一种氢气制储一体装置制造方法及图纸

本技术公开了一种氢气制储一体装置，包括反应器、阴极、阳极和直流电源，直流电源的正极和负极分别与阳极和阴极连接，反应器由多个阳极室和阴极室叠加而成，其特征在于：所述阳极室和阴极室的交界面设有阳离子交换膜，电解环境为酸性，所述阴极室、阳极室腔的上端靠近阳离子交换膜处分别设有稀硫酸和甲苯的进料喷头，所述阴极室的底端连通有出水通道，阳极室和阴极室上均设有出气通道。本技术不仅降低整体电耗4kw*h/NM<supgt;3</supgt;加氢量(常规电解水制氢平均需要5kw*h/NM<supgt;3</supgt;+2kw*h/NM<supgt;3</supgt;的溶剂加氢消耗)，电催化装置与电解水制氢装置相比设备投资增加少，达到不增加大规模投资且减少运行成本的前提下，直接制储一体化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制氢反应装置领域，具体是一种氢气制储一体系统。

技术介绍

1、近年来，一些研究人员试图以水作为氢源，通过设计高效的双功能催化剂，将光催化产生的h自由基随后与硝基芳烃发生原位加氢反应。但在传统使用的油水混合体系中，亲水性的催化剂表面通常被水分子包围，使硝基芳烃分子与h自由基接触困难，从而导致硝基芳烃加氢效率大大降低。此外，有一种公开方法直接将光催化剂粉末加入到油水混合体系，光催化产生的h自由基速率难以调控，速率太快会导致析h2反应加剧，速率太慢导致硝基芳烃加氢反应的氢源不足。

2、其次，氢能因其清洁、高效、丰富，被认为是新世纪最具潜力、无污染、环保型绿色能源。各种开发和利用氢能的研究一直受到业内的重视。而氢能的开发和利用是以氢能的存储为前提的。传统的液化储存、金属氢化物储氢和高压压缩储氢技术虽相对较成熟，但尚不适合长距离、大规模氢能输送。也有新型储氢材料—液态有机烃作为储氢介质开始受到关注，其具有储氢量大、易于输运及加氢-脱氢可逆性好的特点。但具体在实施过程中先采用电解水制氢，然后就地采用加氢工艺把氢气储氢起来运输到目的地采用脱氢方式达到氢气储运的目的，但这个过程中加氢和脱氢的温度比较高，且脱氢需要贵金属催化剂导致整体投资和运行成本较高，投入的规模和运行成本均较大。

3、为了解决上述问题，本案由此而生。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本技术提供了一种氢气制储一体装置，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。>

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种氢气制储一体装置，包括反应器、阴极、阳极和直流电源，直流电源的正极和负极分别与阳极和阴极连接，反应器由多个阳极室和阴极室叠加而成，所述阳极室和阴极室的交界面设有阳离子交换膜，电解环境为酸性，所述阳极室和阴极室上分别开设有电解液的进液孔位一和甲苯的进液孔位二，并通过对应喷头进料，所述阴极室的底端连通有出水通道，阳极室和阴极室上均设有出气通道。

5、作为优选方案，进一步地，阳极采用致密的ta1材质且厚度1mm的薄板，阴极板采用高含铜、镍、锰的不锈钢材质(镍含量为不锈钢含量的0.5％-3％)，且采用菱形挖孔结构，控制暴露面积50-60％。

6、作为优选方案，进一步地，进液孔位二处通过喷头进液，且喷头的输出端与阴极板形成夹角，使得甲苯靠自然重力顺阴极板往下流。

7、作为优选方案，进一步地，阴极室内沿其竖直方向设有多层扰流板，扰流板与阴极板成108-180°角，优选为120°。

8、作为优选方案，进一步地，直流电源的电压为2-2.5v。

9、作为优选方案，进一步地，阳极腔体成长方体，所述阴极室的截面呈梯形状，其下部形成为三角形漏斗状。

10、(三)有益效果

11、采用上述技术方案后，本技术与现有技术相比，具备以下优点：本技术一种氢气制储一体装置，不仅降低整体电耗4kw*h/nm3加氢量(常规电解水制氢平均需要5kw*h/nm3+2kw*h/nm3的溶剂加氢消耗)，电催化装置与电解水制氢装置相比设备投资增加少，达到不增加大规模投资且减少运行成本的前提下，直接制储一体化。

12、采用多层扰流隔板均与阴极板成120°角，实现甲苯的迂回绕流，充分将氢质子携带的水分冲刷下以与暴露的氢质子进行反应，避免冲刷水分的甲苯使用过量。其次，阴极电催化腔体的上部整个截面呈梯形状，冲刷下水分且未进行反应的甲苯在分层后，其位于阴极室底部的液面不断上升，以再次作为原料与不断到达阴极板上的氢质子进而二次反应。

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【技术保护点】

1.一种氢气制储一体装置，包括反应器、阴极、阳极和直流电源，直流电源的正极和负极分别与阳极和阴极连接，反应器由多个阳极室和阴极室叠加而成，其特征在于：所述阳极室和阴极室的交界面设有阳离子交换膜，电解环境为酸性，所述阴极室、阳极室上分别开设有电解液的进液孔位一和甲苯的进液孔位二，并通过对应喷头进料，所述阴极室的底端连通有出水通道，阳极室和阴极室上均设有出气通道。

2.根据权利要求1所述的一种氢气制储一体装置，其特征在于：所述进液孔位二处通过喷头进液，且喷头的输出端与阴极板形成夹角，使得甲苯靠自然重力顺阴极板往下流。

3.根据权利要求1所述的一种氢气制储一体装置，其特征在于：所述阴极室内沿其竖直方向设有多层扰流板，扰流板与阴极板成108-180°角。

4.根据权利要求1所述的一种氢气制储一体装置，其特征在于：所述阳极室呈长方体，所述阴极室的截面呈梯形状，其下部形成为三角形漏斗状。

5.根据权利要求1所述的一种氢气制储一体装置，其特征在于：所述直流电源的电压为2-2.5V。

【技术特征摘要】

1.一种氢气制储一体装置，包括反应器、阴极、阳极和直流电源，直流电源的正极和负极分别与阳极和阴极连接，反应器由多个阳极室和阴极室叠加而成，其特征在于：所述阳极室和阴极室的交界面设有阳离子交换膜，电解环境为酸性，所述阴极室、阳极室上分别开设有电解液的进液孔位一和甲苯的进液孔位二，并通过对应喷头进料，所述阴极室的底端连通有出水通道，阳极室和阴极室上均设有出气通道。

2.根据权利要求1所述的一种氢气制储一体装置，其特征在于：所述进液孔位二处通过喷头进液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，肖四利，张云保，管宇，洪肖飞，张绍平，
申请(专利权)人：浙江皓日氢能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：