一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统及方法技术方案

本发明专利技术属于氢气纯度检测领域，提供了一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统及方法，包括气质系统、中转系统以及水质系统，所述气质系统用于制备氢气，所述气质系统与中转系统连通，将制备的氢气传入中转系统进行存储；所述气质系统包括惰性气体气瓶以及氢气制备机构，所述惰性气体气瓶通过第一支路与氢气制备机构连通；所述氢气制备机构还与反应室连通，所述反应室的部分置于恒温磁力搅拌水浴锅内，且所述反应室伸出恒温磁力搅拌水浴锅的一端的侧壁通过第二支路连通中转系统；所述中转系统还与水质系统连通；所述水质系统通过微纳米气泡发生器将待测气体与原始水混合生成相对稳定的产品水，通过对产品水中的成分进行分析实现离线检测。现离线检测。现离线检测。

【技术实现步骤摘要】
一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统及方法


[0001]本专利技术属于氢气纯度检测
，具体涉及一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]轻型燃料电池汽车车载储氢是现今替代传统化石燃料汽车的研究热点。储氢燃料电池汽车是使用氢或能供提供氢的燃料作为动力的载具。这类汽车把氢的化学能转换为机械能，但氢气的混合物爆炸力强，氢燃料电池对氢气的确定性对氢气纯度要求高，如何实现对氢气浓度及杂质分析进行安全准确的测量并使用成为制氢行业以及车载储氢方面亟待解决的问题。广泛使用氢助长交通是在助力氢经济的一个关键因素。在储氢燃料电池汽车的发展中最大的障碍就是要克服氢分子量小不易储存、储氢密度低、与空气混合易燃易爆的特性。
[0004]现有研究中，将密度高、易储存、安全性较高的有机材料在汽车内部反应器中通过催化剂分解制氢用于为燃料电池供能是一种可行方案。有机储氢材料在反应器内与催化剂反应制氢过程中，可能会产生对燃料电池有毒的副产物。现有技术中分析有机储氢材料在有限空间内分解后气体中存在燃料电池有害的副产物，国内传统的气体成分分析傅里叶红外吸收分析设备造价高，对运行环境要求高；密度测量法校准费时且困难，精度低，速度慢，不适合生产使用；基于热传导法的气体分析仪器由于需要建立温控系统和恒温环境，不能在线和便携使用；氢气纯度分析仪需在真空环境下连接待测气体。而现有在线检测技术中检测设备昂贵不便于推广使用、检测方法运行环境要求较高、检测流程复杂、氢气存在泄露风险。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统及方法，本专利技术通过气质系统、中转系统以及水质系统的相互配合关系，对有机储氢材料分解后产物定性定量分析，分析检测现有技术中有机储氢材料在有限空间内催化分解后产生对燃料电池有害的副产物的种类问题。
[0006]根据一些实施例，本专利技术的第一方案提供了一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，采用如下技术方案：
[0007]一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，包括气质系统、中转系统以及水质系统，所述气质系统与中转系统连通，用于将氢气和惰性气体传入中转系统进行存储；所述中转系统还与水质系统连通，所述水质系统用于对中转系统中储存的氢气进行检测；
[0008]所述中转系统包括储氢室，所述储氢室通过第六支路连通水质系统，且所述储氢室还通过第二支路连通气质系统；
[0009]所述储氢室通过第七支路连通集水瓶；所述集水瓶通过第八支路连通消氢室；所述消氢室还连通有排气支路，所述排气支路上依次设有第三气体热导传感器、第七阀门以及水封排气阀；
[0010]所述水质系统包括微纳米气泡发生器，所述微纳米气泡发生器通过第九支路连通产品水箱的一侧底部，产品水箱远离第九支路的相对的一侧的底部通过第十支路连通转移容器。
[0011]进一步地，所述气质系统包括惰性气体气瓶以及氢气制备机构，所述惰性气体气瓶通过第一支路与氢气制备机构连通，所述第一支路上设有第一阀门；所述氢气制备机构还与反应室连通，所述反应室的部分置于恒温磁力搅拌水浴锅内，且所述反应室伸出恒温磁力搅拌水浴锅的一端的侧壁通过第二支路连通中转系统；所述第二支路上依次设有第一气体热导传感器、流量计以及第二阀门；
[0012]或者，所述气质系统包括待测气箱和惰性气箱；所述待测气箱通过检测支路与中转系统连通，在检测支路上设有第十阀门；所述惰性气箱通过惰性支路与中转系统连通，在惰性支路上设有第十一阀门。
[0013]进一步地，所述氢气制备机构包括储氢前置室，所述储氢前置室通过第三支路连通投掷室，所述第三支路上设有第三阀门；所述投掷室通过第四支路连通反应室；所述第四支路上设有第四阀门；
[0014]所述氢气制备机构还包括标准室，所述标准室内存储有标准内标物，所述标准室通过第五支路与反应室连通，所述第五支路上设有第五阀门。
[0015]进一步地，所述反应室内存储有催化剂。
[0016]进一步地，所述第六支路上设有第六阀门，所述第七支路上设有断流止回阀，所述第八支路上设有第二气体热导传感器。
[0017]进一步地，所述第六支路靠近水质系统的一端上还固定有管路快插接头。
[0018]进一步地，所述产品水箱顶板上还设有第四气体热导传感器，用于检测产品水箱内的氢气。
[0019]进一步地，所述第九支路上设有第八阀门，所述第十支路上设有第九阀门。
[0020]进一步地，所述微纳米气泡发生器内存储有原始水，所述产品水箱内存储有产品水。
[0021]根据一些实施例，本专利技术的第二方案提供了一种有机储氢材料制氢纯度离线检测方法，采用如下技术方案：
[0022]一种有机储氢材料制氢纯度离线检测方法，利用如第一方案所述的一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统实现，包括：
[0023]开始检测时，关闭第七阀门、断流止回阀、第五阀门、第四阀门，断开管路快插接头；依次打开第六阀门、第二阀门以及第一阀门，当第六阀门处有气体排出后，依次关闭第六阀门和第一阀门，连接管路快插接头；
[0024]打开断流止回阀和第三阀门，储氢前置室内的有机储氢材料通过第三支路进入投掷室；
[0025]打开恒温磁力搅拌水浴锅，关闭第三阀门，打开第四阀门，待第一气体热导传感器首次检测到氢气时，开启第五阀门，向反应室内添加标准内标物，记录流量计示数，当流量
计首次示数归零，打开第一阀门，直至第一气体热导传感器检测不到氢气时，关闭第一阀门和第二阀门；
[0026]若第二气体热导传感器未检测到氢气时，记录集水瓶的集水体积，打开第七阀门，启动微纳米气泡发生器，打开第六阀门，储氢室内的氢气进入到微纳米气泡发生器，微纳米气泡发生器内的原始水与储氢室内氢气混合生成产品水并流入到产品水箱；
[0027]若第四气体热导传感器没有检测到氢气和标准内标物存在，打开第九阀门，产品水流入转移容器进行检测；
[0028]若第四气体热导传感器检测到氢气存在，关闭第七阀门，待第三气体热导传感器检测不到氢气时，打开第七阀门，打开第二阀门和第一阀门，直到第二气体热导传感器以及第三气体热导传感器均检测不到氢气时，关闭第一阀门和第二阀门。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0030]本专利技术通过气质系统制备待测气体氢气，同时将惰性气体和制备的待测气体送入到中转系统进行暂时的存储，然后将中转系统中存储的待测气体氢气转移进入水质系统的原始水中生成产品水，通过水质系统将待测气体氢气安全的转移到产品水中，以用于离线检测、异地检测，相较于在线检测来说，无需建立恒温环境，且方便操作，成本低。
[0031]本专利技术利用惰性气体为反应室与储氢室提供隔绝空气的保护，再通过第六阀门、管路快插接头快速排出系统，确保过程的安全性；通过第二气体热导传感器、第三气体热导传感器、第四气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，其特征在于，包括气质系统、中转系统以及水质系统，所述气质系统与中转系统连通，用于将氢气和惰性气体传入中转系统进行存储；所述中转系统还与水质系统连通，所述水质系统用于对中转系统中储存的氢气转移以用于离线检测；所述中转系统包括储氢室，所述储氢室通过第六支路连通水质系统，且所述储氢室还通过第二支路连通气质系统；所述储氢室通过第七支路连通集水瓶；所述集水瓶通过第八支路连通消氢室；所述消氢室还连通有排气支路，所述排气支路上依次设有第三气体热导传感器、第七阀门以及水封排气阀；所述水质系统包括微纳米气泡发生器，所述微纳米气泡发生器通过第九支路连通产品水箱的一侧底部，产品水箱远离第九支路的相对的一侧的底部通过第十支路连通转移容器。2.如权利要求1所述的一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，其特征在于，所述气质系统包括惰性气体气瓶以及氢气制备机构，所述惰性气体气瓶通过第一支路与氢气制备机构连通，所述第一支路上设有第一阀门；所述氢气制备机构还与反应室连通，所述反应室的部分置于恒温磁力搅拌水浴锅内，且所述反应室伸出恒温磁力搅拌水浴锅的一端的侧壁通过第二支路连通中转系统；所述第二支路上依次设有第一气体热导传感器、流量计以及第二阀门；或者，所述气质系统包括待测气箱和惰性气箱；所述待测气箱通过检测支路与中转系统连通，在检测支路上设有第十阀门；所述惰性气箱通过惰性支路与中转系统连通，在惰性支路上设有第十一阀门。3.如权利要求1所述的一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，其特征在于，所述氢气制备机构包括储氢前置室，所述储氢前置室通过第三支路连通投掷室，所述第三支路上设有第三阀门；所述投掷室通过第四支路连通反应室；所述第四支路上设有第四阀门；所述氢气制备机构还包括标准室，所述标准室内存储有标准内标物，所述标准室通过第五支路与反应室连通，所述第五支路上设有第五阀门。4.如权利要求1所述的一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，其特征在于，所述反应室内存储有催化剂。5.如权利要求1所述的一种有机储氢材料制氢纯度离线检测系统，其特征在于，所述第六支路上设有第六阀门，所述第七支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉忠，冉维曌，刘晴晴，岳峻冉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：