一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置，涉及制氢技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置


[0001]本专利技术涉及制氢
，特别是涉及一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置
。

技术介绍

[0002]氢能作为一种清洁能源，是一种理想的替代能源
。
而基于混合导体材料的无机催化膜反应器作为一种新型的反应器形式越来越多地应用于制氢领域
。
通过将膜生物质制氢技术和光热技术相结合，以聚光太阳能为能量来源，驱动膜反应过程，并对膜反应器进行放大设计，开发一种以膜为核心转换部件的太阳能燃料转化氢能的装备技术
。
其中生物质燃料是植物通过光合作用固定大气中的二氧化碳生成有机碳，因此利用生物质燃料
(
如生物质甲烷
、
乙醇等
)
制氢是典型的零碳甚至是负碳工艺，再结合太阳能光热资源，利用太阳制氢将太阳能转化为氢气的化学能，将氢能作为太阳能的载体，一方面克服了太阳能分散
、
间断以及不稳定的缺点，实现了太阳能的长期储存
、
运输及重新分配，同时可以提升太阳能的品位，将低品位低密度太阳能转化为高品位高能量密度的氢气化学能，实现包括生物质燃料及太阳能在内的可再生能源的低碳综合利用
。
公开号为
CN114768717A
的中国专利公开了一种基于分光谱的太阳能光热协同催化制气装置，包括一次聚光器
、
管式真空反应器及二次聚光器；通过一次聚光器和二次聚光器将太阳能传递到管式真空反应器进行催化制气；上述装置仅能对单个管式真空反应器进行加热，催化制气效率低；且管式真空反应器上方由于二次聚光器的阻挡，受光面积小，致使管式真空反应器受热不均
。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要目的在于提供一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置，以解决上述问题
。
[0004]为达上述目的，本专利技术提供一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置，包括膜反应器和多个围绕在膜反应器周围的定日镜；所述定日镜用于将太阳光反射到膜反应器上；所述膜反应器包括底板，所述底板上设置有环形外壁；所述环形外壁采用透明石英玻璃，所述环形外壁内侧顶部设置有环形集气室，所述环形集气室上端设有导气管；所述膜反应器内插设有多个呈环形阵列分布的膜管；所述膜管内填充有生物质燃料；所述膜管一端插入环形集气室内，并与环形集气室密封连接，另一端与底板固定连接；所述膜反应器中部转动设置有多棱柱反射镜，所述多棱柱反射镜顶端设置有扇叶；所述扇叶位于环形集气室围成的空间内；所述底板上开设有多个透气孔
。
[0005]进一步的，所述环形集气室的内环壁上设置有固定架，所述多棱柱反射镜的转轴两端分别通过轴承与固定架和底板连接
。
[0006]进一步的，所述膜管顶部设置有透气阀，所述膜管底部设置有进料管和出料管
。
[0007]进一步的，所述膜管与底板螺接
。
[0008]进一步的，还包括支撑柱，所述膜反应器设置在支撑柱上
。
[0009]进一步的，还包括内锥形镜面，所述内锥形镜面通过支腿与环形外壁顶部固定连接
。
[0010]进一步的，环形集气室和扇叶均采用透明石英玻璃
。
[0011]本专利技术具有以下有益效果：
[0012]本专利技术采用多个膜管制氢，增大了反应面积；且膜反应器以空气为加热介质，结合围绕在其周围的定日镜以及多棱柱反射镜，使膜管受光热更加均匀，大大提高了制氢效率
。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置的整体示意图
。
[0014]图2为本专利技术一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置的膜反应器剖视图
。
[0015]其中，1‑
内锥形镜面；2‑
膜反应器；3‑
支撑柱；4‑
定日镜；5‑
支腿；
21
‑
底板；
22
‑
透气孔；
23
‑
多棱柱反射镜；
24
‑
膜管；
25
‑
环形外壁；
26
‑
扇叶；
27
‑
固定架；
28
‑
环形集气室；
29
‑
导气管；
241
‑
进料管；
242
‑
出料管；
243
‑
透气阀
。
具体实施方式
[0016]为达成上述目的及功效，本专利技术所采用的技术手段及构造，结合附图就本专利技术较佳实施例详加说明其特征与功能
。
[0017]如图1‑2所示，本专利技术中提供了一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置，包括膜反应器2和多个围绕在膜反应器2周围的定日镜4；所述定日镜4用于将太阳光反射到膜反应器2上；所述膜反应器2包括底板，所述底板
21
上设置有环形外壁
25
；所述环形外壁
25
采用透明石英玻璃，所述环形外壁
25
内侧顶部设置有环形集气室
28
，所述环形集气室
28
上端设有导气管
29
；所述膜反应器2内插设有多个呈环形阵列分布的膜管
24
；所述膜管
24
内填充有生物质燃料；所述膜管
24
一端插入环形集气室
28
内，并与环形集气室
28
密封连接，另一端与底板
21
固定连接；所述膜反应器2中部转动设置有多棱柱反射镜
23
，所述多棱柱反射镜
23
顶端设置有扇叶
26
；所述扇叶
26
位于环形集气室
28
围成的空间内；所述底板
21
上开设有多个透气孔
22。
[0018]膜反应器2周围的定日镜4将太阳光反射到膜反应器2上，使膜反应器2周围受热均匀，不会出现光照死角；且以空气为加热介质，使膜反应器2内的膜管
24
能够均匀受热；基于热空气上升的原理，空气从透气孔
22
进入，空气中氧气经过膜分离进入膜管
24
内与生物质燃料进行反应生成氢气，加热后贫氧热空气从膜反应器2顶部排出，热空气排出时，带动扇叶
26
旋转，进而使多棱柱反射镜
23
发生旋转；定日镜4反射的太阳光一部分照射到膜管
24
的外侧面上，一部分从膜管
24
与膜管
24
之间的缝隙中穿过射到多棱柱反射镜
23
上，多棱柱反射镜
23
再将太阳光反射到膜管
24
的内侧面上，由于多棱柱反射镜<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置，其特征在于，包括膜反应器和多个围绕在膜反应器周围的定日镜；所述定日镜用于将太阳光反射到膜反应器上；所述膜反应器包括底板，所述底板上设置有环形外壁；所述环形外壁采用透明石英玻璃，所述环形外壁内侧顶部设置有环形集气室，所述环形集气室上端设有导气管；所述膜反应器内插设有多个呈环形阵列分布的膜管；所述膜管内填充有生物质燃料；所述膜管一端插入环形集气室内，并与环形集气室密封连接，另一端与底板固定连接；所述膜反应器中部转动设置有多棱柱反射镜，所述多棱柱反射镜顶端设置有扇叶；所述扇叶位于环形集气室围成的空间内；所述底板上开设有多个透气孔
。2.
如权利要求1所述的一种光热耦合作用下的膜反应器制氢装置，其特征在于，所述环形集气室的内环壁上设置有固定架，所述多棱柱反射镜的转轴两端分别通过轴承与固...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘郑堃，张广儒，金万勤，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：