[发明专利]瞬时超临界煤制氢气的方法及装置

权利要求书

1.一种从水煤浆中制取氢气的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过脉冲功率驱动源驱动冲击波产生源产生压强幅值高于25MPa的脉冲冲击波施加到水煤浆中，使部分水煤浆在瞬时达到超临界状态，发生煤水反应，制取氢气；

通过所述冲击波产生源对所述水煤浆重复施加脉冲冲击波，使水煤浆发生多次、充分的煤水反应，连续制取氢气。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述水煤浆制取氢气完成后，排出所述水煤浆，并重新注入水煤浆，并以幅值高于25MPa的脉冲冲击波再次施加到重新注入的水煤浆中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以脉冲冲击波的波源为中心，以球面波从内向外加载到所述水煤浆，在脉冲冲击波传播过程中的压缩区域对水煤浆形成25MPa以上的超压，使所述压缩区域内的水煤浆瞬时达到超临界状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以可重复运行的脉冲功率驱动冲击波产生源重复产生脉冲冲击波加载于所述水煤浆，所述冲击波产生源包括水间隙放电器或者金属丝放电器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据水煤浆的煤粉的煤阶、煤级、煤粉粒度和煤水比例确定重复向水煤浆加载冲击波的次数。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，通过对所述水煤浆重复施加脉冲冲击波，使水煤浆发生多次、充分的煤水反应，连续制取氢气，包括：

将施加所述脉冲冲击波的冲击波产生源通过水囊密封，使所述冲击波产生源与所述水煤浆隔离；

通过所述冲击波产生源产生所述脉冲冲击波透过所述水囊加载于所述水煤浆，以制取所述氢气。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述水囊中充入纯净水，所述水囊隔离所述冲击波产生源与所述水煤浆，所述冲击波产生源通过水囊中的纯净水产生冲击波，冲击波透过水囊加载于所述水煤浆。

8.一种从水煤浆中制取氢气的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过水煤浆管道从反应腔顶部的水煤浆注入口注入水煤浆，使水煤浆的液面达到注入孔高度；

通过可控冲击波发生装置中的水间隙放电器或金属丝放电器放电，产生压强大于25MPa的冲击波作用于周围的水煤浆；

从反应腔顶端的氢气出口收集水煤浆在瞬时超临界状态下反应所生成的氢气；

控制所述可控冲击波发生装置反复工作，使所述水间隙放电器或金属丝放电器连续产生压强大于25MPa的冲击波作用于水煤浆；

当收集的氢气的量满足制氢效率后，停止所述可控冲击波发生装置的工作；

从反应腔底部残渣出口集中排出残渣；

再次通过水煤浆管道向所述反应腔加注水煤浆，通过可控冲击波发生装置再次向水煤浆施加冲击波制备氢气。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制所述可控冲击波发生装置反复工作，使所述水间隙放电器或金属丝放电器连续产生压强大于25MPa的冲击波作用于水煤浆之前，包括：

启动所述可控冲击波发生装置中的脉冲功率驱动源，为储能电容器充电；

当储能电容器充电到设定电压时，控制切换开关自动将储能电容器的高压端与多个串联的水间隙放电器或多个串联的金属丝放电器接通，所述储能电容器通过多个串联的水间隙放电器或多个串联的金属丝放电器放电，产生压强大于25MPa的冲击波作用于周围的水煤浆。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述可控冲击波发生装置反复工作，使每个水间隙放电器或金属丝放电器连续产生压强大于25MPa的冲击波作用于水煤浆，包括：

控制所述可控冲击波发生装置中的脉冲功率驱动源反复工作，使得所述水间隙放电器或金属丝放电器反复产生冲击波作用于水煤浆，从氢气收集管道获得氢气的量满足制氢效率后，停止所述脉冲功率驱动源的工作。