[發(fā)明專利]一種氫氣回收系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810490092.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN110510575A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪昆喨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洪昆喨
• 主分類號(hào): C01B3/02
• 分類號(hào): C01B3/02;C01B3/04;C01B3/50;C01B3/56;C01B13/02
• 代理公司: 31283 上海弼興律師事務(wù)所
• 代理人: 薛琦;鄒玲<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<

1.一種氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣回收系統(tǒng)包括一原料氣供給裝置和一制氫設(shè)備單元；

其中，所述制氫設(shè)備單元包括至少一高電壓電催化放電反應(yīng)器和一氣體分離設(shè)備，所述氣體分離設(shè)備包括一緩沖裝置和一氫氣分離裝置；所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的高壓電源輸入端與負(fù)極性高壓電源連接，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的進(jìn)氣口與所述原料氣供給裝置連接，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的出氣口與所述緩沖裝置連接，所述緩沖裝置和所述氫氣分離裝置連接，所述氫氣分離裝置的濾出前端接大氣，所述氫氣分離裝置的濾出后端接地。

2.如權(quán)利要求1所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器包括一絕緣外殼、一載體外殼、一觸媒載體和兩塊PCB板；所述絕緣外殼具有中空的矩形管式結(jié)構(gòu)，所述絕緣外殼的外部設(shè)有一高壓電源輸入端，所述高壓電源輸入端與一穿設(shè)于所述絕緣外殼的高壓電源線連接；所述載體外殼具有中空的矩形管式結(jié)構(gòu)，所述載體外殼套設(shè)于所述絕緣外殼的內(nèi)部，所述載體外殼的外部與所述高壓電源線連接；所述觸媒載體為兩端開放的盒式結(jié)構(gòu)，所述觸媒載體套設(shè)于所述載體外殼的內(nèi)部，所述觸媒載體的內(nèi)部設(shè)有觸媒；兩塊所述PCB板上設(shè)有均勻同向排布的放電針，兩塊所述PCB板分別設(shè)于所述觸媒載體的兩側(cè)，并夾設(shè)于所述觸媒載體與所述載體外殼之間，所述放電針的放電尖端朝向所述觸媒載體側(cè)。

3.如權(quán)利要求2所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述觸媒載體的內(nèi)部設(shè)有若干隔板，所述隔板與所述觸媒載體中開放的兩端平行。

4.如權(quán)利要求2所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述觸媒涂覆于所述觸媒載體的內(nèi)表面上。

5.如權(quán)利要求2所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述觸媒為光觸媒材料或制氫催化劑，較佳地為氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢、氧化鋅、銅基催化劑和鎳鋁催化劑中的一種或多種；所述銅基催化劑更佳地為銅鋅鋁催化劑。

6.如權(quán)利要求2所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述放電針與其所在側(cè)的所述觸媒載體的外表面相垂直；

較佳地，所述放電針的放電尖端與其所在側(cè)的所述觸媒載體的外表面的距離為0～5mm。

7.如權(quán)利要求1所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的數(shù)量大于1時(shí)，若干所述高電壓電催化放電反應(yīng)器之間較佳地以串聯(lián)方式連接；首位所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的進(jìn)氣口與所述原料氣供給裝置連接，末位所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的出氣口與所述緩沖裝置連接，前一級(jí)所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的出氣口與后一級(jí)所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的進(jìn)氣口連接。

8.如權(quán)利要求1所述的氫氣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述原料氣供給裝置為空氣泵；

較佳地，所述負(fù)極性高壓電源的電壓為1～30萬伏；

較佳地，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器以豎直方式設(shè)置，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的進(jìn)氣口朝向?yàn)橄蛳拢龈唠妷弘姶呋烹姺磻?yīng)器的出氣口朝向?yàn)橄蛏希?/p>

較佳地，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的觸媒載體內(nèi)部沿氣流通過方向設(shè)有若干隔板；

較佳地，所述氫氣分離裝置為分子篩、中空纖維膜或超濾膜中的一種；

較佳地，所述氣體分離設(shè)備還包括一氧氣分離裝置，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器、所述緩沖裝置、所述氫氣分離裝置和所述氧氣分離裝置依次連接，所述氧氣分離裝置的濾出后端接地，所述氧氣分離裝置為分子篩、中空纖維膜或超濾膜中的一種。

9.一種氫氣回收方法，其特征在于，其采用如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的氫氣回收系統(tǒng)進(jìn)行，其包括如下步驟：

(1)通過原料氣供給裝置將原料氣通入高電壓電催化放電反應(yīng)器中，對(duì)所述原料氣進(jìn)行微放電；

(2)通過氣體分離設(shè)備得到離子態(tài)的H^-接地后得H₂，即可；

其中，所述原料氣為工業(yè)廢氣。

10.如權(quán)利要求9所述的氫氣回收方法，其特征在于，步驟(1)中，將所述原料氣用氣體過濾器處理后再通入所述制氫設(shè)備單元；

較佳地，步驟(1)中，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的操作溫度為-20～200℃，所述高電壓電催化放電反應(yīng)器的操作壓力為1～3kg/cm²；

較佳地，步驟(2)中，將所述H₂通入儲(chǔ)氫裝置中儲(chǔ)存；

較佳地，步驟(2)中，當(dāng)所述氣體分離設(shè)備包括氧氣分離裝置時(shí)，通過所述氧氣分離裝置得到離子態(tài)的O^-并接地后得O₂。