本发明专利技术提供了一种热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。包括该热虹吸管反应器的氢气发生器包括：外壳；设置在外壳中的反应源容器；连接至反应源容器的反应管，其中发生从反应源容器供给的反应源的催化反应；催化剂层，该催化剂层是多孔的，通过与反应源接触而促进气体产生，并且被设置在反应管中；以及产物容器，该产物容器连接至反应管并且收集在反应管中产生的反应产物，其中在反应管中，对流通道在反应管的纵向方向上穿过反应管，通过该对流通道排出反应产物。热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器具有自动操作能力、可以低成本操作、并且具有小的安装体积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热虹吸管反应器(热虹吸反应器，thermal siphon reactor)以及包4舌该热虹吸管反应器的氩气发生器，并且更 特别地，涉及一种具有自动操作能力(自操作能力)的热虹吸管反 应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
技术介绍
工艺上重要的气体，如氢气和氧气，由于在能源、化学和生物
中的巨大应用而已获得许多关注。虽然很好地建立了它们 大量生产和分离的传统工艺，但它们小规才莫的工艺在成本效益和高 效率方面仍然保持为 一个挑战性的问题。通常，可以通过各种方法将氢气提供给燃料电池或使用氢气的 装置。例如，可以在高压下以气体形式贮藏(存储)氢气以供使用， 可以以液体形式^藏氢气然后汽化以供^f吏用，可以重整烃(石友氢化 合物)以产生氢气并且供给氢气，或者可以将氢气吸附到氢气贮藏 合金(贮氢合金，氬贝i藏合金，hydrogen storing alloy )中，然后脱 附(解p及)以供4吏用。直才妄的氢气贮藏方法通常用于以气体或液体形式贮藏纯氢气。 这些方法需要能够承受非常高压力和/或极其低温度的专门的和耐 久的容器。氢气产生的另 一种通常的方法是使用催化蒸汽重整器(catalytic steam reformer )，其3寻烃寿争变为氬气和二fU匕碳。这种方 法的主要缺点是由于重整工艺而引起的开始时间滞后和有害副产 物如一氧化石友和二氧化一碳。用于H2贮藏的吸附方法还具有"i午多问 题，包括每单位体积的低氢气密度、氢气吸附材料的劣化、以及由于用于H2产生的'f曼的脱附动力学而引起的开始时间滞后等。最近，使用催化剂的来自硼氢化钠水溶液的氢气产生已经在科学界激起 许多兴趣，因为它不仅在正常操作条件下是稳定的，而且以安全和 可控制的方式释》欠氢气。不管使用硼氢化钠用于氢气产生的几个优 点，使用该技术的氢气产生系统需要在高效率、减小的安装空间、 以及便利方面进一步发展。传统的气体产生装置通常具有辅助设备如泵和加热器，其分别 用于反应物输送(递送)和加热源。这些辅助设备总体上降低了能 量利用的效率
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了 一种具有自动操作能力的热虹吸管反应器以及 包括该热虹吸管反应器的氬气发生器。本专利技术还提供了一种具有低操作成本的热虹吸管反应器以及 包括该热虹吸管反应器的氬气发生器。本专利技术还提供了 一种需要小的安装空间的热虹吸管反应器以 及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。根据本专利技术的一个方面，提供了一种热虹吸管反应器，包括 反应管，其中发生反应源的催化反应；以及催化剂层，该催化剂层 是多孔的，通过与反应源接触而促进气体产生，并且被设置在反应 管中，其中在反应管中，穿过反应管的对流通道(对流槽，convection出。反应源可以是硼氢化钠溶液。 在反应管中产生的气体可以是氢气。 在反应管中发生的反应可以是》文热反应。反应管可以具有圓柱体(圆筒)的形状，所述圆柱体具有空心 (空心部，空月空，hollow )。催化剂层可以具有多孔基体的形状。催4匕剂层可以具有形成对流通道的至少 一个空心。4崔^b剂层可以是圓^主形或立方形的冲菱4主(prism),并具有比反 应管更小的宽度，并且在反应管与催化剂层之间的空间形成对流通道。热虹吸管反应器进一 步包括覆盖反应管外表面的绝纟彖层。热虹吸管反应器进一步包4舌液4本吸收垫(liquid absorption pad),其可分离地附着于(连接于，attachto)反应管的下端，并且 吸收液体反应源并将液体反应源转移到催化剂层。根据本专利技术的一个方面，提供了一种氢气发生器，包括外壳 (壳体，housing);设置在外壳中的反应源容器；连接至反应源容 器的反应管，其中发生从反应源容器供给的反应源的催化反应；催 化剂层，该催化剂层是多孔的，通过与反应源接触而促进气体产生， 并且被设置在反应管中；以及产物容器，该产物容器连接至反应管 并且收集在反应管中产生的反应产物，其中在反应管中，穿过反应 管的对流通道形成在反应管的纵向方向并且反应产物通过对流通 道排出。氢气发生器进一步包括控制单元(控制装置)，该控制单元将 从反应源容器供给的反应源再提供(反复提供，re-provide)到反应 管，并且可分离地附着于在反应源容器与反应管之间的反应管的下端。控制单元包括波紋管(bellows )，该波紋管将从反应源容器 供纟合的反应源转移到反应管；以及液体p及收垫，其可分离地附着于催化剂层，其中波紋管根据反应管的压力膨胀或收缩使得液体吸收 垫附着于反应管的下端或与反应管的下端分离。氢气发生器进一步包括反应源导管(管道)，其设置在反应源 容器与反应管之间，并且包括开/关阀和回流防止阀(防回流阀，回 ;危截至阀，止回阀，back flow preventing valve )，其中开/关阀定^f立 于比回流防止阀更接近于(更靠近于)反应源容器。氢气发生器进一步包括气体排出导管(排气导管，gas discharge conduit),该气体排出导管连接于产物容器以便排出产物 容器中的气体；以及气-液分离膜，该气-液分离膜设置在产物容器 与气体排出导管之间。反应源容器可以是外壳的内部空间。反应源容器可以由寿欠质薄膜(柔性薄膜，flexible film)形成并 且可分离地内装(安装，嵌入)于外壳中。产物容器可以由软质薄膜形成并且可分离地内装于外壳中。附图说明通过参照附图详细地描述其示例性具体实施方式将会〗吏本发 明的上述和其他的特征以及优点变得更加显而易见，在附图中图1A至图1C是4艮据本专利技术具体实施方式的热虹吸管反应器 的剖浮见图2是才艮才居本专利技术 一种具体实施方式的包4舌热虹吸管反应器的 氪气发生器的^L图3A和图3B是示出了图2的控制单元的结构和才乘作的一见图4是使用根据本专利技术一种具体实施方式的热虹吸管反应器测 量的氢气产生率相对于时间的曲线图；以及图5是根据本专利技术另 一种具体实施方式的包括热虹吸管反应器 的氢气发生器的视图。具体实施例方式现在将参照附图更充分地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术 的示例性具体实施方式。图1A至图1C是根据本专利技术具体实施方式的热虹吸管反应器 的剖视图。更具体地，各个附图是热虹吸管反应器的横截面视图和 纟从截面浮见图。参照图1，根据本专利技术一种具体实施方式的热虹吸管反应器6 包4舌反应管1、 4崔4匕剂层3、只于流通道4、'液体p及收垫5、以及绝續_ 层2。热虫工吸管反应器6是〗吏用热虹吸-文应的反应器。热虹p及岁文应祐L 称为由于由热传递产生的自然对流过禾呈可1起流体流动的 一种现象。 热虹7及岁文应的大多凄t应用已经在太阳能电;也和水循环装置的4贞i或 中被发现。这种热虹吸效应和催化反应过程的结合可以产生无泵 (pumpless)的4崔4b反应器。以我们最好的知识，它的化学反应器 的直接应用还没有在任何论文或文献中被报导或发现。在这点上， 本专利技术涉及一种具有高转化率无需外部功率源(电源)的热虹吸管 反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。将反应源供给反应管1并且在其中发生催化剂反应(催化反 应)。反应管1可以由本领域已知的材料如不锈钢形成。在本具体 实施方式中，反应管1是圆柱形的并且具有空心。然而，反应管1 的形状不限于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热虹吸管反应器，包括： 反应管，在所述反应管中发生反应源的催化反应；以及 催化剂层，所述催化剂层是多孔的，通过与所述反应源接触而促进气体产生，并且被设置在所述反应管中，其中， 在所述反应管中，对流通道在所述反应管的纵向方向上穿过所述反应管，通过所述对流通道排出反应产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：林明勋，朴台熙，具载会，刘龙昊，
申请(专利权)人：三星工程株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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