一种制氢设备及其制氢方法技术

本发明专利技术提供一种制氢设备，包括燃料储箱、催化剂装置、反应室、单向定量泵、用于调节氢燃料溶液进入反应室输入量的电磁阀一、用于对产生的氢气进行过滤的过滤装置、储氢气瓶、用于储存排出氢燃料溶液的废液箱、用于检测反应室内温度的温度传感器、用于检测反应室内压力的压力传感器、以及分别与单向定量泵、电磁阀一、温度传感器和压力传感器信号连接的控制器；燃料储箱、单向定量泵、电磁阀一、反应室和储氢气瓶依次连接，废液箱与反应室连接；催化剂装置设置在反应室内部；过滤装置设置在反应室的上部并位于催化剂装置的上方。本发明专利技术还提供一种制氢方法。本发明专利技术制氢设备及其制氢方法可有效对制氢过程进行监控，使得安全制氢和制氢效率高。

Hydrogen production equipment and hydrogen production method thereof

The invention provides a hydrogen production equipment, including a fuel storage tank, a catalyst device, a reaction chamber, a one-way quantitative pump, a solenoid valve for regulating the input amount of hydrogen fuel solution into the reaction chamber, a filter device for filtering the generated hydrogen gas, a hydrogen storage cylinder, a waste liquid tank for storing and discharging hydrogen fuel solution, and an application thereof. Temperature sensors for temperature detection in reaction chamber, pressure sensors for pressure detection in reaction chamber, and controllers connected with signals of one-way quantitative pump, solenoid valve 1, temperature sensor and pressure sensor respectively; fuel storage tank, one-way quantitative pump, solenoid valve 1, reaction chamber and hydrogen storage cylinder are connected in turn, waste liquid The box is connected with the reaction chamber; the catalyst device is arranged in the inner part of the reaction chamber; and the filter device is arranged in the upper part of the reaction chamber and above the catalyst device. The invention also provides a hydrogen production method. The hydrogen production equipment and the hydrogen production method of the invention can effectively monitor the hydrogen production process, thereby ensuring safe hydrogen production and high hydrogen production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种制氢设备及其制氢方法
本专利技术涉及制氢
，更具体地说，涉及一种制氢设备及其制氢方法。
技术介绍
氢能作为一种高效的清洁能源，其发展潜力巨大，越来越受到世界各国的重视。由于氢能所具有的清洁、无污染、效率高、重量轻和储存及输送性能好、应用形式多等诸多优点，赢得了人们的青睐。氢气的制备已可通过不同的技术手段实现，包括电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、化学法制氢和生物制氢等等。现阶段，在制氢技术中还可采用氢燃料溶液，例如合成氢燃料动力水来进行催化反应制备氢气，而合成氢燃料动力水作为合成氢燃料的一种液体燃料，可替代汽油使用作为汽车燃料。相比于通过储气罐或储气瓶来储存氢燃料的方式，合成氢燃料动力水通过催化反应技术可同时完成催化反应和产品分离以制取氢气燃料的方式显得更加便利和实用。然而，在现阶段，通过这种采用合成氢燃料动力水催化制氢技术来制取氢气燃料的研究还处于起步阶段，其中，这种制氢设备和制氢技术在制取氢气燃料过程中起到至关重要的作用，如何控制合成氢燃料动力水的流量、如何制备得到纯度高的氢气等问题，是本阶段需要解决的重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种制氢设备及其制氢方法，该制氢设备及其制氢方法可有效对制氢过程进行监控，使得安全制氢和制氢效率高。为了达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案予以实现：一种制氢设备，其特征在于：包括：用于储存氢燃料溶液的燃料储箱；用于与氢燃料溶液催化反应产生氢气的催化剂装置；用于氢燃料溶液与催化剂装置反应的反应室；所述反应室顶部设置有氢气出口；用于将氢燃料溶液泵入反应室的单向定量泵；用于调节氢燃料溶液进入反应室输入量的电磁阀一；用于对产生的氢气进行过滤的过滤装置；用于储存氢气的储氢气瓶；用于储存排出氢燃料溶液的废液箱；用于检测反应室内温度的温度传感器，和与温度传感器连接的温度计；用于检测反应室内压力的压力传感器，和与压力传感器连接的压力计；以及分别与单向定量泵、电磁阀一、温度传感器和压力传感器信号连接的控制器；所述燃料储箱、单向定量泵、电磁阀一、反应室和储氢气瓶依次连接，废液箱与反应室连接；所述催化剂装置设置在反应室内部；所述过滤装置设置在反应室的上部并位于催化剂装置的上方。在上述方案中，制氢设备可通过电磁阀一来调节氢燃料溶液进入反应室输入量，而且通过设置的温度传感器和压力传感器，控制器可以根据设置系统压力与温度变化参数来控制氢燃料溶液的输入量，这样可以达到氢气不间断的生成，从而提高制氢的效率。同时，当压力传感器检测到反应室内压力高于设定的压力值时,可将反应室的氢燃料溶液排出至废液箱，从而减少气体产生以降低反应室的压力。上述功能使得本专利技术的制氢设备可有效对制氢过程进行监控，使得安全制氢高。所述催化剂装置由若干片催化剂片和用于固定催化剂片的固定架组成；所述固定架设置有安装槽，催化剂片插设于安装槽内；所述催化剂片由带有网格的片状体和催化层组成，催化层设置在片状体上。若干片催化剂片通过固定架可固定排列，当氢燃料溶液与该催化装置反应时，氢燃料溶液均与每片催化剂片接触并反应，这样可增大接触反应面积，可大大提高催化反应的效率。同时，每片催化剂片由催化层和带有网格的片状体组成，氢燃料溶液通过片状体的网格催化层不仅可产生化学反应，而且还可利用网格空间支撑催化层，增大催化层接触面积并增加流通路径，使得催化反应后的氢燃料溶液从网格流出，得到催化反应物，大大提高使用的实用性。所述固定架包括背板、若干条底板和若干条夹持板；若干条底板相互平行设置并与背板连接，每条底板上均排列设置有夹持板；所述安装槽由相邻两条夹持板和底板围成；每条底板上，相对应的夹持板形成的安装槽均在同一水平线上；相邻底板之间的空间作为催化剂片的取放空间；所述夹持板包括短夹持板和长夹持板，短夹持板和长夹持板在每条底板上相间排列设置。所述片状体的网格为菱形网格或六边形网格；所述菱形网格的长对角线和短对角线分别为4mm×2.5mm。该设计可利用网格空间支撑催化层，增大催化层接触面积并增加流通路径，优化催化剂片的反应效果和效率。所述反应室分为反应空间和用于对反应后得到的氢气和水气进行暂时存储的暂存空间；所述暂存空间位于反应空间上方；所述催化剂装置设置在反应空间内，反应空间内部设置有聚乙烯胶板填充物，聚乙烯胶板填充物位于催化剂装置的两侧；所述暂存空间内部设置有不锈钢隔套。本专利技术聚乙烯胶板填充物设在催化剂装置的两侧可使得氢燃料溶液集中于催化剂装置中进行催化反应。所述过滤装置包括用于对反应后得到的氢气和水气进行初步分离的气液分离垫、用于防止合成氢燃料动力水向上流通的聚乙烯网、用于防止水气通过并让氢气通过的防水透气膜、用于防止聚乙烯网掉落和变形的多孔气流流动片、用于防止防水透气膜变形的不锈钢隔网和用于给反应后得到的氢气通过的多孔气流流动均衡片；所述气液分离垫、聚乙烯网、防水透气膜和多孔气流流动均衡片依次由下至上排列设置在暂存空间上方；两片所述多孔气流流动片分别设置在气液分离垫的下方和上方，对气液分离垫进行夹持固定；两片所述不锈钢隔网分别设置在聚乙烯网的下方和上方，对聚乙烯网进行夹持固定。本专利技术的氢燃料溶液在反应室内进行反应生成氢气，氢气经过气液分离垫分离水汽，再经过聚乙烯网、防水透气膜和多孔气流流动均衡片后，经过气体流量计进入储氢气瓶。本专利技术还包括用于将反应室内氢燃料溶液排出至废液箱的电磁阀二和截止阀一、用于废液排出的截止阀四以及过滤器一；所述过滤器一设置在废液箱内，截止阀一一端与反应室连接，另一端与过滤器一连接；所述电磁阀二一端与反应室连接，另一端与过滤器一连接；所述电磁阀二与控制器信号连接；所述截止阀四与废液箱连接。本专利技术还包括截止阀二、过滤器二和单向排气阀一；所述燃料储箱设置有燃料注入口；所述单向排气阀一与燃料箱连接；所述过滤器二设置在燃料储箱内，并与单向定量泵连接；所述截止阀二设置在电磁阀一和反应室之间。本专利技术还包括单向安全排气阀二、背压稳压阀、截止阀三和流量计；所述截止阀三和流量计相互连接，并设置在氢气出口和储氢气瓶之间；所述单向安全排气阀二和背压稳压阀分别设置在氢气出口上方。一种制氢方法，其特征在于：设定单向定量泵将氢燃料溶液泵入反应室的时间、反应室内的温度值、反应室内的压力值和反应室内的额定压力值；当压力传感器检测到反应室内压力低于设定的压力值时，控制器控制单向定量泵按照设定的时间将氢燃料溶液泵入反应室；同时，控制器对电磁阀一的通断时间进行控制实现对氢燃料溶液输入反应室的输入量进行微调，实现氢燃料溶液在反应室内连续进行反应生成氢气，并进入储氢气瓶；当压力传感器检测到反应室内压力高于设定的压力值时，控制器控制电磁阀一断电停止氢燃料溶液输入，并控制电磁阀二通电将反应室的氢燃料溶液排出至废液箱，直至压力传感器检测到反应室内压力等于设定的压力值，则控制电磁阀二断电；同时，单向安全排气阀二对反应室进行排气；当压力传感器检测到反应室内压力高于设定的额定压力值时，背压稳压阀对反应室进行排气；当温度传感器检测到反应室内温度高于设定的温度值时，控制器报警或停机。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点与有益效果：本专利技术制氢设备及其制氢方法可有效对制氢过程进行监控，使得安全制氢和制氢效率高。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制氢设备，其特征在于：包括：用于储存氢燃料溶液的燃料储箱；用于与氢燃料溶液催化反应产生氢气的催化剂装置；用于氢燃料溶液与催化剂装置反应的反应室；所述反应室顶部设置有氢气出口；用于将氢燃料溶液泵入反应室的单向定量泵；用于调节氢燃料溶液进入反应室输入量的电磁阀一；用于对产生的氢气进行过滤的过滤装置；用于储存氢气的储氢气瓶；用于储存排出氢燃料溶液的废液箱；用于检测反应室内温度的温度传感器，和与温度传感器连接的温度计；用于检测反应室内压力的压力传感器，和与压力传感器连接的压力计；以及分别与单向定量泵、电磁阀一、温度传感器和压力传感器信号连接的控制器；所述燃料储箱、单向定量泵、电磁阀一、反应室和储氢气瓶依次连接，废液箱与反应室连接；所述催化剂装置设置在反应室内部；所述过滤装置设置在反应室的上部并位于催化剂装置的上方。

【技术特征摘要】
1.一种制氢设备，其特征在于：包括：用于储存氢燃料溶液的燃料储箱；用于与氢燃料溶液催化反应产生氢气的催化剂装置；用于氢燃料溶液与催化剂装置反应的反应室；所述反应室顶部设置有氢气出口；用于将氢燃料溶液泵入反应室的单向定量泵；用于调节氢燃料溶液进入反应室输入量的电磁阀一；用于对产生的氢气进行过滤的过滤装置；用于储存氢气的储氢气瓶；用于储存排出氢燃料溶液的废液箱；用于检测反应室内温度的温度传感器，和与温度传感器连接的温度计；用于检测反应室内压力的压力传感器，和与压力传感器连接的压力计；以及分别与单向定量泵、电磁阀一、温度传感器和压力传感器信号连接的控制器；所述燃料储箱、单向定量泵、电磁阀一、反应室和储氢气瓶依次连接，废液箱与反应室连接；所述催化剂装置设置在反应室内部；所述过滤装置设置在反应室的上部并位于催化剂装置的上方。2.根据权利要求1所述的制氢设备，其特征在于：所述催化剂装置由若干片催化剂片和用于固定催化剂片的固定架组成；所述固定架设置有安装槽，催化剂片插设于安装槽内；所述催化剂片由带有网格的片状体和催化层组成，催化层设置在片状体上。3.根据权利要求2所述的制氢设备，其特征在于：所述固定架包括背板、若干条底板和若干条夹持板；若干条底板相互平行设置并与背板连接，每条底板上均排列设置有夹持板；所述安装槽由相邻两条夹持板和底板围成；每条底板上，相对应的夹持板形成的安装槽均在同一水平线上；相邻底板之间的空间作为催化剂片的取放空间；所述夹持板包括短夹持板和长夹持板，短夹持板和长夹持板在每条底板上相间排列设置。4.根据权利要求2所述的制氢设备，其特征在于：所述片状体的网格为菱形网格或六边形网格；所述菱形网格的长对角线和短对角线分别为4mm×2.5mm。5.根据权利要求1所述的制氢设备，其特征在于：所述反应室分为反应空间和用于对反应后得到的氢气和水气进行暂时存储的暂存空间；所述暂存空间位于反应空间上方；所述催化剂装置设置在反应空间内，反应空间内部设置有聚乙烯胶板填充物，聚乙烯胶板填充物位于催化剂装置的两侧；所述暂存空间内部设置有不锈钢隔套。6.根据权利要求5所述的制氢设备，其特征在于：所述过滤装置包括用于对反应后得到的氢气和水气进行初步分离的气液分离垫、用于防止合成氢燃料动力水向上流通的聚乙烯网、用于防止水气通过并让氢气通过的防水透气膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚军，刘登树，高正华，
申请(专利权)人：广东美星富能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44