[實用新型]一種太陽能氫氣制取裝置

有效

• 申請號: 201520599730.8
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN204848256U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 高鶴;張海風;張成;程繼盟;朱領軍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C01B3/32;F24J2/05;F24J2/08
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能氫氣制取裝置,特別涉及通過收集轉換太陽能來熱解生物質水溶液以制取氫氣等可燃氣體的裝置。

背景技術

氫氣作為一種高熱值、無污染的能源和重要的工業原料，目前人們采用的主要制氫方法有以下幾種:l、水電解法：將水電解為氫和氧，但是在電解過程中85%的電能被白白地浪費掉了，只有15%的電能體現在氫能上,目前只有4%的氫氣來源于水電解法。2、熱化學法：通過高溫熱解制氫,需要在3000℃的高溫下使水發生熱化學反應,生成氫氣和氧氣,雖然經過改進使熱解溫度降低到1000℃,但是該法仍然耗能較大。3、等離子化學法：將石油、天然氣、煤與水蒸氣反應生成水煤氣,然后將水煤氣和水蒸氣一同通過灼熱的氧化鐵(催化劑)生成二氧化碳和氫氣，經過氣體分離即可得到氫；目前有90%以上的氫氣通過這種方法制備。

但上述方法都存在耗能大且效率低的問題。如何利用廉價且易于獲取的太陽熱能，制取高品質的氫能源逐漸成為各方關注的焦點。

目前，又產生了一種新的制氫方式，即生物質溶液熱解制氫。生物質能（Biomassenergy）指存儲在生物質中的能量，如木頭、秸稈、植物油及各類工業廢棄物等，從化學組成角度看，生物質主要是C、H和O構成的高分子有機化合物，一般將其分為纖維素、半纖維素、木質素三大類。生物質在高溫環境下發生分子鍵的斷裂，能夠生成以CO、CO2、H2和CH4為主的氣體燃料，若以水蒸氣作為氣化劑，即可實現生物質的氣化反應，制備富氫燃氣。但在制備的過程中需要對生物質進行加熱，必然會需要大量熱能，而傳統的加熱方式會造成污染及浪費大量能源。

實用新型內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提出了一種太陽能氫氣制取裝置，通過收集轉換太陽能來熱解生物質水溶液以制取氫氣等可燃氣體，無污染、低能耗。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種太陽能氫氣制取裝置，包括加熱反應發生器，還包括用于支撐加熱反應發生器的支架和底座，所述支架能夠相對于底座轉動以及實現其自身的傾斜調節；所述加熱反應器具有安裝于支架頂面的密封雙層金屬箱，雙層金屬箱中盛裝有生物質水溶液；所述雙層金屬箱體中設有一個橫向放置的用于加熱生物質水溶液的真空鉭金屬空心橢圓球，通過不導熱支桿固連于雙層金屬箱的底面，鉭金屬空心橢圓球的頂部中心連接一能夠將太陽光引入球中的入光通道，入光通道的頂端穿過雙層金屬箱的頂面位于箱體的外部，入光通道的兩端均由石英玻璃密封，所述鉭金屬空心橢圓球的任一焦點設置熱電偶；所述雙層金屬箱上方平行于其頂面設有菲涅爾聚光透鏡。

所述雙層金屬箱的頂部設有泄壓出氣閥，下部的低側設有清洗出口，高側設有物料進口，外部包覆有隔熱泡沫。

所述支架包括立柱和安裝在立柱頂部的雙層支撐板，立柱底端與設于底座中心的支撐柱可轉動連接，上、下層支撐板之間由活動桿支撐，活動桿的長度不同，使上層支撐板處于向一側傾斜的狀態。

所述上、下層支撐板均設置為正方形，所述活動桿設置為四根，分別安裝在支撐板的四角；活動桿的兩端均通過活動鉸鏈與所述支撐板鉸接；所述活動桿的長度設置為兩種，其中兩個較長，另兩個較短。

所述支架設有能夠控制上層支撐板作傾斜度調節的傾斜控制裝置，包括一電機，安裝于電機輸出軸上的主動齒輪，以及與所述主動齒輪嚙合連接的從動齒輪，從動齒輪通過齒輪支架安裝在上層支撐板上，從動齒輪上設有偏離其中心設置的長軸，長軸的兩端分別與兩個較短的活動桿鉸接。

所述支架設有能夠控制其實現自動轉動的自動旋轉控制裝置，包括電機，安裝在電機軸上的主動齒輪，及以安裝在立柱上的從動齒輪，主動齒輪與從動齒輪通過鏈條傳動。

所述太陽能氫氣制取裝置還包括，能夠使支架追隨太陽自動轉動并自動調節其傾斜角度以使陽光始終保持垂直射入鉭金屬空心橢圓球內的太陽追蹤器，太陽追蹤器安裝在上層支撐板較低一邊中心的固定桿上，且分別與兩個電機、通過信號線連接。

所述上層支撐板的較高側邊的兩端設有固定桿，所述菲涅爾聚光透鏡通過固定桿與支架連接。

所述支架的立柱與下層支撐板的邊緣連接有加強肋條。

所述支架的立柱與底座的支撐柱通過軸承連接。

本實用新型的有益效果：通過收集轉換太陽能來熱解生物質水溶液以制取氫氣等可燃氣體，無污染、低能耗，在制取氫氣的過程中，該裝置能夠跟隨太陽的變化自動調節加熱反應發生器相對于太陽的位置，最大化的利用太陽能，提高制取效率。

附圖說明

附圖1為本實用新型的結構示意圖。