【技术实现步骤摘要】
高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置及方法
[0001]本专利技术涉及高温水蒸汽与金属颗粒或金属混合颗粒氧化制氢领域。
技术介绍
[0002]铝是一种高能量密度金属，铝水制氢是解决氢气存和制 取的一个重要途径。而金 属铝在应用的过程中主要的问题是表面氧化膜的存在导致高温水蒸汽与铝颗粒反应启动困难，所以需要采用合适的方法破除铝表面氧化膜、提高高温水蒸汽与铝颗粒反应的活性。
[0003]高温情况下，铝颗粒点会在燃面处形成尺寸较大的团聚铝颗粒，团聚铝颗粒增加了铝颗粒燃烧时间，降低了铝颗粒燃烧效率。
[0004]现有的制氢方法包括：化石燃料制氢，甲醇重整制氢，工业副产品制氢，电解水制氢，尚未检索到风光电氢氧热金属循环耦合系统，高温水蒸汽与高温金属颗粒和高温金属液氧化反应制氢的报道。
[0005]技术问题 1、如何破除铝颗粒表面氧化膜、提高高温水蒸汽与铝颗粒反应活性。2、如何将团聚铝颗粒分离，加速铝颗粒与高温水蒸汽反应。3、高温水蒸汽中的氧与铝颗粒发生反应，释放高温氢气，高温水蒸汽与释放高温氢气混合在一起，如何解决高温水蒸汽与高温氢气分离问题。4、高温水蒸汽中的氧与铝颗粒发生反应，生成高温铝氧化物，如何解决高温铝氧化物回收问题。5、高温水蒸汽和释放高温氢气和生成高温金属氧化物包含有大量热量，高温水蒸汽中的氧与金属铝发生反应，生成高温铝氧化物放出大量热量，如何解决热量回收再利用问题。6、高温水蒸汽中的氧与铝颗粒发生反应，生成铝氧化物，如何将铝氧化物还原铝，生成氧气存储问题。7、如何解决铝颗粒与高温水蒸汽反...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，包括：水蒸汽发生器，水蒸汽加热装置，感应加热设备，水蒸汽反应装置，金属颗粒，旋转轴，叶片，电机，分离装置，氢气存储装置，氧化物存储装置，监测装置，其特征是：水蒸汽发生器将水转化成水蒸汽，水蒸汽加热装置将水蒸汽加热到300
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1100℃高温，高温水蒸汽送入水蒸汽反应装置内，金属颗粒送人水蒸汽反应装置内，高温水蒸汽加热金属颗粒，开启感应加热设备，感应加热设备加热金属颗粒和高温水蒸汽，高温金属颗粒熔化成高温金属液滴，旋转金属叶片撞击和搅拌高温水蒸汽和高温金属液滴，高温金属液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温金属氧化物，放出热量，释放高温氢气，旋转金属叶片推动水蒸汽反应装置内高温金属氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入分离装置，分离装置上部喷射冷却水冷却高温氢气和高温水蒸汽和高温金属氧化物，高温水蒸汽冷却成高温水，高温水与高温氢气分离，高温水沉积到分离装置下部，高温金属氧化物落入分离装置下部水中，加热水，氢气进入氢气存储装置内存储或氢气进入氢气输送管输出，热水泵将分离装置下部高温水输出，金属氧化物提取装置提取水中金属氧化物，金属氧化物输送到金属氧化物存储装置。2.高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，包括：水蒸汽发生器，水蒸汽加热装置，感应加热设备，水蒸汽反应装置，金属颗粒，旋转轴，叶片，电机，分离装置，氢气存储装置，氧化物存储装置，监测装置，其特征是：水蒸汽发生器将水转化成水蒸汽，水蒸汽加热装置将水蒸汽加热到300
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1100℃高温，高温水蒸汽送入水蒸汽反应装置内，金属颗粒送人水蒸汽反应装置内，高温水蒸汽加热金属颗粒，开启感应加热设备，感应加热设备加热金属颗粒和高温水蒸汽，高温金属颗粒熔化成高温金属液滴，旋转金属叶片撞击和搅拌高温水蒸汽和高温金属液滴，高温金属液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温金属氧化物，放出热量，释放高温氢气，旋转金属叶片推动水蒸汽反应装置内高温金属氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入分离装置，分离装置上部喷射冷却水冷却高温氢气和高温水蒸汽和高温金属氧化物，高温水蒸汽冷却成高温水，高温水与高温氢气分离，高温水沉积到分离装置下部，高温金属氧化物落入分离装置下部水中，加热水，氢气进入氢气存储装置内存储或氢气进入氢气输送管输出，热水泵将分离装置下部高温水输出，金属氧化物提取装置提取水中金属氧化物，金属氧化物输送到金属氧化物存储装置，输送装置将金属氧化物输送到氧化物电解还原装置，电解熔融，混合金属氧化物电解液，阴极金属还原，阳极生成氧气，氧气进入氧气存储装置内存储，还原金属颗粒重复循环使用。3.如权利要求1所述高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，其特征是：水蒸汽发生器将水转化成水蒸汽，水蒸汽加热装置将水蒸汽加热到300
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1100℃高温，高温水蒸汽送入水蒸汽反应装置内，输入铝颗粒，高温水蒸汽加热铝颗粒，开启感应加热设备，感应加热设备加热铝颗粒和高温水蒸汽，高温铝颗粒熔化成高温铝液滴，旋转金属叶片撞击和搅拌高温水蒸汽和高温铝液滴，高温铝液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温铝氧化物，放出热量，释放高温氢气，旋转金属叶片推动水蒸汽反应装置内高温铝氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入分离装置，分离装置上部喷射冷却水冷却高温氢气和高温水蒸汽和高温铝氧化物，高温水蒸汽冷却成高温水，高温水与高温氢气分离，高温水沉积到分离装置下部，高温铝氧化物落入分离装置下部水中，加热水，氢气进入氢气存储装置内存储或氢气进入氢气输送管输出，热水泵将分离装置下部高温水输出，金属氧化物提取装置提取水中铝氧化物，铝氧化物输送到金属氧化物存储装置。
4.如权利要求1所述高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，其特征是：水蒸汽发生器将水转化成水蒸汽，水蒸汽加热装置将水蒸汽加热到300
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1100℃高温，高温水蒸汽送入水蒸汽反应装置内，输入铝颗粒，高温水蒸汽加热铝颗粒，开启感应加热设备，感应加热设备加热铝颗粒和高温水蒸汽，高温铝颗粒熔化成高温铝液滴，旋转金属叶片撞击和搅拌高温水蒸汽和高温铝液滴，高温铝液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温铝氧化物，放出热量，释放高温氢气，旋转金属叶片推动水蒸汽反应装置内高温铝氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入分离装置，分离装置上部喷射冷却水冷却高温氢气和高温水蒸汽和高温铝氧化物，高温水蒸汽冷却成高温水，高温水与高温氢气分离，高温水沉积到分离装置下部，高温铝氧化物落入分离装置下部水中，加热水，氢气进入氢气存储装置内存储或氢气进入氢气输送管输出，热水泵将分离装置下部高温水输出，金属氧化物提取装置提取水中铝氧化物，铝氧化物输送到金属氧化物存储装置，输送装置将铝氧化物输送到铝氧化物电解还原装置，电解熔融混合铝氧化物电解液，阴极铝还原，阳极生成氧气，氧气进入氧气存储装置内存储，还原铝颗粒重复循环使用。5.如权利要求1所述高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，其特征是：水蒸汽发生器将水转化成水蒸汽，水蒸汽加热装置将水蒸汽加热到300
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1000℃高温，高温水蒸汽送入水蒸汽反应装置内，输入铝颗粒和镁颗粒，高温水蒸汽加热铝颗粒和镁颗粒，开启感应加热设备，感应加热设备加热铝颗粒和镁颗粒和高温水蒸汽，高温铝颗粒熔化成高温铝液滴，高温镁颗粒熔化成高温镁液滴，旋转金属叶片撞击和搅拌高温水蒸汽和高温铝液滴和高温镁液滴，高温铝液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温铝氧化物，放出热量，释放高温氢气，高温镁液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温镁氧化物，放出热量，释放高温氢气，旋转金属叶片推动水蒸汽反应装置内高温铝氧化物和高温镁氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入分离装置，分离装置上部喷射冷却水冷却高温氢气和高温水蒸汽和高温铝氧化物和高温镁氧化物，高温水蒸汽冷却成高温水，高温水与高温氢气分离，高温水沉积到分离装置下部，高温铝氧化物和高温镁氧化物落入分离装置下部水中，加热水，氢气进入氢气存储装置内存储或氢气进入氢气输送管输出，热水泵将分离装置下部高温水输出，金属氧化物提取装置提取水中铝氧化物和镁氧化物，铝氧化物和镁氧化物输送到金属氧化物存储装置。6.如权利要求1或2或3或4或5所述高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，其特征是：采用光伏或风力或水利发电，光伏或风力或水利发出的电加热水蒸汽、驱动电磁感应加热器，电磁感应加热器加热高温金属颗粒和高温水蒸汽，高温金属颗粒熔化成金属液滴，光伏或风力或水利发出的电驱动电机旋转，旋转金属叶片撞击和搅拌高温水蒸汽和高温金属液滴，金属液滴与金属颗粒表面氧化物分离，高温金属液滴与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温金属氧化物，放出热量，释放高温氢气，旋转金属叶片推动水蒸汽反应装置内高温金属氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入分离装置，分离装置上部喷射冷却水冷却高温氢气和高...
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