[發(fā)明專利]紫外線光堆

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110288757.1
• 申請(qǐng)日: 2011-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN102424357B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張立永
• 主分類號(hào): C01B3/04
• 分類號(hào): C01B3/04;C01B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種能將水蒸氣轉(zhuǎn)變成氫氣和氧氣的裝置，尤其是利用博大而不規(guī)則的風(fēng)電能，將貧能態(tài)的水大量的變成富能態(tài)的氫的裝置。

背景技術(shù)

紫外線光堆有時(shí)也簡(jiǎn)稱為光堆。經(jīng)過檢索沒有發(fā)現(xiàn)相同或相近的發(fā)明，在世面上和英特網(wǎng)上也沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相似或相近的產(chǎn)品；但本發(fā)明受益于現(xiàn)代科學(xué)，尤其是人工光源中的紫外線燈和光化學(xué)反應(yīng)中的光觸媒，各種新材料、信息技術(shù)；這些新技術(shù)新材料正是本發(fā)明的技術(shù)基礎(chǔ)。目前為止，人們從水中得到氫氣和氧氣主要是靠電解，利用電解水制氫有許多不足，最主要的是這種方法生產(chǎn)氫氣得率太低，耗能過大，無法實(shí)用化。本發(fā)明是南極風(fēng)車的后續(xù)系列發(fā)明，它是將南極風(fēng)車產(chǎn)生的強(qiáng)大電能進(jìn)行大量而高效轉(zhuǎn)化后，成為對(duì)水分子起作用的人工紫外線能，在光堆內(nèi)水分子高效的被分解，分解后，對(duì)氫氣的純化回收也極其簡(jiǎn)便有效，整個(gè)發(fā)明自始至終一直遵循零污染，低耗能、高效率的設(shè)計(jì)理念。

本發(fā)明的目的在于提供一種高效率、長(zhǎng)壽命、便維護(hù)、好管理、所產(chǎn)氣體純度高、安全性好的紫外線光堆裝置。本發(fā)明的名稱為紫外線光堆，它之所以稱之為堆，是因?yàn)檠b置本身就具有堆疊結(jié)構(gòu)，更重要的是在實(shí)際使用中。每一個(gè)紫外線光堆又可作為一個(gè)產(chǎn)氫單元進(jìn)行大量堆疊組合，構(gòu)成一個(gè)分解水制氫的車間乃至制氫的工廠，并且每一個(gè)紫外線光堆的工作都由計(jì)算機(jī)定量管理，它的光化學(xué)反應(yīng)面積極其巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠利用強(qiáng)大而不規(guī)則的風(fēng)電能量將貧能態(tài)的水變成富能態(tài)的氫，同時(shí)又將所分解產(chǎn)物進(jìn)行高效、高純分離的裝置。生產(chǎn)氫氣的工作實(shí)行大量的光堆堆疊組合的群組方式，并且有計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程與風(fēng)電能的動(dòng)態(tài)匹配。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的紫外線光堆由光堆堆體、光堆芯、堆芯徑向電場(chǎng)、前端蓋、后端蓋、能量節(jié)約和回收系統(tǒng)、電子資訊管理系統(tǒng)組成。其中光堆堆體是整個(gè)光堆的主體，它提供了所有解氫單元堆芯的骨架和分解產(chǎn)物的回收?qǐng)鏊９舛讯研景惭b在光堆堆體的堆管內(nèi)；為了協(xié)助光堆堆芯內(nèi)的其他裂解因素更有效的分解水分子并且高效的分離氫氣，每個(gè)光堆堆芯內(nèi)都設(shè)有一個(gè)徑向撕拉電場(chǎng)；前端蓋和后端蓋分別安裝在光堆堆體的前端和后端；保溫層是光堆的節(jié)能措施，覆設(shè)在光堆外圍，同時(shí)，在氫氣和氧氣輸出上還進(jìn)行熱量交換回收；在光堆的原料入口和產(chǎn)物出口以及排污口都設(shè)有具有信息偵測(cè)和執(zhí)行能力的資訊閥門，它們都與計(jì)算機(jī)相聯(lián)；光堆在工作中實(shí)行堆疊群組，顯示了光堆作為一個(gè)工作單元的靈活性和高效性。

此紫外線光堆堆體是一個(gè)具有前后兩個(gè)相互平行端面的箱體，在兩端面上平行于箱體軸線開有許多對(duì)應(yīng)通孔，光堆堆管穿過前后端面的對(duì)應(yīng)孔，使所有堆管都平行于光堆軸線，并且光堆堆管和光堆堆體的連接處實(shí)行嚴(yán)密焊接；在光堆內(nèi)部除去堆管所占體積外，其余空間都為光堆的氫氣回收腔空間，光堆的回收腔空間與光堆堆管內(nèi)空間有堆管壁上的微孔相通，除堆管壁上的微孔通道外，光堆的回收腔空間不和光堆堆管內(nèi)空間存在其它通道，堆管內(nèi)壁采取精加工是為了保障徑向和軸向尺寸的精密穩(wěn)定，有利于氫篩的使用壽命和光堆的性能穩(wěn)定；堆管內(nèi)壁的磨砂處理是為了使溢出氫篩的氫氣能及時(shí)到達(dá)光堆的回收腔；制造光堆的材料必須是具有抗氫脆、抗氫滲、抗水汽腐、抗氧化、熱穩(wěn)定性極好的高級(jí)不銹鋼材料制成。

此紫外線光堆堆芯是一個(gè)多層同心套組的層狀結(jié)構(gòu)體，不同功能的芯層進(jìn)行搭配，同心安裝在光堆堆管內(nèi)，從而形成對(duì)水分子起分解作用的堆芯。堆芯的正中是紫外線發(fā)生裝置，也就是紫外線燈管，它縱慣堆芯，兩端有支架支撐，使燈管在光堆堆管中保持居中狀態(tài)；在紫外線發(fā)生器的外圍設(shè)有一個(gè)陽極柵，它是一個(gè)金屬絲焊接體；在陽極柵的外圍設(shè)有一定厚度的光觸媒層，光觸媒層呈絲綿狀，疏密程度由內(nèi)而外徑向漸變，有利于增大光反應(yīng)面積；在光觸媒層的最外層設(shè)有氫篩，氫篩是堆芯與堆體回收腔的唯一選擇性隔層，氫篩可以是具有一定晶格間隙的合金或一種復(fù)合鈀管，也可以是多元金屬和非金屬的復(fù)合體，還可以是高能粒子加工品，又可以是具有只讓氫分子或氫原子通過的高分子選擇透膜，在氫篩的作用下，氧、水被隔離，氫氣從堆芯排向光堆回收腔；氫篩縱慣堆管芯，兩端有氫篩篩口，氫篩篩口是氫篩的加強(qiáng)體和支架，氫篩端口的外端面和光堆堆端面齊平，他和絕緣層以及堆管內(nèi)壁形成精密密封，水分子和氫分子不能從此連接處通過；在氫篩外壁和堆管內(nèi)壁間墊有一層通氣的絕緣材料，絕緣材料層的存在有利于堆芯內(nèi)陽極柵與堆管內(nèi)壁間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，氫篩內(nèi)壁和外壁產(chǎn)生電勢(shì)差；絕緣層輔墊于整個(gè)氫篩的外壁和堆管的內(nèi)壁之間。