[发明专利]一种金属制氢循环系统

说明书

本发明涉及一种金属制氢循环系统，包括依次连接的补液仓、循环仓、反应器、水气分离器以及过滤器，其中，所述补液仓和循环仓内填充有催化剂液，且所述循环仓内填满催化剂液，所述反应器内设有能量罐，所述能量罐内装填制氢金属，所述水气分离器的顶部设有气相出口，所述气相出口通过过滤器与氢气用户连接，所述水气分离器的底部设有液相出口，所述液相出口与补液仓连接。本发明通过携带足够多的制氢原料，可实现野外临时大量用氢，适于气象制氢、燃料电池野外临时用氢，具有操作简单、污染小、成本低、维护方便、安全性好等优点。

技术领域

本发明涉及制氢技术领域，具体涉及一种金属制氢循环系统。

背景技术

当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。

氢气的制备有很多方法，如电解水制氢、甲醇重整制氢、化学制氢等。其中，化学制氢以功耗小、结构简单、补给方便等优势，成为野外用氢最合适方案。传统气相用化学制氢设备为硅铁粉制氢，化学反应剧烈，产物污染严重；硼氢化钠制氢受限于硼氢化钠原料本身成本问题，一直无法得到大规模运用。相对于硼氢化钠，金属镁铝制氢成本低，且产物更环保。金属镁铝制氢时，反应物为水，而在加入水的过程中，难免会将空气带入，从而增加了排除空气的工序，不仅会造成氢气浪费，也增加了安全隐患。

因此，本领域急需一种更安全的金属制氢循环系统。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种更安全的金属制氢循环系统。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种金属制氢循环系统，所述系统包括依次连接的补液仓、循环仓、反应器、水气分离器以及过滤器，其中，所述补液仓和循环仓内填充有催化剂液，且所述循环仓内填满催化剂液，所述反应器内设有能量罐，所述能量罐内装填制氢金属，所述水气分离器的顶部设有气相出口，所述气相出口通过过滤器与氢气用户连接，所述水气分离器的底部设有液相出口，所述液相出口与补液仓连接。在本申请中，催化剂液从补液仓输送至循环仓，从而将循环仓内的催化剂液压入反应器中，由于循环仓内始终处于填满状态，因此，在输入反应器内的催化剂液中，不会含有空气，从而减少了排空的步骤(除了更换能量罐之后，首次制氢需要排出反应器内部的空气之外)，提高了制氢的安全性。催化剂液进入反应器中，与能量罐内的制氢金属反应，得到氢气。

在第一方面的一种实施方式中，所述补液仓和所述循环仓之间设有进料泵，所述进料泵的一端插入所述补液仓的底部，进料泵的另一端与所述循环仓的顶面连接。

在第一方面的一种实施方式中，所述循环仓的顶面设有进料口、出料口和循环口，所述进料口与进料泵的一端连接，所述出料口与反应器的中部或上部连接，所述循环口与所述反应器的底部连接，并在连接管路上设有循环泵。

在第一方面的一种实施方式中，所述进料口、出料口和循环口处分别设有第一阀门、第二阀门和第三阀门。

在第一方面的一种实施方式中，所述反应器的底部与补液仓连接，并在连接管路上设置第四阀门。

在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂液为氢氧化钠、硼氢化钠、氯化钠、锡酸钠、氢氧化铝、氧化钙、硅酸钠或偏铝酸钠中的一种或多种的水溶液。

在第一方面的一种实施方式中，所述能量罐拆装式固定在反应器内部，所述能量罐包括外部的骨架以及放置在骨架内的制氢金属，且所述骨架的外部包括无纺布或金属网。骨架的材质应该为不会与催化剂液反应的金属如铜、银等，或者采用塑料、陶瓷、玻璃等惰性材料，金属网的材质也是不与催化剂液反应的金属，在骨架外设置无纺布或金属网，是为了保证制氢金属能够存储在骨架内。