[發明專利]一種杭錦2#土分子篩儲氫裝置和使用方法

有效

• 申請號: 201210355257.X
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102849753A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 席北斗;賈璇;祝超偉;李鳴曉;夏訓峰;張列宇;趙穎
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于生物能源利用技術領域，具體地涉及一種杭錦2^#土儲氫分子篩儲氫裝置。

本發明還涉及上述杭錦2^#土儲氫分子篩的制備方法。

本發明還涉及上述儲氫裝置的使用方法。

背景技術

全球不可再生能源的日益枯竭和環境污染問題，對人類的生存和可持續發展構成了嚴重威脅，開發具有高附加值的清潔能源已成為研究熱點。氫氣作為高效、清潔、可再生的能源，受到人們的日益關注。

氫能源體系主要包括氫的生產、儲存與運輸、應用等三個環節，其中氫的儲存是關鍵，也是目前氫能應用的技術瓶頸。氫能的儲存方法可以分為三種：

(1)氣體氫儲存技術，即將氫氣壓縮后存儲在高壓容器中，但是鋼瓶儲存氫氣的容積小、儲氫量小，并且有爆炸的危險；

(2)液態氫儲存技術，即將氫氣液化后存儲在絕熱容器中，缺點是液體儲存箱非常龐大，需要極好的絕熱裝置來隔熱，并且容易滲漏；

(3)固體氫儲存技術，即氫氣與儲氫材料通過物理或化學的方式相結合的固體儲氫方式，能有效克服氣、液兩種儲存方式的不足，而且儲氫體積密度大、安全度高、運輸方便、操作容易。因此，固體儲氫引起了人們特別的關注，成為目前研究的熱點。

然而，目前固體儲氫技術的研究主要集中在新材料的發現或對原有材料的改性方面，規模化或產業化的高吸附固體儲氫裝置還鮮有報道。開發便攜、安全、穩定、高效的固體儲氫裝置，實現固體儲氫技術的工業化應用是亟待解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、布局合理、占地面積小，既可以高效儲氫，又可實現快速放氫，長期循環利用的杭錦2^#土分子篩儲氫裝置。

本發明的又一目的在于提供一種杭錦2^#土分子篩的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述儲氫裝置的使用方法。

為實現上述目的，本發明提供的杭錦2^#土分子篩儲氫裝置，主要結構為：

一裝置外殼，該外殼內部為儲氫室，儲氫室內填充有儲氫材料；

所述儲氫材料為杭錦2^#土儲氫分子篩與下列材料中的一種分層裝填在儲氫室內：

碳納米管、鎂基儲氫材料、鋯系儲氫材料、稀土系儲氫材料、玻璃微球儲氫材料；

該裝置外殼的兩側各開設有與儲氫室相通的進氣口和排氣口，進氣口和排氣口之間通過三通電磁閥與循環通氣管道連接。

所述的儲氫裝置，其中，儲氫裝置為雙層結構，裝置外殼的側面設有可開啟的有機玻璃窗口，便于對儲放氫控制。

所述的儲氫裝置，其中，儲氫室的頂部為可開啟式密封蓋，蓋上安裝有壓力控制系統，所述壓力控制系統包括壓力表和壓力調節器。

所述的儲氫裝置，其中，進氣口開設在儲氫室的下部，排氣口開設在儲氫室的上部，中間由循環通氣管道相連。

所述的儲氫裝置，其中，循環通氣管道由排氣口、進氣口、通氣管道和三通電磁閥組成。排氣口和進氣口各安裝有三通和電磁閥，通過電磁閥的換向實現氫氣儲存和釋放的循環。

所述的儲氫裝置，其中，壓力控制系統和三通電磁閥連接于控制面板上。

所述的儲氫裝置，其中，儲氫材料分層裝填厚度比為0.5∶1-5∶1，裝填量為儲氫室容積的10-80％。

本發明的用于儲氫材料的杭錦2^#土儲氫分子篩的制備方法：

1)將杭錦2^#土與NaOH-KOH溶液攪拌均勻，添加Na₂SiO₃·9H₂O使原料的硅鋁摩爾比為1-9；NaOH∶KOH的摩爾比為1∶1-1∶15；

2)上述原料溶解后置于反應釜中，加熱攪拌；反應條件為陳化溫度50-80℃陳化后，90-150℃晶化；

3)過濾分離得到結晶固相產物，并用水洗滌至中性，烘干即得到杭錦2^#土儲氫分子篩。

本發明的儲氫裝置的使用方法：

1)儲氫操作，關閉排氣口，打開出氣循環和進氣口，氫氣經進氣口進入儲氫室后，被儲氫材料吸收，未被吸收的氫氣經循環系統返回進氣口，與進氣口氫氣一并進入儲氫裝置繼續儲存，至儲氫裝置內壓力達到設計值時，關閉進氣口，結束儲氫過程；

2)氫氣使用時，開啟排氣口，關閉出氣循環、進氣循環和進氣口，使儲氫室壓力釋放，放出氫氣，至儲氫室壓力降至設計值時關閉排氣口，再重復儲氫操作。