[發(fā)明專利]一種制氫系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710515200.4
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107285276A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張旭東;鄧中山;劉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: C01B3/34
• 分類號: C01B3/34;C01B3/10;C01B3/02;C01B13/02
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

1.一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，包括：

集熱機構(gòu)(1)，所述集熱機構(gòu)(1)包括集熱器(11)和液態(tài)金屬管道(12)，所述液態(tài)金屬管道(12)與所述集熱器(11)相連，所述集熱器(11)用于吸收熱量，所述液態(tài)金屬管道(12)內(nèi)填充有液態(tài)金屬；

制氫機構(gòu)(3)；

換熱器(2)，所述換熱器(2)分別與所述制氫機構(gòu)(3)和液態(tài)金屬管道(12)連接。

2.如權(quán)利要求1所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱機構(gòu)(1)還包括液態(tài)金屬泵(15)和液態(tài)金屬儲液罐(13)，所述液態(tài)金屬泵(15)和液態(tài)金屬儲液罐(13)均設(shè)于所述液態(tài)金屬管道(12)；

所述制氫機構(gòu)(3)包括反應(yīng)器(17)，所述反應(yīng)器(17)能夠通過所述換熱器(2)與所述液態(tài)金屬管道(12)換熱。

3.如權(quán)利要求2所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括儲氣罐(19)，所述制氫機構(gòu)(3)還包括金屬儲存罐(16)和儲氫罐(18)，所述金屬儲存罐(16)的一端、儲氣罐(19)和反應(yīng)器(17)均與所述換熱器(2)的第一換熱管連接，所述金屬儲存罐(16)的另一端通過所述反應(yīng)器(17)與所述儲氫罐(18)連接，所述液態(tài)金屬管道(12)與所述換熱器(2)的第二換熱管連接。

4.如權(quán)利要求3所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(2)還設(shè)有甲烷入口(20)。

5.如權(quán)利要求1所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括液態(tài)金屬分離器(14)，所述換熱器(2)為混合接觸式換熱器，所述液態(tài)金屬分離器(14)設(shè)于所述換熱器(2)處。

6.如權(quán)利要求1所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述液態(tài)金屬為鎵基合金、銦基合金、錫基合金、鉍基合金、銅基合金、鋰合金、鎘-鉍合金、錫-鉍合金、鉍-鋅合金、鈣-銅合金、鉛鉍合金中的至少一種。

7.一種制氫方法，其特征在于，包括：

集熱器收集熱量傳遞給液態(tài)金屬管道的液態(tài)金屬；

液態(tài)金屬通入換熱器，給制氫機構(gòu)提供反應(yīng)所需的熱量，制氫機構(gòu)獲得熱量后制氫。

8.如權(quán)利要求7所述的制氫方法，其特征在于，所述給制氫機構(gòu)提供反應(yīng)所需的熱量，制氫機構(gòu)獲得熱量后制氫為：在反應(yīng)器中通入甲烷和水，與第二換熱管中的液態(tài)金屬換熱后產(chǎn)生氫氣和一氧化碳。

9.如權(quán)利要求7所述的制氫方法，其特征在于，所述給制氫機構(gòu)提供反應(yīng)所需的熱量，制氫機構(gòu)獲得熱量后制氫為：反應(yīng)器中通入水，第一換熱管中填充有金屬氧化物，與第二換熱管中的液態(tài)金屬換熱后，產(chǎn)生金屬和氧氣，氧氣由儲氣罐收集；

金屬通過金屬儲存罐與反應(yīng)器中的水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，并由儲氫罐收集，產(chǎn)生的金屬氧化物通入第一換熱管。

10.如權(quán)利要求7所述的制氫方法，其特征在于，所述給制氫機構(gòu)提供反應(yīng)所需的熱量，制氫機構(gòu)獲得熱量后制氫為：反應(yīng)器中通入水，第一換熱管中填充有金屬氧化物和甲烷，與第二換熱管中的液態(tài)金屬換熱后，產(chǎn)生金屬和燃料氣，燃料氣由儲氣罐收集；

金屬通過金屬儲存罐與反應(yīng)器中的水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，并由儲氫罐收集，產(chǎn)生的金屬氧化物通入第一換熱管。