專利名稱：粉末水解制氫裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及質子交換膜燃料電池的供氫裝置的結構技術領域，具體為粉末水解制
氫裝置。
背景技術：
現有的粉末水解制氫的裝置，其申請公布號CN102101645A，其申請公布日2011年06月22日，名稱一種硼氫化鈉水解制氫系統，該專利記載如下
本發明涉及硼氫化鈉水解制氫，具體地說是涉及一種硼氫化鈉水解制氫裝置，包括硼氫化鈉催化反應器、硼氫化鈉水溶液原料儲罐、微型計量泵、氣液分離器和氫氣凈化器；硼·氫化鈉水溶液原料儲罐通過微型計量泵與催化反應器的物料進ロ管路相連，催化反應器的產物物料進ロ通過管路與氣液分離器的物料進ロ相連，氣液分離器的氣體出口與氫氣凈化器的入口相連，氣液分離器的液體出口及氫氣凈化器的廢液出口通過管路與廢液收集裝置相連；氫氣凈化器的氣體出口通過管路與氫氣收集或使用裝置相連。本發明可為燃料電池提供高純度的氫氣。然而，上述系統具有如下缺點一、該系統需要配有蓄電池或外接電源才能保證其先啟動微型計量泵，再產生氫氣，因此，對于配有蓄電池的系統，不僅增加系統的重量，而且由于蓄電池會發生自放電現象，當蓄電池的儲電漏完后，該制氫系統就不能工作；此外，對于采用外接電源的系統，若停電或在野外，該制氫系統也不能工作。ニ、該系統采用電控的微型計量泵將硼氫化鈉水溶液注入催化反應器中進行反應，其不利之處在干，首先，需要耗電功，増加系統復雜性，其次，由于微型計量泵的壓頭很小，這勢必導致了反應產生的氫氣的壓カ很小，通常只有零點零幾個大氣壓，因此反應的產氣壓力不能保證用氫裝置如燃料電池的供氣壓カ需求(燃料電池運行時，氫氣的供氣壓カ范圍為零點幾個大氣壓至I個大氣壓)，從而對燃料電池的發電性能造成影響。三、對于時時變化的氫氣供氣流量需要微型計量泵來調節，這勢必造成了微型計量泵工作不穩定、壽命降低。四、僅僅通過憎水透氣膜對反應的氫氣進行過濾，因此，過濾后氫氣的純度和干燥度較差，此外，很容易引起憎水透氣膜堵塞，從而大大減少了憎水透氣膜的壽命。

發明內容
針對上述問題，本發明提供了粉末水解制氫裝置，降低了裝置的重量，減少的裝置的復雜性，増加了裝置的實用性和可靠性，保證了氫氣供應的壓力、流量和穩定性；且保證生成氫氣的干燥度和純度，并可大大延長干燥過濾器的使用壽命。粉末水解制氫裝置，其技術方案是這樣的其包括粉末原料溶液罐、反應罐，所述粉末原料溶液罐內裝有原料液，所述原料液具體為制氫粉末溶解于水形成，其特征在于所述粉末原料溶液罐的下部通過液體管路連接所述反應罐的上部進ロ，所述反應罐內裝有催化劑，所述反應罐的上部出口通過出口管路連通至水濾降溫罐的多孔介質濾頭的進ロ，所述水濾降溫罐內裝有液態水，所述多孔介質濾頭浸沒于所述液態水，所述水濾降溫罐的上部出口通過管路連通至干燥過濾器的下部進ロ，所述干燥過濾器的下部填充有干燥過濾齊U，所述干燥過濾器的上部設置有微孔過濾膜，所述干燥過濾器的頂部出口通過出氣管路依次連通減壓閥、節流閥、球閥，打氣筒通過充氣管路連通至所述粉末原料溶液罐，所述充氣管路上設置有充氣單向閥；所述液體管路上設置有中間單向閥；所述出口管路上設置液體止回單向閥。其進ー步特征在干所述微孔過濾膜和所述干燥過濾劑的上端面留有間隙，所述間隙對應的干燥過濾器的側壁外接有安全閥；
所述粉末原料溶液罐的罐體外壁外接有壓カ表。采用本發明后，只要用打氣筒將一定壓カ的氣體打入粉末原料溶液罐就可以保證制氫裝置的啟動，其結構簡單，降低了裝置的重量，減少的裝置的復雜性；用打氣筒可以將原料溶液罐內的壓カ增壓至2-3個大氣壓甚至更高，結合減壓閥和節流閥，可以保證氫氣的供氣壓カ維持在零點幾個大氣壓至I個大氣壓內，從而保證了燃料電池的運行性能；此夕卜，當減壓閥和節流閥的開度固定后，若燃料電池發電功率減小，則燃料電池的氫氣需求量·減少，故本裝置的反應罐中的氫氣壓力會上升，粉末原料溶液罐和反應罐之間的壓差減小，進而從粉末原料溶液罐輸送到反應罐的原料液的量就減少，反應產生的氫氣量也隨之減少，從而自動調節了燃料電池所需的氫氣量；通過采用水濾罐、干燥過濾罐實現水洗、干燥過濾劑吸收、微孔過濾膜超細過濾，從而保證生成的氫氣干燥(相対濕度低于5%)和清潔(純度>99. 99%)，以及可以大大延長干燥過濾器的使用壽命；綜上，其降低了裝置的重量，減少的裝置的復雜性，増加了裝置的實用性和可靠性，保證了氫氣供應的壓力、流量和穩定性；且保證生成氫氣的干燥度和純度，并可大大延長干燥過濾器的使用壽命。


圖I為本發明的結構示意框圖。
具體實施例方式見圖1，其包括粉末原料溶液罐3、反應罐5，粉末原料溶液罐3內裝有原料液17，原料液17具體為制氫粉末溶解于水形成，制氫粉末具體為硼氫化鈉粉末，粉末原料溶液罐3的下部通過液體管路18連接反應罐5的上部進ロ，反應罐5內裝有催化劑20，反應罐5的上部出ロ通過出口管路21連通至水濾降溫罐7的多孔介質濾頭13的進ロ，水濾降溫罐7內裝有液態水19，多孔介質濾頭13浸沒于液態水19，水濾降溫罐7的上部出口通過管路22連通至干燥過濾器8的下部進ロ，干燥過濾器8的下部填充有干燥過濾劑14，干燥過濾器8的上部設置有微孔過濾膜15，干燥過濾器8的頂部出ロ通過出氣管路23依次連通減壓閥9、節流閥10、球閥11，打氣筒I通過充氣管路24連通至粉末原料溶液罐3，充氣管路24上設置有充氣單向閥2 ;液體管路18上設置有中間單向閥4 ;出ロ管路21上設置液體止回單向閥6。微孔過濾膜15和干燥過濾劑14的上端面留有間隙，間隙對應的干燥過濾器8的側壁外接有安全閥16 ;粉末原料溶液罐3的罐體外壁外接有壓カ表12。其工作原理如下將制氫粉末(如硼氫化鈉粉末等)溶解于水中形成原料液17并存儲在粉末原料溶液罐3中；用打氣筒I通過充氣單向閥2向粉末原料溶液罐3的上部充入高壓氣體，其中，充氣單向閥2保證充入的氣體不會反向向外泄漏，壓カ表12確保充入的氣體達到所需的壓力；高壓氣體將原料液17通過粉末原料溶液罐3中的液體管路18、中間單向閥4壓入反應罐5中；反應罐5的下部裝有催化劑20 (溶液或固體);原料液17進入反應罐5后，在反應罐5下部的催化劑20 (溶液或固體)的作用下水解生產氫氣，其中，中間單向閥4防止生成的氫氣反向進入粉末原料溶液罐3 ;產生的氫氣以及其中夾帶的反應雜質通過液體止回單向閥6進入水濾降溫罐7，在多孔介質濾頭13的分配下產生大量氫氣氣泡，氫氣氣泡與液態水19充分接觸，從而洗去氫氣中夾帶的反應雜質并對氫氣降溫，其中，液體止回單向閥6防止水濾降溫罐7中的液態水19反向進入反應罐5中；從水濾降溫罐7中出來的濕潤氫氣進入干燥過濾罐8的下部，氫氣中的水分和微量反應雜質被吸收在干燥過濾劑14中，在此基礎上，氫氣進一步通過干燥過濾罐8上部的微孔過濾膜15將其中殘留的水分和痕量反應雜質完全濾除，其中，若裝置發生異常使壓カ超高，通過安全閥16可以將超出的壓カ釋放，從而保證裝置安全；干凈的氫氣進一歩被減壓閥9減壓，被節流閥10調節流量并穩定壓力，再通過球閥11向外輸出所需壓カ和流量的氫氣?！?br> 權利要求
1.粉末水解制氫裝置，其包括粉末原料溶液罐、反應罐，所述粉末原料溶液罐內裝有原料液，所述原料液具體為制氫粉末溶解于水形成，其特征在于所述粉末原料溶液罐的下部通過液體管路連接所述反應罐的上部進口，所述反應罐內裝有催化劑，所述反應罐的上部出口通過出口管路連通至水濾降溫罐的多孔介質濾頭的進口，所述水濾降溫罐內裝有液態水，所述多孔介質濾頭浸沒于所述液態水，所述水濾降溫罐的上部出口通過管路連通至干燥過濾器的下部進口，所述干燥過濾器的下部填充有干燥過濾劑，所述干燥過濾器的上部設置有微孔過濾膜，所述干燥過濾器的頂部出口通過出氣管路依次連通減壓閥、節流閥、球閥，打氣筒通過充氣管路連通至所述粉末原料溶液罐，所述充氣管路上設置有充氣單向閥；所述液體管路上設置有中間單向閥；所述出口管路上設置液體止回單向閥。
2.根據權利要求I所述的粉末水解制氫裝置，其特征在于所述微孔過濾膜和所述干燥過濾劑的上端面留有間隙，所述間隙對應的干燥過濾器的側壁外接有安全閥。
3.根據權利要求I所述的粉末水解制氫裝置，其特征在于所述粉末原料溶液罐的罐體外壁外接有壓力表。
全文摘要
本發明提供了粉末水解制氫裝置，降低了裝置的重量，減少的裝置的復雜性，增加了裝置的實用性和可靠性，保證了氫氣供應的壓力、流量和穩定性；且保證生成氫氣的干燥度和純度，并可大大延長干燥過濾器的使用壽命。其包括粉末原料溶液罐、反應罐，所述粉末原料溶液罐內裝有原料液，所述原料液具體為制氫粉末溶解于水形成，其特征在于所述粉末原料溶液罐的下部通過液體管路連接所述反應罐的上部進口，所述反應罐內裝有催化劑，所述反應罐的上部出口通過出口管路連通至水濾降溫罐的多孔介質濾頭的進口，所述水濾降溫罐內裝有液態水，所述多孔介質濾頭浸沒于所述液態水，所述水濾降溫罐的上部出口通過管路連通至干燥過濾器的下部進口。
文檔編號C01B3/06GK102786031SQ20121028713
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者周偉林, 小笠原亮, 惲瑞剛, 曹廣益, 胡鳴若 申請人:無錫國贏科技有限公司