[发明专利]一种氢化镁水解可控制氢系统、方法及应用

说明书

本发明公开是关于一种氢化镁水解可控制氢系统、方法及应用，涉及水解制氢技术领域。设置有反应系统，该反应系统包括水解反应器与氢气提纯装置，该水解反应器提供氢化镁水解反应的场所，氢气提纯装置用于清洗氢化镁水解产生的氢气；辅助系统，与反应系统相连接，用于实现水解液的储存、未反应氢化镁颗粒的有效截留与透过微小颗粒的充分反应；循环系统，连接辅助系统和反应系统，用于水解液循环流动，有效控制水解液的浓度与流率，并可有效的控制水解液与氢化镁的接触时间，实现水解制氢的可控有效制备。

技术领域

本发明公开涉及水解制氢技术领域，尤其涉及一种氢化镁水解可控制氢系统、方法及应用。

背景技术

氢能作为理想的二次能源之一，具有如下优点：(1)储量丰富且来源广泛；(2)氢的燃烧净热值高；(3)氢气燃烧产物为水，不会对环境造成影响，且产物水又可以作为氢气制备的原材料循环利用；(4)氢能的利用形式比较多，既可直接作为燃料释放热能，也可以用作基本原料参与化工生产。

基于以上优势，氢能是替代化石燃料的理想选择。氢气的大规模使用需要解决氢气的制备、氢气的储存与运输、氢气的释放与使用等几方面的技术问题。目前氢气的制备技术较多，例如水电解制氢、化石燃料制氢、生物质制氢、氢化物水解制氢等。制备的氢气需运输至目的地才能够使用，氢化镁作为一种固体储氢材料具有Mg来源广泛、储氢密度大等优点，是一种具有发展潜力的固态储氢材料，可有效的储存氢气，实现氢气的安全运输。

然而氢化镁在水解制氢过程中生成的氢氧化镁钝化层会包覆在氢化镁表面，阻止氢化镁与水进一步发生反应，这就导致氢化镁水解制氢过程不可控，在初始阶段放氢速率较快。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种氢化镁水解可控制氢系统。所述技术方案如下：

该氢化镁水解可控制氢系统设置有反应系统，该反应系统包括水解反应器与氢气提纯装置，该水解反应器提供氢化镁水解反应的场所，氢气提纯装置用于清洗氢化镁水解产生的氢气；

辅助系统，与反应系统相连接，用于实现水解液的储存、未反应氢化镁颗粒的有效截留与透过微小颗粒的充分反应；

循环系统，与辅助系统和反应系统相连通，用于水解液循环流动，有效控制水解液的浓度与流率。

在一个实施例中，所述水解反应器包括壳体，所述壳体的中部收缩并设置有填料，所述填料的上端安装有喷淋装置，所述壳体的顶部安装有气体出口；所述壳体的下端外侧安装有过滤装置。

在一个实施例中，所述搅拌装置的上部水平铺设有支撑层，所述支撑层用于支撑氢化镁固体层，所述支撑层下端的壳体底部安装有物料出口。

在一个实施例中，所述过滤装置竖向安装在壳体的内壁上，过滤层形成的中空腔体内填充氢化镁固体层，所述固体层的底部设置有支撑层，所述过滤层外腔的底部设置有液体出口。

在一个实施例中，所述水解反应器的底部安装有搅拌装置，通过搅拌装置使未反应完全的透过支撑层的细微氢化镁颗粒完全反应。

在一个实施例中，所述循环系统包括离心泵，所述离心泵通过管道分别连通辅助系统与反应系统。

在一个实施例中，所述辅助系统包括水解液储罐和产品过滤罐，在水解液储罐和产品过滤罐之间通过管道连通。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述氢化镁水解可控制氢系统的制氢方法，该氢化镁水解可控制氢方法包括以下步骤：

步骤一、向水解反应器中加入固体氢化镁；

步骤二、通过辅助系统中的水解液储罐加入水解液，并对水解液的浓度进行检测和控制；

步骤三、通过离心泵抽取至喷淋装置，对离心泵的转动速度进行检测和控制；