RU92653U1

RU92653U1 - HYDROGEN GENERATOR

Info

Publication number: RU92653U1
Application number: RU2009130853/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Александр Игоревич Плетнев
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2010-03-27

Abstract

1. Генератор водорода, работающий на гидролизе с твердым реагентом, имеющий корпус с реактором, контейнер с твердым реагентом, магистраль выдачи водорода, на которой установлен первый накопитель водорода с входным патрубком и датчиком давления, и два электроуправляемых клапана, линию сброса продуктов реакции с электроуправляемым клапаном, линию подачи щелочи с электроуправляемым клапаном, вакуум-насос, а также блок программного управления, блок обработки и анализа, блок измерения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены три цилиндрических реактора с контейнерами, которые выполнены из металлической сетки, и в каждом реакторе установлены мешалка с приводом, измеритель уровня твердого реагента, измеритель уровня щелочи, измеритель концентрации щелочи, датчик температуры, а также введены второй накопитель водорода с датчиком давления и датчиком температуры, датчик давления, измеритель концентрации, два обратных клапана, восемнадцать электроуправляемых клапанов, причем корпус генератора выполнен с выходным патрубком и входным патрубком с обратным клапаном и в корпусе генератора с зазором по окружности на равном расстоянии друг от друга размещены четыре реактора с верхними и нижними крышками, внутри реакторов с зазором размещены цилиндрические контейнеры, которые в верху выполнены в форме полого усеченного конуса, который жестко закреплен большим основанием к стенкам реактора, а в нижней части жестко закреплены ко дну корпуса, по оси контейнера размещены мешалки спиралевидной формы, в корпусе генератора с зазором к его дну и параллельно его оси размещены четыре патрубка отвода водорода из реа1. Hydrogen generator operating on hydrolysis with a solid reagent, having a housing with a reactor, a container with a solid reagent, a hydrogen delivery line, on which a first hydrogen accumulator with an inlet pipe and a pressure sensor, and two electrically controlled valves, a discharge line of reaction products with an electrically controlled a valve, an alkali supply line with an electrically controlled valve, a vacuum pump, as well as a program control unit, a processing and analysis unit, a measurement unit, characterized in that three additional qi are introduced into it a cylindrical reactor with containers made of metal mesh, and a stirrer with a drive, a solid level meter, an alkali level meter, an alkali concentration meter, a temperature sensor, and a second hydrogen storage tank with a pressure sensor and a temperature sensor, a sensor are installed in each reactor pressure, concentration meter, two non-return valves, eighteen electrically controlled valves, and the generator housing is made with an outlet pipe and an inlet pipe with a non-return valve and Four reactors with upper and lower covers are placed at the generator’s body with a circumferential gap at an equal distance from each other, cylindrical containers are placed inside the reactors with a gap, which at the top are made in the form of a hollow truncated cone, which is rigidly fixed by a large base to the walls of the reactor, and in the lower part is rigidly fixed to the bottom of the body, spiral-shaped mixers are placed along the axis of the container, four nozzles for removing hydrogen from the reactor are placed in the generator’s body with a gap to its bottom and parallel to its axis

Description

Полезная модель относится к энергетическому оборудованию и может использоваться для получения водорода, как в стационарных установках, так и на транспорте.The utility model relates to power equipment and can be used to produce hydrogen, both in stationary installations and in transport.

Известен генератор водорода транспортной энергоустановки, работающий на гидролизе с твердым реагентом и содержащий контейнер с твердым реагентом, помещенным в реакционный сосуд, имеющий магистраль выдачи водорода, магистраль подачи жидкого реагента, теплообменник для отвода тепла реакции и пусковой нагреватель жидкости, перепускная емкость, сообщающаяся в нижней части с реакционным сосудом через запорный элемент, имеющая объем, превышающий объем жидкого реагента и снабженная магистралью наддува, а магистраль подачи жидкого реагента подсоединена к перепускной емкости, в которой размещен пусковой нагреватель, а также датчик температуры жидкости, при этом твердый реагент распределен по высоте столба жидкого реагента, причем реакционный сосуд и перепускная емкость выполнены в виде двух коаксиальных цилиндрических сосудов, вложенных друг в друга, а реакционный сосуд размещен внутри. [Патент РФ №2243147, МПК С01В 3/08, опубл. 27.12.04., БИ №36, авторы Челяев В.Ф., Глухих И.Н., и др. «Генератор водорода транспортной энергоустановки»].A known hydrogen generator of a transport power plant operating on hydrolysis with a solid reagent and containing a container with a solid reagent placed in a reaction vessel having a hydrogen delivery line, a liquid reagent supply line, a heat exchanger for removing reaction heat and a starting liquid heater, a bypass tank communicating at the bottom parts with a reaction vessel through a shut-off element having a volume exceeding the volume of the liquid reagent and equipped with a boost line, and the supply line of the liquid reagent connected to a bypass vessel in which the starting heater and a liquid temperature sensor are located, wherein the solid reagent is distributed along the height of the column of liquid reagent, the reaction vessel and the bypass vessel are made in the form of two coaxial cylindrical vessels embedded in each other, and the reaction vessel posted inside. [RF patent No. 2243147, IPC С01В 3/08, publ. 12/27/04., BI No. 36, authors Chelyaev V.F., Glukhikh I.N., et al. “Hydrogen Generator of a Transport Power Plant”].

Недостатком генератора водорода является периодический режим его работы, отсутствие «мягкой» расходной характеристики и необходимого быстродействия.The disadvantage of the hydrogen generator is the periodic mode of its operation, the absence of a "soft" flow characteristics and the necessary speed.

Известен генератор водорода, работающий на гидролизе с твердым реагентом и содержащий контейнер с твердым реагентом, помещенный в реакционный сосуд, имеющий магистраль выдачи водорода, магистраль подачи жидкого регента, теплообменник для отвода тепла реакции и пусковой нагреватель жидкости, перепускная емкость, сообщающаяся в нижней части с реакционным сосудом через запорный элемент, магистраль наддува, магистраль жидкого реагента подсоединена к перепускной емкости, в которой размещен пусковой нагреватель, а также датчик температуры жидкости, при этом твердый реагент распределен по высоте столба жидкого реагента, реакционный сосуд и перепускная емкость выполнены в виде двух коаксиальных цилиндрических сосудов, вложенных друг в друга, а реакционный сосуд размещен внутри, контейнер с твердым реагентом выполнен в виде нескольких пластин твердого реагента с переменной шириной, которая уменьшается от верхней части пластины книзу, и дополнительно введены компрессор, вакуумный насос, пять электроуправляемых клапанов, датчик давления, блок управления с программным блоком, причем магистраль наддува соединена через второй электроуправляемый клапан с выходом компрессора, через третий электроуправляемый клапан со входом вакуумного насоса и атмосферной линией на которой установлен первый электроуправляемый клапан, четвертый электроуправляемый клапан установлен на линии вывода водорода, пятый электроуправляемый клапан установлен на магистрали подачи жидкого реагента, а датчик давления установлен на магистрали наддува и соединен через блок управления с программным блоком, который управляет работой компрессора, вакуумного насоса и всеми пятью электроуправляемыми клапанами. [Патент РФ №65040 МПК С01В 3/08, опубл. 27.07.07., БИ №21, авторы Носырев Д.Я, Балакин Д.С. «Генератор водорода»]A known hydrogen generator that works on hydrolysis with a solid reagent and containing a container with a solid reagent, placed in a reaction vessel having a hydrogen delivery line, a supply line for liquid regent, a heat exchanger for removing reaction heat and a starting liquid heater, a bypass tank communicating at the bottom with the reaction vessel through the shut-off element, the boost line, the liquid reagent line is connected to the bypass tank, in which the starting heater is located, as well as the temperature sensor liquid, while the solid reagent is distributed along the height of the column of liquid reagent, the reaction vessel and the bypass vessel are made in the form of two coaxial cylindrical vessels, nested inside each other, and the reaction vessel is placed inside, the container with the solid reagent is made in the form of several variable solid reagent plates width, which decreases from the top of the plate downwards, and additionally introduced a compressor, a vacuum pump, five electrically controlled valves, a pressure sensor, a control unit with a software block m, and the boost line is connected through the second electrically controlled valve to the compressor outlet, through the third electrically controlled valve with the inlet of the vacuum pump and the atmospheric line on which the first electrically controlled valve is installed, the fourth electrically controlled valve is installed on the hydrogen output line, the fifth electrically controlled valve is installed on the liquid reagent supply line , and the pressure sensor is installed on the boost line and is connected through the control unit to a software unit that controls the operation of the com pressor, vacuum pump and all five electrically operated valves. [RF patent No. 65040 IPC S01B 3/08, publ. 07.27.07., BI No. 21, authors Nosyrev D.Ya., Balakin D.S. "Hydrogen Generator"]

Недостатком генератора водорода является периодический режим его работы, малая производительность и низкое быстродействие.The disadvantage of the hydrogen generator is the periodic mode of operation, low productivity and low speed.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом является разработка генератора водорода непрерывного действия с повышенным быстродействием.The technical result is the development of a continuous hydrogen generator with increased speed.

Технический результат достигается тем, что генератор водорода, работающий на гидролизе с твердым реагентом имеющий, корпус с реактором, контейнер с твердым реагентом, магистраль выдачи водорода на которой установлен первый накопитель водорода с входным патрубком и датчиком давления и два электроуправляемых клапана, линию сброса продуктов реакции с электроуправляемым клапаном, линию подачи щелочи с электроуправляемым клапаном, вакуум-насос, а также блок программного управления, блок обработки и анализа, блок измерения, причем в генератор водорода дополнительно введены три цилиндрических реактора с контейнерами, которые выполнены из металлической сетки, и в каждом реакторе установлены мешалка с приводом, измеритель уровня твердого реагента, измеритель уровня щелочи, измеритель концентрации щелочи, датчик температуры, а так же введены второй накопитель водорода с датчиком давления и датчиком температуры, датчик давления, измеритель концентрации, два обратных клапана, восемнадцать электроуправляемых клапанов, причем корпус генератора выполнен с выходным патрубком и входным патрубком с обратным клапаном и в корпусе генератора с зазором по окружности на равном расстоянии друг от друга размещены четыре реактора с верхними и нижними крышками, внутри реакторов с зазором размещены цилиндрические контейнеры, которые в верху выполнены в форме полого усеченного конуса, который жестко закреплен большим основанием к стенкам реактора, а в нижней части жестко закреплены ко дну корпуса, по оси контейнера размещены мешалки спиралевидной формы, в корпусе генератора с зазором к его дну и параллельно его оси размещены четыре патрубка отвода водорода из реакторов, которые через электроуправляемые клапаны соединены с патрубками подачи водорода в реакторы и один патрубок вывода водорода из корпуса генератора, который через электроуправляемый клапан соединен с выходом второго накопителя водорода, а его второй выход соединен через электроуправляемый клапан с патрубками подачи водорода в каждый реактор, на которых установлены электроуправляемые клапаны, выход первого накопителя водорода через электроуправляемый клапан соединен с входом второго накопителя водорода, а его вход через обратный клапан и вакуум-насос соединен с патрубками ввода водорода в каждый реактор, на патрубках подачи щелочи в реакторы установлены электроуправляемые клапаны, патрубки слива щелочи из реакторов соединены с линией слива щелочи в накопитель (условно не показан) и на них установлены электроуправляемые клапаны, в первом накопителе водорода установлен датчик температуры, на линии выхода водорода из корпуса установлен измеритель концентрации, причем все измерители концентрации, измерители уровня, датчики температуры и датчик давления соединены с блоком измерения, блоком обработки и анализа и блоком программного управления, который, в свою очередь, соединен со всеми электроуправляемыми клапанами, приводом мешалок и вакуум-насосом.The technical result is achieved by the fact that a hydrogen generator operating on solid reagent hydrolysis having a body with a reactor, a container with a solid reagent, a hydrogen delivery line on which a first hydrogen storage tank with an inlet pipe and pressure sensor and two electrically controlled valves, a reaction product discharge line is installed with an electrically controlled valve, an alkali supply line with an electrically controlled valve, a vacuum pump, as well as a program control unit, a processing and analysis unit, a measurement unit, moreover, to the generator Three cylindrical reactors with containers made of metal mesh were additionally introduced, and in each reactor a stirrer with a drive, a solid reagent level meter, an alkali level meter, an alkali concentration meter, a temperature sensor were installed, as well as a second hydrogen storage tank with a sensor pressure and temperature sensor, pressure sensor, concentration meter, two non-return valves, eighteen electrically controlled valves, and the generator housing is made with an outlet pipe and four reactors with upper and lower covers are located in the reactors with a gap, which are made in the top in the form of a hollow truncated cone, which is rigidly fixed with a large the base to the walls of the reactor, and in the lower part are rigidly fixed to the bottom of the body, spiral-shaped mixers are placed along the axis of the container, in the generator body with a gap to its bottom and parallel to its axis there are four nozzles for removing hydrogen from reactors, which are connected through electrically controlled valves to nozzles for supplying hydrogen to the reactors, and one nozzle for removing hydrogen from the generator housing, which is connected via an electrically controlled valve to the outlet of the second hydrogen storage device, and its second outlet is connected via an electrically controlled valve to the supply nozzles hydrogen in each reactor on which electrically controlled valves are installed, the output of the first hydrogen storage device through an electrically controlled valve is connected to the input of the second hydrogen atomizer, and its inlet through a non-return valve and a vacuum pump is connected to the nozzles for introducing hydrogen into each reactor, electrically operated valves are installed on the alkali supply nozzles to the reactors, the alkali drain pipes from the reactors are connected to the alkali drain line to the accumulator (not shown conventionally), and electrically operated valves are installed on them, a temperature sensor is installed in the first hydrogen storage device, a concentration meter is installed on the line of hydrogen output from the housing, and all concentration meters, level meters, and sensors ki temperature and pressure sensor connected to the measuring unit, and the analysis processing unit and program control unit which, in turn, is connected to all the electrically controllable valves, and agitators driven vacuum pump.

Непрерывный режим работы генератора водорода достигается размещением нескольких реакторов в одном корпусе, причем один из реакторов запускается в работу по мере выработки твердого реагента в работающих реакторах, а повышенное быстродействие достигается размещением в контейнерах мешалок, а так же выполнением контейнеров и мешалок из металла, способного образовывать с реагентом микрогальванические пары в щелочной среде, что позволяет ускорить и усилить процесс получения водорода.The continuous mode of operation of the hydrogen generator is achieved by placing several reactors in one housing, one of the reactors being put into operation as a solid reactant is generated in the working reactors, and increased speed is achieved by placing mixers in containers, as well as making containers and mixers of metal capable of forming microalvanic vapors in an alkaline medium with a reagent, which allows to accelerate and strengthen the process of hydrogen production.

На фиг.1 представлена принципиальная схема генератор водорода, на фиг.2 изображен разрез А-А фиг.1.Figure 1 presents a schematic diagram of a hydrogen generator, figure 2 shows a section aa of figure 1.

Генератор водорода состоит из корпуса 1, четырех реакторов 2 с верхними крышками 3 и нижними крышками 4, четырех контейнеров 5 с реагентом 6, четырех мешалок 7 с приводом 8, четырех патрубков отвода водорода из реакторов 9, первого накопителя водорода 10, второго накопителя водорода 11, вакуум-насоса 12, датчиков давления первого и второго накопителя водорода 13, 14, датчиков температуры первого и второго накопителя водорода 15, 16, четырех датчиков температуры в реакторах 17, четырех измерителей уровня щелочи в реакторах 18, четырех измерителей уровня твердого реагента в реакторах 19, четырех измерителей концентрации в реакторах 20, измерителя концентрации 21 на линии выхода водорода, обратного клапана подачи воды в корпус 22, обратного клапана подачи водорода в первый накопитель водорода 23, четырех электроуправляемых клапанов подачи щелочи 24, электроуправляемого клапана 25 слива щелочи в накопитель (условно не показан), четырех электроуправляемых клапанов слива щелочи из реакторов 26, электроуправляемого клапана 27 подачи водорода в реакторы из второго накопителя водорода, четырех распределительных электроуправляемых клапанов подачи водорода в реакторы 28, четырех электроуправляемых клапанов подачи водорода в корпус 29, электроуправляемого клапана 30 подачи водорода в первый накопитель водорода, электроуправляемого клапана 31 подачи водорода из первого накопителя водорода во второй накопитель водорода, электроуправляемых клапанов выхода водорода 32, 33, блока программного управления 34, блока обработки и анализа 35 и блок измерения 36.The hydrogen generator consists of a housing 1, four reactors 2 with upper caps 3 and lower covers 4, four containers 5 with reagent 6, four mixers 7 with drive 8, four nozzles for removing hydrogen from reactors 9, the first hydrogen storage 10, the second hydrogen storage 11 , a vacuum pump 12, pressure sensors of the first and second hydrogen storage 13, 14, temperature sensors of the first and second hydrogen storage 15, 16, four temperature sensors in the reactors 17, four alkali level meters in the reactors 18, four tv level meters a solid reagent in reactors 19, four concentration meters in reactors 20, a concentration meter 21 on the hydrogen outlet line, a check valve for supplying water to the housing 22, a check valve for supplying hydrogen to the first hydrogen storage 23, four electrically operated alkali supply valves 24, and electrically operated drain valve 25 alkali into the accumulator (not conventionally shown), four electrically controlled valves for discharging alkali from the reactors 26, electrically controlled valves 27 for supplying hydrogen to the reactors from the second hydrogen accumulator, four distributors electric electrically controlled valves for supplying hydrogen to the reactors 28, four electrically controlled valves for supplying hydrogen to the housing 29, electrically controlled valves 30 for supplying hydrogen to the first hydrogen storage device, electrically controlled valves 31 for supplying hydrogen from the first hydrogen storage device to the second hydrogen storage device, electrically controlled valves for hydrogen output 32, 33, a program control unit 34, a processing and analysis unit 35, and a measurement unit 36.

Генератор водорода работает следующим образом.The hydrogen generator operates as follows.

Открывают верхние крышки 3 и в контейнеры 5 реакторов 2 генератора водорода загружают твердый реагент 6 (например: гранулированный алюминий). После чего закрывают верхние крышки 3 и запускают блок программного управления 34, который связан с блоком обработки и анализа 35 и блоком измерения 36. Блок программного управления открывает электроуправляемые клапаны подачи щелочи 24 и гидрооксид щелочи (например: NaOH) поступает в три реактора из четырех.The upper lids 3 are opened and solid reagent 6 (for example: granular aluminum) is loaded into the containers 5 of the reactors 2 of the hydrogen generator. Then close the upper covers 3 and start the program control unit 34, which is connected with the processing and analysis unit 35 and the measurement unit 36. The program control unit opens the electrically controlled alkali supply valves 24 and alkali hydroxide (for example: NaOH) enters three out of four reactors.

Количество твердого реагента контролируется измерителями уровня твердого реагента 19, которые установлены в каждом реакторе.The amount of solid reactant is monitored by level meters of solid reactant 19, which are installed in each reactor.

Корпус 1 генератора водорода выполнен цилиндрической формы. В корпусе с зазором по окружности на равном расстоянии друг от друга размещены четыре цилиндрических реактора 2 с верхними 3 и нижними 4 крышками. Внутри каждого реактора размещены цилиндрические контейнеры 5, которые выполнены из металлической сетки. В верхней части контейнеры 5 выполнены в форме полого усеченного конуса, который жестко закреплен большим основанием к стенкам реактора 2, а в нижней части контейнеры жестко закреплены ко дну корпуса 1. По оси каждого контейнера размещены спиралевидные мешалки 7 с приводом 8. Мешалки 7 всех реакторов приводятся во вращение от одного привода 8. При работе мешалки перемешивают твердый реагент 6, обеспечивая его полный контакт со щелочью.The housing 1 of the hydrogen generator is made of a cylindrical shape. Four cylindrical reactors 2 with upper 3 and lower 4 covers are placed in a vessel with a circumferential gap at an equal distance from each other. Inside each reactor cylindrical containers 5 are placed, which are made of metal mesh. In the upper part, the containers 5 are made in the form of a hollow truncated cone, which is rigidly fixed with a large base to the walls of the reactor 2, and in the lower part, the containers are rigidly fixed to the bottom of the housing 1. Along the axis of each container are spiral mixers 7 with drive 8. Mixers 7 of all reactors driven by a single drive 8. During operation, the mixers mix the solid reagent 6, ensuring its full contact with alkali.

В результате контакта жидкого реагента - водного раствора щелочи NaOH с алюминием начинается химическая реакция, в результате которой выделяется водород и тепло. Для отвода выделяемого тепла пространство в корпусе между реакторами заполняется водой, которая отводит тепло от реакторов. Вода подается в корпус через входной патрубок корпуса генератора, на котором установлен обратный клапан 22, препятствующий попаданию водорода в систему охлаждения, и удаляется из корпуса через выходной патрубок корпуса генератора.As a result of the contact of a liquid reagent - an aqueous solution of alkali NaOH with aluminum, a chemical reaction begins, as a result of which hydrogen and heat are released. To remove the heat generated, the space in the vessel between the reactors is filled with water, which removes heat from the reactors. Water is supplied to the housing through the inlet pipe of the generator housing, on which a check valve 22 is installed to prevent hydrogen from entering the cooling system, and is removed from the housing through the outlet pipe of the generator housing.

В корпусе генератора с зазором к его дну и параллельно его оси размещены четыре патрубка 9 отвода водорода из реакторов. Получаемый водород из реакторов поступает через электроуправляемые клапаны 29 подачи водорода в корпус, в патрубки отвода водорода, откуда далее направляется в нижнюю часть корпуса генератора водорода, при этом распределительные электроуправляемые клапаны 28 должны быть закрыты. Водород, поднимаясь вверх корпуса генератора, очищается от щелочи. Длина патрубков 9 и их расположение в корпусе обеспечивают максимально длительный контакт очищаемого водорода с охлаждаемой водой.In the generator housing with a gap to its bottom and parallel to its axis, four nozzles 9 of hydrogen removal from the reactors are placed. The resulting hydrogen from the reactors enters through the electrically controlled valves 29 for supplying hydrogen to the housing, to the nozzles of the hydrogen outlet, from where it is then sent to the lower part of the housing of the hydrogen generator, while the electrically operated distribution valves 28 must be closed. Hydrogen, rising up the generator body, is cleaned of alkali. The length of the nozzles 9 and their location in the housing provide the longest possible contact of the purified hydrogen with the cooled water.

В корпусе генератора водорода также выполнен один патрубок выдачи водорода из корпуса. По этому патрубку очищенный от щелочи водород через открытый электроуправляемый клапан 30 подачи водорода в первый накопитель водорода и закрытый электроуправляемый клапан 32 направляется в первый накопитель водорода 10.In the housing of the hydrogen generator also made one pipe for the release of hydrogen from the housing. According to this nozzle, hydrogen free of alkali cleared through the open electrically controlled valve 30 for supplying hydrogen to the first hydrogen storage unit and the closed electrically controlled valve 32 is directed to the first hydrogen storage unit 10.

Для контроля количества водорода, а также его температуры в первом накопителе водорода установлен датчик давления 13 и датчик температуры 15. Как только первый накопитель водорода заполнится, закрывают электроуправляемый клапан 30 и открывают электроуправляемый клапан 32, после чего водород поступает напрямую к потребителю.To control the amount of hydrogen, as well as its temperature, a pressure sensor 13 and a temperature sensor 15 are installed in the first hydrogen accumulator. As soon as the first hydrogen accumulator is full, close the electrically operated valve 30 and open the electrically controlled valve 32, after which the hydrogen is supplied directly to the consumer.

Твердый реагент 6 в реакторах будет вырабатываться неравномерно. По мере выработки твердого реагента соответствующий реактор будет выводиться из работы, и будет запускаться свободный реактор. При этом сначала выведется из работы мешалка соответствующего реактора. После чего откроется электроуправляемый клапан 26 выводимого из работы реактора и гидрооксид щелочи, в зависимости от его концентрации, направится либо в канализацию через открытый электроуправляемый клапан 25 слива щелочи в накопитель (условно не показан) либо при закрытом клапане 25 в запускаемый реактор, при условии, что электроуправляемый клапан 26 запускаемого реактора открыт.Solid reagent 6 in the reactors will be generated unevenly. As a solid reactant is developed, the corresponding reactor will be decommissioned and a free reactor will be started. In this case, the stirrer of the corresponding reactor is first taken out of operation. After that, the electrically controlled valve 26 of the decommissioned reactor and alkali hydroxide will open, depending on its concentration, will either go into the sewer through the open electrically controlled valve 25 to drain the alkali into the accumulator (not shown conditionally) or when the valve 25 is closed, into the launched reactor, provided that the electrically controlled valve 26 of the starting reactor is open.

В том случае, если гидрооксид щелочи необходимо направить в запускаемый реактор, то открывается электроуправляемый клапан 28 отключаемого реактора и закрывается его электроуправляемый клапан 29 подачи водорода в корпус и в отключаемый реактор через открытый электроуправляемый клапан 27 подается водород из второго накопителя водорода 11, при этом электроуправляемые клапаны 26 запускаемого и выводимого из работы реактора открыты. В результате щелочь под давлением водорода вытесняется из отключаемого реактора в запускаемый.In the event that alkali hydroxide needs to be sent to the starting reactor, the electrically controlled valve 28 of the reactor to be switched off opens and its electrically controlled valve 29 for supplying hydrogen to the housing is closed and hydrogen is supplied from the second hydrogen storage device 11 through the open electrically controlled valve 27, while the valves 26 of the start-up and decommissioned reactor are open. As a result, the alkali under pressure of hydrogen is displaced from the reactor to be switched off to be started.

Первый накопитель водорода 10 через электроуправляемый клапан 31 соединен со вторым накопителем водорода 11. Давление и температура водорода, находящегося во втором накопителе водорода превышает давление и температуру водорода находящегося в первом накопителе водорода. Причем давление во втором накопителе водорода поддерживается необходимым для вытеснения всей щелочи из одного реактора в другой при их переключении и контролируется датчиком давления 14 и датчиком температуры 16.The first hydrogen storage 10 through an electrically controlled valve 31 is connected to the second hydrogen storage 11. The pressure and temperature of hydrogen in the second hydrogen storage exceeds the pressure and temperature of hydrogen in the first hydrogen storage. Moreover, the pressure in the second hydrogen storage is maintained necessary to displace all alkali from one reactor to another when they are switched and is controlled by a pressure sensor 14 and a temperature sensor 16.

Как только запускаемый реактор заполнится щелочью, закрываются электроуправляемые клапаны 26 запускаемого и выводимого из работы реакторов и включится мешалка запускаемого реактора. После чего вакуум-насос 12 через открытый обратный клапан 23 откачает водород из отключенного реактора в первый накопитель водорода. Затем закроется электроуправляемый клапан 28 отключенного реактора, откроется его нижняя и верхняя крышки, и отработанный твердый реагент заменят на новый. Таким образом, происходит переключение реакторов.As soon as the start-up reactor is filled with alkali, the electrically controlled valves 26 of the start-up and decommissioned reactors are closed and the agitator of the start-up reactor is turned on. Then the vacuum pump 12 through the open check valve 23 pumps hydrogen from the shutdown reactor to the first hydrogen storage. Then, the electrically controlled valve 28 of the shutdown reactor closes, its lower and upper covers open, and the spent solid reagent is replaced with a new one. Thus, the switching of the reactors takes place.

Для измерения уровня гидрооксида щелочи в реакторах, ее концентрации и температуры в каждом реакторе генератора водорода установлены измерители уровня щелочи 18, измерители концентрации 20 и датчики температуры 17.To measure the level of alkali hydroxide in the reactors, its concentration and temperature in each reactor of the hydrogen generator, alkali level meters 18, concentration meters 20 and temperature sensors 17 are installed.

Для контроля качества получаемого водорода на патрубке выдачи водорода из корпуса установлен измеритель концентрации водорода 21.To control the quality of the hydrogen produced, a hydrogen concentration meter 21 is installed on the hydrogen outlet pipe from the housing.

При необходимости подачи водорода потребителю в повышенном объеме открывают электроуправляемый клапан 33, и водород из второго накопителя водорода направляется к потребителю, при этом электроуправляемый клапан 32 открыт.If it is necessary to supply hydrogen to the consumer in an increased volume, an electrically controlled valve 33 is opened, and hydrogen from the second hydrogen storage is directed to the consumer, while the electrically controlled valve 32 is open.

При необходимости во время работы генератора водорода часть гидрооксида щелочи может сливаться из реакторов и заменяться новой.If necessary, during the operation of the hydrogen generator, part of the alkali hydroxide can be drained from the reactors and replaced with a new one.

Предпочтительно чтобы контейнеры с твердым реагентом 5 и мешалки 7 были выполнены из металла, который способен создавать с твердым реагентом 6 в среде электролита микрогальванические пары. К таким металлам можно отнести медь, олово, никель. При контакте алюминия с медью, оловом или никелем в среде электролита образуется микрогальваническая пара соответственно Cu-Al, Sn-Al, Ni-Al, в которой алюминий будет являться анодом, т.к. электродный потенциал трехвалентного алюминия равен -1,66 В, а медь, олово или никель - катодом, т.к. электродный потенциал этих металлов равен, соответственно: меди +0,34 В, олова -0,14 В, никеля -0,25 В. Медь, никель, олово, при взаимодействии с алюминием в щелочной среде ускорят и усилят процесс выделения водорода.It is preferable that the containers with solid reagent 5 and mixers 7 be made of metal, which is capable of creating microvoltaic pairs with solid reagent 6 in the electrolyte medium. Such metals include copper, tin, nickel. Upon contact of aluminum with copper, tin or nickel in the electrolyte medium, a microgalvanic pair is formed, respectively Cu-Al, Sn-Al, Ni-Al, in which aluminum will be the anode, because the electrode potential of trivalent aluminum is -1.66 V, and copper, tin or nickel is the cathode, because the electrode potential of these metals is, respectively: copper +0.34 V, tin -0.14 V, nickel -0.25 V. Copper, nickel, tin, when interacting with aluminum in an alkaline medium, will accelerate and strengthen the process of hydrogen evolution.

Предлагаемый генератор водорода с твердым реагентом обеспечивает непрерывный режим работы, «мягкую» расходную характеристику и повышенное быстродействие, что позволяет увеличить выход водорода на 60-70%.The proposed hydrogen generator with a solid reagent provides continuous operation, “soft” flow characteristics and increased speed, which allows to increase the yield of hydrogen by 60-70%.

Claims

1. Hydrogen generator operating on hydrolysis with a solid reagent, having a housing with a reactor, a container with a solid reagent, a hydrogen delivery line, on which a first hydrogen accumulator with an inlet pipe and a pressure sensor, and two electrically controlled valves, a discharge line of reaction products with an electrically controlled a valve, an alkali supply line with an electrically controlled valve, a vacuum pump, as well as a program control unit, a processing and analysis unit, a measurement unit, characterized in that three additional qi are introduced into it a cylindrical reactor with containers made of metal mesh, and a stirrer with a drive, a solid level meter, an alkali level meter, an alkali concentration meter, a temperature sensor, and a second hydrogen storage tank with a pressure sensor and a temperature sensor, a sensor are installed in each reactor pressure, concentration meter, two non-return valves, eighteen electrically controlled valves, and the generator housing is made with an outlet pipe and an inlet pipe with a non-return valve and Four reactors with upper and lower covers are placed at the generator’s body with a circumferential gap at an equal distance from each other, cylindrical containers are placed inside the reactors with a gap, which at the top are made in the form of a hollow truncated cone, which is rigidly fixed by a large base to the walls of the reactor, and in the lower part is rigidly fixed to the bottom of the body, spiral-shaped mixers are placed along the axis of the container, four nozzles for removing hydrogen from the reactor are placed in the generator’s body with a gap to its bottom and parallel to its axis Ktorov, which are connected through electrically controlled valves to the nozzles for supplying hydrogen to the reactors, and one nozzle for removing hydrogen from the generator housing, which is connected via an electrically operated valve to the outlet of the second hydrogen storage device, and its second outlet is connected through the electrically controlled valve to the nozzles for supplying hydrogen to each reactor, on which electrically controlled valves are installed, the output of the first hydrogen accumulator through an electrically controlled valve is connected to the inlet of the second hydrogen accumulator, and its input through the return The second valve and the vacuum pump are connected to the nozzles for introducing hydrogen into each reactor; electrically controlled valves are installed on the alkali supply pipes to the reactors; alkali drain pipes from the reactors are connected to the alkali drain line to the sewer and electrically controlled valves are installed on them; a sensor is installed in the first hydrogen accumulator temperature, a concentration meter is installed on the line of hydrogen output from the housing, and all concentration meters, level meters, temperature sensors and a pressure sensor are connected to the measuring unit Ia, and the analysis processing unit and program control unit which, in turn, is connected to all the electrically controllable valves, and agitators driven vacuum pump.

2. The hydrogen generator according to claim 1, characterized in that the stirrers and reactors are made of copper, tin or nickel.

3. The hydrogen generator according to claim 1, characterized in that it contains at least four reactors.