[发明专利]一种铝水连续制氢系统

说明书

技术领域

本发明属于氢的制造与储存技术，尤其涉及一种铝水连续制氢系统。

背景技术

随着化石能源的枯竭以及环境污染的日益严重，人类不得不重视可持续能源的开发。氢具有来源广、燃烧热值高、清洁等优点，因而氢能是各种能量形式之间转化的最优良载体。由于支撑氢能体系的是大量的水循环，可以避免环境的污染，因此氢能可以用来建立面向可持续发展社会的能源体系。氢能体系的研究内容主要包括氢气的制备技术、安全高效的储存与运输技术以及应用技术的开发等。目前，氢气的制备方法主要有电解水制氢、天然气制氢、生物制氢、太阳能制氢以及核能制氢等，但是这些制氢方法都存在生产成本高、工艺设备复杂等缺点，因此，开发可持续发展的、大规模的廉价制氢技术是氢能利用的关键所在。

铝是地球上含量最丰富的金属元素，在元素分布上占第三位，全球铝的工业储量已超过2.5×10¹⁰吨，来源丰富，价格低廉，没有环境污染。利用低成本的铝与水反应产生氢气，这种方法既廉价又高效。近年来，该领域的研究非常活跃，如美国报道了一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺；一种特别的铝原子簇暴露在水中来制氢的新方法；俄罗斯研制出一种用铝颗粒从水中制取氢气的装置；伊朗报道了一种高活性铝纳米颗粒在纯水中水解制备氢气的新方法。国内也有人对铝-碱溶液水解制氢技术进行了研究，上述金属铝水制氢方法的研究重点都是对金属铝进行特殊处理，以达到容易与水在常温下反应生成氢气的目的，但对金属铝进行特殊处理将增加制氢的成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝水连续制氢系统，该系统具有成本低廉、制氢速度快、制备的氢气纯度高、可连续不断地制备氢气、无需外供电源等特点，适合于现场制氢。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铝水连续制氢系统，包括碱液储罐1，碱液储罐1的出液口通过三通管道连接反应釜2的入液口和过滤装置5出液口，反应釜2的出口通过管道连接到气液分离器4的入口，气液分离器4的出气口又通过管道连接到洗气装置6的进气口，气液分离器4的出液口通过三通管道连接洗气装置6的出液口和过滤装置5的入液口，洗气装置6的出气口通过管道连接干燥装置8的进气口，干燥装置8的出气口通过管道连接气体缓冲罐9，每一根连接管道上都设置有控制阀门10，所述洗气装置6上设置加水桶7，所述反应釜2上设置加料斗3。

所述过滤装置5的数量不限，当数量多于一个时，各过滤装置5并行排列设置。

所述反应釜2是压力容器，能耐受0.1--0.2MPa的压力，其中填充具有立体结构的化工填料。

所述具有立体结构的化工填料为波纹状填料、规整填料和管状填料中的一种。

所述的规整填料为金属规整填料或者塑料规整填料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

铝水连续制氢系统具有廉价、环保的特点，实现了金属铝循环与氢循环的有机结合。本发明特别适合于现场制氢，为氢燃料电池或氢内燃机提供氢燃料。

附图说明

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如附图所示，本发明包括包括碱液储罐1，碱液储罐1的出液口通过三通管道连接反应釜2的入液口和过滤装置5出液口，反应釜2的出口通过管道连接到气液分离器4的入口，气液分离器4的出气口又通过管道连接到洗气装置6的进气口，气液分离器4的出液口通过三通管道连接洗气装置6的出液口和过滤装置5的入液口，洗气装置6的出气口通过管道连接干燥装置8的进气口，干燥装置8的出气口通过管道连接气体缓冲罐9，每一根连接管道上都设置有控制阀门10，所述洗气装置6上设置加水桶7，所述反应釜2上设置加料斗3，过滤装置5一共设置两个，并行工作。反应釜2是压力容器，能耐受0.1--0.2MPa的压力，反应釜的内部结构由三维立体的狭小空间组成，可在反应釜2中填充的具有立体结构的化工填料，例如波纹状填料、规整填料、管状填料等，其中规整填料可选金属或者塑料规整填料，本实施例中优选规整填料。