[发明专利]一种杭锦2#土分子筛储氢装置和使用方法

说明书

技术领域

本发明属于生物能源利用技术领域，具体地涉及一种杭锦2^#土储氢分子筛储氢装置。

本发明还涉及上述杭锦2^#土储氢分子筛的制备方法。

本发明还涉及上述储氢装置的使用方法。

背景技术

全球不可再生能源的日益枯竭和环境污染问题，对人类的生存和可持续发展构成了严重威胁，开发具有高附加值的清洁能源已成为研究热点。氢气作为高效、清洁、可再生的能源，受到人们的日益关注。

氢能源体系主要包括氢的生产、储存与运输、应用等三个环节，其中氢的储存是关键，也是目前氢能应用的技术瓶颈。氢能的储存方法可以分为三种：

(1)气体氢储存技术，即将氢气压缩后存储在高压容器中，但是钢瓶储存氢气的容积小、储氢量小，并且有爆炸的危险；

(2)液态氢储存技术，即将氢气液化后存储在绝热容器中，缺点是液体储存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热，并且容易渗漏；

(3)固体氢储存技术，即氢气与储氢材料通过物理或化学的方式相结合的固体储氢方式，能有效克服气、液两种储存方式的不足，而且储氢体积密度大、安全度高、运输方便、操作容易。因此，固体储氢引起了人们特别的关注，成为目前研究的热点。

然而，目前固体储氢技术的研究主要集中在新材料的发现或对原有材料的改性方面，规模化或产业化的高吸附固体储氢装置还鲜有报道。开发便携、安全、稳定、高效的固体储氢装置，实现固体储氢技术的工业化应用是亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、布局合理、占地面积小，既可以高效储氢，又可实现快速放氢，长期循环利用的杭锦2^#土分子筛储氢装置。

本发明的又一目的在于提供一种杭锦2^#土分子筛的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述储氢装置的使用方法。

为实现上述目的，本发明提供的杭锦2^#土分子筛储氢装置，主要结构为：

一装置外壳，该外壳内部为储氢室，储氢室内填充有储氢材料；

所述储氢材料为杭锦2^#土储氢分子筛与下列材料中的一种分层装填在储氢室内：

碳纳米管、镁基储氢材料、锆系储氢材料、稀土系储氢材料、玻璃微球储氢材料；

该装置外壳的两侧各开设有与储氢室相通的进气口和排气口，进气口和排气口之间通过三通电磁阀与循环通气管道连接。

所述的储氢装置，其中，储氢装置为双层结构，装置外壳的侧面设有可开启的有机玻璃窗口，便于对储放氢控制。

所述的储氢装置，其中，储氢室的顶部为可开启式密封盖，盖上安装有压力控制系统，所述压力控制系统包括压力表和压力调节器。

所述的储氢装置，其中，进气口开设在储氢室的下部，排气口开设在储氢室的上部，中间由循环通气管道相连。

所述的储氢装置，其中，循环通气管道由排气口、进气口、通气管道和三通电磁阀组成。排气口和进气口各安装有三通和电磁阀，通过电磁阀的换向实现氢气储存和释放的循环。

所述的储氢装置，其中，压力控制系统和三通电磁阀连接于控制面板上。

所述的储氢装置，其中，储氢材料分层装填厚度比为0.5∶1-5∶1，装填量为储氢室容积的10-80％。

本发明的用于储氢材料的杭锦2^#土储氢分子筛的制备方法：

1)将杭锦2^#土与NaOH-KOH溶液搅拌均匀，添加Na₂SiO₃·9H₂O使原料的硅铝摩尔比为1-9；NaOH∶KOH的摩尔比为1∶1-1∶15；

2)上述原料溶解后置于反应釜中，加热搅拌；反应条件为陈化温度50-80℃陈化后，90-150℃晶化；

3)过滤分离得到结晶固相产物，并用水洗涤至中性，烘干即得到杭锦2^#土储氢分子筛。

本发明的储氢装置的使用方法：

1)储氢操作，关闭排气口，打开出气循环和进气口，氢气经进气口进入储氢室后，被储氢材料吸收，未被吸收的氢气经循环系统返回进气口，与进气口氢气一并进入储氢装置继续储存，至储氢装置内压力达到设计值时，关闭进气口，结束储氢过程；

2)氢气使用时，开启排气口，关闭出气循环、进气循环和进气口，使储氢室压力释放，放出氢气，至储氢室压力降至设计值时关闭排气口，再重复储氢操作。