[发明专利]一种铝水反应制氢的连续反应装置及方法

说明书

本发明公开了一种铝水反应制氢的连续反应装置及方法，包括排气管道(1)、加水管道(2)、惰性气体置换管道(11)、升温管道、排料管道(12)、反应釜主体(3)和料仓(6)，料仓(6)与反应釜主体(3)之间通过密封管道连接，在料仓(6)与反应釜主体(3)之间的密封管道上设置隔离阀(8)，用于隔离料仓和反应釜主体之间的物料、压力和温度。此发明的结构可以实现固相料的连续化投料，也就实现了铝水反应制氢的连续化进行，可以明显提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种铝水反应制氢的连续反应装置及方法，属于化工设备技术领域。

背景技术

铝是地壳中含量最多的金属元素，来源广泛，价格低廉，密度低。铝与水反应制氢，可作为一种氢气存储的有效手段，储氢值高达11.1％(质量分数)，是一种非常良好的氢载体，也是为质子交换膜燃料电池供氢的理想储氢介质，反应产物环境友好，副产物可以回收利用。

受燃料电池和CO₂减排两大驱动力的推动,清洁能源(氢能)将成为人类社会实现可持续发展的基础。氢能的推广主要受到了制氢技术问题、贮存及运输技术问题三方面的限制。目前现行工业用氢都采用化石燃料制氢和电解水制氢为主要的制氢方法,这样的造氢效率不高,需要消耗大量能源,并对环境污染较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种铝水反应制氢的连续反应装置及方法。

本发明采用以下技术方案：

一种铝水反应制氢的连续反应装置，包括排气管道(1)、加水管道(2)、惰性气体置换管道(11)、升温管道、排料管道(12)、反应釜主体(3)和料仓(6)，料仓(6)与反应釜主体(3)之间通过密封管道连接，在料仓(6)与反应釜主体(3)之间的密封管道上设置隔离阀(8)，用于隔离料仓和反应釜主体之间的物料、压力和温度；料仓(6)上设置料仓加料口(4)，料仓加料口(4)连接到供料装置，料仓加料口(4)和料仓(6)之间设置有加料阀(5)，打开加料阀(5)即可通过供料装置向料仓(6)中加入反应物料；料仓(6)上设置有抽真空管道(7)，抽真空管道(7)连接到抽真空装置，开启抽真空装置将料仓(6)抽真空；反应釜主体(3)上部设置排气管道(1)，用于排出反应产生的氢气；反应釜主体(3)中部设置加水管道(2)，用于向反应釜主体内输送反应用水；反应釜主体(3)底部设置排料管道(12)，用于排出反应固体产物进而有关残留物；反应釜主体(3)底部还设置惰性气体置换管道(11)，用于在反应开始前，用惰性气体将反应釜主体内的空气置换排除；反应釜主体(3)底部靠上位置还设置升温管道，用于向反应釜主体内输送传热媒介，通过换热器将反应釜主体内部的反应物料加热至反应温度。

所述的铝水反应制氢的连续反应装置，在反应釜主体内部底部设置有布气管，布气管的进气口连接惰性气体置换管道(11)，通过布气管向反应釜内布气。

所述的铝水反应制氢的连续反应装置，排气管道(1)、加水管道(2)、排料管道(12)、惰性气体置换管道(11)和反应釜主体连接位置均设置有相应的阀门。

根据权利要求1所述的铝水反应制氢的连续反应装置，其特征在于，料仓(6)与反应釜主体(3)都是耐压仓室，料仓(6)与反应釜主体(3)正压能够承受反应压力，负压能够承受全真空。

所述的铝水反应制氢的连续反应装置，排气管道(1)排出的氢气一部分收集储存，一部分在反应过程中通过惰性气体置换管道(11)循环通入反应釜主体底部的布气管，使反应釜主体内部的固液搅动起来，加快传热传质作用。