一种连续产氢设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种连续产氢设备，包括铝基制氢材料储罐、流化床反应器、旋流分离器；在所述铝基制氢材料储罐内放置有铝基制氢材料，储罐底部连接颗粒输送管，颗粒输送管上设置有颗粒输送泵，将颗粒向上输送至流化床反应器，所述流化床反应器下部设置有水蒸汽进口。本实用新型专利技术提出的连续产氢设备，可以连续生产氢气；流化床反应效率高，铝基制氢材料循环进入流化床，反应完全。反应完全。反应完全。

【技术实现步骤摘要】
一种连续产氢设备


[0001]本技术属于新能源
，具体涉及一种可连续产氢的设备。

技术介绍

[0002]面对能源短缺、环境保护等压力，发展氢能已成为新能源的主要方向，氢能产业也成为了科研人员和产业经济关注的重点。
[0003]从化学热力学的角度来看，氧化还原电极电位低于0(E
O v)的活泼金属就可与水反应生成氢气，锂，钠，钾，铷，铯，钡，镁，钙，铁，铝等金属都能够与水反应。但活泼金属多数价格昂贵，具有化学不稳定的特点，其或者是在空气中放置即生成钝化膜，或者是与水反应一端时间后有钝化膜出现，不能满足新能源领域对大量、连续产氢的需求。
[0004]本申请人单位经试验研究提出的铝基制氢材料，将铝锭熔化并加入催化剂制成，能与水持续反应生成氢气和拟薄水铝石。铝基制氢材料与水反应而不钝化，其颗粒无需后续氧化层的去除。反应条件对铝基制氢材料与水的反应速度有较大的影响，可采用化工领域已有的流化床技术来提高反应速度，但还面临产物的有效分离的问题。产物中的拟薄水铝石的化学式为AlOOH
·
nH2O，其中n＝0.08～0.62。铝水反应得到的拟薄水铝石是无毒、无味、无臭、呈湿品的胶体状粉末，具有比表面高、孔容大的特点，状态粘稠而难于分离。
[0005]通过设置适宜的反应条件并采用可以连续生产的分离设备，可使产氢反应连续进行。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足之处，本技术的目的是提出一种连续产氢设备，用铝基制氢材料与水蒸汽反应，实现连续制氢。
[0007]实现本技术上述目的的技术方案为：
[0008]一种连续产氢设备，包括铝基制氢材料储罐、流化床反应器、旋流分离器；
[0009]在所述铝基制氢材料储罐内放置有铝基制氢材料颗粒，储罐底部连接颗粒输送管，颗粒输送管上设置有颗粒输送泵(真空固体输送泵，可市购)，将颗粒向上输送至流化床反应器；
[0010]所述流化床反应器下部设置有水蒸汽进口，
[0011]所述旋流分离器的上部为圆筒形、下部为倒置的圆锥形，圆锥形部分内设置有漏斗形的分离管；流化床反应器的顶部通过横管连接旋流分离器的上部，使流化床反应器排出的物料切向进入所述旋流分离器；旋流分离器底部通过管路连接所述颗粒输送管。
[0012]其中，所述铝基制氢材料为粒度在2～5mm范围内的颗粒。
[0013]优选地，所述横管采用内壁经过抛光处理的不锈钢管；管的内径为120～180mm；横管长度与内径比值为10～20。
[0014]横管的参数直接影响到设备的能耗、旋流分离的效率。横管应尽量设置的粗、短，减少反应混合物通过时的阻力降。采用120℃左右的水蒸汽进行反应，反应混合物的粘度、
密度都可显著降低；横管通过弯管与流化床反应器的顶部连接，物料上升且无死角进入弯管，使反应混合物有足够的切向速度进入旋流分离器。
[0015]其中，所述水蒸汽进口连接有水蒸汽管道或者通过管路连接有水蒸汽发生器。
[0016]旋流分离器主要依赖于粉体和制氢材料密度上的差异进行分离；在反应条件不一样的情况下，分离器设置也不相同。本技术基于进入反应器水蒸汽温度120～130℃的反应条件，提出以下旋流分离器技术参数：
[0017]其中，所述旋流分离器的上部与下部高度的比例为1：(1.8～3)。
[0018]其中，所述旋流分离器内分离管的开口口径与旋流分离器上部的内径比例为(0.5～0.8):1。
[0019]进一步地，所述分离管通过收集管路连接拟薄水铝石收集装置；在所述收集管路上设置有筛分装置，所述筛分装置连接所述颗粒输送管。
[0020]其中，所述旋流分离器的顶部连接有气体排出管路，所述气体排出管路顺序连接有冷凝器、干燥器和氢气储罐。
[0021]水蒸汽和氢气混合物通过气体排出管路向上排出，经过冷凝分离出水分，再经干燥后即可获得成品氢气。
[0022]更优选地，所述氢气储罐通过管路连接所述铝基制氢材料储罐；所述铝基制氢材料储罐设置有压力传感器、安全阀。控制铝基制氢材料储罐压力为正压状态。
[0023]反应后的拟薄水铝石随气流下行，进入分离管并被收集。
[0024]氢气通入储罐，提供氢气保护。
[0025]本连续产氢设备在生产中，采用的铝基制氢材料的密度约为2.7g/cm3。拟薄水铝石粉体的密度在0.4～0.8g/cm3范围内；反应采用120℃以上的水蒸汽，生成的拟薄水铝石粉体比较干燥，易于分离。反应混合物落入分离管外并从旋风分离器下方排出，没有反应完全的铝基制氢材料密度大，落入旋流分离器底部，再次进入到颗粒输送管管路，返回流化床反应器中与水蒸汽反应。
[0026]所述铝基制氢材料储罐可以在颗粒输送管阀门关闭、有氢气保护的条件下加入新料，保证连续生产。
[0027]本技术的有益效果在于：
[0028]本技术提出的连续产氢设备，
[0029]一，可以连续生产氢气；
[0030]二，流化床反应效率高，铝基制氢材料颗粒循环进入流化床，反应完全。
附图说明
[0031]图1为本技术拟薄水铝石的制备系统的结构示意图；
[0032]图中，部件及其编号的对应关系为：
[0033]铝基制氢材料储罐1，颗粒输送管101，流化床反应器2，水蒸汽进口201，旋流分离器上部301，旋流分离器下部302，分离管303；颗粒输送泵4，拟薄水铝石收集装置5；筛分装置6，氢气管路7，冷凝器8，干燥器9，横管10。
具体实施方式
[0034]以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0035]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系；所用术语仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0036]如无特别说明，说明书中采用的技术手段均为本领域已有的技术手段。
[0037]实施例1
[0038]本技术提供一种连续产氢设备，参见图1，包括铝基制氢材料储罐1、流化床反应器2、旋流分离器；
[0039]在所述铝基制氢材料储罐1内放置粒度为2～5mm的铝基制氢材料颗粒(制备方法参见专利申请202110046068.3)，储罐底部连接颗粒输送管101，颗粒输送管上设置有颗粒输送泵4(真空固体输送泵)，将颗粒向上输送至垂直的流化床反应器2；
[0040]所述流化床反应器下部有水蒸汽进口201，上部有水蒸汽出口；颗粒输送泵和水蒸汽均使铝基制氢材料颗粒向上形成流化沸腾的状态；
[0041]旋流分离器上部301为圆筒形、旋流分离器下部302为倒置的圆锥形，圆锥形部分内设置有漏斗形的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续产氢设备，其特征在于，包括铝基制氢材料储罐、流化床反应器、旋流分离器；在所述铝基制氢材料储罐内放置有铝基制氢材料，储罐底部连接颗粒输送管，颗粒输送管上设置有颗粒输送泵，将颗粒向上输送至流化床反应器，所述流化床反应器下部设置有水蒸汽进口；所述旋流分离器的上部为圆筒形、下部为倒置的圆锥形，圆锥形部分内设置有漏斗形的分离管；流化床反应器的顶部通过横管连接旋流分离器的上部，使流化床反应器排出的物料切向进入所述旋流分离器；旋流分离器底部通过管路连接所述颗粒输送管。2.根据权利要求1所述的连续产氢设备，其特征在于，所述铝基制氢材料为粒度在2～5mm范围内的颗粒。3.根据权利要求1所述的连续产氢设备，其特征在于，所述横管采用内壁经过抛光处理的不锈钢管；管的内径为120～180mm；横管长度与内径的比值为10～20。4.根据权利要求1所述的连续产氢设备，其特征在于，所述水蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伯文，李秀刚，付宝建，
申请(专利权)人：中氢能源科技发展内蒙古有限公司，
类型：新型
国别省市：