[發明專利]一種高安全性硼氫化鈉制氫裝置與方法

在審

• 申請號: 202011350258.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112299370A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 呂志勇;潘舟;李文;楊衛華;紀堃;張輝
• 申請（專利權）人: 武漢環達電子科技有限公司
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李丹

1.一種高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，包括：

水箱、制氫劑反應液攪拌裝置、催化劑反應液攪拌裝置、制氫劑反應液計量泵、催化劑反應液計量泵、反應釜、散熱器、水氣分離器、阻火器、出氫電磁閥；

所述水箱分別與制氫劑反應液攪拌裝置和催化劑反應液攪拌裝置連接，制氫劑反應液攪拌裝置通過制氫劑反應液計量泵與反應釜連接，催化劑反應液攪拌裝置通過催化劑反應液計量泵與反應釜連接，所述反應釜頂端設有出氫口，反應釜頂端出氫口依次連接散熱器、水氣分離器、阻火器和出氫電磁閥；

所述制氫劑反應液攪拌裝置包括依次連接的制氫劑水泵、制氫劑電磁閥和制氫劑攪拌器；

所述催化劑反應液攪拌裝置包括依次連接的催化劑水泵、催化劑電磁閥和催化劑攪拌器。

2.根據權利要求1所述的高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，所述反應釜底部設有將反應后的殘液排出的出液口。

3.根據權利要求1所述的高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，所述反應釜頂端出氫口處設有壓力傳感器。

4.根據權利要求1所述的高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，所述反應釜頂端出氫口還設有排氫管路，所述排氫管路上依次設有用于主動排氫的泄壓電磁閥、排氫單向閥、和排氫阻火器，所述反應釜頂端出氫口和排氫阻火器之間還設有排氫阻火器用于被動排氫的機械安全泄壓閥，所述機械安全泄壓閥一端與反應釜相連，另一端與阻火器相連安裝在排氫管路上。

5.根據權利要求1所述的高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，所述反應釜承壓壓力范圍8bar至20bar，容量范圍為5L至100L，其頂部有兩個進液口分別與制氫劑反應液計量泵和催化劑劑反應液計量泵相連，一個出氫口，其底部有一個出液口。

6.根據權利要求1所述的高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，所述制氫劑反應液計量泵和催化劑劑反應液計量泵為具有單向功能的計量泵。

7.根據權利要求1所述的高安全性硼氫化鈉制氫裝置，其特征在于，所述高安全性硼氫化鈉制氫裝置還包括用于監測氫氣濃度的氫氣監測器和與氫氣監測器相連的聲光報警器。

8.一種使用權利要求1所述裝置的高安全性硼氫化鈉制氫方法，包括以下步驟：

1)檢測裝置的氣密性，從出液口通入一定壓力的氮氣進行氮氣吹掃操作，氮氣壓力范圍0.3bar至3bar，在氮氣作用下從出氫口排出反應釜及管路內的空氣；吹掃完成后關閉廢液電磁閥和出氫電磁閥，停止通入氮氣并撤去氮氣，在單向閥的作用下，單向閥開啟壓力范圍設定為0.1bar至1bar，當反應釜及管路內的氣體壓力正向超過單向閥開啟壓力則安全排出，反向空氣不能進入到反應釜及管路內；且反應釜及管路內為正壓氮氣狀態，保障產出的氫氣純度；

2)在制氫劑攪拌器和催化劑攪拌器頂端通過加料口分別加入一定量制氫劑和催化劑，打開制氫劑電磁閥和催化劑電磁閥，啟動水泵往攪拌器內泵水，同時啟動攪拌電機，混合均勻后關閉制氫劑電磁閥、催化劑電磁閥和水泵；

3)啟動計量泵將反應液泵入反應釜，廢液電磁閥和泄壓電磁閥工作時為關閉狀態，出氫電磁閥為打開狀態，生成的氫氣通過反應釜頂端出氫口依次通過散熱器、水氣分離器、阻火器、出氫電磁閥、出氫單向閥到達出氫口；

4)在制氫周期結束時，關閉出氫電磁閥，打開廢液電磁閥，通過廢液口將反應后的殘液排出，根據需要同時對反應釜進行清洗，在水泵和計量泵的作用，將一定量的水打入到反應釜內，進行清洗后通過廢液口排出，待液體排出后立刻關閉廢液電磁閥，系統完全停止后，泄壓電磁閥為常開狀態，一方面當反應釜內有殘余反應生成氫氣而導致的壓力升高，超過單向閥開啟壓力時可自動通過排氫管路安全排出，另一方面在單向閥的作用下，長時間停機過程中可以保障反應釜及管路始終處于微正壓狀態，空氣不能從外界進入，提高系統安全；

5)制氫過程中設置安全警報邏輯，在線監測氫氣濃度和各壓力傳感器工作壓力的狀態，并對安全警報信息進行自動分級處理，當關氫氣濃度和各壓力傳感器工作壓力值接近安全報警值時，一邊在顯示屏提示報警信息，同時聲光報警器自動啟動，若警報狀態惡化達到安全報警值時，啟動自動停機邏輯，停止泵入反應液，同時打開排氫壓力閥進行泄壓排氫。