[实用新型]一种生产纯氢的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生产纯氢的装置，特别是涉及一种利用喷射射流产生真空生产纯氢的装置。

背景技术

能源是国家发展的重大战略问题，能源安全是国家安全的重要组成部分。伴随人类主要能源形式的重大转变而形成的“煤经济”、“石油经济”，有力地促进了人类经济社会的大发展。然而，化石能源终究是要枯竭的，以当前最重要的石油资源为例，最新预测结果是储采比为40年。由于对化石能源大量使用可能导致的全球变化和资源枯竭的担忧，以及对可持续发展和保护环境的追求，由于氢的燃烧值特别高，将氢气冷却到-252.72℃以下，再加上压力，氢气就不再是气体，而变成无色的液体-液态氢。液态氢燃烧时产生的热量，每千克高达28900千卡，是汽油燃烧值的3倍，在所有的矿物、生物和化工燃料中居于榜首(除核燃料)。氢的“爆发力”强，非常易于燃烧，并且在空气中燃烧的温度较高，可超过2000℃。火焰传播的速度特别快，比甲烷快4倍。由于上述优点氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注，发展氢能已被认为是21世纪能源的新的转折点。

正是由于氢能源的诸多优点，研究一种经济、便捷的制氢技术就是新能源领域里的一项重要课题。目前在许多制氢的方法，其中利用金属热化学分解水制氢技术就是一种前景可观的高纯氢气制取技术。但是许多年来，一直都无法解决水与金属的反应界面的问题。而且随着高科技的迅速发展和合成材料的迫切要求，氧化锌粉体广泛应用于各个行业中，特别是纳米级氧化锌，是近年来开发的一种新型无机功能材料，其粒子尺寸在1-100nm。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点，在磁、光、电敏感等方面，具有普通氧化锌所无法比拟的特殊性能，因此具有广泛的用途。纳米氧化锌主要应用在橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化妆品和电子等工业，作为抗菌添加剂、防晒剂、光催化剂、气体传感器、图像记录材料、吸波材料、导电材料、压电材料、橡胶添加剂等。纳米氧化锌粉的开发研究必将日益受到人们的高度重视。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种生产超纯氢的装置。其包括蒸汽发生器，射流喷嘴，真空射流反应器，扩压管，气固分离器等主要部分，其是一种利用喷射射流产生真空的技术原理，使水蒸汽与锌蒸汽发生反应，同时得到氢与纳米氧化锌粉体的反应设备，可以同时产生高附加值产品，有效提高制取氢与超细氧化锌粉的经济效益。同时还解决了水蒸汽与锌反应界面的问题。

本实用新型的通过下述技术方案实现

其包括蒸馏水注入口1，蒸汽发生器2，第一连接阀3，喷射泵4，第二连接阀5，射流喷嘴6，真空射流反应器7，扩压管8，气固分离器9，锌液发生器10，金属锌入料口11。蒸馏水注入口1位于蒸汽发生器的顶端右侧1/3的位置，蒸汽发生器2，第一连接阀3，喷射泵4，第二连接阀5，射流喷嘴6，真空射流反应器7，扩压管8和气固分离器9位于同一条中轴线上，蒸汽发生器2与喷射泵4由第一连接阀3连接，射流喷嘴6位于真空射流反应器7的最右端的中心部位，真空射流反应器7与扩压管8通过第二连接阀5连接，锌液发生器10位于真空射流反应器7的下部的中心位置，锌液发生10上的金属锌入料口11位于锌液发生器10的左侧中心位置。

其中蒸汽发生器所需的液体为蒸镏水。

锌液发生器所需的金属锌为纯度为99.9％的锌。

工作时，金属锌液进入锌液发生器，利用喷射射流所形成的真空使锌液降低蒸发温度，形成锌蒸汽，通过喷射泵与射流喷嘴产生水蒸汽高速射流，在射流反应器中发生锌蒸汽与水蒸汽的反应，最终在气固分离器中分离，得到氢与纳米氧化锌粉体。

与现有技术相比的优点

本实用新型是一种利用喷射射流产生真空的技术原理，使水蒸汽与锌蒸汽发生反应，同时得到氢与纳米氧化锌粉体的反应设备，可以同时产生高的附加值产品，有效提高制取氢与超细氧化锌粉的经济效益。同时还解决了水蒸汽与锌反应界面的问题。本实用新型在生产过程中节能高效，无污染，零排放。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构示意图。图中，1是蒸馏水注入口，2是蒸汽发生器，3是第一连接阀，4是喷射泵，5是第二连接阀，6是射流喷嘴，7是真空射流反应器，8是扩压管，9是气固分离器，10是锌液发生器，11是金属锌入料口

具体实施方式

如图1所示的结构，其包括蒸馏水注入口1，蒸汽发生器2，第一连接阀3，喷射泵4，第二连接阀5，射流喷嘴6，真空射流反应器7，扩压管8，气固分离器9，锌液发生器10，金属锌入料口11。蒸馏水注入口1位于蒸汽发生器的顶端右侧1/3的位置，蒸汽发生器2，第一连接阀3，喷射泵4，第二连接阀5，射流喷嘴6，真空射流反应器7，扩压管8和气固分离器9位于同一条中轴线上，蒸汽发生器2与喷射泵4由第一连接阀3连接，射流喷嘴6位于真空射流反应器7的最右端的中心部位，真空射流反应器7与扩压管8通过第二连接阀5连接，锌液发生器10位于真空射流反应器7的下部的中心位置，锌液发生10上的金属锌入料口11位于锌液发生器10的左侧中心位置。