[發明專利]一種金屬制氫循環系統

在審

• 申請號: 202110330578.3
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112897461A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 葉龍;劉藝培;姚宇希;侯向理
• 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;C01B3/50
• 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

本發明涉及一種金屬制氫循環系統，包括依次連接的補液倉、循環倉、反應器、水氣分離器以及過濾器，其中，所述補液倉和循環倉內填充有催化劑液，且所述循環倉內填滿催化劑液，所述反應器內設有能量罐，所述能量罐內裝填制氫金屬，所述水氣分離器的頂部設有氣相出口，所述氣相出口通過過濾器與氫氣用戶連接，所述水氣分離器的底部設有液相出口，所述液相出口與補液倉連接。本發明通過攜帶足夠多的制氫原料，可實現野外臨時大量用氫，適于氣象制氫、燃料電池野外臨時用氫，具有操作簡單、污染小、成本低、維護方便、安全性好等優點。

技術領域

本發明涉及制氫技術領域，具體涉及一種金屬制氫循環系統。

背景技術

當今世界開發新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然氣、煤，石油氣均屬不可再生資源，地球上存量有限，而人類生存又時刻離不開能源，所以必須尋找新的能源。氫能是公認的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。

氫氣的制備有很多方法，如電解水制氫、甲醇重整制氫、化學制氫等。其中，化學制氫以功耗小、結構簡單、補給方便等優勢，成為野外用氫最合適方案。傳統氣相用化學制氫設備為硅鐵粉制氫，化學反應劇烈，產物污染嚴重；硼氫化鈉制氫受限于硼氫化鈉原料本身成本問題，一直無法得到大規模運用。相對于硼氫化鈉，金屬鎂鋁制氫成本低，且產物更環保。金屬鎂鋁制氫時，反應物為水，而在加入水的過程中，難免會將空氣帶入，從而增加了排除空氣的工序，不僅會造成氫氣浪費，也增加了安全隱患。

因此，本領域急需一種更安全的金屬制氫循環系統。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種更安全的金屬制氫循環系統。

為了實現本發明之目的，本申請提供以下技術方案。

在第一方面中，本申請提供一種金屬制氫循環系統，所述系統包括依次連接的補液倉、循環倉、反應器、水氣分離器以及過濾器，其中，所述補液倉和循環倉內填充有催化劑液，且所述循環倉內填滿催化劑液，所述反應器內設有能量罐，所述能量罐內裝填制氫金屬，所述水氣分離器的頂部設有氣相出口，所述氣相出口通過過濾器與氫氣用戶連接，所述水氣分離器的底部設有液相出口，所述液相出口與補液倉連接。在本申請中，催化劑液從補液倉輸送至循環倉，從而將循環倉內的催化劑液壓入反應器中，由于循環倉內始終處于填滿狀態，因此，在輸入反應器內的催化劑液中，不會含有空氣，從而減少了排空的步驟(除了更換能量罐之后，首次制氫需要排出反應器內部的空氣之外)，提高了制氫的安全性。催化劑液進入反應器中，與能量罐內的制氫金屬反應，得到氫氣。

在第一方面的一種實施方式中，所述補液倉和所述循環倉之間設有進料泵，所述進料泵的一端插入所述補液倉的底部，進料泵的另一端與所述循環倉的頂面連接。

在第一方面的一種實施方式中，所述循環倉的頂面設有進料口、出料口和循環口，所述進料口與進料泵的一端連接，所述出料口與反應器的中部或上部連接，所述循環口與所述反應器的底部連接，并在連接管路上設有循環泵。

在第一方面的一種實施方式中，所述進料口、出料口和循環口處分別設有第一閥門、第二閥門和第三閥門。

在第一方面的一種實施方式中，所述反應器的底部與補液倉連接，并在連接管路上設置第四閥門。

在第一方面的一種實施方式中，所述催化劑液為氫氧化鈉、硼氫化鈉、氯化鈉、錫酸鈉、氫氧化鋁、氧化鈣、硅酸鈉或偏鋁酸鈉中的一種或多種的水溶液。

在第一方面的一種實施方式中，所述能量罐拆裝式固定在反應器內部，所述能量罐包括外部的骨架以及放置在骨架內的制氫金屬，且所述骨架的外部包括無紡布或金屬網。骨架的材質應該為不會與催化劑液反應的金屬如銅、銀等，或者采用塑料、陶瓷、玻璃等惰性材料，金屬網的材質也是不與催化劑液反應的金屬，在骨架外設置無紡布或金屬網，是為了保證制氫金屬能夠存儲在骨架內。