TWI817493B - 低溫氫氣氧化系統 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種低溫氫氣氧化系統，係包括：至少一氫氣氧化裝
置，該氫氣氧化裝置內設置有至少一氫氣反應模組，該氫氣反應模組內形成有至少一氫氣反應通道且設置有至少一觸媒，又該氫氣氧化裝置設置有至少一進氣通道與至少一出氣通道連通所述氫氣反應通道，另該氫氣氧化裝置內更形成有至少一冷卻通道；及至少一氣體加濕裝置設置於所述進氣通道位置處，藉此，低溫氫氣氧化系統可透過所述氫氣反應通道與冷卻通道之緊密設置關係，而達到縮小體積及降低設置成本之功效，更可透過所述冷卻通道即時冷卻所述氫氣反應通道以降低氧化反應時的工作溫度，進而讓系統可安全地降低空氣中氫氣濃度以避免因為氫氣累積而產生的危險。
Description
本發明係有關於一種低溫氫氣氧化系統，尤指一種體積小、設置成本低及利用冷卻液體降低工作溫度，以達到安全地消除空氣中累積之氫氣的低溫氫氣氧化系統。
按，目前許多工業製程中會使用氫氣來做為載流氣體或原料氣體，也有可能在某些製程反應中產生氫氣，或是某些氫燃料電池的應用中也會排出氫氣。但，當空氣中氫氣濃度太高時，容易有燃燒或爆炸的危險，因此這些氫氣通常需要後處理，避免累積，造成危險。特別是在密閉空間或空氣流通慢的場所，例如：室內空間、氫氣排放管道出口，目前，習知解決氫氣累積的方式會通常會使用燃燒或觸媒氧化來進行處理。
但，若是以燃燒來解決的話，因為燃燒氫氣會產生高溫，而高溫容易點燃空氣中累積之氫氣造成危險，且設備長時間進行高溫燃燒，亦容易造成設備之損壞。而於高溫燃燒之狀況下容易產生NOx氣體，NOx氣體具有毒性，因此便需要符合相關排放管制法規，所以需要額外處理設備，造成額外處理成本，並且在燃燒的過程中，為了避免氫氣燃燒不完全，所以在燃燒時，需要添加有如天然氣之類的助燃氣體，此方式也增加了額外的處理成本及碳排放量。
另外，市面上也有以觸媒氧化設備進行氫氣氧化，但缺乏可以有效且均勻散熱之設施，因此難以緊密堆疊而體積龐大，設置時有空間上的限制，成本亦較高。再者，其觸媒氧化設備在進行氧化的過程中會因為散熱效果不佳且不均勻，局部區域容易累積高溫，導致設備內之氫氣燃燒或爆炸，進而衍生更多危險。
是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。
爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的在於提供一種小體積及設置成本低，與利用冷卻液體降低工作溫度，以安全地消除空氣中累積之氫氣的低溫氫氣氧化系統。
本發明之另一目的，在於提供一種可安全處理之低溫氫氣氧化系統。
本發明之另一目的，在於提供一種可回收能源之低溫氫氣氧化系統。
為達上述目的，本發明係提供一種低溫氫氣氧化系統，係包括：至少一氫氣氧化裝置，該氫氣氧化裝置內設置有至少一氫氣反應模組，該氫氣反應模組內形成有至少一氫氣反應通道，並該氫氣反應模組於該氫氣反應通道內設置有至少一觸媒，又該氫氣氧化裝置設置有至少一進氣通道與至少一出氣通道連通所述氫氣反應通道，另該氫氣氧化裝置內更形成有至少一冷卻通道；及至少一氣體加濕裝置，該氣體加濕裝置係設置於
所述進氣通道位置處，而含氫空氣通過所述氣體加濕裝置及氫氣反應通道，並由觸媒進行催化氧化所述含氫空氣中的氫氣並排出，以降低氫氣濃度。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，更包括有一氣體抽取裝置，該氣體抽取裝置連通所述進氣通道及氫氣反應通道及出氣通道，且該氣體抽取裝置啟動時抽取所述含氫空氣，而含氫空氣通過所述氣體加濕裝置及氫氣反應通道，該氣體加濕裝置對其含氫空氣加濕，加濕後含氫空氣由觸媒進行催化氧化所述含氫空氣中的氫氣。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述觸媒係可為鉑觸媒、釕觸媒、鈀觸媒之任何一種觸媒。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述氫氣反應模組係包括有一第一隔層及一第二隔層且由該第一隔層與第二隔層界定有所述氫氣反應通道，而該冷卻通道形成於該第一隔層及第二隔層相對氫氣反應通道另一側。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述氫氣氧化裝置相互堆疊，而該堆疊之氫氣氧化裝置之頂部設置有一第一外端板，另於堆疊之氫氣氧化裝置之底設置有一第二外端板。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述第一隔層與第二隔層其一或兩者可為散熱材料或散熱板或金屬板或石墨板體其中之一者。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述氫氣反應模組係為管體，該氫氣反應通道係形成於該管體內，而該冷卻通道形成於該管體外側。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述冷卻通道內填充有冷卻流體，且該冷卻通道貫穿於一熱交換裝置。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述熱交換裝置組設有一熱液體儲存裝置，該熱液體儲存裝置具有一儲存空間及一換熱管道，該儲存空間內具有一儲能液體，且該熱液體儲存裝置經由所述換熱管道貫穿所述熱交換裝置。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，更包括有一氫氣偵測單元，該氫氣偵測單元連接所述氣體抽取裝置。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，更包括有一吸附裝置，該吸附裝置連通所述氣體加濕裝置，而含氫空氣通過所述吸附裝置且由吸附裝置吸附含氫空氣中會毒化所述觸媒之氣體，再將其含氫空氣送往氣體加濕裝置。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，更包括有一處理水收集裝置，該處理水收集裝置連通所述氣體抽取裝置。
根據本發明低溫氫氣氧化系統之一實施例，其中所述第一隔層一側形成有以蛇形折返設置之一第一凹槽，而該第二隔層係設置於所述第一凹槽上，於第一凹槽內界定有所述氫氣反應通道，且該第二隔層相對該第一凹槽另一側形成有以蛇形折返設置之一第二凹槽，而該冷卻通道形成於所述第二凹槽內。
1:低溫氫氣氧化系統
2:氫氣氧化裝置
21:氫氣反應模組
211:第一隔層
212:第二隔層
22:氫氣反應通道
23:觸媒
24:冷卻通道
241:冷卻流體
2411:進入口
2412:排出口
242:熱交換裝置
243:熱液體儲存裝置
25:進氣通道
26:出氣通道
27:第一外端板
28:第二外端板
3:氣體加濕裝置
4:氣體抽取裝置
5:氫氣偵測單元
6:吸附裝置
7:處理水收集裝置
第1圖係本發明低溫氫氣氧化系統之示意圖。
第2圖係本發明低溫氫氣氧化系統之觸媒設置示意圖。
第3圖係本發明低溫氫氣氧化系統堆疊之實施示意圖一。
第4圖係本發明低溫氫氣氧化系統堆疊之實施示意圖二。
第5圖係本發明低溫氫氣氧化系統堆疊之實施示意圖三。
第6圖係本發明另一低溫氫氣氧化系統之示意圖。
第7圖係本發明另一低溫氫氣氧化系統之實施示意圖一。
第8圖係本發明另一低溫氫氣氧化系統之實施示意圖二。
第9圖係本發明再一低溫氫氣氧化系統之示意圖。
第10圖係本發明再一低溫氫氣氧化系統之局部平面示意圖一。
第11圖係本發明再一低溫氫氣氧化系統之局部平面示意圖二。
第12圖係本發明再一低溫氫氣氧化系統堆疊之實施示意圖。
本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。
在以下，針對本發明有關低溫氫氣氧化系統之構成及技術內容等，列舉各種適用的實例並配合參照隨文所附圖式而加以詳細地說明；然而，本發明當然不是限定於所列舉之該等的實施例、圖式或詳細說明內容而已。
再者，熟悉此項技術之業者亦當明瞭：所列舉之實施例與所附之圖式僅提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制者；能夠基於該等記載而容易實施之修飾或變更而完成之發明，亦皆視為不脫離本發明之精神與意旨的範圍內，當然該等發明亦均包括在本發明之申請專利範圍。
又，以下實施例所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等，僅是參考附加圖示的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明；再者，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的元件標號。
首先，請參閱第1圖所示，係為本發明低溫氫氣氧化系統之示意圖，由圖中可清楚看出，其中所述低溫氫氣氧化系統1係包括有至少一氫氣氧化裝置2及至少一氣體加濕裝置3及至少一氣體抽取裝置4。
其中所述氫氣氧化裝置2內部設置有至少一氫氣反應模組21，而該氫氣反應模組21內部形成有一氫氣反應通道22，於本實施例中，該氫氣反應模組21係以一第一隔層211及一第二隔層212所組成，而該氫氣反應通道22係形成於該第一隔層211與第二隔層212間，另該氫氣反應模組21於該氫氣反應通道22內設置有至少一觸媒23，該觸媒23係可為鉑、釕觸媒或鈀觸媒等具催化功能之金屬觸媒，也可為合金觸媒或金屬氧化物，觸媒的大小係可為奈米級之顆粒，而於本實施例中，主要是以鉑為觸媒，其他實施例下，該觸媒23除了鉑，亦可包含觸媒載體，鉑粒子固定於觸媒載體表面，其中觸媒載體可以是氧化鋁、二氧化矽和碳等等惰性物質，而該觸媒23含有重量百分比大於1%之鉑。又該氫氣氧化裝置2內更形成有至少一冷卻通道24，其中該冷卻通道24內填充有冷卻流體241，該冷卻流體241係可為水、空氣、冷媒或其它可帶走熱能之冷媒介質，且於本實施例中該冷卻通道24係為兩處，其一之冷卻通道24係形成於該第一隔層211上側，另一冷卻通道24係形成於該第二隔層212下側，且該兩處之冷卻通道24係可相互連通或不連通，且可為開循環或閉循環設置。於本實施例中，其兩處之冷卻通道24係以相互不連通且以開循環為實施方式，該第一隔層
211與該第二隔層212係可為具氣密及散熱特性之板體、石墨材質之板體或金屬板其中之一者，第一隔層211與第二隔層212除了形成氫氣反應通道22外，主要能夠隔絕氫氣反應通道22與冷卻通道24，使兩通道之氣體與冷卻流體241不致混合，又能夠將氫氣反應時產生之高溫快速傳遞給冷卻流體241，又該氫氣氧化裝置2更設置有至少一進氣通道25與至少一出氣通道26連通所述氫氣反應通道22。
其中所述氣體加濕裝置3包括噴霧式、薄膜式或氣泡式之加濕器，但不限於此三種加濕方式，僅要可以對其氣體進行加濕之裝置皆為本案之保護範圍，且該氣體加濕裝置3係設置於所述進氣通道25位置處，使該進氣通道25中連通所述氣體加濕裝置3。
其中所述氣體抽取裝置4之作用為氣體之傳送，且該氣體抽取裝置4係可設置於所述出氣通道26或進氣通道25位置處，依裝設之位置，可為抽氣泵浦或鼓風機，該氣體抽取裝置4連通所述氫氣反應通道22與進氣通道25與出氣通道26，而於本實施例中，該氣體抽取裝置4係設置於所述出氣通道26為抽氣泵浦，若設置於進氣通道25前，則可為鼓風機。
再請參閱第2圖所示，係為本發明低溫氫氣氧化系統觸媒設置示意圖，其中所述氫氣反應通道22內之觸媒23係可以塗佈、填充或薄膜的方式設置於氫氣反應通道22內，舉例如：其觸媒23係可塗佈在第一隔層211與第二隔層212內側、或以顆粒方式填充於第一隔層211與第二隔層212之間、或以觸媒薄膜形式放置在第一隔層211與第二隔層212之間，而其觸媒23設置方式不因此為限，僅要是在第一隔層211與第二隔層212之間設置有觸媒23且保留有供氫氣通過之通道即為本案保護範圍。
其中所述低溫氫氣氧化系統1係可設置在密閉空間、空氣流通較慢的室內空間、連接氫氣排放管道出口或氫氣排放裝置出口，容易累積氫氣的地方，而於本實施例中係為空氣流通較慢的室內空間為實施方式。當該低溫氫氣氧化系統1使用時，係開啟所述氣體抽取裝置4，該氣體抽取裝置4開啟時會對所述氫氣反應通道22與進氣通道25進行抽氣，使該低溫氫氣氧化系統1外部之含氫空氣會進入到所述進氣通道25，進入到進氣通道25之含氫空氣會先通過所述氣體加濕裝置3，該氣體加濕裝置3對其含氫空氣進行加濕，使該含氫空氣中含有水氣可避免氫氣引燃，使氧化時呈現安全狀態，而加濕過後之含氫空氣再由進氣通道25進入到氫氣反應通道22，氫氣反應通道22內之觸媒23則對其加濕之含氫空氣中的氫氣進行催化氧化反應，以使氫氣氧化為水且使含氫空氣中的氫氣濃度降低，同時氧化反應所產生之高溫，可透過所述第一隔層211或第二隔層212傳遞至所述冷卻通道24內之冷卻流體241進行降溫，以使其低溫氫氣氧化系統1處於安全之工作溫度避免氫氣因高溫而引燃等危險，而該氣體抽取裝置4持續抽氣，且將通過觸媒23後氫氣濃度降低之含氫空氣送往出氣通道26且排出。藉此，低溫氫氣氧化系統1可透過所述氫氣反應通道22與冷卻通道24之緊密設置關係而達到小體積及降低設置成本之功效，適用於更多場所，更可透過所述冷卻通道24即時冷卻所述氫氣反應通道22所產生之高溫，以降低氧化反應時的工作溫度，進而可安全地降低空氣中氫氣濃度以避免因為氫氣累積而產生的危險。
請參閱第3及第4圖所示，係為本發明低溫氫氣氧化系統堆疊之實施示意圖一及二，其中所述低溫氫氣氧化系統1更包括有一氫氣偵測單元5，該氫氣偵測單元5依需求設置，若述低溫氫氣氧化系統1設置在氫氣排放口則無
需設置所述氫氣偵測單元5，且該氫氣偵測單元5電性連接或無線連接所述氣體抽取裝置4，而該冷卻通道24係可為閉循環或開循環設置，如第3圖所示，該冷卻通道24係為開循環設置，即為該冷卻通道24有進入口2411及排出口2412，而冷卻流體由進入口2411進入冷卻通道24，而後由排出口2412排出，藉此，利用冷卻流體241將氧化反應所產生之熱量帶走，另外，如第4圖所示，該冷卻通道為閉循環設置時，該冷卻通道24可貫穿於一熱交換裝置242，該熱交換裝置242係可為冷卻水塔、冷卻機，當冷卻通道24中的冷卻流體241經過熱交換裝置242時，該熱交換裝置242吸收其冷卻流體241之熱能，藉此，不斷經由冷卻流體241與熱交換裝置242來做散熱，又其中該低溫氫氣氧化系統1包括有複數個相互堆疊的氫氣氧化裝置2，而其堆疊模式中之冷卻通道24可相互連通或不連通，於本實施例中該係為相互連通且設置於第一隔層211或第二隔層212的一處，於此實施例中，該堆疊之氫氣氧化裝置2頂部設置有一第一外端板27，而於堆疊之氫氣氧化裝置2底部設置有一第二外端板28，該第一外端板27與第二外端板28係為如金屬板之結構強硬材質，其可用以固定相互堆疊之氫氣氧化裝置2，另該各氫氣氧化裝置2之氫氣反應通道22係以具有分支之進氣通道25與出氣通道26連通，而該進氣通道25另一端則連通至所述氣體加濕裝置3，與該出氣通道26另一端連通至所述氣體抽取裝置4，而該氣體加濕裝置3則連通有一吸附裝置6，該氣體抽取裝置4則連通有一處理水收集裝置7。
又當該氫氣偵測單元5係偵測其室內空間內之氫氣濃度高於設定標準值時，其氫氣偵測單元5啟動所述氣體抽取裝置4。該氣體抽取裝置4會對所述氫氣反應通道22與進氣通道25進行抽氣，使該低溫氫氣氧化系統1外部之含氫空氣通過所述吸附裝置6，且吸附裝置6吸附含氫空氣中會破壞觸媒的氣體或顆
粒，如粉塵，硫化氫等等，再將含氫空氣送往氣體加濕裝置3進行加濕，並將加濕含氫空氣送至氫氣氧化裝置2進行安全的氧化反應，而氧化反應後的氣體由出氣通道26排出，氧化反應所產生的水，則由處理水收集裝置7收集，另，於閉循環系統中該冷卻通道24內之冷卻流體241持續經由所述熱交換裝置242進行降溫，該熱交換裝置242可為冷卻水塔或具散熱用途之裝置，以使其低溫氫氣氧化系統1處於安全之工作溫度，藉此，透過氫氣偵測單元5可即時偵測氫氣濃度，使除氫之動作更即時、智能，且由吸附裝置6可先將對觸媒23有害的物質過濾，使觸媒23的使用壽命延長，並透過堆疊的結構可處理更大量的含氫氣體，最後，藉由熱交換裝置242可更快速的對氫氣氧化裝置2進行降溫，再由處理水收集裝置7解決氧化反應產生水的問題，使得整體系統更加有效率、安全且使用上更方便。
再請參閱第5圖所示，係為本發明低溫氫氣氧化系統堆疊之實施示意圖三，其中所述熱交換裝置242另連接有一熱液體儲存裝置243，該熱液體儲存裝置243係可為蒸氣鍋爐、熱水鍋爐、儲水設備等等，且該熱液體儲存裝置243可為循環系統，其中該熱液體儲存裝置243具有一儲存空間2431及一換熱管道2432，該儲存空間2431內具有一儲能液體2433，且該熱液體儲存裝置243經由所述換熱管道2432貫穿所述熱交換裝置242，該換熱管道2432係貫穿所述熱交換裝置242，以當該熱交換裝置242吸收其冷卻流體241之熱能時，該熱交換裝置242之熱能則由換熱管道2432內之儲能液體2433所吸收，且其儲能液體2433會回流至儲存空間2431內保存，進而使該熱液體儲存裝置243內高溫的儲能液體2433可做進一步再利用，進而達到能源再利用而達到環保節能之功效者，舉例來說，當儲能液體2433為水時，吸收熱能後的冷卻流體241進入熱交換裝置242做
散熱後，熱交換裝置242將吸收的熱量藉由換熱管道2432傳送至水，而後具熱能的水(熱水)回流至所述熱液體儲存裝置243內保存，如此，便可將熱水保存，以做其它用途，進而使能源再利用，達到環保節能之功效者。
再請參閱第6圖所示，係為本發明另一低溫氫氣氧化系統之示意圖，其中所述氫氣氧化裝置2內部設置有複數氫氣反應模組21，而該氫氣反應模組21內部形成有所述氫氣反應通道22，於本實施例中，該氫氣反應模組21係為管體，該氫氣反應通道22係形成於該管體內，而該氫氣反應通道22內設置有所述觸媒23，而該冷卻通道24形成於該管體外側，並該冷卻通道24內填充有冷卻流體241，該管體之材料係可為具氣密及散熱特性之材料、或石墨管或金屬管其中之一者，必須能夠隔絕氫氣反應通道22與冷卻通道24，又能夠將氫氣反應時產生之高溫快速傳遞給冷卻流體241，且於本實施例中該冷卻通道24係環繞於該等複數個氫氣反應模組21外側，另該進氣通道25與出氣通道26連通所有氫氣反應通道22，於圖式係以連通兩處為表示方式，而該氣體加濕裝置3係設置於所述進氣通道25位置處且連通所述氫氣反應通道22，與該氣體抽取裝置4係設置於所述出氣通道26位置處且連通所述氫氣反應通道22。本實施例的氣體流動及氧化反應過程皆與前述第1~2圖的實施方式一致，皆由氣體抽取裝置4抽氣使含氫空氣經由該氣體加濕裝置3至該氫氣氧化裝置2，由該氫氣氧化裝置2對氫氣進行安全氧化並排出，故，不多做贅述，差別在於本實施例之氫氣氧化裝置2為管狀結構，藉由管狀的結構，可使本發明應用於更多的場景，使用上彈性更大，如，裝設空間限制為圓形的場域等等。
再請參閱前述說明及第7、8圖所示，其中氣體偵測單元5、吸附裝置6、熱交換裝置242、熱液體儲存裝置243及處理水收集裝置7的功能及作動
皆與前述說明，故，不多做贅述，其差別在於該氫氣氧化裝置2為管狀結構，使得本發明低溫氫氣氧化系統1可應用於更多的場景，使用上彈性更大。
再請參閱第9圖至第11圖所示，係為本發明再一低溫氫氣氧化系統之示意圖及局部平面示意圖一、二，其中所述該氫氣反應模組21係以第一隔層211及第二隔層212所組成，而該氫氣反應通道22係形成於該第一隔層211與第二隔層212間，並於本實施例中，該第一隔層211頂側形成有以蛇形折返設置之一第一凹槽2111，而該第二隔層212係設置於所述第一隔層211上側且罩蓋所述第一凹槽2111，並該第一隔層211上經由所述第一凹槽2111與所述第二隔層212界定有所述氫氣反應通道22，該氫氣反應通道22內之觸媒23係可為塗佈、填充或以薄膜形式設置於其中，且其觸媒23係可塗佈在第一凹槽2111內側、或以顆粒方式填充於第一凹槽2111之間、或以薄膜形式放置在第一凹槽2111之間，而其觸媒23設置方式不因此為限，僅要是在第一隔層211與第二隔層212之間設置有觸媒23且保留有供氫氣通過之通道即為本案保護範圍，另該第二隔層212相對該第一凹槽2111另一側形成有以蛇形折返設置之一第二凹槽2121，而該冷卻通道24形成於所述第二凹槽2121內且貫穿所述熱交換裝置242，該第一隔層211與該第二隔層212須是導熱性及氣密性佳之材料，能夠隔絕氫氣反應通道22與冷卻通道24，使兩通道之氣體與液體不致混合，又能夠將氫氣反應時產生之高溫快速傳遞給冷卻流體241，而該低溫氫氣氧化系統1使用時，係開啟所述氣體抽取裝置4，該氣體抽取裝置4開啟時會對所述氣體處理通道與進氣通道25進行抽氣，使該低溫氫氣氧化系統1外部之含氫空氣會進入到所述進氣通道25，進入到進氣通道25之含氫空氣會先通過所述氣體加濕裝置3，該氣體加濕裝置3對其含氫空氣進行加濕，使該含氫空氣中含有水氣可避免氫氣引燃，
使氧化時呈現安全狀態，而加濕過後之含氫空氣再由進氣通道25進入到氫氣反應通道22之觸媒23，該觸媒23則對其加濕之含氫空氣中的氫氣進行氧化反應，以使氫氣氧化為水且使其含氫空氣中的氫氣濃度降低，並透過以蛇形折返設置之第一凹槽2111來延長氫氣與觸媒氧化反應的時間，使氫氣反應更完全，能更有效降低氫氣濃度，並同時氧化反應所產生之高溫可透過所述蛇形折返設置之冷卻通道24內的冷卻流體241進行降溫，以使其低溫氫氣氧化系統1處於安全之工作溫度避免氫氣因高溫而引燃等危險，而該氣體抽取裝置4持續抽氣，且將通過觸媒23後氫氣濃度降低之含氫空氣送往出氣通道26且排出，藉此，低溫氫氣氧化系統1可透過所述氫氣氧化裝置2與形成所述氫氣反應通道22與冷卻通道24之緊密設置關係而達到小體積設置以降低設置成本，且藉由蛇形折返之氫氣反應通道22及冷卻通道24，更有效地降低氫氣濃度及降低工作溫度，進而達到可降低空氣中氫氣濃度以避免因為氫氣產生危險之功效者。
請參閱第12圖所示，係為本發明再一低溫氫氣氧化系統之實施示意圖，其中所述於本實施例中，該低溫氫氣氧化系統1包括有複數個互相堆疊的氫氣氧化裝置2，而其堆疊模式中之冷卻通道24可相互連通或不連通，於本實施例中係以相互連通為實施方式，而該等氫氣氧化裝置2相互堆疊之模式下，該堆疊之氫氣氧化裝置2頂部設置有所述第一外端板27，而於堆疊之氫氣氧化裝置2底部設置有所述第二外端板28，其可用以固定相互堆疊之氫氣氧化裝置2，而該最上方氫氣氧化裝置2之冷卻通道24則由該第一外端板27罩蓋，另其餘之冷卻通道24則由氫氣氧化裝置2之第一隔層211罩蓋，另該各氫氣反應通道22係以具有分支之進氣通道25與出氣通道26連通，而該進氣通道25另一端則連通至所述氣體加濕裝置3，與該出氣通道26另一端連通至所述氣體抽取裝置
4。而該低溫氫氣氧化系統1使用時，含氫空氣經由所述氣體加濕裝置3至氣體反應通道進行氧化反應，而後將反應後的氣體送至出氣通道排出，其氣體流動及氧化反應過程皆與前述第9圖的實施方式一致，故不贅述，與前述第9圖實施例差別在於本實施例為堆疊結構，可同時處理較多的氫氣，提高氫氣處理效率，藉此，低溫氫氣氧化系統1可透過所述氫氣氧化裝置2與形成所述氫氣反應通道22與冷卻通道24之緊密設置關係而達到小體積設置以降低設置成本，且適用於更多場所，更可透過所述冷卻通道24即時冷卻所述氫氣反應通道22以降低工作溫度，進而達到可降低空氣中氫氣濃度以避免因為氫氣產生危險之功效者。
另，雖圖中無表示，但，氣體偵測單元5、吸附裝置6、熱交換裝置242、熱液體儲存裝置243及處理水收集裝置7亦可視情況裝設於第9、12圖之實施例上，使得整體系統更加有效率、使用壽命長、安全且使用上更方便。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍。
1:低溫氫氣氧化系統
2:氫氣氧化裝置
21:氫氣反應模組
211:第一隔層
212:第二隔層
22:氫氣反應通道
23:觸媒
24:冷卻通道
241:冷卻流體
25:進氣通道
26:出氣通道
3:氣體加濕裝置
4:氣體抽取裝置
Claims (11)
- 一種低溫氫氣氧化系統，係包括：複數氫氣氧化裝置，所述各氫氣氧化裝置相互堆疊，而該堆疊之氫氣氧化裝置之頂部設置有一第一外端板，另於堆疊之氫氣氧化裝置之底部設置有一第二外端板，並各該氫氣氧化裝置內設置有至少一氫氣反應模組，該氫氣反應模組由一第一隔層及一第二隔層界定形成有至少一氫氣反應通道，並該氫氣反應模組於該氫氣反應通道內設置有至少一觸媒，又該氫氣氧化裝置設置有至少一進氣通道與至少一出氣通道連通所述氫氣反應通道，另該氫氣氧化裝置內更形成有至少一冷卻通道；及至少一氣體加濕裝置，該氣體加濕裝置係設置於所述進氣通道位置處，而含氫空氣通過所述氣體加濕裝置及氫氣反應通道，並由觸媒進行催化氧化所述含氫空氣中的氫氣並排出，以降低氫氣濃度。
- 如請求項1所述之低溫氫氣氧化系統，更包括有一氣體抽取裝置，該氣體抽取裝置連通所述進氣通道及氫氣反應通道及出氣通道，且該氣體抽取裝置啟動時抽取所述含氫空氣，而含氫空氣通過所述氣體加濕裝置及氫氣反應通道，該氣體加濕裝置對其含氫空氣加濕，加濕後含氫空氣由觸媒進行氧化所述含氫空氣中的氫氣並排出。
- 如請求項1所述之低溫氫氣氧化系統，其中所述觸媒係可為鉑觸媒、釕觸媒、鈀觸媒之任何一種觸媒。
- 如請求項4所述之低溫氫氣氧化系統，其中所述第一隔層與第二隔層其一或兩者可為散熱材料或散熱板或金屬板或石墨板體其中之一者。
- 如請求項1所述之低溫氫氣氧化系統，其中所述氫氣反應模組係為管體，該氫氣反應通道係形成於該管體內，而該冷卻通道形成於該管體外側。
- 如請求項1所述之低溫氫氣氧化系統，其中所述冷卻通道內填充有冷卻流體，且該冷卻通道貫穿於一熱交換裝置。
- 如請求項8所述之低溫氫氣氧化系統，其中所述熱交換裝置組設有一熱液體儲存裝置，該熱液體儲存裝置具有一儲存空間及一換熱管道，該儲存空間內具有一儲能液體，且該熱液體儲存裝置經由所述換熱管道貫穿所述熱交換裝置。
- 如請求項2所述之低溫氫氣氧化系統，更包括有一氫氣偵測單元，該氫氣偵測單元連接所述氣體抽取裝置。
- 如請求項2所述之低溫氫氣氧化系統，更包括有一吸附裝置，該吸附裝置連通所述氣體加濕裝置，而含氫空氣通過所述吸附裝置且由吸附裝置吸附含氫空氣中會毒化所述觸媒之氣體，再將其含氫空氣送往氣體加濕裝置。
- 如請求項2所述之低溫氫氣氧化系統，更包括有一處理水收集裝置，該處理水收集裝置連通所述氣體抽取裝置。
- 如請求項5所述之低溫氫氣氧化系統，其中所述第一隔層一側形成有以蛇形折返設置之一第一凹槽，而該第二隔層係設置於所述第一 凹槽上，於第一凹槽內界定有所述氫氣反應通道，且該第二隔層相對該第一凹槽另一側形成有以蛇形折返設置之一第二凹槽，而該冷卻通道形成於所述第二凹槽內。
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