[實用新型]一種硼氫化物制氫過程中的氫氣凈化系統

無效

• 申請號: 200820300108.2
• 申請日: 2008-01-18
• 公開（公告）號: CN201158589Y
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 肖鋼;王玉曉
• 申請（專利權）人: 漢能科技有限公司
• 主分類號: C01B3/52
• 分類號: C01B3/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種硼氫化物制氫過程中的氫氣凈化系統，具體地講是涉及一種硼氫化物制氫過程中的多重氫氣凈化系統。

背景技術

氫是一種清潔燃料，因為其可以在氫氣消耗裝置如燃料電池或者內燃機中與氧氣反應產生能量和水，在反應中沒有其它副產物，因此，使用氫作為燃料有效的解決了使用石油燃料時伴隨的環境問題。但是，如何安全、有效的存儲氫氣一直是技術人員在努力解決的問題，許多氫載體包括烴、金屬氫化物和化學氫化物都被視為氫儲存和供應系統，例如堿金屬氫化物、堿金屬鋁氫化物和堿金屬硼氫化物。其中硼氫化物是一種高儲氫含量的材料，既能催化水解釋放氫氣作為高容量、高純氫源材料，又可直接通過電化學方式作為高容量負極材料，在典型的多相催化體系中，硼氫化物和水產生氫氣和硼酸鹽的化學計量反應可以用下面的化學反應表示：

MBH₄-2H₂O→4H₂-MBO₂

其中，M可以是Na、K、Li等堿金屬。

硼氫化鈉極易水解，即使在常溫下，硼氫化鈉溶液也會很快水解掉一半。因此，為了使硼氫化鈉能夠在現實生活中得到應用，平時必須將其保持在強堿性溶液中。其余的硼氫化物也都必須保持在強堿性溶液中。硼氫化鈉水解是一個放熱反應，每產生1molH₂放出75kJ熱量，從而使得反應液的溫度升高。在較高的溫度下，生成的氫氣會將溶液中的堿液帶出。如果不除掉氫氣中的堿性雜質，則會對燃料電池的電堆造成損害，縮短了電堆的使用壽命。

美國專利US715033B2公開了一種氫氣發生器系統，該系統包括一個或多個可滲透膜，其使得氫氣可以通過該膜而阻止水溶液通過該膜。該系統雖然在一定程度上解決了燃料電池的除堿問題，但是膜兩側有較大的壓力差，對氫氣發生器的材質和密封有較高的要求。因為膜兩側大的壓差，增加了硼氫化物反應液單獨依靠重力流入反應器的難度。另外可滲透膜容易污堵，需要定期清理和更換，不易于日常維護。

實用新型內容

本實用新型提供了一種硼氫化物制氫過程中的氫氣凈化系統，結構緊湊，使用和更換方便，能有效除掉硼氫化物水解所產生氫氣中夾帶的堿液，可大規模應用于燃料電池等領域。

本實用新型采用如下技術方案：

一種硼氫化物制氫過程中的氫氣凈化系統，包括洗液池、氫氣出口、設置于洗液池上部的氫氣入口，所述氫氣凈化系統還包括除霧裝置、固體除堿裝置，洗液池上部與除霧裝置的下部連通，除霧裝置的上部與固體除堿裝置的下部連通，氫氣出口設于固體除堿裝置的上部。

所述氫氣凈化系統可以為合體裝置，洗液池設于所述氫氣凈化系統的底部，洗液池上方由下到上依次為除霧裝置和固體除堿裝置。

所述氫氣凈化系統也可以為分體裝置，洗液池上部與除霧裝置的下部、除霧裝置的上部與固體除堿裝置的下部為氣路連接。

所述洗液池中洗液為酸或水。

所述除霧裝置為間錯擋板、絲網、折流板、旋流板、蛇型板、波紋板中的一種。

所述固體除堿裝置設有多孔支撐層，多孔支撐層上設有除堿劑。

所述多孔支撐層為多孔板或絲網。

所述除堿劑為分子篩、脫脂棉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、活性炭、變色硅膠和FeCl₃-6H₂O中的一種或其中幾種的混合物。

所述分子篩為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、13X?HP分子篩、13X?PG分子篩、13XAPG分子篩、XH-5分子篩中的一種或其中幾種的混合物。

操作時，含堿的氫氣通過氫氣入口進入洗液池，經酸洗或水洗，脫除部分堿，然后上升或通過氣路進入除霧裝置，氣體和氣體中夾帶的霧狀液滴由于慣力的不同，存在著相對運動，在重力和離心力的作用下，液滴冷凝聚集，沉落至除霧裝置的底部，凈化后的氣體繼續上升或通過氣路進入固體除堿裝置，通過多孔支撐層上的除堿劑繼續脫除堿，得到純凈的氫氣并從氫氣出口排出。

如多孔支撐層和除霧裝置皆為絲網時，可合為一體。

本實用新型提供的硼氫化物制氫過程中的氫氣凈化系統，結構緊湊，通過設置洗液池、除霧裝置以及固體除堿裝置，可以有效的去除氫氣中夾帶的堿液，使氫氣得到凈化，并達到2％的相對濕度，減少了堿液對燃料電池等產品的損害；另外，洗液池中的酸或水以及固體除堿裝置中的除堿劑可以根據需要，方便的更換和清洗，易于日常維護，可大規模應用于燃料電池等領域。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種實施方式的剖面圖；

圖2是本實用新型的另一種實施方式的剖面圖；