[发明专利]一种氢气的制备方法

权利要求书

1.一种氢气的制备方法，该方法包括使含有硼氢化物的水溶液通过固定床反应器，所述固定床反应器包括壳体和填装在所述壳体内的催化剂床，其特征在于，所述催化剂床包括第一反应区和第二反应区，沿着所述含有硼氢化物的水溶液在所述固定床反应器内的流通方向，所述第二反应区在所述第一反应区之后，且所述第二反应区的温度低于所述含有硼氢化物的水溶液通过所述催化剂床得到的液体产物的结晶温度，所述含有硼氢化物的水溶液在所述催化剂床中的停留时间使得所述含有硼氢化物的水溶液通过所述催化剂床得到的液体产物不发生结晶，且在所述含有硼氢化物的水溶液中硼氢化物的含量为21重量％以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有硼氢化物的水溶液在所述催化剂床中的停留时间为0.2-200秒。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二反应区的温度为所述结晶温度以下1-60℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二反应区占所述催化剂床总长度的20-80％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，组成所述催化剂床的催化剂含有纳米金属颗粒和载体颗粒，所述纳米金属颗粒负载在所述载体颗粒的孔隙中和/或表面上，所述载体颗粒的平均颗粒直径为0.1-10毫米。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一反应区的催化强度低于所述第二反应区的催化强度，所述催化强度是指单位体积的所述催化剂床能够催化硼氢化物生成的氢气的量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述催化剂床中，所述第一反应区中纳米金属颗粒的负载量低于所述第二反应区中纳米金属颗粒的负载量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述催化剂床中，以所述第一反应区的催化剂床的总量为基准，所述第一反应区中纳米金属颗粒的负载量为0.5-2.5重量％；以所述第二反应区的催化剂床的总重量为基准，所述第二反应区中纳米金属颗粒的负载量为1-5重量％。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一反应区的温度低于所述第二反应区的温度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一反应区的温度比所述第二反应区的温度低5-40℃。

11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一反应区的催化剂的结构强度高于所述第二反应区的催化剂的结构强度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一反应区中的载体颗粒的孔容小于所述第二反应区中的载体颗粒的孔容。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一反应区中的载体颗粒的孔容为所述第二反应区中的载体颗粒的孔容的25-70％。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一反应区中的载体颗粒的平均颗粒直径小于所述第二反应区中的载体颗粒的平均直径。

15.根据权利要求5所述的方法，其中，所述载体颗粒为球形活性碳。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硼氢化物为选自NaBH₄、KBH₄、LiBH₄、NH₃BH₃和NH₄BH₄中的至少一种。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固定床反应器内的反应压力为0.15MPa以上。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述固定床反应器的反应压力为0.3-1.5MPa。