一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种硼氢化物制氢装置，具体地讲是一种结构简单的即时自控供氢的硼氢化物制氢装置。所述装置包括反应室、原料进口、氢气出口、废液出口，原料进口和氢气出口位于反应室上部，废液出口位于反应室下部，反应室的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体和与缸体密闭连接的活塞，缸体固定于反应室的顶部，活塞下端设有催化剂装载部件。本实用新型专利技术结构简单，催化剂更换方便，适于在燃料电池领域的大规模应用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种硼氢化物制氢装置，具体地讲是涉及一种结构简单的即时自控供氢的硼氢化物制氢装置。
技术介绍
氢是一种清洁燃料，因为其可以在氢气消耗装置例如燃料电池或者内燃机中与氧气反应产生能量和水，在反应中没有其它副产物，因此，使用氢作为燃料有效的解决了使用石油燃料时伴随的环境问题。但是，如何安全、有效的存储氢气一直是技术人员在努力解决的问题，许多氢载体包括烃、金属氢化物等都被视为氢储存和供应系统，例如碱金属氢化物、碱金属铝氢化物和碱金属硼氢化物。其中硼氢化物是一种高储氢含量的材料，既能催化水解释放氢气作为高容量、高纯氢源材料，又可直接通过电化学方式作为高容量负极材料，在典型的多相催化体系中，硼氢化物和水产生氢气和硼酸盐的化学计量反应可以用下面的化学反应表示：MBH4+2H2O→4H2+MBO2。其中，M可以是Na、K、Li等碱金属。硼氢化物水解制氢一般是在氢气发生装置里进行的，即硼氢化物水解制氢装置，比如千年电池公司的Hydrogen on DemandTM硼氢化钠制氢系统，一般来说，用于燃料电池的硼氢化物制氢装置都要求满足外部氢气需求量或者需求速度的变化，而现有的硼氢化物制氢系统一般由于本身结构设计特征，大都不能满足这种需要，只能固定的输出，甚至不能稳定的输出。公开号为CN101049907的专利申请公开了一种即时自控的供氢方法和装置，该装置包括两个密闭的容器，以导液管接通，通过两容器之间氢气压力差的作用，使反应料在两容器间流动，调节反应料与催化剂的接触量，从而来控制氢气产生的速率和氢气压力。由于装置内部的气压可以随外部氢气的需求量来自动调节氢气的生成速率，达到即时自控供氢的目的。但是该装置存在结构较为复杂和催化剂更换不便的缺点。
技术实现思路
本技术提供了一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，结构简单，催化剂更换方便，适于在燃料电池领域的大规模应用。本技术采用如下技术解决方案：-->一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，包括反应室、原料进口、氢气出口、废液出口，原料进口和氢气出口位于反应室上部，废液出口位于反应室下部，反应室的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体和与缸体密闭连接的活塞，缸体固定于反应室的顶部，活塞下端设有催化剂装载部件，优选为柱体，也可以为中空柱体，由泡沫铝或分子筛等载体构成，可负载颗粒催化剂，与原料液接触即反应，如为中空柱体，则反应室底部设有导杆，导杆上部插接于中空柱体的中空部分，以便控制催化剂柱体始终垂直上下运动，从而使反应的控制更为精确。所述缸体的上部敞开，以便使反应器内部气体压力相对于外界大气压的变化能带动活塞的上下运动；缸体的底端设有活塞卡环，以避免活塞脱落。操作时，原料从原料进口进入反应器，当液面高于催化剂柱体下端时，与柱体里装载的催化剂相接触，反应产生氢气，根据外部氢气需求量或者需求速度的变化来自动调节控制反应的进行，外部氢气需求装置的压力与反应器内的压力是始终一致的，当此压力大于大气压与活塞重量之和时，使活塞向上运动，催化剂柱体随之上升，原料液与催化剂接触减少，从而使反应产生的氢气速率降低；反之，如果此压力小于大气压与活塞重量之和时，则活塞向下运动，催化剂柱体随之下降，与原料液接触面增加，反应产生的氢气速率升高。最终，通过这种方式使制氢装置产生氢气的速率和压力稳定且满足外部氢气需要的速率和压力。反应完的废料可以从废液出口排出，如需要更换催化剂，则可以通过活塞结构方便的取出催化剂柱体进行更换。本技术提供的即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，结构简单，操作方便，通过将催化剂柱体设置于活塞结构上，便于催化剂的更换，可以有效的控制反应产生氢气的速率，满足外部氢气需求，适于在燃料电池领域的大规模应用。附图说明图1是本技术的剖面结构示意图；图2是本技术另一种实施方式的剖面结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。实施例1一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，如图1所示，包括反应室1、原料进口5、氢气出口6、废液出口7，原料进口5和氢气出口6位于反应室1上部，废液出口7位于反应室1下部，反应室1的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体4和与缸体4密闭连接的-->活塞3，缸体4固定于反应室1的顶部，活塞3下端设有催化剂装载部件2，泡沫铝柱体，负载有催化剂。所述缸体4的上部敞开，以便使反应器1内部气体压力相对于外界大气压的变化能带动活塞3的上下运动；缸体4的底端设有活塞卡环10，以避免活塞3脱落。操作时，原料从原料进口5进入反应器1，当液面高于催化剂柱体下端时，与柱体里装载的催化剂相接触，反应产生氢气，根据外部氢气需求量或者需求速度的变化来自动调节控制反应的进行，外部氢气需求装置的压力与反应器1内的压力是始终一致的，当此压力大于大气压与活塞3重量之和时，使活塞3向上运动，催化剂柱体随之上升，原料液4与催化剂接触减少，从而使反应产生的氢气速率降低；反之，如果此压力小于大气压与活塞3重量之和时，则活塞3向下运动，催化剂柱体随之下降，与原料液4接触面增加，反应产生的氢气速率升高。最终，通过这种方式使制氢装置产生氢气的速率和压力稳定且满足外部氢气需要的速率和压力。反应完的废料可以从废液出口7排出，如需要更换催化剂，则可以通过活塞结构方便的取出催化剂柱体进行更换。实施例2一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，如图2所示，结构与实施例1基本相同，只是催化剂装载部件2为分子筛构成的中空柱体，负载有催化剂，反应室底部设有导杆8，导杆8上部插接于中空柱体的中空部分。操作原理也与实施例1基本相同，只是催化剂装载部件2为中空柱体，与导杆8插接结合，可以对催化柱体的垂直上下运动实施更精确的控制。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，包括反应室（１）、原料进口（５）、氢气出口（６）、废液出口（７），原料进口（５）和氢气出口（６）位于反应室（１）上部，废液出口（７）位于反应室（１）下部，其特征在于反应室（１）的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体（４）和与缸体（４）密闭连接的活塞（３），缸体（４）固定于反应室（１）的顶部，活塞（３）下端设有催化剂装载部件（２）。

【技术特征摘要】
1.一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，包括反应室(1)、原料进口(5)、氢气出口(6)、废液出口(7)，原料进口(5)和氢气出口(6)位于反应室(1)上部，废液出口(7)位于反应室(1)下部，其特征在于反应室(1)的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体(4)和与缸体(4)密闭连接的活塞(3)，缸体(4)固定于反应室(1)的顶部，活塞(3)下端设有催化剂装载部件(2)。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓峰，郭益君，
申请(专利权)人：汉能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]