[实用新型]一种动态自平衡气体发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体发生技术领域，具体涉及一种动态自平衡气体发生装置。

背景技术

迫于矿物能源的逐渐枯竭及环境问题的日益严重，我国及世界许多国家都把氢能技术和燃料电池的开发研究列为可持续发展的战略目标。当前燃料电池技术即将进入实用化，然而氢气的来源和供应一直是制约燃料电池应用推广的关键因素之一。其原因在于廉价、高纯度的氢气制备困难；氢气的贮存、运送还未得到有效解决，尤其是在战场、野外、偏远地区、灾区等特殊环境下要现场得到氢气就更困难了。虽然一些金属或金属氢化物如铝、镁、氢化钙、硼氢化钠等与水反应可以较简便的制取氢气，但其制氢过程难以控制，有的还需要把制取的氢气高压储存，不便于移动场合使用。

所以，现有制氢装置，不能解决在应急环境下为燃料电池等便携用氢设备可靠供氢。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动态自平衡气体发生装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供动态自平衡气体发生装置，该装置包括气体发生罐、物料仓、气体出口，其中，所述气体发生装置还包括集气罩和气体调压口；所述集气罩设在气体发生罐的内部，其底端与气体发生罐底端贯通；所述物料仓为透水的网状结构，嵌套在集气罩的内部；所述气体调压口设在气体发生罐的顶部位于集气罩侧壁顶端与气体发生罐侧壁顶端之间的位置，气体出口设在气体发生罐的顶部位于集气罩的上方。

其中，所述气体发生装置还包括加料口。

其中，所述气体发生装置还包括排液口，该排液口作为废液排出口，也可以作为清污口。

其中，所述集气罩为不透气性罩状结构。

其中，所述物料仓织网目数为5～800目。

其中，所述物料仓的材质优选为：不锈钢、尼龙、含氟材料、玻璃纤维、聚砜、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等金属及高分子材料。

其中，所述物料仓的底部不高于集气罩的高度。

其中，所述集气罩形状为：柱状、圆锥形、菱形、球形、长方形及其它特殊形状。

其中，所述集气罩材质优选为：不锈钢、尼龙、含氟材料、玻璃纤维、聚苯醚、聚砜、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等金属及高分子材料。

其中，所述气体发生装置在外部环境温度-20～50℃条件下均可使用。

本实用新型的动态自平衡气体发生装置可用于常规的固液反应制备气体，优选用于制备氢气。

该气体发生装置与气体清洗装置及输气管路共同组成制氢装置，实现稳定供应氢气。

制氢时，集气罩内部反应室中助剂水溶液和金属物料相遇时发生反应产生氢气，当氢气产生的压力大于集气罩外部气体挤压室内的压力时，反应室内的气体会把助剂水溶液压离反应室，从而使助剂水溶液与金属物料分离，反应室内产氢反应自动停止；当需氢设备使用并消耗氢气时，反应室内的压力下降，压力小于气体挤压室内压力，气体挤压室内气体会将助剂水溶液体压回反应室内继续与金属物料发生反应放出氢气。如此循环，气体发生罐内始终保持一定的气体压力，保持动态自平衡，从而确保本实用新型装置的不间断制氢、供氢和使用安全。

终止反应的条件：氢气出口阀门关闭，金属物料与助剂水溶液由于压力作用分开或金属物料完全反应。

气体发生罐根据系统压力与需氢设备的用氢速度调节反应室内的制氢反应，控制反应物料接触面积和时间进而控制反应速度，保证氢气的稳定、足量供应，且保证装置安全稳定运行。

本实用新型具有以下积极效果：

本实用新型气体发生装置采用固态金属物料与助剂水溶液进行反应制氢的工艺方法。固态金属物料与助剂具有储存方便，运输便捷等优点，可以方便实现现场制氢。

本实用新型气体发生装置根据系统压力的动态自平衡与需氢设备的用氢速度调节集气罩内反应室反应，控制反应物料接触面积和时间从而控制反应速度，提高了制氢效率和反应物的利用率，保证氢气的稳定、足量供应，且保证装置安全稳定运行。

本实用新型气体发生装置整个设备结果简单、体积小，重量轻，密封性能好，反应速度快，可以根据需要即时产气，即时使用。供应的氢气量在设计范围内可控，氢气纯度高，流量稳定，不需要消耗电能和燃料，无污染，特别适用于移动设备上以氢气为燃料的燃料电池等发电装置。

本实用新型中的氢气制备所用原料无毒无味，原料利用率高且无副反应，制取的氢气纯度高。

本实用新型气体发生装置无能耗、反应后产物可以实现回收再利用。