[发明专利]高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置及方法

说明书

高温水蒸汽与高温金属颗粒氧化制氢装置，水蒸汽发生器将水转化成水蒸汽，水蒸汽加热装置将水蒸汽加热到300‑1100℃高温，高温水蒸汽送入金属颗粒与高温水蒸汽反应装置内与金属颗粒混合，高温水蒸汽加热金属颗粒，高温金属颗粒熔融成高温金属液，高温金属液与高温金属颗粒表面氧化物分离，金属颗粒与高温水蒸汽反应装置内设旋转轴，旋转轴上制作金属叶片，电机带动旋转轴和金属叶片高速旋转，旋转轴上金属叶片撞击高温水蒸汽和高温金属颗粒和高温金属液，旋转轴上金属叶片搅动高温水蒸汽和高温金属颗粒和高温金属液前行，高温金属颗粒与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温金属氧化物，放出热量，生成高温氢气，高温金属液与高温水蒸汽发生氧化反应，生成高温金属氧化物，放出热量，生成高温氢气，金属叶片推动高温金属氧化物和高温氢气和高温水蒸汽进入氢气和金属氧化物分离装置分离，金属氧化物进入氧化物存储装置，氢气进入氢气存储装置内存储或氢气进入氢气输送管道输出或氢气与氧气混合燃烧或氢气与空气混合燃烧。

技术领域

本发明涉及高温水蒸汽与金属颗粒或金属混合颗粒氧化制氢领域。

背景技术

铝是一种高能量密度金属，铝水制氢是解决氢气存和制 取的一个重要途径。而金属铝在应用的过程中主要的问题是表面氧化膜的存在导致高温水蒸汽与铝颗粒反应启动困难，所以需要采用合适的方法破除铝表面氧化膜、提高高温水蒸汽与铝颗粒反应的活性。

高温情况下，铝颗粒点会在燃面处形成尺寸较大的团聚铝颗粒，团聚铝颗粒增加了铝颗粒燃烧时间，降低了铝颗粒燃烧效率。

现有的制氢方法包括：化石燃料制氢，甲醇重整制氢，工业副产品制氢，电解水制氢，尚未检索到风光电氢氧热金属循环耦合系统，高温水蒸汽与高温金属颗粒和高温金属液氧化反应制氢的报道。

技术问题

 1、如何破除铝颗粒表面氧化膜、提高高温水蒸汽与铝颗粒反应活性。2、如何将团聚铝颗粒分离，加速铝颗粒与高温水蒸汽反应。3、高温水蒸汽中的氧与铝颗粒发生反应，释放高温氢气，高温水蒸汽与释放高温氢气混合在一起，如何解决高温水蒸汽与高温氢气分离问题。4、高温水蒸汽中的氧与铝颗粒发生反应，生成高温铝氧化物，如何解决高温铝氧化物回收问题。5、高温水蒸汽和释放高温氢气和生成高温金属氧化物包含有大量热量，高温水蒸汽中的氧与金属铝发生反应，生成高温铝氧化物放出大量热量，如何解决热量回收再利用问题。6、高温水蒸汽中的氧与铝颗粒发生反应，生成铝氧化物，如何将铝氧化物还原铝，生成氧气存储问题。7、如何解决铝颗粒与高温水蒸汽反应启动前，高温水蒸汽反应装置温度低，达不到铝颗粒与高温水蒸汽反应温度，降低铝颗粒与高温水蒸汽反应效率问题。8、如何解决铝颗粒与高温水蒸汽反应放出大量热量，对高温水蒸汽反应装置造成热伤害问题。9、如何保证水蒸汽能够稳定加热到900-1100摄氏度高温问题。10、如何保证高温水蒸汽和释放高温氢气和生成高温金属氧化物能够由水蒸汽加热装置进入分离装置，实现高温水蒸汽和释放高温氢气和生成高温金属氧化物降温分离问题。

发明内容