[發明專利]高溫水蒸汽與高溫金屬顆粒氧化制氫裝置及方法

在審

• 申請號: 202210849811.3
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN116143072A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王廣武
• 申請（專利權）人: 王廣武
• 主分類號: C01B3/10
• 分類號: C01B3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

高溫水蒸汽與高溫金屬顆粒氧化制氫裝置，水蒸汽發生器將水轉化成水蒸汽，水蒸汽加熱裝置將水蒸汽加熱到300?1100℃高溫，高溫水蒸汽送入金屬顆粒與高溫水蒸汽反應裝置內與金屬顆粒混合，高溫水蒸汽加熱金屬顆粒，高溫金屬顆粒熔融成高溫金屬液，高溫金屬液與高溫金屬顆粒表面氧化物分離，金屬顆粒與高溫水蒸汽反應裝置內設旋轉軸，旋轉軸上制作金屬葉片，電機帶動旋轉軸和金屬葉片高速旋轉，旋轉軸上金屬葉片撞擊高溫水蒸汽和高溫金屬顆粒和高溫金屬液，旋轉軸上金屬葉片攪動高溫水蒸汽和高溫金屬顆粒和高溫金屬液前行，高溫金屬顆粒與高溫水蒸汽發生氧化反應，生成高溫金屬氧化物，放出熱量，生成高溫氫氣，高溫金屬液與高溫水蒸汽發生氧化反應，生成高溫金屬氧化物，放出熱量，生成高溫氫氣，金屬葉片推動高溫金屬氧化物和高溫氫氣和高溫水蒸汽進入氫氣和金屬氧化物分離裝置分離，金屬氧化物進入氧化物存儲裝置，氫氣進入氫氣存儲裝置內存儲或氫氣進入氫氣輸送管道輸出或氫氣與氧氣混合燃燒或氫氣與空氣混合燃燒。

技術領域

本發明涉及高溫水蒸汽與金屬顆粒或金屬混合顆粒氧化制氫領域。

背景技術

鋁是一種高能量密度金屬，鋁水制氫是解決氫氣存和制?取的一個重要途徑。而金屬鋁在應用的過程中主要的問題是表面氧化膜的存在導致高溫水蒸汽與鋁顆粒反應啟動困難，所以需要采用合適的方法破除鋁表面氧化膜、提高高溫水蒸汽與鋁顆粒反應的活性。

高溫情況下，鋁顆粒點會在燃面處形成尺寸較大的團聚鋁顆粒，團聚鋁顆粒增加了鋁顆粒燃燒時間，降低了鋁顆粒燃燒效率。

現有的制氫方法包括：化石燃料制氫，甲醇重整制氫，工業副產品制氫，電解水制氫，尚未檢索到風光電氫氧熱金屬循環耦合系統，高溫水蒸汽與高溫金屬顆粒和高溫金屬液氧化反應制氫的報道。

技術問題

?1、如何破除鋁顆粒表面氧化膜、提高高溫水蒸汽與鋁顆粒反應活性。2、如何將團聚鋁顆粒分離，加速鋁顆粒與高溫水蒸汽反應。3、高溫水蒸汽中的氧與鋁顆粒發生反應，釋放高溫氫氣，高溫水蒸汽與釋放高溫氫氣混合在一起，如何解決高溫水蒸汽與高溫氫氣分離問題。4、高溫水蒸汽中的氧與鋁顆粒發生反應，生成高溫鋁氧化物，如何解決高溫鋁氧化物回收問題。5、高溫水蒸汽和釋放高溫氫氣和生成高溫金屬氧化物包含有大量熱量，高溫水蒸汽中的氧與金屬鋁發生反應，生成高溫鋁氧化物放出大量熱量，如何解決熱量回收再利用問題。6、高溫水蒸汽中的氧與鋁顆粒發生反應，生成鋁氧化物，如何將鋁氧化物還原鋁，生成氧氣存儲問題。7、如何解決鋁顆粒與高溫水蒸汽反應啟動前，高溫水蒸汽反應裝置溫度低，達不到鋁顆粒與高溫水蒸汽反應溫度，降低鋁顆粒與高溫水蒸汽反應效率問題。8、如何解決鋁顆粒與高溫水蒸汽反應放出大量熱量，對高溫水蒸汽反應裝置造成熱傷害問題。9、如何保證水蒸汽能夠穩定加熱到900-1100攝氏度高溫問題。10、如何保證高溫水蒸汽和釋放高溫氫氣和生成高溫金屬氧化物能夠由水蒸汽加熱裝置進入分離裝置，實現高溫水蒸汽和釋放高溫氫氣和生成高溫金屬氧化物降溫分離問題。

發明內容