[發明專利]一種化學制氫系統及制氫方法

有效

• 申請號: 202011489749.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112624042B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 葉龍;劉藝培;董偉兒;侯向理;姚宇希
• 申請（專利權）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08;F22B31/08;C01B3/56
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 陶柳濤

1.一種化學制氫系統，其特征在于，所述制氫系統包括：

進料單元：包括固體物料進料子單元和水進料子單元，所述固體物料進料子單元包括依次連接的漏斗、第一電動球閥、進料倉和第二電動球閥，其中所述進料倉為密閉倉，所述第二電動球閥的出口與反應器內膽連通，所述固體物料進料子單元用于向反應器內加入固體金屬物料，所述水進料子單元用于向反應器內加入水；

反應器：包括保溫套和內膽，所述保溫套固定在內膽外部，所述內膽與進料單元連接，且內膽內放置催化劑；

干燥單元：與反應器的氣體出口連接，用于氫氣的干燥；

氫氣存儲單元：與干燥單元連接，用于儲存干燥的氫氣或向外提供氫氣；

吹掃單元：包括抽真空單元以及進料倉吹掃單元，所述抽真空單元與氫氣存儲單元連接，用于對反應器、干燥單元以及氫氣存儲單元進行抽真空；所述進料倉吹掃單元包括第一電磁閥、第一過濾器、第二電磁閥和第二過濾器，所述氫氣存儲單元依次連接第一電磁閥、第一過濾器、固體物料進料子單元、第二過濾器和第二電磁閥，所述進料倉吹掃單元用于吹掃固體物料進料子單元。

2.如權利要求1所述的化學制氫系統，其特征在于，所述水進料子單元包括熱水箱、第一熱交換器以及第二熱交換器，其中，所述第一熱交換器和第二熱交換器依次設置在反應器與干燥單元的連接管路上，所述第二熱交換器的冷源入口與水源連接，第二熱交換器的冷源出口與熱水箱連接，所述第一熱交換器的冷源入口與熱水箱連接，第一熱交換器的冷源出口與熱用戶連接，所述熱水箱與內膽連接，并用于為內膽提供水。

3.如權利要求2所述的化學制氫系統，其特征在于，所述熱用戶包括熱水箱或水蒸氣用戶。

4.如權利要求1所述的化學制氫系統，其特征在于，所述干燥單元包括依次連接的水氣分離器和干燥器。

5.如權利要求1所述的化學制氫系統，其特征在于，所述氫氣存儲單元包括儲罐，所述儲罐設有一個進口和至少三個出口，所述進口與干燥單元連接，一個出口與氫氣用戶連接，一個出口通過三號電動球閥與抽真空單元連接，另一個出口與進料倉吹掃單元連接。

6.如權利要求1所述的化學制氫系統，其特征在于，所述保溫套和內膽之間設有加熱裝置。

7.一種利用如權利要求1～6任一所述化學制氫系統進行的化學制氫方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)關閉進料單元以及氫氣存儲單元與外界的連接，打開抽真空單元與氫氣存儲單元的連接，利用抽真空單元對系統進行抽真空，使得系統內的壓力低于大氣壓，然后斷開抽真空單元與氫氣存儲單元的連接，檢查系統氣密性；

(2)當氣密性檢查沒有問題后，水進料子單元先向內膽加入水，然后固體物料進料子單元向內膽加入少量固體金屬物料，待系統內壓力恢復為大氣壓時，打開抽真空單元與氫氣存儲單元的連接，再次利用抽真空單元對系統進行抽真空，一段時間后斷開抽真空單元與氫氣存儲單元的連接；

(3)固體物料進料子單元向內膽加入固體金屬物料，氫氣經過干燥單元干燥后進入氫氣存儲單元進行儲存，當需要使用氫氣時，氫氣存儲單元向外提供氫氣；

(4)當需要增加固體金屬物料時，打開固體物料進料子單元與外界的通道，然后將固體金屬物料放置在固體物料進料子單元中，然后關閉固體物料進料子單元與外界的通道，打開進料倉吹掃單元，利用氫氣存儲單元中的氫氣對固體物料進料子單元進行吹掃，然后打開固體物料進料子單元與內膽的連接，使得固體金屬物料落入內膽中，然后斷開固體物料進料子單元與內膽的連接，并關閉進料倉吹掃單元，氫氣經過干燥單元干燥后進入氫氣存儲單元進行儲存，當需要使用氫氣時，氫氣存儲單元向外提供氫氣。