一种高容量随机产氢系统的制作方法

本发明涉及产氢，具体为一种高容量随机产氢系统。

背景技术：

1、氢能源是新能源的最典型的代表，其中，氢燃料电池是氢能源的核心技术集大成者，但是，除了制氢以外，当前实际使用的储氢和输氢的技术方案有：第一是高压氢气方案：高压氢气罐、瓶，高压氢气管等，均暴露出严重的效率和安全和成本问题；第二是液态氢方案，因液氢制取和储存需要极低的温度维持，加之损耗大，导致经济性差；第三是固态氢方案，本质上的固体储氢方案，也就是储氢材料充-放氢的问题，但是也面临储、放氢的条件相对苛刻，加之储氢量(含氢质量百分比)较低、随充放循环次数增加出现放氢量衰减和储氢材料粉化等现象，带来效率较低和成本增加问题；第四种方案，一般认为就是简单有机氢化合物方案，或称为液体储氢方案，比如甲醇、氨气储氢、输氢方案，虽然能够实现高效率，但是存在释氢过程复杂、产物为纯二氧化碳或高含量二氧化碳等高二氧化碳或氧化氮排放弊端，加上安全性差等缺点，尚无法提供高效率、低成本、高可靠性的氢供应方案，因此，我们提出了一种高容量随机产氢系统。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高容量随机产氢系统，具备可以实现安全、便捷、随机供应氢气，还能精确控制、降低成本、提高效率等优点，解决了高效率、低成本、高可靠性和高安全性的氢供应的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述不仅可以实现安全、便捷、随机供应氢气，还能降低成本、提高效率的目的，本发明提供如下技术方案：一种高容量随机产氢系统，包括反应釜第一舱室，所述反应釜第一舱室的内腔设置有防溅腔，所述反应釜的内腔设置有集氢气腔即第二舱室，所述反应釜的内腔设置有粉料舱即第三舱室，所述反应釜的内腔设置有给料操作杆舱即第四舱室，所述反应釜第一舱室上部边缘设置有溢流阀，所述反应釜第一舱室的底部设置有底部放水阀，所述反应釜的第二舱室壁设置有氢气输出管和阀。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述反应釜的第一舱室放置有水溶液，所述反应釜第一舱室的外表面设置有液位线，所述反应釜第一舱室的的顶部设置有第一层端盖，所述反应釜第三舱室的底部设置有锥形舱底，所述反应釜的第三舱室上部设置有第三层端盖，所述反应釜的第四舱室上部设置有上端盖，所述反应釜的内腔上部边缘筒壁上设置有3-25个小钩子。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述反应釜的外表面设置有环反应釜外面温差发电片层，所述反应釜的底端设置有底部温差发电片层，所述环反应釜外面温差发电片层、底部温差发电片层均连接有温差发电输出端子，所述温差发电输出端子前连接有升压器。

7、作为本发明的一种优选技术的第一套方案，所述第二舱室粉料舱包括粉料舱筒体，所述粉料舱筒体的底端设置有锥形舱底，所述粉料舱筒体与第三层端盖之间固定连接，所述第三舱室粉料舱筒底部的锥形舱底设置有多个给料管口，所述给料管口的上端部设置有给料口开闭机构，所述开闭机构由垂向控制杆和垂向控制杆的底端的旋转挡板以及锥形舱底上的给料口组成，。

8、作为本发明的一种优选方案，所述旋转挡板位于给料管口的上部，挡板与管口紧贴布置，所述垂向控制杆的穿过第三舱室，以气密滑动连接穿过第四层端盖，所述垂向控制杆的顶端设置有固定的套接有齿轮，所述绕垂向轴齿轮的外表面啮合连接有水平抽拉式齿条，拉动齿条即可控制给料口开口大小，所述水平抽拉式齿条通过横向控制杆与总给料控制杆以拉环或插接等连接方式相连接，所述总给料控制杆从第四舱室侧壁通过轴承穿出，从反应釜外部进行推拉式控制。

9、作为本发明的一种优选技术的第二套给料控制方案，所述第三层端盖的内部设置有垂向控制杆，所述垂向控制杆的底端固定安装有锥尖向下的圆锥体，所述圆锥体与给料管口之间同轴配合活动连接，所述垂向控制杆穿过第三舱室，以气密滑动连接穿过第四层端盖，所述垂向控制杆的顶端设置有固定的垂向齿条，所述垂向齿条与横向轴齿轮的相啮合，所述横向轴连接水平控制杆，所述水平控制杆与总横向控制杆以齿轮相连接，所述总横向控制杆从第四舱室侧壁轴承连接穿出，从反应釜外部进行旋转式控制。

10、(三)有益效果

11、与现有技术相比，本发明提供了一种高容量随机产氢系统，具备以下有益效果：

12、1、该高容量随机产氢系统，通过金属氢化物与水溶液的化学反应，可控、随机制备氢气系统，克服了高压氢气罐等安全隐患，可以实现安全、便捷、随机供应氢气。

13、2、该高容量随机产氢系统，通过可控释放金属氢化物粉体，和充分活性的水溶液，能实现严格控制产氢速度，可用于车载氢源，即根据轿车用电需求数据设计本系统的反应速度，并反推出金属氢化物粉体的释放速度，保证轿车的启动和正常速度运行。

14、3、该高容量随机产氢系统，根据用氢设施的单位时间需氢量或氢燃料电池车辆的续航需求，推算出一次性装载金属氢化物粉体总量，进而易于推算出该产氢系统的几何尺寸、最小水溶液装载量等参数，方便地设计制造出合用的供氢系统(即氢箱)，易于推广到各种燃料电池车辆，如轿车、运动车、物流车、卡车甚至轨道车辆。

15、4、该高容量随机产氢系统，利用温差发电片阵列贴在反应釜外表面合底部表面，可以最大限度地的利用金属氢化物与水溶液化学反应所放出的热量，并为反应釜降温和恒温，在不明显增加系统复杂性和成本的情况下实现双收益：反应釜降温和废热利用。

16、5、该高容量随机产氢系统，本发明金属氢化物粉体易于生产，安全性高，便于运输和储存，含氢量高。

17、6、该高容量随机产氢系统，本发明金属氢化物，如氢化镁，本身含氢6.7％wt，但是与水反应：mgh2+2h2o＝mg(oh)2+2h2，一摩尔的氢化镁夺取了二摩尔水中的一摩尔氢气，总共放出二摩尔氢气，实现了比原料氢化镁中的含氢量多一倍的放氢量，即实现了放氢量的倍增：放氢相当于氢化镁总量的15.5％wt，以便于实现“借水之势、成氢之愿”。

18、7、该高容量随机产氢系统，本发明在水溶液内经过水析氢之后，固体产物为纳米级氢氧化镁，是为高价值化工原料，沉降在收集袋中，很容易的全部回收，重复利用，显著降低系统制氢成本。

19、8、该高容量随机产氢系统，本发明反应釜内水溶液的工作浓度范围很宽，可随时通过溢流管补充加入清洁水，补充析氢消耗，以确保反应釜内有足量的水溶液供化学反应制氢过程不受影响，同样金属氢化物粉体也可以通过粉料舱段侧面的可开闭孔，在不造成氢气泄漏条件下补充加入，并不会影响制氢过程。

20、9、该高容量随机产氢系统，本发明在每个垂向控制杆上，设置2-5个与垂向控制杆垂直的搅动细杆，且相邻搅拌细杆互相垂直；这些搅动细杆的直径是垂向控制杆的1/10-1/3，以确保金属氢化物粉体堆积并振动之后形成板结时，能够及时被这些搅动细杆在旋转或上下移动时所搅动，成为松散状态，保证控制释放速度的精准度。

技术特征：

1.一种高容量随机产氢系统，包括反应釜第一舱室(1)，其特征在于：所述反应釜第一舱室(1)的内腔上部设置有防溅腔(2)，所述反应釜的内腔设置有用于集氢气的第二舱室(3)，所述反应釜的内腔设置有用于盛装粉料的第三舱室(4)，所述反应釜的内腔设置有用于给料操作控制的第四舱室(5)，所述反应釜第一舱室(1)上部边缘部设置有溢流阀(6)，所述反应釜第一舱室(1)的下部边缘设置有底部放水阀(9)，所述反应釜的第二舱室(3)的舱壁设置有氢气输出管(17)。

2.根据权利要求1所述的一种高容量随机产氢系统，其特征在于：所述反应釜第一舱室(1)内腔盛装有水溶液(11)，所述反应釜第一舱室(1)的外表面设置有液位线(12)，所述反应釜第一舱室(1)和第二舱室(3)之间设置有第一层端盖(13)，所述反应釜的第二舱室(3)和第三舱室(4)之间设置有第二层端盖，即锥形舱底(14)，所述反应釜的第三舱室(4)和第四舱室(5)之间设置有第三层端盖(15)，所述反应釜的第四舱室(5)上部设置有上端盖(16)，所述反应釜第一舱室(1)的内腔壁的上部边缘处设置有3-25个小钩子(18)。

3.根据权利要求1所述的一种高容量随机产氢系统，其特征在于：所述反应釜第一舱室(1)的外表面设置有环反应釜外表面温差发电片层(7)，所述反应釜第一舱室(1)的底部外表面设置有底部温差发电片层(8)，所述环反应釜第一舱室的外面温差发电片层(7)、底部温差发电片层(8)均连接有温差发电输出端子(10)，所述温差发电输出端子(10)电路上连接有升压器(19)。

4.根据权利要求2所述的一种高容量随机产氢系统，其特征在于：所述第三舱室(4)包括粉料舱筒体(20)，所述第一层端盖(13)及给料管下口与第一层端盖间形成环状氢气溢出缝隙(23)，所述粉料舱筒体(20)与第三层端盖(15)之间气密连接，所述粉料舱筒体(20)与第四舱室(5)的连接处设置有密封圈(30)，所述粉料舱筒体(20)的底部即锥形舱底上设置有3-25个均匀分布的给料管口(22)，所述给料管口(22)的上端口处设置有给料口开闭机构(21)。

5.根据权利要求4所述的一种高容量随机产氢系统，其特征在于：所述第三层端盖(15)的上部为第四舱室(5)，其内部设置有横向总控制杆和垂向控制杆(24)以及齿轮-齿条连接系统，穿过舱壁的轴承连接，作为第一种释放产氢粉料的操作方案，所述垂向控制杆(24)与旋转挡板(31)固定相连，所述旋转挡板(31)与垂向控制杆之间设有固定连接节点(32)，所述旋转挡板(31)与给料管口(22)紧密接触，所述垂向控制杆(24)的顶部固定套接有绕垂向轴齿轮(33)，所述绕垂向轴齿轮(33)与水平齿条(34)相啮合，所述水平齿条(34)与第四舱室(5)中的主操作杆轴承支撑座方式相连接，所述主操作杆(28)以轴承方式穿过第四舱室侧壁，外部端头部通过抽拉环(36)以抽拉方式控制粉料释放的开关与速度调节。

6.根据权利要求4所述的一种高容量随机产氢系统，其特征在于：所述第三层端盖(15)的上设置有纵向控制杆(24)穿过的滑动接口，作为第二种释放产氢粉料的操作方案，所述纵向控制杆(24)的底端固定安装有圆锥体(35)，所述圆锥体(35)与给料管口(22)的内腔之间活动连接，所述纵向控制杆(24)的上部顶端设置有垂向设置的齿条(34)，所述垂向齿条(34)与水平轴齿轮(27)相啮合，所述水平轴齿轮(27)上的转轴与给料操纵杆舱(5)中的总控制杆(28)以齿轮-齿条形式相连接。

7.根据权利要求5或6所述的一种高容量随机产氢系统，其特征在于：所述给料操纵杆舱(5)中设置有给料操作垂向控制杆(27)，所述给料操作垂向控制杆(24)与第二层端盖(15)以活塞式气密连接套(25)定位连接，所述活塞式气密连接套(25)与垂向控制杆(24)上的套筒相配合，并且通过气密连接穿过第三层端盖(15)的内部，所述给料操作垂向控制杆(27)的上部设置有给料操作横杆(26)，所述给料操作横杆(26)的一端设置有抽拉式总控制环(36)，所述给料操作横杆(26)的外设表面设置有气密封滑动轴承(37)，所述气密封滑动轴承(37)位于第四舱室(5)之舱壁上；

技术总结本发明涉及产氢技术领域，且公开了一种高容量随机产氢系统，包括反应釜第一舱室，所述反应釜第一舱室的内腔上部设置有防溅腔，所述反应釜的内腔设置有集氢气腔即第二舱室，所述反应釜的内腔设置有粉料舱即第三舱室，所述反应釜的内腔设置有给料操作杆舱即第四舱室，所述反应釜第一舱室上部边缘设置有溢流阀，所述反应釜第一舱室的下部边缘设置有底部放水阀，所述反应釜的第二舱室壁设置有氢气输出管和阀，所述反应釜的第一舱室放置有水溶液，所述反应釜的外表面设置有液位线，所述反应釜的第三舱室放置有产氢的金属化合物粉料。本发明不仅可以实现安全、便捷、随机供应氢气，还能降低成本、提高效率。技术研发人员：权高峰受保护的技术使用者：成都川智元商贸有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27