一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器制造技术

本实用新型专利技术公开一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，涉及催化制氢技术领域，本实用新型专利技术包括外置溶液桶、溶液存储桶、废液桶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、催化剂床体、冷凝管、干燥室、输出管道；外置溶液桶通过第一管道与溶液存储桶连通；废液桶位于溶液存储桶的内部，溶液存储桶的外壁与废液桶的外壁之间设有间隙；溶液存储桶通过第二管道与催化剂床体连通，废液从桶口进入废液桶内；冷凝管的一端与催化剂床体连通，冷凝管的另一端与溶液存储桶连通；干燥室的一端与第三管道连通，干燥室的另一端与输出管道连通。本实用新型专利技术的有益效果在于：集散热、水循环利用、氢气提纯和输出于一体，操作简单，适用于便携式氢源供给使用。

A hydrogen generator using sodium borohydride as catalyst for hydrogen production

【技术实现步骤摘要】
一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器
本技术涉及催化制氢
，具体涉及一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器。
技术介绍
近年来，硼氢化物特别是硼氢化钠(NaBH4)作为新型储氢材料受到广泛关注。与烃类及醇类的高温重整制氢反应相比，硼氢化钠催化水解反应在常温下即可进行，不需要额外提供能量来引发反应，反应放出的热量可以维持反应在自热条件下以较快的速度进行，易实现即时制氢和即时供氢。此外，所制备的氢气中不含CO及其它杂质，可直接用于燃料电池，氢气中所含的水分还可以起到给燃料电池质子交换膜增湿的作用。硼氢化钠和甲醇的醇解反应可以在0℃甚至更低的温度下进行。甲醇的冰点为-97℃即硼氢化钠醇解制氢方法可以在极其寒冷的环境下应用，大大拓展了硼氢化钠制氢的环境适应性。就硼氢化钠水解制氢的实用化而言，一般需采用连续反应器，在便携式电源领域仍具有潜在的应用前景。综上所述，以硼氢化物为原料的制氢方法适合于在不同环境温度下为便携式燃料电池提供即时制氢和供氢，已经成为燃料电池氢源领域研究和开发的热点。从研究报道和专利内容来看，对这一方法的研究多集中于催化剂和反应动力学，但针对反应器的研究报道较少。中国专利(CN101049907B)公开一种化学硼氢化物水解制氢的即时自控供氢的方法及装置，该方法利用装置内部两密闭容器间的氢气压力差的作用，使反应料在装置内的两容器间流动，调节反应料与催化剂的接触量，从而来控制氢气的产生速率和压力，该说明书装置结构简单，可实现即时供氢。中国专利(CN100560477C)公布了一种硼氢化钠-肼混合燃料制氢的管式反应器的制备方法，将脱铝后的金属支撑体填充入管式反应器作为催化剂，可实现连续供氢和以稳定的速度供氢。但现有方法和装置中的反应器功能单一，且未针对反应特点设计床层结构和未针对反应动力学研究考虑反应热管理，溶/废液管理，制氢流量及反应室气体压力输出管理。
技术实现思路
本技术所要解决的问题在于现有的硼氢化钠制氢反应器没有利用反应过程中产生的反应热。本技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：本技术提供一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，包括外置溶液桶、溶液存储桶、废液桶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、催化剂床体、冷凝管、干燥室、输出管道；所述外置溶液桶通过第一管道与溶液存储桶连通，所述第一管道上设有第一蠕动泵，所述外置溶液桶上设有桶口；所述废液桶位于溶液存储桶的内部，所述废液桶的顶面设有桶口，所述溶液存储桶的外壁与废液桶的外壁之间设有间隙，该间隙与废液桶的外壁之间形成容纳反应液的U形密闭空间，所述溶液存储桶上设有第二管道和第三管道；所述溶液存储桶通过第二管道与催化剂床体连通，所述催化剂床体的底端设有废液出口，所述催化剂床体位于废液桶上方，致使废液从废液出口流出，从桶口进入废液桶内；所述冷凝管的一端与催化剂床体连通，所述冷凝管的另一端与溶液存储桶连通；所述干燥室的一端与第三管道连通，所述干燥室的另一端与输出管道连通。工作原理：将反应液倒入外置溶液桶内，启动第一蠕动泵，将外置溶液桶内的反应液通过第一管道打入溶液存储桶中，通过调整第一蠕动泵的速度，调整溶液在密闭空间内的液位；启动第二蠕动泵，将密闭空间内的反应液通过第二管道打入催化剂床体内，与催化剂反应，通过调整第二蠕动泵的速度，调整催化剂床体内反应液的量；反应液与催化剂反应后生成的废液从催化剂床体的废液出口流出，从桶口进入废液桶内；反应生成的氢气进入冷凝管中，制备产生的氢气中混有少量水蒸气，氢气和水蒸气从催化剂床体流出，进入冷凝管内，水蒸气经冷凝后流入溶液存储桶中，制备产生的氢气从溶液存储桶中经第三管道流入干燥室内，经过干燥室干燥后从输出管道输出。有益效果：氢气中伴有的水蒸气冷凝后产生的冷凝水进入溶液存储桶中，可以被再次利用进行水解反应，形成二次利用的水循环系统；氢气发生器中包括废液桶，可以收集制备过程中产生的废液，制氢反应发生时放出大量的热量，可以利用溶液存储桶与废液桶环流换热，溶液存储桶可以吸收制备过程中废液桶内的热量，可以有助于反应液的加热，也可以加速废液桶内热量的排出；本技术集散热、水循环利用、氢气提纯和输出于一体，操作简单，适用于便携式氢源供给使用。优选的，所述废液桶的底端设有第四管道，所述溶液存储桶的外部设有废液收集袋，所述废液桶通过第四管道与废液收集袋连通。优选的，所述第四管道上设有出水阀。当废液桶内的废液过多时，打开出水阀，将废液桶内的废液排出至废液收集袋内。优选的，还包括上壳体、下壳体和隔板，所述上壳体与下壳体组合后形成容纳空间，所述外置溶液桶、溶液存储桶、废液桶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、催化剂床体、冷凝管、干燥室、输出管道位于容纳空间内。优选的，所述上壳体的顶面设有进料口，所述进料口下方安装有外置溶液桶，所述外置溶液桶的顶面设有与进料口对应的桶口。优选的，所述桶口外壁设有螺纹，所述进料口上设有盖子，所述盖子内壁设有内螺纹，所述盖子与桶口螺纹连接。可以防止灰尘落入外置溶液桶内。优选的，所述下壳体与隔板之间形成的密闭空间为溶液存储桶，所述隔板的中心设有螺纹孔，所述催化剂床体的下端设有外螺纹，所述催化剂床体的下端与螺纹孔螺纹连接，所述废液桶位于催化剂床体正下方；所述隔板的底面固定有往下延伸的空心柱体，所述空心柱体与废液桶的桶口卡扣连接。优选的，所述空心柱体内壁设有多个第一凸起，所述废液桶的桶口外侧壁设有与第一凸起位置对应的第二凸起，所述废液桶桶口的直径小于空心柱体的直径，废液桶的桶口插入空心柱体，致使第二凸起越过第一凸起，第二凸起的底面与第一凸起的顶面相抵。优选的，所述废液桶的桶口与空心柱体之间设有密封圈。优选的，所述冷凝管的外壁间隔设有多个散热翘片，所述催化剂床体的外壁间隔设有多个散热翘片。本技术的有益效果在于：氢气中伴有的水蒸气冷凝后产生的冷凝水进入溶液存储桶中，可以被再次利用进行水解反应，形成二次利用的水循环系统；氢气发生器中包括废液桶，可以收集制备过程中产生的废液，制氢反应发生时放出大量的热量，可以利用溶液存储桶与废液桶环流换热，溶液存储桶可以吸收制备过程中废液桶内的热量，可以有助于反应液的加热，也可以加速废液桶内热量的排出；催化剂床体外部和冷凝管外部设置的散热翘片，可以把催化剂床体的温度维度维持在制氢催化剂催化反应所需的温度范围内；制备过程中产生的废液可以随时更换，保证了制氢反应可持续长时间进行；本技术集反应液配制、散热、水循环利用、氢气提纯和输出控制于一体，第一壳体与第二壳体可拆卸连接，可以方便清洗和更换第一壳体和第二壳体内的各个部件，操作简单，适用于便携式氢源供给使用。附图说明图1为本技术实施例1中的流程图；图2为本技术实施例1中利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器的结构示意图；图3为本技术实施例1中利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器的截面示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，其特征在于：包括外置溶液桶、溶液存储桶、废液桶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、催化剂床体、冷凝管、干燥室、输出管道；/n所述外置溶液桶通过第一管道与溶液存储桶连通，所述第一管道上设有第一蠕动泵，所述外置溶液桶上设有桶口；/n所述废液桶位于溶液存储桶的内部，所述废液桶的顶面设有桶口，所述溶液存储桶的外壁与废液桶的外壁之间设有间隙，该间隙与废液桶的外壁之间形成容纳反应液的U形密闭空间，所述溶液存储桶上设有第二管道和第三管道；/n所述溶液存储桶通过第二管道与催化剂床体连通，所述催化剂床体的底端设有废液出口，所述催化剂床体位于废液桶上方，致使废液从废液出口流出，从桶口进入废液桶内；/n所述冷凝管的一端与催化剂床体连通，所述冷凝管的另一端与溶液存储桶连通；/n所述干燥室的一端与第三管道连通，所述干燥室的另一与输出管道连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，其特征在于：包括外置溶液桶、溶液存储桶、废液桶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、催化剂床体、冷凝管、干燥室、输出管道；
所述外置溶液桶通过第一管道与溶液存储桶连通，所述第一管道上设有第一蠕动泵，所述外置溶液桶上设有桶口；
所述废液桶位于溶液存储桶的内部，所述废液桶的顶面设有桶口，所述溶液存储桶的外壁与废液桶的外壁之间设有间隙，该间隙与废液桶的外壁之间形成容纳反应液的U形密闭空间，所述溶液存储桶上设有第二管道和第三管道；
所述溶液存储桶通过第二管道与催化剂床体连通，所述催化剂床体的底端设有废液出口，所述催化剂床体位于废液桶上方，致使废液从废液出口流出，从桶口进入废液桶内；
所述冷凝管的一端与催化剂床体连通，所述冷凝管的另一端与溶液存储桶连通；
所述干燥室的一端与第三管道连通，所述干燥室的另一与输出管道连通。


2.根据权利要求1所述利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，其特征在于：所述废液桶的底端设有第四管道，所述溶液存储桶的外部设有废液收集袋，所述废液桶通过第四管道与废液收集袋连通。


3.根据权利要求2所述利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，其特征在于：所述第四管道上设有出水阀。


4.根据权利要求1所述利用硼氢化钠催化制氢的氢气发生器，其特征在于：还包括上壳体、下壳体和隔板，所述上壳体与下壳体组合后形成容纳空间，所述外置溶液桶、溶液存储桶、废液桶、第一蠕动泵、第二蠕动泵、催化剂床体、冷凝管、干燥室、输出管道位于容纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪亚芳，陈雄胜，
申请(专利权)人：东莞市三聚氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44