[发明专利]利用盐差能直接产氢的设备及其使用方法

权利要求书

1.一种采用利用盐差能直接产氢的设备生产氢气的方法，所述利用盐差能直接产氢的设备包括：

反向电渗析装置，所述反向电渗析装置包括阳极板、阴极板以及设置在所述阳极板和阴极板之间的依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜，其中所述阳离子交换膜的数量与所述阴离子交换膜的数量相等；所述阳极板与所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜一端的阳离子交换膜之间的空间构成阳极室；所述阴极板与所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜另一端的阴离子交换膜之间的空间构成阴极室；所述阳极室具有位于下端的阳极室入口和位于上端的阳极室出口，并且所述阴极室具有位于下端的阴极室入口和位于上端的阴极室出口；所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜中的每对相邻的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间的空间构成依次交替设置的n个浓溶液室和n+1个淡溶液室，其中n大于或等于1；所述阳极室与所述依次交替设置的n个浓溶液室和n+1个淡溶液室一端的淡溶液室相邻，并且所述阴极室与依次交替设置的n个浓溶液室和n+1个淡溶液室另一端的淡溶液室相邻；所述n个浓溶液室中的每一个具有位于下端的浓溶液室入口和位于上端的浓溶液室出口，并且所述n+1个淡溶液室中的每一个具有位于下端的淡溶液室入口和位于上端的淡溶液室出口；

阳极液贮存罐，所述阳极液贮存罐具有氧气出口并且与所述阳极室入口和所述阳极室出口流体连通；

阴极液贮存罐，所述阴极液贮存罐具有氢气出口并且与所述阴极室入口和所述阴极室出口流体连通；

浓溶液贮存罐，所述浓溶液贮存罐与所述n个浓溶液室中的每一个的浓溶液室入口流体连通；和

淡溶液贮存罐，所述淡溶液贮存罐与所述n+1个淡溶液室中的每一个的淡溶液室入口流体连通，并且

所述方法包括下列步骤：

1)使得所述阳极液贮存罐中的碱液经由所述阳极室入口和所述阳极室出口而在所述阳极液贮存罐和所述阳极室之间循环；

2)使得所述阴极液贮存罐中的酸液经由所述阴极室入口和所述阴极室出口而在所述阴极液贮存罐和所述阴极室之间循环；

3)将所述浓溶液贮存罐中的浓溶液和所述淡溶液贮存罐中的淡溶液分别引入到所述浓溶液室和所述淡溶液室，其中所述浓溶液和所述淡溶液均为强电解质的水溶液，所述浓溶液的强电解质浓度为0.5摩/升以上，所述淡溶液的强电解质浓度为0.01摩/升以上，并且所述浓溶液的强电解质浓度大于所述淡溶液的强电解质浓度；和

4)将所述阳极板和所述阴极板之间电连接，

其中所述碱液为浓度大于或等于0.05摩/升的强碱性无机盐的水溶液；所述酸液为浓度大于或等于0.05摩/升的强酸性无机酸或有机酸的水溶液。

2.根据权利要求1所述的生产氢气的方法，其中所述强碱性无机盐选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡中的一种或多种；所述强酸性无机酸或有机酸选自盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、亚硫酸中的一种或多种；并且所述强电解质选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的生产氢气的方法，其中所述阳极室由密封垫片密封，并且在所述阳极板和所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜一端的阳离子交换膜之间设置有流道网格。

4.根据权利要求1所述的生产氢气的方法，其中所述阴极室由密封垫片密封，并且在所述阴极板与所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜另一端的阴离子交换膜之间设置有流道网格。

5.根据权利要求1所述的生产氢气的方法，其中所述n个浓溶液室和所述n+1个淡溶液室中的每一个由密封垫片密封，并且在所述依次交替叠置的两个以上阳离子交换膜和两个以上阴离子交换膜中的每对相邻的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间设置有流道网格。

6.根据权利要求1所述的生产氢气的方法，其中所述阴极液贮存罐的所述氢气出口和/或所述阳极液贮存罐的所述氧气出口与气体在线检测与分离装置连接。