[发明专利]一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器

摘要

本发明公开了一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器。整体结构为圆柱形壳体，外面包覆一层保温层，里面装有方便拆卸的层级多孔状托盘，以放置复合压块，顶部固定着氢气的进口和出口管道。顶部采用大法兰密封，且为了防止复合压块粉末化进入进出口管路，在层级托盘顶部和底部分别固定有仅供气体通过的滤网，在托盘底部装有搅拌装置。复合压块由外圆的金属氢化物和内圆的想变材料组成。储氢材料吸氢时，放出的热量将被相变材料吸收，进行潜热储存；当反应器放氢时，相变材料提供热量给储氢材料，使其完成脱氢反应。本发明回收利用反应热，无需额外换热器，结构紧凑，操作简单，适用于车载、无人机、机器人等便携式紧凑化的氢能动力系统应用场合。

主权项

1.一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，包括反应器壳体(1)、包覆在反应器外的保温层(2)及嵌在反应器内部的层级多孔状托盘(3)，反应器顶部采用法兰盖(6)、法兰密封垫圈(13)进行密封，反应器顶部与层级多孔状托盘(3)最顶部之间的空腔构成气相缓冲区(14)，反应器底部与层级多孔状托盘(3)最底部之间的空腔构成气流搅拌区(16)，气相缓冲区(14)和气流搅拌区(16)之间的区域为反应床层区(15)；在反应床层区(15)嵌有层级多孔状托盘(3)，托盘上放置着复合式压块(4)作为反应和传热床层，托盘最顶端和最低端，分别固定有滤网(20)；在气流搅拌区(16)中安装有搅拌器(21)。

2.根据权利要求1所述的一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，在法兰盖(6)顶部上端面开有氢气进口管路(7)、进气阀门(8)、出气管路(9)、出气阀门(10)、轴对称的两个温度测量热电偶(5)、压力传感器(11)和安全阀(12)，压力传感器(11)和安全阀(12)通过三通阀和管线连接反应器床层。

3.根据权利要求1所述的一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，反应器壳体(1)通过法兰(18)、法兰盖(6)和法兰密封垫圈(13)进行密封。

4.根据权利要求1所述的一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，层级多孔状托盘(3)由多个单层托盘(23)、支架(22)、挡板(25)和底部搅拌器(21)组成，最顶层托盘上面和最底层托盘下面固定有仅供氢气进出的滤网(20)，滤网(20)的厚度为0.5～1mm，孔径为400～500目。

5.根据权利要求1所述的一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，单层多孔状托盘(23)上密布若干气相孔道(24)，气相孔道(24)以同轴环状形式绕托盘轴中心呈圆弧形分布，孔径为5～8mm，每层多孔状托盘上由挡板(25)均匀分成6个宫格，独立放置具有相同直径的复合式压块。

6.根据权利要求1所述的一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，层级多孔状托盘(3)外径与反应器(1)内径相同，单层多孔状托盘(23)上分布的气相孔道(24)直径与温度热电偶外管(5)外径相同。

7.根据权利要求1所述的一种复合压块式相变储热的气固储氢反应器，其特征在于，复合式压块(4)由储氢材料压块(26)、隔膜(27)、相变材料压块(28)呈同心圆形状由外向内分布，隔膜厚度为0.5～1mm，压块直径在1～10cm范围内，相变材料的相变温度区间从室温～500℃。