一种环保氢气机制造技术

本发明专利技术涉及一种用化学反应制取氢气的设备，具体涉及一种环保氢气机。本发明专利技术的环保氢气机，包括：第一碱水器、第一碱水管、第一碱水阀、反应器、氢气粗品管、第二碱水器、第二碱水管、第二碱水阀、间壁式换热器；在申请号201710877808.1氢气机专利技术方案的基础上：增加乏污碱水容器，把氢气粗品分离得出的乏污碱水循环运行；就是把乏污碱水和新碱水分开，不再影响新碱水与原料反应。制取氢气过程对冷却水零污染，节约火碱，机内无高压生产安全保证，氢气温度适宜，氢气纯度高，并且节省时间，完全适用于制备氢气。

【技术实现步骤摘要】
一种环保氢气机
本专利技术涉及一种用化学反应制取氢气的设备，具体涉及一种环保氢气机。
技术介绍
氢气是最轻的气体元素，在工业和生活等领域均有使用，如：工业上氢气用作还原剂，用作冷却发动机，当作燃料；医学上用氢气治疗疾病；生活上用氢气充装气球等。市场上制取氢气的机器有多种，其中的一种，用金属中的铝或硅铁粉与火碱和水化学反应制取氢气的机器较常用，因其制取氢气工艺方法简单，原料和设备价格低廉，随用随生产，较方便，氢气制取成本也低，许多氢气用户如：充装飘空气球的多选用这种机器设备。因以上制取氢气采用化学反应的方法，反应过程中，产出的氢气粗品含有丰富的碱水泡沫并且有110℃-120℃高温，氢气粗品冷却后分离得到的是氢气和乏污碱水残液。2017年9月17日提交的专利技术专利申请号201710877808.1一种氢气机，氢气制取生产过程对冷却水零污染，节约火碱，机内无高压，氢气温度适宜，氢气纯度高，并且节省人力，但此专利技术方案中制取氢气过程中还存在以下缺点：缺点如下：用纯度99％的火碱与水配比的新碱水进入反应器里与金属铝进行化学反应后，产生的含泡沫氢气粗品，氢气粗品分离得到的是氢气和乏污碱水残液；乏污碱水是反应后的产物，虽然用PH试纸测量仍是较高浓度的碱液，再与金属铝或硅铁粉进行化学反应时强度逐渐减弱，制取出同等数量的氢气时间也相对延长。申请号201710877808.1氢气机技术方案中乏污碱水循环进入了碱水器里，与浓度高的新碱水掺兑在了一起，降低了新碱水的浓度，被降低了浓度的碱水进入了反应器与铝进行反应，使反应强度减弱，降低了制取氢气量，也可以说成延迟了制取时间。在此化学反应中，碱液浓度与制取氢气速度和产量成正比例，显而易见，针对以上专利申请方案其乏污碱水循环进入了碱水器与浓度高的新碱水掺兑在了一起这个缺点，还有改进的空间。
技术实现思路
针对上述氢气机技术方案中：乏污碱水循环进入了碱水器里，与浓度高的新碱水掺兑在了一起，降低了新碱水的浓度，在有限时间里降低了制取氢气量的缺点。本专利技术提供了一种环保氢气机，在申请号201710877808.1氢气机专利技术方案的基础上：增加一个碱水容器，把氢气粗品分离得出的乏污碱水循环运行；就是把乏污碱水和新碱水分开，不再影响新碱水与原料反应。对提高本专利技术环保氢气机制氢速度，节省制氢操作人员的工作时间，追求使用完美体验，提升市场竞争力，更有利于推广这种对环境友好的环保氢气机，对社会进步具有现实意义。为实现上述目标本专利技术采用以下技术方案：一种环保氢气机，包括第一碱水器、第一碱水管、第一碱水阀、反应器、氢气粗品管、第二碱水器、第二碱水管、第二碱水阀、间壁式换热器；第一碱水器底部通过第一碱水管连接反应器；反应器上部设置带顶盖的进料口，顶盖和进料口采用可拆卸方式连接；反应器上部设置氢气粗品出气口；氢气粗品出气口通过氢气粗品管连接第二碱水器；第二碱水器底部设置第二碱水管连接反应器；第二碱水器上部设置连接管连通间壁式换热器氢气室进口；第一碱水器设置压力连通管；所述的间壁式换热器氢气室出口是纯净氢气出口；所述的间壁式换热器设有冷却介质腔室，冷却介质腔室有冷却水进口和冷却水出口；所述的第一碱水器上部设置碱水加注管；所述的第一碱水管上设置第一碱水阀；所述的第二碱水管上设置第二碱水阀。通过上述技术方案，本专利技术的氢气机包括第一碱水器、第一碱水管、反应器、氢气粗品管、第二碱水器、第二碱水管、间壁式换热器；通过第一碱水器上部碱水加注管加注新碱水，碱水加注完毕封闭碱水器水加注管；通过反应器进料口放入原料如：金属铝，金属硅铁粉；封闭进料口顶盖；新碱水由第一碱水器底部的第一碱水管进入反应器与金属原料发生化学反应，产出含有丰富泡沫的氢气粗品由氢气粗品管进入第二碱水器，氢气粗品在第二碱水器里，含水多的泡沫下沉，由于氢气导热性能强，释放热量快，氢气粗品在由管输送过程中和第二碱水器里停留，使氢气粗品温度降低，泡沫逐渐破裂，含水较少的热氢气向上由上部设置的管子进入间壁式换热器；含水较少的热氢气进入间壁换热器氢气室与冷却介质腔室的冷却水逆流间壁换热，热氢气冷却后，得到温度适宜的氢气和少量碱水残液，间壁换热器氢气室的出口作为纯净氢气出口，氢气通过纯净氢气出气管流出。第一碱水器的新碱液用完后，开启第二碱水阀门，碱水循环进入反应器，氢气持续产生，直至反应结束，反应结束时，乏污碱水则停留在反应器里。优选的，水加注管管路上设置阀门。优选的，第一碱水器压力连通管上设置阀门。优选的，间壁换热器选用蛇管式间壁换热器。间壁换热器可以用套管式间壁换热器。间壁换热器可以用列管式间壁换热器。间壁换热器还可以板式间壁换热器。使用本专利技术所述的环保氢气机制备氢气方法包括如下步骤：1)通过反应器进料口放入金属原料：铝，颗粒较小的原料也可以放置在用耐腐蚀材料制成的网兜或提篮里再放入到反应器里，封闭顶盖；2)间壁式换热器冷却介质腔室的冷却水进口接到供有冷却水的水阀上，冷却水可以使用自来水，也可以使用井水，更节省的是使用循环冷却水，压力在0.1-0.3MPa；也可以间壁式换热器冷却介质腔室的冷却水进口接到供有冷却水的管路上，水阀设置在冷却水出口位置上；冷却水的水阀在这里作用是调节冷却水的流速，进一步调节纯净氢气温度；3)通过第一碱水器碱水加注管加注碱水A，碱水A由纯度99％的火碱和温度在40℃-50℃的水配比而成，火碱与水的质量比为1∶4一1∶4.5，加注完碱水关闭水加注管阀门；碱水器碱水加注管加注碱水时要保持纯净氢气出气管开放，作为注碱水时的排气管使用；4)打开第一碱水阀；5)碱水A流入反应器与金属原料发生化学反应，由反应器产出含有丰富泡沫110℃-120℃的温度的氢气粗品由氢气粗品管进入第二碱水器，氢气粗品在第二碱水器里，含水的泡沫下沉，由于氢气导热性能强，释放热量快，氢气粗品在由管输送过程中和碱水器里停留，使氢气粗品温度降低，泡沫逐渐破裂，含水较少的热氢气向上由第二碱水器上部设置的管子进入间壁式换热器；间壁换热器氢气室的氢气与冷却介质腔室的冷却水逆流间壁换热，含水较少的热氢气冷却后，得到温度适宜的氢气和少量碱水残液，间壁换热器氢气室的出口作为纯净氢气出口，氢气由此流出。第一碱水器的新碱液用完后，开启第二碱水阀门，乏污碱水循环进入反应器，氢气持续产生，直至反应结束，反应结束时，乏污碱水则停留在反应器里。6)反应结束，打开反应器底部的排污阀，排出反应器内的残液，放置在容器里自然沉淀48小时后残液明显分为3层，易分离；上层为碱水残液，清澈，用PH值试纸测试，PH值在13-14之间，此残液仍是浓度较高的碱液；中间层是偏铝酸钠，白色，片状，为化工原料；下层是残渣泥，脱离碱水和偏铝酸钠后易干燥，自然干燥后集中利用。7)收集沉淀后的PH值在13-14之间的碱水残液，向其加入火碱重新制成碱水B，其中火碱与碱水残液质量比1∶8-1∶9，将新碱水B加注碱水器里，作为碱水A的替代液完成制备反应，使用新碱水B制备氢气过程如步骤1-4。说明：原料还可以用硅铁粉。经多次试验：用硅铁粉所产氢气成本低于金属原料铝。但是用硅铁粉与碱水化学反应，在瞬间化学反应激烈，而且在短时间内反应结束，不易控制。生产者或普通技术人员要有丰富操作经验方可用硅铁粉进行制取氢气。对于无经验生产者和普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保氢气机，其特征在于，包括第一碱水器、第一碱水管、第一碱水阀、反应器、氢气粗品管、第二碱水器、第二碱水管、第二碱水阀、间壁式换热器；第一碱水器底部通过第一碱水管连接反应器；反应器上部设置带顶盖的进料口，顶盖和进料口采用可拆卸方式连接；反应器上部设置氢气粗品出气口；氢气粗品出气口通过氢气粗品管连接第二碱水器；第二碱水器底部设置第二碱水管连接反应器；第二碱水器上部设置连接管连通间壁式换热器氢气室进口；第一碱水器设置压力连通管；所述的间壁式换热器氢气室出口是纯净氢气出口；所述的间壁式换热器设有冷却介质腔室，冷却介质腔室有冷却水进口和冷却水出口；所述的第一碱水器上部设置碱水加注管；所述的第一碱水管上设置第一碱水阀；所述的第二碱水管上设置第二碱水阀。

【技术特征摘要】
1.一种环保氢气机，其特征在于，包括第一碱水器、第一碱水管、第一碱水阀、反应器、氢气粗品管、第二碱水器、第二碱水管、第二碱水阀、间壁式换热器；第一碱水器底部通过第一碱水管连接反应器；反应器上部设置带顶盖的进料口，顶盖和进料口采用可拆卸方式连接；反应器上部设置氢气粗品出气口；氢气粗品出气口通过氢气粗品管连接第二碱水器；第二碱水器底部设置第二碱水管连接反应器；第二碱水器上部设置连接管连通间壁式换热器氢气室进口；第一碱水器设置压力连通管；所述的间壁式换热器氢气室出口是纯净氢气出口；所述的间壁式换热器设有冷却介质腔室，冷却介质腔室有冷却水进口和冷却水出口；所述的第一碱水器上部设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵明贞，
申请(专利权)人：邵明贞，
类型：发明
国别省市：山东,37