laboratoriosovellutuksissa, prosesseissa, erilaisissa vetykaasulla toimivissa käyt-5 tölaitteissa ja/tai vetykaasun puhdistuksessa. Myös teollisessa prosessissa vapautuva vetykaasu voidaan ottaa talteen keksinnön mukaiseen metallihydridireakto-riin, jossa kaasu voidaan samalla puhdistaa ja josta vety voidaan uudelleenkäyttää eri käyttökohteisssa. 10 Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskoh taisesti suoritusesiroerkkien avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen erään metallihydridi-reaktorin pituussuuntaista leikkausta, ja 15 kuva 2 esittää kuvan 1 reaktorin poikkileikkausta.Because the pressure in the reactor can be less than 10 bar, the reactor is very safe and can be used for various hydrogen technology applications. The reactor can be operated at a stationary 5,79401 site or a mobile site. The reactor can be used to replace, for example, hydrogen gas cylinders or hydrogen containers used in various laboratory applications, processes, various hydrogen gas-powered drives and / or hydrogen gas purification. The hydrogen gas released in the industrial process can also be recovered in the metal hydride reactor according to the invention, in which the gas can be purified at the same time and from which the hydrogen can be reused in various applications. The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a longitudinal section of a metal hydride reactor according to the invention, and Figure 2 shows a cross-section of the reactor of Figure 1.

Kuvassa 1 on esitetty eräs keksinnön mukainen metallihydridireaktori, joka koostuu suljetusta reaktioastiasta 1. Reaktioastiaan kuuluu kaasuputki 2, lämmönvaihdinelementti 3, väliseinämät 4, jotka jakavat 20 reaktioastian osastoihin 5, sekä osastoihin sijoitettu metallijauhe 6.Figure 1 shows a metal hydride reactor according to the invention, consisting of a closed reaction vessel 1. The reaction vessel comprises a gas pipe 2, a heat exchanger element 3, partitions 4 dividing 20 reaction vessels into compartments 5, and a metal powder 6 placed in the compartments.

Reaktioastian 1 materiaalina voidaan käyttää esim. terästä.Steel, for example, can be used as the material of the reaction vessel 1.

Kaasuputki 2 on esitetyssä sovellutuksessa 25 pääasiassa sylinterimäisen reaktioastian 1 pituinen, ja se on sijoitettu reaktioastian pituussuuntaiselle akselille. Kaasuputki on reaktoriastian sisäpuolella olevalta osalta huokoinen. Kaasuputken materiaalina voi olla esim. sintrattu teräs. Myös muunlaisia kaasuputkia 30 voidaan käyttää.In the embodiment shown, the gas pipe 2 is substantially the length of a cylindrical reaction vessel 1 and is arranged on the longitudinal axis of the reaction vessel. The gas pipe is porous in the part inside the reactor vessel. The material of the gas pipe can be, for example, sintered steel. Other types of gas pipes 30 can also be used.

Keksinnön mukaisessa metallihydridireaktorissa lämmönvaihdinelementti 3 muodostuu kahdesta reaktio-astian 1 sisäpuolelle, molemmin puolin kaasuputkea 2 sijoitetusta lämmönvaihdinputkesta 9 (peräkkäin ole-35 vista lämmönvaihdinputkista näkyy kuvassa vain toinen). Lämmönvaihdinputket ovat myös pääasiassa reaktioastian pituiset ja ne ovat U-muotoisia siten, että putket 6 79401 voidaan kytkeä esim. vesikiertojärjestelmään. Putkien materiaalina voidaan käyttää esim. kuparia. Tarvittaessa reaktioastia voidaan ympäröidä vielä jäähdytys/lämmitys-vaipalla.In the metal hydride reactor according to the invention, the heat exchanger element 3 consists of two heat exchanger tubes 9 placed inside the reaction vessel 1, on either side of the gas tube 2 (only one of the successive heat exchanger tubes is shown in the figure). The heat exchanger tubes are also mainly the length of the reaction vessel and are U-shaped so that the tubes 6 79401 can be connected to e.g. a water circulation system. Copper, for example, can be used as the pipe material. If necessary, the reaction vessel can still be surrounded by a cooling / heating jacket.

5 Metallihydridireaktoreissa voidaan käyttää myös muunlaisia lämmönvaihdinelementtejä. Tällöin esim. lämpö voidaan tuoda reaktoriin sähkövastuksen avulla ja/tai erilaisilla kiertojärjestelmillä, joissa lämpö tuodaan kohteeseen kiertojärjestelmässä kiertävällä 10 halutun lämpöisellä nesteellä tai höyryllä. Jäähdytys voidaan aikaansaada erilaisilla kiertojärjestelmillä, joissa kierrätetään esim. halutun asteisia kylmiä nesteitä tai nesteseoksia.5 Other types of heat exchanger elements can also be used in metal hydride reactors. In this case, e.g. Cooling can be provided by various circulation systems in which, for example, cold liquids or liquid mixtures of the desired degree are circulated.

Lämpöä johtavat väliseinämät 4 on varustettu 15 vetyä läpäisevillä huokosilla. Väliseinämät on sijotettu pitkänomaiseen reaktoriastiaan 1 poikittain siten, että väliseinämät ovat kaasuputken 2 ja lämmönvaihdinputkien 9 lävistämiä. Väliseinämät on kiinnitetty lämmönvaihdin-putkiin, jolloin ne, lämpöä hyvin johtavina, parantavat 20 lämmönsiirtoa reaktorissa. Väliseinämien materiaalina voidaan käyttää esim. kuparisintteriä. Edullisesti väliseinämien huokoskoko on suurempi kuin kaasuputken huokoskoko. Väliseinämien huokoskoko on esim. suuruusluokkaa esim. 1 x 10~e - 10 x 10_e m.The thermally conductive partitions 4 are provided with 15 pores permeable to hydrogen. The partitions are arranged transversely in the elongate reactor vessel 1 so that the partitions are pierced by the gas pipe 2 and the heat exchanger pipes 9. The partitions are attached to the heat exchanger tubes, whereby they, as highly heat conducting, improve the heat transfer in the reactor. Copper sinter, for example, can be used as the material for the partitions. Preferably, the pore size of the partitions is larger than the pore size of the gas pipe. The pore size of the partitions is e.g. of the order of 1 x 10 ~ e - 10 x 10_e m.

25 Väliseinämät 4 jakavat reaktioastian 1 useisiin osastoihin 5, jotka on täytetty metallijauheella 6. Me-tallijauheena voidaan käyttää sopivaa metallia tai metalliseosta esim. FeTi- tai LaNie-jauhoa. Metallijauhe valitaan käyttökohteen ja käytettävissä olevan jäähdy-30 tys/lämmityslämpötilavälin mukaan. Metallijauheen partikkelikoko on edullisesti suurempi kuin kaasuputken ja väliseinämien huokoskoko.The partitions 4 divide the reaction vessel 1 into several compartments 5 filled with metal powder 6. As the metal powder, a suitable metal or alloy, e.g. FeTi or LaNie flour, can be used. The metal powder is selected according to the application and the available cooling / heating temperature range. The particle size of the metal powder is preferably larger than the pore size of the gas pipe and the partitions.

Reaktioastia 1 on ympäröity vielä vaipalla 10. Vaipan ja reaktioastian ulkoseinämän 11 rajaamaan tilaan 35 on esitetyssä sovellutuksessa imetty tyhjiö. Tyhjiö eristää reaktioastian ympäristöstä.The reaction vessel 1 is further surrounded by a jacket 10. In the application shown, a vacuum is sucked into the space 35 delimited by the jacket and the outer wall 11 of the reaction vessel. The vacuum isolates the reaction vessel from the environment.

Kuvassa 2 on esitetty kuvan 1 mukaisen metal- 7 79401 1ihydridireaktorin poikkileikkaus.Figure 2 shows a cross-section of the metal 797011 hydride reactor according to Figure 1.

Reaktioastiaa 1 kiertää vaippa 10. Lämmönvaih-dinputket 9 ja 9' on sijoitettu kaasuputken 2 ympärille.The reaction vessel 1 is surrounded by a jacket 10. The heat exchanger tubes 9 and 9 'are arranged around the gas tube 2.

Kuvien 1 ja 2 mukaista metallihydridireaktoria 5 ladattaessa vetyä johdetaan kaasuputkesta 2 reaktoriin reaktoria samalla jäähdyttäen. Jäähdytys suoritetaan esim. vesikierrolla toimivilla lämmönvaihdinputkilla, jotka voidaan kytkeä esim. normaaliin vesijohtoverkkoon. Kaasuputken huokosista vety kulkeutuu väliseinä-10 mien 4 rajaamiin osastoihin 5. Osastoissa kulkeutuessaan vety samalla reagoi osastoihin sijoitetun metallijauheen kanssa muodostaen metallihydridiä 7. Vety kulkeutuu myös väliseinämien huokosten kautta osastosta toiseen, jolloin vedyn jakautuminen on tasaista ja nopeaa. Vedyn 15 latauspaine voidan pitää pienenä, jopa alle 1 bar. N. 10 m3 vetykaasua voidaan varastoida n. 10 1 (50 kg) metallihydridiä. (Vastaavasti puristettaessa sama vetymäärä 200 bar paineeseen tavanomaiseen kaasupulloon on kaasupullon tilavuuden oltava 50 1 (70 - 80 kg)).When the metal hydride reactor 5 according to Figures 1 and 2 is charged, hydrogen is introduced from the gas pipe 2 to the reactor while cooling the reactor. Cooling is carried out, for example, with water exchange heat exchanger pipes, which can be connected to a normal water supply network, for example. From the pores of the gas pipe, hydrogen travels to the compartments 5 delimited by the partitions 10. As it travels, hydrogen at the same time reacts with the metal powder placed in the compartments to form metal hydride 7. The charging pressure of hydrogen 15 can be kept low, even below 1 bar. Approximately 10 l (50 kg) of metal hydride can be stored in approx. 10 m3 of hydrogen gas. (Correspondingly, when pressing the same amount of hydrogen at a pressure of 200 bar into a conventional gas cylinder, the volume of the gas cylinder must be 50 1 (70 - 80 kg)).

20 Varastoitua vetyä käyttöönotettaessa lämmite tään metallihydridireaktoria, jolloin, reaktorin sisälle sijotettujen lämmönvaihdinputkien ja lämmönvaihdinput-kiin liitettyjen lämmönsiirtoa parantavien väliseinämien ansiosta, metallihydiridi lämpenee nopeasti, ja vety 25 purkautuu metallihydridistä ja kulkeutuu osastoista kaasuputken 2 kautta ulos reaktorista.20 When stored hydrogen is introduced, the metal hydride reactor is heated, whereby, thanks to the heat exchanger tubes inside the reactor and the heat transfer partitions connected to the heat exchanger tubes, the metal hydride heats up rapidly and hydrogen 25 discharges from the metal hydride and passes through the compartments.

Keksinnön mukainen metallihydridireaktori voidaan ladata ja purkaa useita tuhansia kertoja.The metal hydride reactor according to the invention can be charged and discharged several thousand times.

Sovellutusesimerkit on tarkoitettu ainoastaan 30 havainnollistamaan keksintöä rajoittamatta sitä millään tavoin.The application examples are intended only to illustrate the invention without limiting it in any way.

Claims (3)

8 794018 79401 1. Metallihydridireaktori, joka koostuu suljetusta reaktioastiasta (1), johon kuuluu kaasuputki 5 (2) vedyn johtamiseksi reaktoriin ja reaktorista ulos, joka kaasuputki (2) on reaktioastian (1) sisäpuolella olevalta osalta huokoinen ja pääasiassa reaktioastian (1) pituinen; lämmönvaihdinelementti (3) reaktorin jäähdyttämiseksi ja lämmittämiseksi, joka lämmönvaihdinele-10 mentti (3) on muodostettu reaktioastian (1) sisäpuolelle sijoitetuista lämmönvaihdinputkista (9), jotka ovat pääasiassa reaktioastian pituisia; lämpöä johtavia väli-seinämiä (4), jotka väliseinämät (4) on sijoitettu reaktioastiaan (1) siten, että ne ovat kaasuputken (2) 15 ja lämmönvaihdeputkien (9) lävistämiä ja jakavat reaktioastian osastoihin (5); sekä metallijauhetta (6), joka on sijoitettu osastoihin ja reaktoria jäähdytettäessä muodostaa yhdessä reaktoriin johdetun vedyn kanssa metallihydridiä (7), joka reaktoria lämmitettäes-20 sä hajoaa jälleen metalliksi ja reaktorista ulos johdettavaksi vedyksi, tunnettu siitä, että välisei-’ nämät (4) on varustettu vetyä läpäisevillä ja metal- lijauheen pidättävillä huokosilla, joiden kautta vety voi siirtyä kaasuputkesta (2) osastoihin (5) ja osastos-25 ta (5) toiseen, kun vetyä johdetaan reaktoriin ja reaktorista ulos.A metal hydride reactor consisting of a closed reaction vessel (1) comprising a gas pipe 5 (2) for introducing hydrogen into and out of the reactor, which gas pipe (2) is porous in the part inside the reaction vessel (1) and substantially the length of the reaction vessel (1); a heat exchanger element (3) for cooling and heating the reactor, which heat exchanger element (3) is formed by heat exchanger tubes (9) arranged inside the reaction vessel (1), which are substantially the length of the reaction vessel; thermally conductive partitions (4), which partitions (4) are arranged in the reaction vessel (1) so as to be pierced by the gas pipe (2) 15 and the heat exchange pipes (9) and divide the reaction vessel into compartments (5); and a metal powder (6) placed in the compartments and, on cooling the reactor, together with the hydrogen introduced into the reactor, forms a metal hydride (7), which decomposes again when heated to 20 reactants, characterized in that the partitions (4) is provided with hydrogen-permeable and metal powder-retaining pores through which hydrogen can pass from the gas pipe (2) to the compartments (5) and from the compartment (5) to another when hydrogen is introduced into and out of the reactor. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metalli-hydridireaktori, tunnettu siitä, että väliseinämät koostuvat kuparisinttereistä (8).Metal hydride reactor according to Claim 1, characterized in that the partitions consist of copper sinter (8). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen metal- lihydridireaktori, tunnettu siitä, että väli-seinämät (4) on varustettu kaasuputken (2) huokosia suuremmilla huokosilla.Metal hydride reactor according to Claim 1 or 2, characterized in that the partitions (4) are provided with pores larger than those of the gas pipe (2).
FI873017A 1987-07-07 1987-07-07 METALLHYDRIDREAKTOR. FI79401C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI873017A FI79401C (en) 1987-07-07 1987-07-07 METALLHYDRIDREAKTOR.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI873017A FI79401C (en) 1987-07-07 1987-07-07 METALLHYDRIDREAKTOR.
FI873017 1987-07-07

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI873017A0 FI873017A0 (en) 1987-07-07
FI873017A FI873017A (en) 1989-01-08
FI79401B true FI79401B (en) 1989-08-31
FI79401C FI79401C (en) 1989-12-11

Family

ID=8524783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI873017A FI79401C (en) 1987-07-07 1987-07-07 METALLHYDRIDREAKTOR.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI79401C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI79401C (en) 1989-12-11
FI873017A0 (en) 1987-07-07
FI873017A (en) 1989-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2536501C2 (en) Reservoir for accumulation and hydrogen and/or heat withdrawal
US4446111A (en) Vessel for use in hydrogen/hydride technology
US4187092A (en) Method and apparatus for providing increased thermal conductivity and heat capacity to a pressure vessel containing a hydride-forming metal material
EP0064562B1 (en) Metal hydride reactor
US4134491A (en) Hydride storage containment
EP0015106B1 (en) Absorption-desorption system
CA1113045A (en) Hydrogen storage module
US4185979A (en) Apparatus and method for transferring heat to and from a bed of metal hydrides
WO2007124825A1 (en) Hydrogen reservoir and process for filling a hydrogen reservoir
GB2574673A (en) Hydrogen storage device and method of producing a hydrogen storage device
CA1165302A (en) Method and pressure container for producing hydrogen- storage metal granulates
FI79401B (en) METALLHYDRIDREAKTOR.
JPH0527563B2 (en)
Tuscher et al. Porous metal hydride compacts: Preparation, properties and use
CA1147713A (en) Fetimn alloy granulate in a pressure container for storage of hydrogen and deuterium
RU167781U1 (en) METAL HYDROGEN BATTERY OF HYDROGEN REPEATED ACTION WITH IMPROVED HEAT EXCHANGE
RU2285859C1 (en) Tank for storing and accumulating hydrogen
Heung Design of metal hydride vessels for processing tritium
AU2020355652A1 (en) Chemical reaction method and chemical reaction device
CN101519186B (en) Activation of metal hydrides
RU164881U1 (en) METAL HYDROGEN STORAGE AND HYDROGEN PURIFICATION REACTOR
JPS6145440Y2 (en)
JP2607677B2 (en) Generator hydrogen purity maintenance device by metal hydride
EP0355207A1 (en) Process for activating metal hydride former particles
KR101279151B1 (en) Vertical cylindrical type hydrogen isotope storage vessels with a heat transfer acceleration mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS