以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，包括氢气发生器、渣液沉积罐和液体循环泵，渣液沉积罐内设有滤渣网，滤渣网将渣液沉积罐分成上下两部，氢气发生器的下方与渣液沉积罐的下部通过流渣管导通，渣液沉积罐的上部与氢气发生器通过液体吹渣管导通，液体循环泵设置在液体吹渣管上。本实用新型专利技术提供的一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统制氢的成本与压缩氢及液氢存贮的成本相当，并且比燃料重整技术的成本要低，水解反应唯一的副产物NaBO2对环境无害，回收后可直接用作防腐剂、显影促进剂和阻燃剂等；更重要的是，NaBO2还可以用作合成NaBH4的原料，从而实现资源的循环利用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统
本技术属于能源领域，尤其涉及一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统。
技术介绍
在利用硼氢化钠的历史中，其研究和发展深受军事因素、经济因素、环境因素等条件的综合影响，硼氢化钠制氢技术的深入研究，将促使便携式能源装置如燃料电池的应用变得更加广泛。NaBH4是在1942年被诺贝尔奖获得者布朗(Herbert C.rown)和他的导师发现的，最初被作为还原剂被使用。美国国防部因军事需要推动着对硼氢化钠的研究，随后的试验也证明利用NaBH4生产氢气是可行的。在1962年前后，Davis, Bromels和Kibby, Mesmer和Jolly等对使用酸催化NaBH4水解的反应动力学机理作了研究。布朗教授等又探讨了钼、钌、铑等金属盐对NaBH4水解的催化性能，使人们认识到NaBH4不仅可作还原剂，还可以用来制取氢气。因为第二次世界大战的原因使硼氢化钠制取氢气带有较浓的军事色彩，它的应用研究因军方的涉入而具有保密性。1966—1999年期间Holbrook和Twist利用氢的同位素分析法，发现产生的氢气中约一半源自水一半源自NaBH4。Kaufman和Sen承担了一项新任务将NaBH4用作氢氧燃料电池的氢源，同时对含氧酸等酸催化剂和过渡金属及其盐催化剂作了研究。可以认为正是这项研究启迪着硼氢化钠制氢技术与燃料电池结合的开发工作。进入新世纪，环境保护和绿色经济等因素推动着硼氢化钠制氢技术快速发展，硼氢化钠水解制氢技术逐渐受到各国研究者的重视，反应副产物偏硼酸钠的循环应用等关键方面取得了大量成果，为硼氢化钠水解制氢技术的应用准备了条件。在我国，随着国民经济的发展，对能源品质的要求越来越高，其中工农业、商业以及人民生活对氢能这种清洁能源的需求也越发增大。由于硼氢化钠既是储能体又是安全的储氢体，人们对其的关注和研究越来越多。为了提高反应效率和获得最大的氢气量，需努力改进制氢反应器的设计和选择最佳运行条件，降低反应副产物的结合水以及实现副产物偏硼酸钠的循环利用，特别是硼氢化钠的低成本制造问题。要真正达到实用化，尚有大量的难题需要攻克。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种水解制氢系统。为实现上述目的，本技术提供一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，包括氢气发生器、渣液沉积罐和液体循环泵，所述渣液沉积罐内设有滤渣网，所述滤渣网将所述渣液沉积罐分成上下两部，所述氢气发生器的下方与所述渣液沉积罐的下部通过流渣管导通，所述渣液沉积罐的上部与所述氢气发生器通过液体吹渣管导通，所述液体循环泵设置在所述液体吹渣管上。优选地，在所述氢气发生器上部设有促进剂投料口。优选地，在所述液体吹渣管上设有催化剂水溶液加入口。优选地，在所述氢气发生器的顶部开设有氢气供给口。优选地，在所述促进剂投料口处设置有投料闸门和与所述投料闸门通信连接的闸门控制器。优选地，在所述氢气发生器下方与所述流渣管接口处设有排渣闸门和与所述排渣闸门通信连接的闸门控制器。优选地，在所述渣液沉积罐底部设置有排渣口。本技术提供的一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统制氢的成本与压缩氢及液氢存贮的成本相当，并且比燃料重整技术的成本要低，水解反应唯一的副产物NaBO2对环境无害，回收后可直接用作防腐剂、显影促进剂和阻燃剂等；更重要的是，NaBO2还可以用作合成NaBH4的原料，从而实现资源的循环利用。【附图说明】图1为本技术以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统的结构示意图。图中:1-氢气发生器，2-渣液沉积罐，3-液体循环泵，4-促进剂投料口，5-投料闸门，6-闸门控制器，7-流渣管，8-滤渣网，9-液体吹渣管，10-排渣闸门，11-渣门控制器，12-氢气供给口。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步的说明:请参考图1，图1为本技术以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统的结构示意图。在一种【具体实施方式】中，本技术提供的一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，包括氢气发生器1、渣液沉积罐2和液体循环泵3，所述渣液沉积罐2内设有滤渣网8，所述滤渣网8将所述渣液沉积罐2分成上下两部，所述氢气发生器I的下方与所述渣液沉积罐2的下部通过流渣管7导通，所述渣液沉积罐2的上部与所述氢气发生器I通过液体吹渣管9导通，所述液体循环泵3设置在所述液体吹渣管9上。在所述氢气发生器I上部设有促进剂投料口 4。在所述液体吹渣管9上设有催化剂水溶液加入口。在所述氢气发生器I的顶部开设有氢气供给口 12。在所述促进剂投料口 4处设置有投料闸门5和与所述投料闸门5通信连接的闸门控制器6。在所述氢气发生器I下方与所述流渣管7接口处设有排渣闸门10和与所述排渣闸门10通信连接的闸门控制器6。在所述渣液沉积罐底部设置有排渣口。以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统的工作原理:开启液体循环泵3，通过催化剂水溶液加入口内供给催化剂水溶液，液体循环泵3将催化剂水溶液泵入到氢气发生器I内；通过促进剂投料口 4向氢气发生器I内投入促进剂硼氢化钠NaBH4,促进剂硼氢化钠通过含有催化剂的水溶液催化发生化学反应，通过化学反应制取高纯度99.99%氢气，反应过程中通过闸门控制器6控制投料闸门5的开启并借此控制硼氢化钠促进剂的加入量和加入速度来控制产氢速度和产氢量，产生的氢气通过氢气供给口 12排出储存或者供其他车间使用。在水解制氢系统运行过程中产生的残渣为偏硼酸钠NaBO2,偏硼酸钠残渣及反应后的水溶液通过排渣闸门10的开启从流渣管7流进渣液沉积罐2的下部，排渣闸门10的开启和关闭由渣门控制器11控制，通过一些环保的技术可以将偏硼酸钠回收，可以在本水解制氢系统中再利用和应用到其它化工行业当中，当应用其他化工行业当中时，只需将渣液沉积罐2内的液体从排渣口内排出收集后经过一些处理后即可使用；当对其进行再利用时，随着偏硼酸钠从氢气发生器I内的注入，渣液沉积罐2内的水溶液液位逐渐增高并超过滤渣网8，滤渣网8将水溶液内的残渣滤过，仅留不含残渣的水溶液进入渣液沉积罐2的上部，这部分溶液通过液体循环泵3的泵吸从新注入到氢气发生器I内再次进行化学反应，且这部分溶液在进入到液体循环泵3之前与催化剂水溶液加入口内加入的催化剂水溶液按照一定配比进行混合，并在再次进入到氢气发生器I时，使这部分水溶液内残余的硼氢化钠再次利用。NaBH4质量分数最大值可达34.4% (25 °C )左右，即I升30%的NaBH4溶液能释放67g氢气。一般，NaBH4理论最大储氢率10.8%(质量分数)是按如下计算的:NaBH4+2H20 — NaB02+4H2+300kJ, t=260°C在实际的反应中更多见的产物除了氢气之外主要是下列含水的物质，如=NaBO2 ? 4H20、NaBO2 ? 2H20 和 NaBO2 ? H20。它们的生成反应方程式为:(l)NaBH4+6H20 — NaBO2 ? 4H20+4H2, t<65°C，AH 0=-272.4kJ/mol-lNaBH4 (2) NaBH4+4H20 — NaBO2 ? 2H20+4H2, t=65°C，AH o=-250.lkJ/mol_lNaBH4(3) NaBH4+3H20 — NaBO2 ? H20+4H2,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，其特征在于，包括氢气发生器、渣液沉积罐和液体循环泵，所述渣液沉积罐内设有滤渣网，所述滤渣网将所述渣液沉积罐分成上下两部，所述氢气发生器的下方与所述渣液沉积罐的下部通过流渣管导通，所述渣液沉积罐的上部与所述氢气发生器通过液体吹渣管导通，所述液体循环泵设置在所述液体吹渣管上。

【技术特征摘要】
1.一种以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，其特征在于，包括氢气发生器、渣液沉积罐和液体循环泵，所述渣液沉积罐内设有滤渣网，所述滤渣网将所述渣液沉积罐分成上下两部，所述氢气发生器的下方与所述渣液沉积罐的下部通过流渣管导通，所述渣液沉积罐的上部与所述氢气发生器通过液体吹渣管导通，所述液体循环泵设置在所述液体吹渣管上。2.根据权利要求1所述的以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，其特征在于，在所述氢气发生器上部设有促进剂投料口。3.根据权利要求1所述的以硼氢化钠为促进剂的水解制氢系统，其特征在于，在所述液体吹渣管上设有催化剂水溶液加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李增民，李宝成，
申请(专利权)人：佳昊新能源投资有限公司，
类型：实用新型
国别省市：