【技术实现步骤摘要】
本专利技术属燃料电池—氢气的制备与应用，涉及硼氢化钠制氢系统，具体指是一种带有冷却系统的nabh4溶液喷雾式设备。
技术介绍
1、质子交换膜(pem)燃料电池是将储存于氢气中的化学能直接转化为电能的装置，具有结构简单、高效清洁，启动温度低，安静无噪音等优点，是汽车、通信基站和便携式移动电子设备等动力电源的优先选择。但是，高昂的储氢成本、未能及时配套加氢基础设施严重阻碍了燃料电池汽车的商业化进程。
2、氢气作为能源载体，可通过化学、生物或者电解方式来制取。硼氢化钠水解制氢，是目前现场制氢供氢中的热点技术，具有很多优点，如：原料产物环境友好，不排放含碳和含氮的有害气体；储氢量高；储存、使用安全，运载方便；制备的氢气纯度高，不会造成燃料电池电极催化剂的毒化；能量利用率高，不需要外加能量就可以把nabh4及一部分水中的氢释放出来。
3、目前nabh4溶液水解制氢体系中存在反应原料nabh4反应不充分，氢气释放量低、反应温度失控、副产物难清除等一系列的问题。比如，中国专利cn202120567345.0公开的一种硼化氢钠溶液水解制氢系统，nabh4溶液水解制氢是一种放热反应，产生大量的热，随着nabh4溶液持续性加入和水解制氢反应的不断进行，反应罐中的温度也随之持续上升，达到约100℃的高温，使反应体系的温度过高导致溶液爆沸，致使安全生产事故和人员伤害，这些问题阻碍了硼氢化物现场制氢技术在便携式燃料电池电源设备和燃料电池汽车的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是一种带有冷却系统的nabh4溶液喷雾式设备，包括nabh4溶液存储罐、制氢反应罐、冷却装置；所述nabh4溶液存储罐，用于存储nabh4溶液，并向所述制氢反应罐中输送nabh4溶液；所述制氢反应罐，用于nabh4水解制氢；所述冷却装置设置于所述制氢反应罐外周，通过与所述制氢反应罐中热交换，降低所述制氢反应罐中温度。
3、优选地，所述冷却装置包括壳体，所述壳体位于所述制氢反应罐外周，所述壳体与所述制氢反应罐罐壁之间形成中空结构，在所述冷却装置的壳体相对应的两侧分别开设有冷却液进液端以及冷却液出液端，所述冷却液从冷却液进液端进入所述中空结构中，从所述冷却液出液端流出所述中空结构，形成冷却通路。
4、优选地，在所述制氢反应罐中设置有可转动的催化剂反应床，对应所述催化剂反应床设置有喷淋装置，所述喷淋装置与所述nabh4溶液存储罐连通，所述喷淋装置向所述催化剂反应床喷淋nabh4溶液。
5、优选地，所述喷淋装置与所述nabh4溶液存储罐连通的管道上设置有数字流速控制器。
6、优选地，所述催化剂反应床包括具有反应床体，在所述反应床体上固定设置有催化剂，所述反应床体可转动地设置在所述制氢反应罐中。
7、优选地，所述反应床体的材质为多孔的金属材料或多孔的塑料材料，所述反应床体的材质具有热传导性能、憎水性、不吸附氢气、且耐碱腐蚀性能。
8、优选地，所述催化剂为担载型或非担载型的贵金属、非贵金属或非金属催化剂。
9、优选地，所述催化剂为碳载或分子筛担载的pt、ru、co，ni催化剂中任意一种。
10、优选地，在所述制氢反应罐中底部设置有副产物收集槽，所述副产物收集槽贴合内壁设置。
11、本专利技术通过在nabh4溶液水解制氢反应的反应罐外壁设置的高效的冷却装置，能够迅速有效降低制氢反应罐温度。
12、在制氢反应罐中的催化剂反应床的上方配备一个nabh4溶液的喷淋装置，实现从催化剂反应床的上方喷淋nabh4溶液，提高nabh4溶液与催化剂反应床的有效接触效率，保证nabh4溶液的完全反应。
13、通过设置高精度的数字流速控制器，可以精确控制喷淋的溶液流速、流量。使反应过程中nabh4溶液的物质的量能够被精确计量和监控，最大限度提高nabh4溶液的利用率和副产物脱离催化剂表面的速率，确保nabh4溶液和催化剂持续性接触，以及催化剂活性恒定，从而实现制氢反应过程中反应速率、氢气产量按需可控。
14、通过高速旋转的催化剂反应床，利用离心力、气体压力以及重力作用实现反应副产物nabo2从催化剂表面的快速分离，最终实现nabh4溶液的氢气释放量达到理论的高效值。
15、通过在制氢反应罐底部设置副产物收集槽，实现副产物的收集。
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1.一种带有冷却系统的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，包括NaBH4溶液存储罐、制氢反应罐、冷却装置；
2.根据权利要求1所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述冷却装置包括壳体，所述壳体位于所述制氢反应罐外周，所述壳体与所述制氢反应罐罐壁之间形成中空结构，在所述冷却装置的壳体相对应的两侧分别开设有冷却液进液端以及冷却液出液端，所述冷却液从冷却液进液端进入所述中空结构中，从所述冷却液出液端流出所述中空结构，形成冷却通路。
3.根据权利要求1所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，在所述制氢反应罐中设置有可转动的催化剂反应床，对应所述催化剂反应床设置有喷淋装置，所述喷淋装置与所述NaBH4溶液存储罐连通，所述喷淋装置向所述催化剂反应床喷淋NaBH4溶液。
4.根据权利要求3所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述喷淋装置与所述NaBH4溶液存储罐连通的管道上设置有数字流速控制器。
5.根据权利要求3所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述催化剂反应床包括具有反应床体，在所述反应床体上固定设置有催化剂，
6.根据权利要求5所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述反应床体的材质为多孔的金属材料或多孔的塑料材料，所述反应床体的材质具有热传导性能、憎水性、不吸附氢气、且耐碱腐蚀性能。
7.根据权利要求5所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述催化剂为担载型或非担载型的贵金属、非贵金属或非金属催化剂。
8.根据权利要求7所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述催化剂为碳载或分子筛担载的Pt、Ru、Co，Ni催化剂中任意一种。
9.根据权利要求1所述的NaBH4溶液喷雾式设备，其特征在于，在所述制氢反应罐中底部设置有副产物收集槽，所述副产物收集槽贴合内壁设置。
...【技术特征摘要】
1.一种带有冷却系统的nabh4溶液喷雾式设备，其特征在于，包括nabh4溶液存储罐、制氢反应罐、冷却装置；
2.根据权利要求1所述的nabh4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述冷却装置包括壳体，所述壳体位于所述制氢反应罐外周，所述壳体与所述制氢反应罐罐壁之间形成中空结构，在所述冷却装置的壳体相对应的两侧分别开设有冷却液进液端以及冷却液出液端，所述冷却液从冷却液进液端进入所述中空结构中，从所述冷却液出液端流出所述中空结构，形成冷却通路。
3.根据权利要求1所述的nabh4溶液喷雾式设备，其特征在于，在所述制氢反应罐中设置有可转动的催化剂反应床，对应所述催化剂反应床设置有喷淋装置，所述喷淋装置与所述nabh4溶液存储罐连通，所述喷淋装置向所述催化剂反应床喷淋nabh4溶液。
4.根据权利要求3所述的nabh4溶液喷雾式设备，其特征在于，所述喷淋装置与所述nabh4溶液存储罐连通的管道上设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵新生，师中语，李笑笑，刘飒，魏永生，
申请(专利权)人：江苏意铭燃动新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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