[发明专利]一种甲醇制氢装置及其制备氢气的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及制氢技术领域，特别涉及一种甲醇制氢装置及其制备氢 气的方法。

【背景技术】

在能源紧缺、环境污染的双重压力下，发展利用有机废液实现清洁 化处理与高效产氢相结合的新技术具有重要的现实意义。

目前甲醇作为制氢原料的方法主要有四种：高温分解制氢、部分氧 化制氢、蒸气重整制氢以及部分氧化与蒸汽重整联合制氢，这些传统制 氢方法(除了电解水制氢以外)的共同特点是都需要在高温环境下进行。

而超声波分解甲醇水溶液制氢是一种常温制氢方法，既可以降解工 业中含有甲醇的废水，又可以获得氢气。将超声波用于甲醇水溶液制氢 是一种富有创新性的方法，该方法与其他制氢方法相比，具有反应装置 结构简单、无需外部热动力、反应所需的环境温度低，加工运行费用低、 体系简单、清洁环保等独特的优点。

尽管国外学者Büttner[3]，Rassokhin[4-5]等人在高频(大于200kHz) 超声波降解甲醇水溶液方面做了相应的研究，他们的工作对该制氢方法 有重要的指导意义，但是他们的目的并不是制氢，研究氢气只是因为氢 气的产量与其他气体相比较高并且容易被气相色谱检测。此外，低频超 声波条件下制氢的研究尚不充分；并且影响因素的研究还有很大的改进 空间。国内学者白博峰[1]等人于2006年提出了超声波分解甲醇水溶液 制氢方法，由于当时的实验装置为槽式超声波发生器，能量传播过程损 失较大，产氢速率较低。

参考文献：

[1]白博峰，左志涛.甲醇制氢方法：中国，200610104410.6[P].2007.01.24.

[2]R.Sasikala，O.D.Jayakumar.Enhanced hydrogen generation by particles during sonochemical  decomposition of water[J].Ultrasonics Sonochemistry，2007，14：153-156.

[3]J.Büttner，M.Gutierrez，A.Henglein.Sonolysis of Water-Methanol Mixtures[J].J Phys Chem， 1991，95：1528-1530.

[4]D.N.Rassokhin，G.V.Kovalev，L.T.Bugaenko.Temperature Effect on the Sonolysis of  Methanol/water Mixtures[J].J Am Chem SOC，1995，117：344-347.

[5]D.N.Rassokhin，Lenart.Bugaenko，G.V.Kovalev.The sonolysis of methanol in diluted aqueous  solutions：product yields[J].Radiat Phys.Chem，1995，45(2)：251-255.

[6]Y.G.Adewuyi.Sonochemistry：Environmental Science and Engineering Applications[J].Ind.Eng. Chem.Res，2001，40(22)：4681-4715.

[7]E.A.Neppiras.Acoustic Cavitation[J].Phys.Rep，1980，61(3)：159-251.

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种常温环境下的甲醇制氢装置及其制备氢 气的方法。

为了实现上述目的，本发明一种甲醇制氢装置采用如下技术方案：

一种甲醇制氢装置，包括铁架台、变幅杆式超声波发生器、恒温水 浴槽和反应器；恒温水浴槽设置于铁架台的底座上，反应器放置于恒温 水浴中；变幅杆式超声波发生器固定于铁架台上，变幅杆式超声波发生 器包括依次连接的换能器、变幅杆和探头；反应器的顶部设有一个通孔， 探头穿过该通孔伸入反应器中，探头与反应器相接处用O型圈密封；反 应器上部设有气体取样口，并用硅橡胶密封；一曝气管穿过反应器壁伸 入反应器中。

所述反应器为壁厚8mm的有机玻璃体。

所述恒温水浴槽包括一个水浴入口和一个水浴出口，水浴出口的高 度高于水浴入口的高度。