[发明专利]一种基于微波加热的热化学制氢系统及其制氢方法与应用

权利要求书

1.一种基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，包括：

预热器的进口与载气存储装置连通且两者之间设置流量控制器；

预热器的出口经第一三通阀分别与蒸汽发生器的进口和第二三通阀的一端口连通；第二三通阀的另外两端口分别与过热器的出口和反应器进口连通；

反应器设在微波发生装置中；蒸汽发生器出口经管道与过热器进口连通；

反应器的出口、冷凝器、干燥装置、收集装置依次连通；

色谱仪设置在干燥装置和收集装置之间的连通管道上；

还包括用于在水解反应中加热反应器的电阻炉。

2.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述载气存储装置中载气为惰性气体或者氮气。

3.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述反应器的材质为耐高温石英。

4.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述微波发生装置产生的微波通过波导将微波辐射输入反应腔，所述反应器置于反应腔内。

5.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述预热器和过热器均为电加热。

6.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述蒸汽发生器为通过水浴或油浴加热水的装置。

7.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述干燥装置采用除水装置。

8.如权利要求7所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述除水装置为装有变色硅胶的容器。

9.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述反应器进口和过热器出口连接管道设有保温材料。

10.如权利要求1所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述冷凝器为夹套式结构，且能够泵送装置实现冷凝液循环。

11.如权利要求10所述的基于微波加热的热化学制氢系统，其特征在于，所述冷凝器还包含一个存水弯。

12.一种基于微波加热的热化学制氢方法，其特征在于，采用权利要求1-11任一项所述的热化学制氢系统执行，具体步骤如下：

（1）将催化剂放入反应器，并将反应器置于微波发生装置的反应腔内，确保连通管路的密封性，打开三通阀所有阀门，打开载气并设置载气流量对系统的每个部件进行吹扫；

（2）调整三通阀的状态，仅形成载气存储装置→流量控制器→预热器→反应器通路，打开预热器/蒸汽发生器/过热器，待预热器/蒸汽发生器/过热器达到预设温度；

（3）设置微波发生装置的加热功率和加热时间，待预热器/蒸汽发生器/过热器达到预设温度后，运行微波发生装置进行热还原反应；

（4）热还原反应结束后，调整三通阀的状态，形成载气存储装置→流量控制器→预热器-蒸汽发生器-过热器-反应器通路，设置微波加热功率和加热时间并运行微波发生装置，进行水解反应；

（5）经过冷却和干燥的气态产物在色谱仪中检测分析。